李平菊
(中鐵二十一局集團(tuán)第二工程有限公司檢測(cè)中心,甘肅 蘭州 730000)
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淺析粉煤灰燒失量影響因素
李平菊
(中鐵二十一局集團(tuán)第二工程有限公司檢測(cè)中心,甘肅蘭州 730000)
摘要:主要闡述了檢測(cè)粉煤灰燒失量參數(shù)時(shí)的影響因素,本文章是從坩堝的灼燒、恒重及放置冷卻的時(shí)間三個(gè)方面對(duì)影響粉煤灰燒失量的因素進(jìn)行分析,并提出實(shí)際檢測(cè)中應(yīng)該注意的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:粉煤灰;燒失量;恒重;冷卻時(shí)間
粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體物質(zhì),是我國(guó)當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢棄物之一,排出的風(fēng)塵不經(jīng)過(guò)特殊處理,直接排入大氣,危害環(huán)境,甚至其中有毒物質(zhì)嚴(yán)重危害人類健康和生物環(huán)境。粉煤灰的主要氧化物組成部分為:SiO2(45%~65%)、Al2O3(20%~35%)及Fe2O3(5%~10%)和CaO(5%)等。目前,我國(guó)火力發(fā)電的燃料主要是煤,而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,粉煤灰的排放量也在不斷加大。所以,研究粉煤灰的性質(zhì)是將其重新利用、變廢為寶。目前,粉煤灰用于建筑行業(yè)混凝土摻和料,可以取代混凝土中相同質(zhì)量的部分水泥,從而降低費(fèi)用。因此,粉煤灰在混凝土中起著非常重要的作用,具體如下:
1)改善砼和易性?;炷林杏捎诠橇项w粒之間存在著一定的空隙,粉煤灰取代等量的水泥時(shí)混凝土漿體的體積就會(huì)增大,這使?jié){體順利地填充骨料間的空隙,包圍骨料,在骨料之間起到潤(rùn)滑的作用,提高了混凝土拌和物的和易性。
2)抑制砼泌水。在高性能混凝土中,一般會(huì)加入外加劑,會(huì)產(chǎn)生泌水現(xiàn)象。粉煤灰摻入混凝土中可以填充細(xì)骨料在拌和物中形成的空隙,粉煤灰取代等量水泥摻入混凝土,混凝土的用水量適度地降低,抑制了混凝土的泌水。
3)提高砼后期強(qiáng)度。在混凝土中摻用粉煤灰不與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使水泥顆粒完全分開(kāi),更加充分地進(jìn)行水化反應(yīng),同時(shí)由于粉煤灰本身材質(zhì)的特殊性質(zhì),摻入粉煤灰可提高混凝土后期強(qiáng)度[1]。
4)降低砼水化熱。水泥在混凝土水化反應(yīng)中是放熱反應(yīng),水泥摻入量越多,水化反應(yīng)產(chǎn)生的水化熱就越多,混凝土實(shí)體就會(huì)產(chǎn)生裂縫,將粉煤灰摻入混凝土取代部分水泥可減少水泥的水化熱,也就減少了混凝土實(shí)體工程由于溫度升高而造成的裂縫。
5)改善砼耐久性。目前混凝土施工中,耐久性指標(biāo)要求很高,混凝土中摻入粉煤灰對(duì)其凍融有很大影響。如果粉煤灰燃燒不充分,質(zhì)量差,含碳量高都會(huì)對(duì)混凝土耐久性有不利影響。摻入粉煤灰質(zhì)量差,其抗凍融性降低。但當(dāng)施工的過(guò)程中摻入質(zhì)量較好的粉煤灰同時(shí)就會(huì)降低水灰比,混凝土的抗凍性效果更加理想。
所以,在混凝土施工的過(guò)程中,摻用粉煤灰的優(yōu)劣嚴(yán)重影響著混凝土的質(zhì)量,燒失量作為粉煤灰檢驗(yàn)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,對(duì)高性能混凝土有著重要的影響:1)在鍋爐中粉煤灰燃燒不充分,還存在部分未燃碳,增大了燒失量,含碳量越高,影響混凝土的需水量,從而影響混凝土的水膠比;2)粉煤灰燒失量過(guò)高會(huì)嚴(yán)重影響對(duì)混凝土中含氣量的控制。粉煤灰燒失量,即將在105~110℃的烘箱中烘干至恒重時(shí),在950~1000℃灼燒后較少部分的重量百分比。
依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T176-2008對(duì)燒失量進(jìn)行試驗(yàn):稱取樣品1.0000g,精確到0.0001g,置已經(jīng)灼燒恒重的瓷坩堝內(nèi),斜蓋上坩堝蓋,在檢測(cè)設(shè)備馬弗爐中設(shè)定溫度950~1000℃,灼燒15~20min,冷卻至恒溫,稱量。反復(fù)灼燒,直至恒重[2]。
水泥燒矢量的計(jì)算公式:
