異常粉煤灰原因分析和檢測方法探究

黃高峰

(健研檢測集團有限公司,福建 廈門 361000)

粉煤灰主要產生于燃煤發(fā)電廠,是煤炭燃燒后產生的廢棄物。為了使資源的利用率得到有效提升,粉煤灰被廣泛應用于建筑工程領域,并且對提高施工質量做出一定貢獻。粉煤灰雖然能夠作為混凝土工程的關鍵材料,但是在實際應用中卻發(fā)現粉煤灰氨味、膨脹等異常現象,從而使工程質量受到極大影響。為了解決這一問題,必須對粉煤灰異常原因進行分析,并且對粉煤灰質量給予有效檢測。

1 異常粉煤灰原因分析

1.1 實驗材料

在對異常粉煤灰的原因進行實驗分析時,主要采用以下幾種材料：一是粉煤灰。本次實驗的粉煤灰主要分為普通粉煤灰和異常粉煤灰。普通粉煤灰來自于三個不同的煤炭發(fā)電廠,分別標記為F1、F2和F3,而異常粉煤灰來自于兩個不同的混凝土攪拌站,均散發(fā)強烈刺鼻的氨味,且在混凝土澆筑過程中發(fā)生冒泡現象,分別標記為F4和F5；二是基準水泥,主要選擇初凝時間為240分鐘,終凝時間為270分鐘,比表面積為350m2/kg,抗折強度和抗壓強度分別為7.3～8.1MPa、40.1～49.5MPa的P·Ⅰ42.5級水泥。

1.2 實驗方法

本次實驗主要對GC/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》文件給予詳細參照,從而分析粉煤灰的燒失量、細度、活性指數和化學組成等內容。

具體來看,粉煤灰的基本性能包括以下內容：F1號粉煤灰的燒失量為1.0%,細度為11.2%,需水量為92%,安定性和放射性均為合格,強度活性指數為64%；F2號粉煤灰的燒失量為1.0%,細度為9.5%,需水量為90%,安定性和放射性均為合格,強度活性指數為77%；F3號粉煤灰的燒失量為0.2%,細度為19.2%,需水量為91%,安定性和放射性均為合格,強度活性指數為62%；F4號粉煤灰的燒失量為6.3%,細度為26.4%,需水量為98%,安定性和放射性均為合格,強度活性指數為64%；F5號粉煤灰的燒失量為6.0%,細度為41.3%,需水量為106%,安定性和放射性均為合格,強度活性指數為71%。

粉煤灰的化學成分包括以下幾部分：F1號粉煤灰的二氧化硅含量為48.27%,氧化鋁含量為30.75%,氧化鈣含量為4.94%,氧化鐵含量為8.12%,氧化鎂含量為2.53%,三氧化硫含量為0.35%,五氧化二磷含量為0.23%；F2號粉煤灰的化學成分含量依次為48.40%、33.25%、3.46%、3.78%、2.40%、0.25%和0.26%；F3號粉煤灰的化學成分含量分別為50.47%、25.53%、7.62%、5.27%、1.25%、0.50%和0.43%；F4號粉煤灰的化學成分含量分別為39.00%、23.02%、13.74%6.95%、1.72%、1.80%和1.63%；F5號粉煤灰的化學成分含量分別為41.05%、27.04%、11.89%、5.13%、1.83%、1.96%和0.98%。

1.3 結果分析

根據實驗得出的粉煤灰基本性能和化學組成可以看到,普通粉煤灰的燒失量、細度、活性指數和化學成分含量均達到GC/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的標準要求,而異常粉煤灰的燒失量、細度、活性指數普遍較高,二氧化硅和氧化鋁的含量偏低,三氧化硫、五氧化二磷等化學成分含量偏高,因此不符合粉煤灰質量標準要求。

(1)氨味問題。與沒有氣味的普通粉煤灰相比,異常粉煤灰散發(fā)出刺激性氨味,這主要因為粉煤灰在電廠經歷脫硝工藝,因此氨會殘留在粉煤灰中。現階段電力行業(yè)的發(fā)展水平不斷提升,因此燃煤發(fā)電廠的污染治理力度越來越大,由于在治理過程中會應用到煙氣脫硝技術,因此會應用到尿素、氨成分的脫硝劑,而粉煤灰本身屬于多孔結構,因此會大量吸收催化反應殘留的硫酸氫銨,從而導致氨氣問題發(fā)生。

(2)膨脹問題。普通粉煤灰與堿性溶液混合時不會發(fā)生膨脹反應,而異常粉煤灰的膨脹反應非常明顯,這主要是因為異常粉煤灰會在堿性溶液中散發(fā)爆燃性氣體,因此體積會發(fā)生顯著變化。導致這一現象發(fā)生的主要原因在于粉煤灰的采集運輸過程,由于粉煤灰中混入大量垃圾焚燒后的殘渣,因此會造成膠砂體積發(fā)生膨脹[1]。

2 異常粉煤灰檢測方法分析

2.1 氨味問題的檢測方法

在對異常粉煤灰的氨氣問題進行檢測時,主要經歷以下幾個步驟：首先,檢驗人員要嚴格將溫度控制在18℃～22℃之間,并且對實驗裝置的氣密性進行檢查；其次,檢驗人員要定量稱取粉煤灰5.00g,并且準備500mL的0.1mol/L氫氧化鈉溶液；第三,檢驗人員要將二者分別加入錐形瓶和分液漏洞中,然后對測量管和平衡管的高度進行調節(jié),使其與液面保持平衡,然后對計量數據V1進行準確記錄；第四,檢驗人員要對分液漏洞的閥門進行調整,從而使粉煤灰充分混合在氫氧化鈉溶液中,并用電磁攪拌器混合均勻；第五,檢驗人員需要再次對測量管和平衡管的高度進行調節(jié),從而保障與液面的一致性,再次準確讀取數據V2；第六,根據以下公式對單位氣體釋放量進行計算：c=(V2-V1)/m。最終測量出普通粉煤灰的單位氣體釋放量均為0,而F4號異常粉煤灰的單位氣體釋放量為5.46mL/g,F5號異常粉煤灰的單位氣體釋放量為0.50mL/g。

2.2 膨脹問題的檢測方法

3 結論

綜上所述,針對異常粉煤灰原因及檢測方法的探究是非常必要的。現階段粉煤灰已經在建筑工程領域得到廣泛應用,但是粉煤灰異常現象卻嚴重影響施工質量,因此必須對異常原因及質量檢測方法給予深入分析。研究可得,不同類型的粉煤灰在應用中具有不同效果,而經過特殊處理的粉煤灰耐水粘結強度較高,能夠有效替代水泥作用,保障混凝土工程的質量安全。