混凝土检测中碱骨料反应的检测流程和判定标准

碱骨料反应（AAR）是混凝土中碱组分与骨料活性矿物发生的破坏性化学反应，会引发结构膨胀开裂、强度下降，是影响混凝土耐久性的关键因素。准确执行检测流程并掌握判定标准，是提前防控AAR危害的核心技术手段。本文结合现行国家标准与工程实践，详细拆解混凝土检测中AAR的具体流程及判定依据，为检测工作提供可操作的技术参考。

碱骨料反应的检测前提：活性矿物与反应类型认知

碱骨料反应分为两类：一是碱-硅酸反应（ASR），由骨料中活性二氧化硅（如玉髓、鳞石英、方石英）与碱反应生成膨胀性硅酸钠凝胶；二是碱-碳酸盐反应（ACR），由碳酸盐骨料中活性白云石与碱反应产生二氧化碳气体。检测前需明确：ASR是最常见类型，涉及硅质骨料；ACR主要针对碳酸盐骨料（如白云岩）。这两类反应的检测方法与判定标准存在差异，需先通过岩相分析初步锁定反应类型。

样品采集与预处理：确保检测代表性的关键步骤

样品采集需保证代表性：对于未使用的骨料，应从料堆不同部位采集至少5kg，破碎至0.15~0.6mm粒径，去除泥土、有机质等杂质；对于硬化混凝土，需用钻芯机从结构受力均匀部位（如梁底、柱侧）取3个以上直径≥100mm的芯样，切割成20mm厚的块体，研磨成粉末并过0.08mm筛，去除粗颗粒。预处理后的样品需密封保存，避免受潮或污染。

化学法检测：快速初判骨料活性的经典方法

化学法依据GB/T 14684-2011《混凝土碱骨料反应试验方法 化学法》执行。具体步骤：称取50g预处理后的骨料，置于250mL锥形瓶，加入100mL 1mol/L NaOH溶液，密封后放入60℃水浴箱，每隔8h摇晃1次，浸泡24h；用定性滤纸过滤，取滤液测定SiO₂含量（钼蓝比色法，分光光度计波长810nm）和碱含量（火焰光度计测Na₂O、K₂O，计算总碱量Na₂Oeq=Na₂O+0.658K₂O）。

检测中需注意：水浴温度需严格控制在60±2℃，避免温度过高加速非活性矿物溶解；过滤时需弃去初始5mL滤液，防止滤纸吸附影响结果。化学法的优势是快速（24h出结果），但仅适用于ASR初判，无法替代长期膨胀检测。

快速砂浆棒法：模拟实际工况的膨胀率检测

快速砂浆棒法是GB/T 14685-2011规定的ASR核心检测方法，模拟混凝土实际养护条件。步骤如下：按砂灰比2.25、水灰比0.47制备40×40×160mm砂浆棒（骨料采用0~2.5mm和2.5~5mm级配，水泥选用基准水泥或已知碱含量的试验水泥）；成型24h后脱模，放入80℃、100%湿度养护箱（或1mol/L NaOH溶液，液面高于试样20mm）；用千分表或引伸计测定1d、3d、7d、14d、28d龄期的长度变化，计算膨胀率ε=(Lt-L0)/L0×100%（L0为初始长度，Lt为t龄期长度）。

该方法的关键参数：养护温度需稳定在80±2℃，避免温度波动影响膨胀速率；砂浆棒需用塑料膜密封，防止水分蒸发。对于高碱水泥（碱含量>0.6%），需用1mol/L NaOH溶液替代水养护，模拟高碱环境。

岩相分析法：识别活性矿物的“显微镜工具”

岩相分析法是AAR检测的辅助验证手段，通过偏光显微镜观察骨料矿物组成。步骤：将骨料或硬化混凝土样品切成10mm小块，用环氧树脂镶嵌，磨制成厚度30μm的薄片；在正交偏光显微镜下观察，识别活性矿物：ASR相关的活性硅质矿物（玉髓呈纤维状消光、鳞石英呈扇形消光），ACR相关的活性碳酸盐矿物（白云石呈菱形解理、遇盐酸缓慢起泡）；统计活性矿物在骨料中的体积百分含量（如玉髓含量≥5%需进一步检测）。

岩相分析的核心是矿物鉴定经验：例如，普通石英无活性，但微晶石英（玉髓）具有高活性；石灰岩无活性，但白云岩（含MgCO₃>40%）可能引发ACR。该方法无法直接判定膨胀性，需结合化学法或砂浆棒法使用。

判定标准：分方法的量化指标与应用规则

不同检测方法的判定标准需严格对应国家标准：1、化学法（GB/T 14684-2011）：当浸出液SiO₂≥100mg/L且SiO₂/Na₂Oeq≥1.0时，判定为活性骨料；若SiO₂≥100mg/L但比值<1.0，需用快速砂浆棒法验证。2、快速砂浆棒法（GB/T 14685-2011）：28d膨胀率≥0.10%为具有潜在ASR危害；若28d膨胀率0.05%~0.10%，需延长至56d，若56d≥0.10%也判定为活性。3、岩相法：若骨料含活性矿物且含量≥5%，需结合其他方法；若不含活性矿物，直接判定为非活性。

需注意：ACR检测无统一化学法标准，需用岩相法确认白云石含量（≥10%），再用快速砂浆棒法（80℃ NaOH溶液养护）测膨胀率，28d膨胀率≥0.05%判定为活性。

多方法协同：规避单一检测局限性的实践逻辑

单一方法存在局限性：化学法易漏判低活性骨料（如含少量玉髓的石英岩），快速砂浆棒法周期长（需28d），岩相法依赖鉴定经验。工程中需组合使用：例如，某地铁工程骨料检测，先通过岩相法发现含8%玉髓，再用化学法测SiO₂=110mg/L、SiO₂/Na₂Oeq=1.1，最后用快速砂浆棒法测28d膨胀率0.13%，综合判定为具有ASR潜在危害；某住宅项目硬化混凝土检测，先取芯样磨粉测碱含量（Na₂Oeq=3.2kg/m³），再用岩相法发现骨料含5%白云石，结合芯样膨胀率（0.15%），判定为ACR引发的破坏。

协同检测的关键是“互相验证”：岩相法锁定活性矿物，化学法初判反应趋势，砂浆棒法验证膨胀性，三者结合才能得出可靠结论。例如，若岩相法未发现活性矿物，即使化学法结果阳性，也无需判定为活性骨料；若砂浆棒法膨胀率<0.05%，即使岩相法发现活性矿物，也可排除危害。