X=(m2-m3)/(m2-m1)
式中:X——燒失量,%;
m1——坩堝質(zhì)量,g;
m2——坩堝和試樣質(zhì)量,g;
m3——灼燒后坩堝和試樣質(zhì)量,g。
從試驗(yàn)檢測(cè)中可以得知,影響粉煤灰燒失量檢測(cè)結(jié)果的主要因素分別有:稱量、灼燒溫度、恒重、灼燒時(shí)間、放置時(shí)間。在粉煤灰燒失量檢測(cè)中所用到的儀器分析天平和馬弗爐都是經(jīng)過(guò)檢定部門檢定合格的,只要嚴(yán)格規(guī)范地操作,檢測(cè)結(jié)果不會(huì)有較大的偏移。所以,我們討論一下恒重和放置時(shí)間對(duì)粉煤灰燒失量檢測(cè)結(jié)果的影響。
3.1恒重坩堝放置時(shí)間對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的影響[3]
取6個(gè)空坩堝置于馬弗爐,灼燒的溫度為950℃,分別灼燒40min后,在干燥器中冷卻30min至常溫,稱量,再將坩堝繼續(xù)放在馬弗爐中同樣的溫度下灼燒1h,冷卻30min至常溫,稱量。在這基礎(chǔ)上繼續(xù)將6個(gè)坩堝分3組在干燥器中放置,1、2是一組,3、4是一組,5、6是一組,在干燥器中分別放置2h、6h、12h、分別對(duì)其測(cè)定。結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 灼燒坩堝放置時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響
根據(jù)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)得知,坩堝灼燒后在干燥器中放置30min才能達(dá)到常溫,由表1可以看出,坩堝灼燒40min和灼燒1h的重量之差符合標(biāo)準(zhǔn)恒重的要求,從節(jié)約能源和時(shí)間的角度考慮,將坩堝灼燒40min、放置30min最為適宜。
3.2坩堝恒重對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響
稱取烘干樣品1.0000g,分別以未經(jīng)灼燒的坩堝和灼燒的坩堝對(duì)粉煤灰進(jìn)行燒失量檢測(cè),結(jié)果顯示灼燒的坩堝和未經(jīng)過(guò)灼燒的坩堝數(shù)值相差很大,不符合標(biāo)準(zhǔn)要求。見(jiàn)表2。
表2 未灼燒的坩堝檢測(cè)燒失量的結(jié)果
從表3可以看出,在檢測(cè)過(guò)程中,必須將坩堝灼燒至恒重,而且坩堝放置的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),在干燥器中放置30min即可稱量。
表3 灼燒恒量的坩堝檢測(cè)燒失量的結(jié)果
3.2放置時(shí)間對(duì)盛樣品坩堝的影響
取6個(gè)已經(jīng)灼燒至恒重的坩堝及樣品在馬弗爐灼燒20min,然后取出放置干燥器中冷卻30min冷卻至室溫,冷卻室溫之后對(duì)1號(hào),2號(hào)再延長(zhǎng)冷卻時(shí)間至2h,3號(hào),4號(hào)冷卻至6h,5號(hào)、6號(hào)冷卻至12h。見(jiàn)表4。
表4 放置時(shí)間對(duì)燒失量的影響
由表4可以看出,盛有檢測(cè)樣品的坩堝容易返潮,放置的時(shí)間越長(zhǎng),粉煤灰燒失量越小,檢測(cè)誤差越大。在兩組平行檢測(cè)中,燒失量之差符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
在粉煤灰檢測(cè)的過(guò)程中,檢測(cè)設(shè)備符合要求、人員操作規(guī)范的前提下,在灼燒空坩堝時(shí),起初灼燒1h后再每次按0.5h灼燒最為適宜,灼燒一定時(shí)間之后放置在干燥器中自然冷卻,從檢測(cè)的結(jié)果來(lái)看放置時(shí)間對(duì)粉煤灰燒失量檢測(cè)結(jié)果影響很大,由于在盛有藍(lán)色硅膠的干燥器中還是存在一定量的水分,對(duì)于恒重空坩堝冷卻時(shí)放置的時(shí)間越長(zhǎng),粉煤灰燒失量越大,誤差越大,對(duì)于檢測(cè)后盛樣坩堝放置時(shí)間越長(zhǎng),燒失量越小,誤差越大。所以,在粉煤燒失量的檢測(cè)中灼燒后的坩堝及灼燒后帶樣品的坩堝放置40min后稱量最為適宜。
參考文獻(xiàn):
[1]黃燕梅.淺析粉煤的利用[Z].福建建材綜合論述,2013.
[2]GB/T176-2008,水泥化學(xué)分析試驗(yàn)方法[S].
[3]劉吉貴.影響水泥燒失量檢測(cè)結(jié)果的因素分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)、2009.
中圖分類號(hào):TQ325