天津市预防混凝土碱骨料反应技术规程

目次

1总则............................................................................................1

2术语............................................................................................2

3基本规定....................................................................................3

3.1工程环境分类..................................................................................3

3.2技术要求..........................................................................................3

4骨料碱活性的检验....................................................................5

4.1一般规定..........................................................................................5

4.2试验方法..........................................................................................5

5质量检验与验收........................................................................7

5.1质量检验..........................................................................................7

5.2质量验收..........................................................................................8

附录A混凝土碱含量评估计算方法...........................................9

附录B砂、石碱活性快速试验方法.........................................11

本规程用词说明............................................................................17

引用标准名录................................................................................18

条文说明........................................................................................19

Contents

1GeneralProvisions......................................................................1

2Terms..........................................................................................2

3BasicRequirements....................................................................3

3.1EngineeringEnvironmentClassification...........................................3

3.2TechnicalRequirements....................................................................3

4AlkaliReactivityTestofAggregate............................................5

4.1GeneralRequirements.......................................................................5

4.2TestMethods.....................................................................................5

5QualityInspectionandAcceptance.............................................7

5.1QualityInspection.............................................................................7

5.2QualityAcceptance............................................................................8

AppendixATheCalculatedMethodoftheAlkali

ContentofConcrete................................................9

AppendixBARapidTestMethodforDeterminingthe

AlkaliReactivityofSandsandGravel....................11

ExplanationofWordinginThisSpecification................................17

ListofQuotedStandards................................................................18

ExplanationofProvisions...............................................................19

