導致混凝土和砂漿缺陷的粉煤灰的鑑別方法
2023-12-07 01:58:36 1
專利名稱：導致混凝土和砂漿缺陷的粉煤灰的鑑別方法
技術領域：
本發明涉及建築材料檢測技術，特別是涉及導致混凝土和砂漿缺陷的粉煤灰的鑑 別方法。
背景技術：
粉煤灰是電廠煤粉煙道氣體中收集的粉末，其用於混凝土可改善混凝土性能、降 低混凝土成本、節約資源能源。粉煤灰在使用前需有專業質量檢測部門對其各項指標進行 測定，合格後方能使用，國家及地方標準、技術規程中對用於混凝土和砂漿的粉煤灰做出了 詳細的技術要求和測試方法。在國家標準《用於水泥和混凝土中的粉煤灰》中規定了混凝土 和砂漿用粉煤灰的技術要求和測試方法，包括細度、需水量比、燒失量、含水量、三氧化硫、 游離氧化鈣、安定性、放射性、鹼含量、均勻性。在國家標準《粉煤灰混凝土應用技術規範》 中又規定了粉煤灰配合比設計、取代水泥的最大限量、粉煤灰混凝土的施工。電力行業標準 《粉煤灰中砷、鎘、鉻、銅、鎳、鉛和鋅的分析方法(原子吸收分光光度法)》規定了粉煤灰中元 素分析的原子吸收分光光度法。針對特殊場合，有《港口工程粉煤灰填築技術規程》、《水工 混凝土摻用粉煤灰技術規範》；同時，有地方標準與施工規範中也對粉煤灰在混凝土中應用 進行規定。然而，電廠設施的改造、新建導致現在的粉煤灰與以往相比有所不同，這裡實際表 現為在部分工程現場摻用了符合現有技術要求的粉煤灰的混凝土和砂漿中出現明顯缺陷。 這種缺陷是由於粉煤灰在混凝土和砂漿漿液的鹼性液相環境中放出氣體，這些氣體在初凝 後的混凝土和砂漿中無法排出，最終保留在硬化後的混凝土和砂漿中而產生的。而按照現 有的方法無法對粉煤灰的此項指標做出檢測，因此，本專利發明了一種對可導致混凝土和 砂漿缺陷的粉煤灰的鑑別方法。
發明內容
在部分工程現場發現，摻用了符合現有技術要求的粉煤灰的混凝土和砂漿中存在 明顯缺陷，強度嚴重喪失，不能滿足設計、使用要求。而在現有標準、專利、科技文獻中未見 與此類問題相關內容的解決方案。本發明的目的在於解決這種可導致混凝土和砂漿缺陷的 粉煤灰的鑑別問題，為相關質量檢測機構對此監控提供了可行的技術解決方案，預防由此 產生的工程質量問題的發生。本發明的導致混凝土和砂漿缺陷的粉煤灰的鑑別方法，具體步驟如下。1)在X射線衍射儀上對樣品進行物相分析，獲得該樣品的X射線衍射譜圖；2)根據該粉煤灰樣品的X射線衍射譜圖對樣品是否在28. 4°、47. 3°同時出現衍 射峰核查；3)對於在28. 4°、47. 3°同時出現衍射峰樣品，對粉煤灰單位質量所產生氣體體 積、產生氣體持續時間進行測定；4)通過該項試驗得到數據，與工程現場粉煤灰在混凝土和砂漿中實際使用情況對t匕，得到經驗值當產生氣體持續時間2小時，且產生氣體體積超過臨界值0. 20mL/g，其產 生的氣體不能在水泥凝固前排出，認為該粉煤灰樣品導致混凝土和砂漿缺陷；否則，認為該
樣品無危吾。本發明使用的測試儀器為利用測量原理基於YS/T 617. 1-2007《鋁、鎂及其合金 粉理化性能測定方法第1部分活性鋁、活性鎂、活性鋁鎂量的測定氣體容量法》中的氣體測 量儀(其裝置示意圖見圖1)對粉煤灰單位質量所產生氣體體積、產生氣體持續時間進行測 定。該儀器錐形瓶中反應生成的氣體進入量氣管中，量氣管中水位刻度產生變化，通過讀反 應前後刻度差得到氣體體積；錐形瓶與量氣管由量氣管活塞連接；水槽與夾層水分別在錐 形瓶與量氣管外層，起到使其中氣體溫度保持一致的作用；量氣管另一端接水準瓶，水準瓶 用於量氣管初始刻度調零。