• 分類：行業(yè)新聞
• 作者：水泥與混凝土雜志
• 來源：水泥網(wǎng)
• 發(fā)布時間：2023-07-25
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【概要描述】粉煤灰是預(yù)拌混凝土主要原材料之一，它的質(zhì)量直接影響混凝土的質(zhì)量和性能。

為了嚴(yán)格控制進(jìn)場粉煤灰質(zhì)量，更好地利用這一資源來改善混凝土性能，本文總結(jié)出粉煤灰質(zhì)量快速鑒定方法。

粉煤灰是從煤粉爐煙道氣中收集到的粉末，屬人工火山灰質(zhì)材料，顆粒很小，多呈球形(通稱微珠)。

摻入混凝土中，它的顆粒形態(tài)效應(yīng)可產(chǎn)生減水勢能；從而起到減少需水量，提高耐久性和抗?jié)B能力，微集料效應(yīng)產(chǎn)生致密勢能，火山灰質(zhì)效應(yīng)產(chǎn)生活化勢減少收縮，降低內(nèi)部溫升，提高抗拉強(qiáng)度，抗硫酸鹽侵蝕，減少泌水和抑制堿一骨料反應(yīng)等多方面的作用。

摻粉煤灰不僅可以節(jié)約混凝土生產(chǎn)成本，還能改善和提高混凝土的性能，因此在混凝土生產(chǎn)中被廣泛使用。

隨著水電、風(fēng)電、核電等清潔能源的不斷發(fā)展，火電廠的比重越來越低，產(chǎn)生的粉煤灰也越來越少，不能滿足市場需求。粉煤灰也因供需不平衡出現(xiàn)價格上漲，并出現(xiàn)以次充好、以假亂真的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量。

由于GB/T1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》和GB/T50146《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中只規(guī)定了細(xì)度、三氧化硫、需水量比、含水量、游離氧化鈣等常規(guī)參數(shù)及檢測方法，且檢測時間偏長，不能快速有效鑒定粉煤灰質(zhì)量好壞及真?zhèn)?，不便用于進(jìn)場粉煤灰質(zhì)量驗收。






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粉煤灰質(zhì)量快速鑒定方法


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01改變?nèi)臃绞?br/>




粉煤灰傳統(tǒng)取樣都是打開粉料罐車頂蓋，使用鐵鏟或樣瓢取表面樣品。

部分供應(yīng)商為謀取更大利潤，先將質(zhì)量較差或偽劣粉煤灰裝入中下部，最后在面部裝入質(zhì)量較好的粉煤灰，使得收料人員每次都取到較好樣品，從而蒙混過關(guān)。

為了防止供方作假，訂做了不銹鋼取樣器，長2.5m，大管直徑40mm，小管直徑36mm，前端錐形，分別從錐段200mm處開1500mm長1/3直徑的口，里外兩根取樣管可以轉(zhuǎn)動，使取樣口關(guān)閉或打開。

通過實際取樣使用發(fā)現(xiàn)，打開取樣口后，樣品會往下端掉落，存在不同層樣品混合現(xiàn)象，不能觀察各分層樣品情況。

經(jīng)改進(jìn)，分別在上、中、下設(shè)置隔板，使不同層樣品不會混合，基本實現(xiàn)了分層取樣觀察的目的。





02顏色鑒定質(zhì)量





同一電廠相同質(zhì)量的粉煤灰顏色基本一致，若顏色發(fā)生變化，雖然不能判定質(zhì)量好壞，但至少說明粉煤灰質(zhì)量可能發(fā)生變化。粉煤灰顏色變化存在幾種可能：

一是電廠煤質(zhì)或煅燒工藝發(fā)生變化；

二是粉煤灰來源非同一廠家；

三是磨細(xì)粉煤灰原料或配方發(fā)生變化；四是供應(yīng)商弄虛作假等。

除粉煤灰顏色變化非常明顯，可以一眼發(fā)現(xiàn)，但是粉煤灰顏色變化不明顯時，很難發(fā)現(xiàn)顏色變化。

將進(jìn)場粉煤灰與上批次(或正常樣色)樣品進(jìn)行對比，可以明顯觀察到顏色是否有變化。

因此，研究并確定粉煤灰質(zhì)量快速鑒定方法，可以有效控制進(jìn)場粉煤灰質(zhì)量，確保滿足混凝土質(zhì)量控制要求。






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03密度鑒定質(zhì)量






粉煤灰的表觀密度一般在2100～2400Kg/m3，而石粉、礦渣等材料的表觀密度一般在2700～2900Kg/m3，如果粉煤灰密度偏高，說明粉煤灰質(zhì)量可能存在問題。