1总则

1.0.1为了有效预防混凝土碱骨料反应对混凝土结构造成的危

害，提高混凝土结构耐久性，制定本规程。

1.0.2本规程适用于天津市行政区域内以水泥为主要胶凝材料，

以砂、石为骨料的混凝土结构工程。

1.0.3本规程按混凝土结构部位所处的工程环境，规定了预防混

凝土碱骨料反应的基本规定、骨料碱活性的检验和质量检验与验

收。

1.0.4预防混凝土碱骨料反应技术，除应符合本规程外，尚应符

合国家现行有关标准的规定。

1

2术语

2.0.1碱骨料反应alkali-aggregatereaction

混凝土中的碱（包括外界渗入的碱）与骨料中的碱活性矿物成

分在潮湿环境下缓慢发生化学反应，导致混凝土膨胀开裂等现象。

代号AAR。

2.0.2碱活性骨料alkaliactiveaggregate

能在一定条件下与混凝土中的碱（包括外界渗入的碱）发生化

学反应，导致混凝土产生膨胀开裂等破坏的骨料。

2.0.3碱-硅酸反应alkali-silicareaction

混凝土中的碱（包括外界渗入的碱）与骨料中活性SiO2发生

化学反应，导致混凝土膨胀开裂等现象。代号ASR。

2.0.4碱-碳酸盐反应alkali-carbonatereaction

混凝土中的碱（包括外界渗入的碱）与碳酸盐骨料中活性白云

石晶体发生化学反应，导致混凝土膨胀开裂等现象。代号ACR。

2.0.5碱含量alkalicontent

混凝土及其原材料中当量Na2O含量；当量Na2O=Na2O+

3

0.658K2O，单位kg/m。

2.0.6胶凝材料用量bindercontent

混凝土中水泥和矿物掺合料用量之和。

2.0.7矿物掺合料mineraladmixture

以硅、铝、钙等氧化物为主要成分，并达到规定细度，掺入混

凝土中能改善混凝土性能的粉体材料。

2.0.8掺合料有效碱efficiencyalkaliofmineraladmixture

掺合料中能溶出并参与碱骨料反应的碱。

2

3基本规定

3.1工程环境分类

3.1.1Ⅰ类工程环境为干燥环境，指不与水或土壤直接接触且空

气相对湿度长期低于80%的环境。

3.1.2Ⅱ类工程环境为潮湿环境，指与水或土壤直接接触、长期

处于相对湿度高于80%或干湿交替的环境。

3.1.3Ⅲ类工程环境为潮湿的含碱环境。以水质分析报告中钾离

子、钠离子含量界定，当其含量之和不小于1400mg/L时为含碱环

境。

3.2技术要求

3.2.1当混凝土结构部位处于Ⅰ类工程环境时，可不采取预防混

凝土碱骨料反应的技术措施。

3.2.2当混凝土结构部位处于Ⅱ类工程环境时，用于混凝土的骨

料应进行碱活性检验。若使用非碱活性骨料，可不采取预防混凝土

碱骨料反应的技术措施；若使用碱活性骨料，应采取控制混凝土碱

含量≤3.0kg/m3等预防混凝土碱骨料反应的技术措施。

3.2.3当混凝土结构部位处于Ⅲ类工程环境时，用于混凝土的骨

料应进行碱活性检验，应使用非碱活性骨料并采取控制混凝土碱含

量≤3.0kg/m3等预防混凝土碱骨料反应的技术措施。

3

3.2.4在进行工程设计时，应根据本规程第3.1节的要求，标注混

凝土结构部位所处的工程环境；对处于Ⅱ、Ⅲ类工程环境的混凝土

结构部位，应在设计图和设计说明中标注“应采取预防混凝土碱骨

料反应的技术措施”。

3.2.5对于大型或重要的混凝土工程，采料场的骨料碱活性检验

和抑制骨料碱活性有效性检验宜进行不同实验室的比对试验。

4

4骨料碱活性的检验

4.1一般规定

4.1.1骨料碱活性检验项目应包括岩石类型检验、碱-硅酸反应活

性检验和碱-碳酸盐反应活性检验。

4.1.2在勘察和选择采料场时，各类岩石均应进行岩石类型检验、

碱-硅酸反应活性检验，碳酸盐类岩石还应进行碱-碳酸盐反应活性

检验。

4.1.3各类岩石制作的骨料均应进行碱-硅酸反应活性检验。

4.2试验方法

4.2.1用于检验骨料的岩石类型和碱活性的岩相法，应符合现行

行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52的规

定。

4.2.2用于检验骨料碱-硅酸反应的快速砂浆棒法，应符合本规程

附录B砂、石碱活性快速试验方法的规定。有争议时，应以现行

国家标准《建设用砂》GB/T14684、《建设用卵石、碎石》GB/T14685

中的快速碱-硅酸反应试验结果为准。

4.2.3用于检验碳酸盐骨料碱-碳酸盐反应活性的岩石柱法，应符

合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52

中碳酸盐骨料的碱活性试验（岩石柱法）的规定。

5

4.2.4用于检验骨料碱-硅酸反应活性的混凝土棱柱法，应符合现

行国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T

50082中碱骨料反应试验方法的规定。

4.2.5预防混凝土碱骨料反应的技术措施应按现行国家标准《预

防混凝土碱骨料反应技术规范》GB/T50733中预防混凝土碱骨料

反应的技术措施的规定执行。

6

5质量检验与验收

5.1质量检验

5.1.1采料厂的岩石碱活性检验应符合下列规定：

1岩石碱活性检验与评价应符合本规程第4章规定；

2每三个月进行一次岩石碱活性检验；

3当开采层面或岩石种类发生变化时，应随时进行检验；

4碱-碳酸盐反应活性的岩石不得用于制备混凝土骨料。

