检测骨料碱活性的方法有岩相法、化学法、砂浆棒法、压蒸法、混凝土棱柱体法和岩石柱法等,其中岩相法是*基本的方法,基于矿物学、晶体光学,利用偏光显微镜、扫描电镜等仪器,鉴定骨料的岩石种类、结构构造及矿物成分,能够判断骨料中是否含有碱活性的岩石矿物。
本事例侧重于集料的岩相分析。
岩相法是通过肉眼和显微镜对骨料进行观察,以鉴定骨料的岩石种类、结构构造及矿物成分,确定骨料是否含有碱活性矿物、碱活性矿物的类别以及碱活性矿物占骨料的重量百分含量,从而定性评定骨料的碱活性。
在通过肉眼观察的方法对骨料进行预先判别时,如果不易分辨,也可以用锤将骨料敲碎并观察其断面。
在使用岩相法对碎石等矿物进行分析时,如果显微镜分辨有一定困难时,还可借助于扫描电镜、X-衍射分析、差热分析、红外光谱分析等手段,对矿物作出判断。
试验分析
中钢国检检测人员依据相关标准,通过对某碎石骨料进行岩相及矿相观察,发现该碎石样成分不均一,包括泥岩、石英杂砂岩、炭质页岩等(沉积岩)。
石英杂砂岩主要成分为石英颗粒、杂基及部分磁黄铁矿或黄铁矿,磁黄铁矿或黄铁矿呈斑点状零星分布,部分分布聚集。
炭质页岩主要成分为炭质、部分泥质矿物及方解石,炭质及泥质矿物相间分布,有较明显的定向构造,方解石主要呈脉状贯穿,有少量不透明矿物分布。
随后,对同一样品通过能谱分析观察分析,以获得更多的数据。
采用多点扫描及面扫描,该碎石样主要由O、Si、C、Al、Ca、Fe、S等元素组成,其中O、Si分布较均匀且含量较高,Al、Fe、S等元素多集中分布,存在部分以Fe、S元素为主要组成的矿物。
经对比分析,岩相分析中矿物组成与能谱分析中元素组成具有较高的一致性,表明该碎石样品含有类硫铁矿。
其中Fe多以二价铁(Fe2+)形式存在,易被氧化形成三价铁(Fe3+),而硫铁矿物在水、氧气等环境介质作用下会发生氧化反应,生成铁锈等导致体积膨胀,并在水分的作用下渗出。
这样的碎石骨料应用在混凝土结构中,会对混凝土及工程结构产生相应的影响。