但粉煤灰表觀密度測定較為繁瑣，用時較長，不便用于及時檢測進(jìn)場粉煤灰質(zhì)量。

而粉煤灰堆積密度一般在700～900Kg/m3，如果粉煤灰堆積密度偏高也可判定其表觀密度偏高。粉煤灰堆積密度測定簡單、快捷，檢測需要的儀器較少。

檢測方法可參考砂子堆積密度檢測方法，將粉煤灰通過漏斗裝入測砂子松散堆積密度的容量筒內(nèi)，自由放滿1L，用直尺從中間往兩邊刮平，稱重去皮計算。

當(dāng)進(jìn)場粉煤灰過磅重量與正常情況偏差較大時，也應(yīng)懷疑其質(zhì)量存在問題。

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04粉煤灰中摻石粉的鑒定




部分供應(yīng)商通過摻入石粉來降低成本，獲取更大的利潤。由于摻入石粉會降低粉煤灰活性，影響混凝土施工性能。






為了防止供應(yīng)商在粉煤灰中摻石粉，可采用草酸、鹽酸等酸溶液來檢測石粉含量，原理是石粉中的碳酸鈣遇到酸，會分解出二氧化碳，產(chǎn)生氣泡。

測試方法是將鹽酸或草酸稀釋到10～20％，將約1g粉煤灰樣品放入裝有約200ml稀釋酸的燒杯中，觀察是否有氣泡或產(chǎn)生氣泡聲音，根據(jù)氣泡多少判定石粉含量。

以上方法只適用于摻入含有碳酸鹽的石粉，而花崗巖、沉積巖、玄武巖中基本不含碳酸鈣，使用酸檢測不會產(chǎn)生氣泡。

因此，若供應(yīng)商摻入非碳酸鹽石粉，是無法用酸檢測出來?；◢弾r、沉積巖、玄武巖中主要成分為二氧化硅，如果摻入上述石粉，會使粉煤灰中二氧化硅大幅增加。

因此通過檢測粉煤灰中二氧化硅成分，可以判定摻入硅質(zhì)石粉。粉煤灰二氧化硅成分檢測方法參照GBT176《水泥化學(xué)分析方法》中二氧化硅檢測方法。

粉煤灰中二氧化硅成分化學(xué)分析方法較復(fù)雜，用時較長。由于石粉密度和堆積密度比粉煤灰重得多，可以采用表觀密度或堆積密度方法初步判定。






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05需水量比鑒定






需水量比是粉煤灰質(zhì)量的一項重要指標(biāo)，其嚴(yán)重影響混凝土用水量和施工性能。

但標(biāo)準(zhǔn)方法需要膠砂攪拌機(jī)、跳桌等設(shè)備，操作復(fù)雜，要求操作技能較高，很容易操作失敗，需重新檢測。

通過試驗，總結(jié)出一種簡單快捷的測試方法：

直接將100g粉煤灰裝入400ml燒杯中，加入50ml水，用玻璃杯或刮刀攪拌均勻，通過觀察粉煤灰稠度判定粉煤灰需水量比，如圖8。也可以達(dá)到一定稠度所需的用水量來判定需水量比。






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06三氧化硫測定






電廠為了減少SO3的排放，往往需要采取脫硫措施，產(chǎn)生的粉煤灰即CFB脫硫粉煤灰。它含有大量的硫化物或硫酸鹽，容易造成混凝土開裂。

在水介質(zhì)中，用氫型陽離子交換樹脂對粉煤灰中的硫酸鈣進(jìn)行兩次靜態(tài)交換，生成等物質(zhì)的氫離子，以酚酞為指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，可以快速檢測出粉煤灰中三氧化硫含量。

具體操作步驟為：


稱取約0.2g試樣，精確至0.0001g，置于放有5g樹脂，10mL熱水及一根磁力攪拌子的150mL燒杯中，搖動燒杯使試樣分散。然后加入40mL沸水，立即置于磁力攪拌器上。

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加熱攪拌10min取下，以快速濾紙過濾，用熱水洗滌燒杯和濾紙上的樹脂4～5次，濾液及洗液收集于放有2g樹脂及一根磁力攪拌子的150mL燒杯中(此時溶液體積在l00mL左右)。

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將燒杯再置于磁力攪拌器上，攪拌3min。

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取下，以快速濾紙將溶液過濾于300mL燒杯中，用熱水洗滌燒杯和濾紙上的樹脂5～6次。

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向溶液中加入5～6滴酚酞指示劑溶液，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至微紅色。


三氧化硫的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)等于氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對三氧化硫的滴定度乘以滴定時消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，再除以0.1倍試樣質(zhì)量。

如果需要檢測粉煤灰中準(zhǔn)確三氧化硫含量，可以按照GBTl76《水泥化學(xué)分析方法》中硫酸鋇重量法測定三氧化硫含量。

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07氨氣鑒定





電廠為了減少燃煤過程中NOx的排放，需要在燃煤過程中進(jìn)行“脫硝”處理，脫硝工藝不當(dāng)可能會造成粉煤灰中殘留一部分的NH4+，當(dāng)粉煤灰與水泥攪拌時，遇到堿性環(huán)境就會釋放出NH3(氨氣)。

在混凝土塑性階段產(chǎn)生大量氣體，影響混凝土質(zhì)量。由于氨氣屬于刺激性氣體，可以將約300g粉煤灰、700g水泥、500ml水在合適的容器中攪拌，用手輕輕將容器內(nèi)的空氣扇入鼻子處，如果聞到刺激性的氨氣味道，則判斷有粉煤灰中有NH4+。

若想準(zhǔn)確測定粉煤灰中NH4+含量，可參考河南省建筑科學(xué)研究院有限公司研發(fā)的粉煤灰中氨釋放量檢測方法。

通過以上快速鑒定方法，可以有效控制進(jìn)場粉煤灰質(zhì)量，確保粉煤灰能夠滿足混凝土質(zhì)量要求。

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