5.1.2混凝土生产单位的骨料碱活性检验应符合下列规定：

1同一采料场供应的骨料应按每3000m3或4500t为一个检

验批次；当来源稳定且连续两次检验均为非碱活性骨料时，可每两

个月检验一次。

2同一采料场供应的骨料发生变化时，应随时进行检验。

5.1.3混凝土生产单位的原材料质量检验应符合下列规定：

1当混凝土结构部位处于Ⅱ类工程环境，使用碱活性骨料时，

胶凝材料、外加剂及拌合用水的碱含量应进行复试，细骨料的氯离

子含量应进行复试，应进行混凝土碱含量评估，并采取预防混凝土

碱骨料反应的技术措施；使用非碱活性骨料时，胶凝材料、外加剂

及拌合用水的碱含量可不进行复试，细骨料的氯离子含量可不进行

复试。

2当混凝土结构部位处于Ⅲ类工程环境时，胶凝材料、外加

剂及拌合用水的碱含量，细骨料的氯离子含量应进行复试，应进行

7

混凝土碱含量评估，并采取预防混凝土碱骨料反应的技术措施。

3原材料的质量检验，应符合相关国家现行标准的规定。

5.1.4混凝土生产单位生产有预防混凝土碱骨料反应要求的混凝

土、混凝土预制构件时，应提供原材料质量检验报告及混凝土碱含

量评估报告。

5.2质量验收

5.2.1施工单位在承接混凝土结构工程时，应根据混凝土结构部

位所处的工程环境，执行以下规定：

1当混凝土结构部位处于Ⅱ类工程环境，经复试为碱活性骨

料时，应有胶凝材料、外加剂及拌合用水的碱含量复试报告，细骨

料的氯离子含量复试报告和混凝土碱含量评估报告，并采取预防混

凝土碱骨料反应的技术措施；经复试为非碱活性骨料时，不需要胶

凝材料、外加剂及拌合用水的碱含量复试报告，细骨料的氯离子含

量复试报告。

2当混凝土结构部位处于Ⅲ类工程环境时，应有混凝土原材

料的骨料碱活性复试报告，胶凝材料、外加剂及拌合用水的碱含量

复试报告，细骨料的氯离子含量复试报告和混凝土碱含量评估报

告。

5.2.2混凝土工程质量验收应符合现行国家标准《混凝土结构工

程施工质量验收规范》GB50204的规定。

8

附录A混凝土碱含量评估计算方法

A.0.1混凝土中水泥引入的碱含量Ac按下式计算：

Ac=WcKc（A.0.1）

3

式中：Ac—混凝土中水泥引入的碱含量（kg/m）；

3

Wc—混凝土中水泥的用量（kg/m）；

Kc—水泥的实测碱含量（％）。

A.0.2外加剂引入的碱含量Aca按下式计算：

Aca=ΣWca,iKca,i（A.0.2）

3

式中：Aca—混凝土中外加剂引入的碱含量（kg/m）；

3

Wca,i—混凝土中某种外加剂的用量（kg/m）；

Kca,i—某种外加剂的实测碱含量（%）。

A.0.3混凝土中矿物掺合料引入的有效碱含量Ama按下式计算：

Ama=ΣβiWma,iKma,i（A.0.3）

3

式中：Ama—混凝土中掺合料引入的有效碱含量（kg/m）；

βi—某种掺合料碱的溶出率；

3

Wma,i—混凝土中某种掺合料的用量（kg/m）；

Kma,i—某种掺合料的实测碱含量（%）。

粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、沸石粉的β值分别为1/6、

1/2、1/2、1。

A.0.4混凝土中拌合用水引入的碱含量Aw按下式计算：

Aw=WwKw（A.0.4）

3

式中：Aw—混凝土中拌合用水引入的碱含量（kg/m）；

3

Ww—混凝土中拌合用水的用量（kg/m）；

Kw—拌合用水的实测碱含量（%）。

9

A.0.5混凝土中砂引入的碱含量Ａa按下式计算：

Aa=0.76WaPac（A.0.5）

3

式中：Aa—混凝土中砂引入的碱含量（kg/m）；

0.76—氯离子质量折算成当量氧化钠质量的系数；

3

Wa—混凝土中砂的用量（kg/m）；

Pac—砂的实测氯离子含量（%）。

A.0.6混凝土碱含量A可按下式计算：

A=Ac+Aca+Ama+Aw+Aa（A.0.6）

3

式中：A—混凝土碱含量（kg/m）。

10

附录B砂、石碱活性快速试验方法

B.1仪器、设备

B.1.1试验筛

0.160mm和0.630mm方孔筛。

B.1.2天平

称量500g，感量0.1g。

B.1.3量筒、跳桌、刮平刀和捣棒

捣棒直径为5mm、端头扁平，其它为通用工具。

B.1.4试模及测头

金属试模，规格为10mm×10mm×40mm，两端正中有小孔，

测头在此固定埋入砂浆。测头用不锈钢制作，每个试模成型六条砂

浆试件，构造和尺寸见图B.1.4-1和图B.1.4-2。

11

图B.1.4-1金属试模尺寸单位：mm

图B.1.4-2不锈钢测头尺寸单位：mm

12

B.1.5水泥标准养护箱

温度（20±1）℃，相对湿度在90%以上。

B.1.6快速碱活性测定仪

测量范围为40mm至50mm，精度为0.001mm。

B.1.7不锈钢蒸养箱或蒸养锅与调温电炉

B.1.8鼓风干燥箱

能使温度控制在（105±5）℃。

B.1.9反应釜

必须为密封和能经受150℃高温高压（5个大气压）的不锈钢

容器，容积为500mL～1000mL，内有试件架，可将试件分别垂直

插入。

B.2材料

B.2.1水泥

不掺任何混合材的硅酸盐水泥，水泥碱含量在0.4%至0.8%之

间（以当量Na2O计）。按本试验方法净浆膨胀值不超过0.02%。

B.2.2KOH溶液

用化学纯KOH试剂，蒸馏水或饮用水配制，聚乙烯容器贮存。

砂浆搅拌液：

R)5.1(

100mL水中加KOH克数=（B.2.2-1）

166.0N

试件压蒸液：

10

100mL水中加KOH克数=（B.2.2-2）

N

式中R—水泥碱含量（以当量Na2O计）；

N—KOH试剂中KOH百分含量。

13

B.3试验步骤

B.3.1试样制备

骨料取样程序按现行国家标准《建设用砂》GB/T14684、《建

设用卵石、碎石》GB/T14685进行。将骨料破碎后用试验筛筛取

0.160mm～0.630mm的部分作试验用料，并筛洗烘干，其中0.160

mm以下的粉料不超过0.5%。

B.3.2试件制备

每一试模共六个试件，称取水泥50g、骨料25g，精确到0.1g。

首先将水泥倒入搅拌锅内，然后将骨料均匀地撒在水泥表面干拌1

min以上。用小于25mL量筒量取配好的KOH砂浆搅拌液15mL，

一次性注入混合料中，搅拌约2min。将一半浆料均匀地注入试模

的六个空间，用捣棒使测头周围充分填实，然后再注入剩余浆料，

捣实。把试模移至跳桌上跳动30次（约30s），刮平。将编号的纸

叠好、插入固定螺栓下。

B.3.3养护

成型后立即将试模移到水泥标准养护箱内养护。（24±2）h后

取出，编号，脱模，擦干净测头并用湿布盖好。

B.3.4基准长度L1的测定

脱模后测定的试件长度为基准长度L1。每块试件长度应精确

至0.001mm，未测试件用湿布盖好。

B.3.5蒸养

将试件分散地放置在蒸养箱内，在100℃下蒸养4h±5min。

蒸养过程中试件不得浸入水中。

B.3.6压蒸

将经蒸养并冷却后的试件插在反应釜试件架上，每六个试件注

入500mL配好的KOH试件压蒸液，使试件全部浸入溶液。密封

14

反应釜，在（150±2）℃下保温6h±5min（不含升温时间）。压

蒸结束后将反应釜取出，用水将高温反应釜冲洗冷却至40℃左右，

方可打开反应釜，将试件冲洗干净、擦干，并用湿布盖好，在室温

下放置1h以上。

B.3.7最终长度L2的测定

压蒸后测定的长度为最终长度L2。测定要求同B.3.4，而且测

定时的温度与B.3.4温差不得超过±2℃，每个试件测量时放置的

方向必须与B.3.4相同，未测试件必须用湿布盖好。

B.4结果计算

B.4.1试件膨胀率按如下公式计算：

LL

12100（B.4.1）

240L

式中ε—试件的膨胀率（%）；

L1—试件基准长度（mm）；

L2—试件最终长度（mm）；

L—测头埋入浆体的长度（2.5mm）。

以每组六个试件膨胀率的平均值作为该组试件的膨胀率。

B.5结果判定

B.5.1结果正确性判定

六个试件测定值的离散程度应符合下列要求：当试件的相对变

形量平均值超过0.04%时，每个试件的相对变形量不得超过平均值

的15%，超过者必须删去，取其它结果的平均值；每组结果所取的

15

平均值不得少于四个试件。

B.5.2碱活性判定

膨胀率大于或等于0.10%为碱-硅酸反应活性骨料，小于0.10%

为非碱活性骨料。

16

本规程用词说明

1为了便于在执行本规程条文时区别对待，对要求严格程度

不同的用词说明如下：

1）表示很严格，非这样做不可的用词：

正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”；

2）表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：

正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；

3）表示稍有选择，在条件允许时首先应这样做的用词：

正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；

4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词，采用

“可”。

2规程中指定应按其它有关标准、规范执行时，其写法为“应

按……执行”或“应符合……的要求（或规定）”。

17

引用标准名录

1《建设用砂》GB/T14684

2《建设用卵石、碎石》GB/T14685

3《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》

GB/T50082

4《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204

5《预防混凝土碱骨料反应技术规范》GB/T50733

6《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52

18

天津市工程建设标准

天津市预防混凝土碱骨料

反应技术规程

Technicalspecificationforprevention

alkali-aggregatereactionofconcreteinTianjin

DB/T29-176-2016

J11063-2016

条文说明

2016天津

修订说明

本规程修订过程中，编制组针对规程执行过程中存在的问题进

行了调查研究，总结了我国工程建设预防混凝土碱骨料反应的实践

经验，同时参考了现行中国工程建设标准《建设用砂》GB/T14684、

《建设用卵石、碎石》GB/T14685、《普通混凝土长期性能和耐久

性能试验方法标准》GB/T50082、《预防混凝土碱骨料反应技术规

范》GB/T50733、《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ

52等修订了本规程。

为便于广大设计、施工、科研等单位有关人员在使用本规程时

能正确理解和执行条文规定，《天津市预防混凝土碱骨料反应技术

规程》编制组按章、节、条顺序编制了本规程的条文说明，对条文

规定的目的、依据及执行中需注意的有关事项进行了说明。条文说

明不具备与规程正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握

规程规定的参考。

21

目次

1总则..........................................................................................23

2术语..........................................................................................24

3基本规定..................................................................................25

3.1工程环境分类................................................................................25

3.2技术要求........................................................................................25

4骨料碱活性的检验..................................................................27

4.1一般规定........................................................................................27

4.2试验方法........................................................................................27

5质量检验与验收......................................................................28

5.1质量检验........................................................................................28

5.2质量验收........................................................................................28

附录A混凝土碱含量评估计算方法.........................................29

22

1总则

1.0.1碱骨料反应是影响混凝土结构耐久性的重要原因之一。其

反应所造成的混凝土工程的损坏是在工程竣工后很长一段时间发

生的，因此在设计、施工时往往不被人们所重视。多年来，国内外

有关专家及科研工作者对此进行了深入的调查研究，一致认为：混

凝土碱骨料反应对混凝土结构的损坏是严重的，而且修补相当困

难，应该采取以预防为主的对策，因此为了预防混凝土碱骨料反应

制定本规程。

1.0.3本规程中工程环境分类是按照混凝土结构部位所处的环境

条件进行的。环境条件不同，预防混凝土碱骨料反应的技术要求也

不同。本规程制定了预防混凝土发生碱骨料反应的基本规定、骨料

碱活性的检验和质量检验与验收等，凡在天津市行政区域内从事混

凝土工程的各相关单位应认真执行本规程，达到提高混凝土结构耐

久性的目的。

23

2术语

2.0.8掺合料有效碱是指掺合料中能溶出并参与碱骨料反应的

碱，其中粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、沸石粉的溶出率分别为

1/6、1/2、1/2、1。若为其它掺合料，其溶出率须进行试验验证。

24

3基本规定

3.1工程环境分类

3.1.1处于Ⅰ类工程环境，即干燥环境条件下的混凝土结构部位，

如居室、办公室及非潮湿条件下的工业厂房、仓库等建筑。

3.1.2处于Ⅱ类工程环境，包括长期处于潮湿环境条件下的混凝

土结构部位，如基础（包括桩基础）、人防工程、地下室、地铁、

水坝、水池、隧道等混凝土结构；和处于干湿交替环境的混凝土结

构，如桥梁、公路、飞机场跑道、铁道轨枕等。

3.1.3Ⅲ类工程环境属于潮湿的含碱环境，为处于外部有供碱环

境且潮湿条件下的混凝土结构部位。本规程规定：钾离子、钠离子

含量之和大于或等于1400mg/L时为含碱环境。通过调研，我市市

区及郊县地区的地下水中钾离子、钠离子含量较低，基本上都在

1000mg/L以下；新港、东疆港、临港等地地下水中的钾离子、钠

离子含量在7000mg/L以上；开发区地下水中的钾离子、钠离子含

量在1500mg/L以上。无论是市区、郊区、郊县、还是滨海新区，

应以水质分析报告中钾离子、钠离子含量确定属于Ⅱ类或Ⅲ类工程

环境。

3.2技术要求

3.2.1、3.2.2混凝土发生碱骨料反应的条件是：碱活性骨料、一

25

定量的碱和