使用步驟如下1)將粉煤灰樣品置於稱量管中，移入預先盛有 NaOH溶液的錐形瓶中，擰緊膠塞。2)轉動量氣管活塞，使量氣管與活塞的排氣孔相通。提 升水準瓶，排儘量氣管的空氣。轉動量氣管活塞，使量氣管與反應瓶相通，放置lOmin。3) 水槽中的冷卻水的溫度、量氣管夾層中水的溫度與室溫保持一致，每隔7min左右對一次起 點，兩次不變，記下此時起點讀數和時間。4)輕輕搖動錐形瓶，使粉煤灰樣品與NaOH溶液反 應，將錐形瓶置於水槽中，每隔lOmin左右搖動一次。5)待反應結束後，取出錐形瓶，放置 lOmin,每隔7min左右對一次終點，兩次不變,記下此時終點讀數和時間。根據該粉煤灰樣品的X射線衍射譜圖對樣品是否具有導致混凝土和砂漿缺陷的 潛在危險進行判斷正常的粉煤灰的X射線衍射譜圖一般包括莫來石、石英、氧化鋁、無定 形相。這種正常的粉煤灰不會在鹼性液相環境中生成氣體。當粉煤灰樣品在28. 4° ,47. 3° 同時出現衍射峰，表明樣品中含有單質娃，單質娃在鹼性液相環境中產生氫氣，能夠導致混 凝土、砂漿中缺陷的產生。因此，當粉煤灰樣品X射線衍射譜圖中同時出現28. 4°、47.3° 兩衍射峰，可認為該樣品具有可導致混凝土和砂漿缺陷的潛在危險；否則，可認為該樣品無 危害。對於樣品中認為具有可導致混凝土和砂漿缺陷的潛在危險的粉煤灰樣品，利用氣 體測量儀對其在pH為13的NaOH鹼性溶液中單位質量所產生氣體體積(V)、產生氣體持續 時間(t)進行測定，這裡pH值的給出是模擬粉煤灰在混凝土或砂漿灰漿中的實際反應條 件。為保持鹼性液相環境在測試過程中的穩定，NaOH鹼性溶液用量宜在300 500mL，粉煤 灰加入量為10g。量氣管起點、終點讀數差值除以粉煤灰質量得到V,反應起始、終止時間差 值得到t。當V和t均超過臨界值0. 20mL/g和2h時，其產生的氣體不能在水泥凝固前排 出，可認為該粉煤灰樣品可導致混凝土和砂漿缺陷；否則，可認為該樣品無危害。本發明中描述的方法利用具有可導致混凝土和砂漿缺陷的潛在危險的粉煤灰在X 射線譜圖上存在的特徵峰，首先對無危害粉煤灰進行排除，此過程簡單、快速；而後對認為 具有潛在危險的粉煤灰進行V、t測定，此兩項結果均超過臨界值則認為該樣品可導致混凝 土和砂漿缺陷，此過程基於對實際環境的模擬，提高了鑑別結果的準確性。在實際工程中，在混凝土和砂漿中摻用本專利方法進行鑑別認為無危害的粉煤灰 後，未發現其中存在缺陷引起的質量事故。可見，本發明在預防此類工程質量問題上效果顯 著。
圖I :氣體測量儀裝置示意2 :實施例I的樣品的X射線衍射譜圖；圖3 :實施例2的樣品的X射線衍射譜圖；圖4 :實施例3的樣品的X射線衍射譜圖；圖5 :實施例4的樣品的X射線衍射譜圖。
具體實施例方式本發明使用的測試儀器為利用測量原理基於YS/T 617. 1-2007《鋁、鎂及其合金 粉理化性能測定方法第I部分活性鋁、活性鎂、活性鋁鎂量的測定氣體容量法》中的氣體測 量儀(其裝置示意圖見圖I)對粉煤灰單位質量所產生氣體體積、產生氣體持續時間進行測 定。該儀器錐形瓶中反應生成的氣體進入量氣管中，量氣管中水位刻度產生變化，通過讀反 應前後刻度差得到氣體體積；錐形瓶與量氣管由量氣管活塞連接；水槽與夾層水分別在錐 形瓶與量氣管外層，起到使其中氣體溫度保持一致的作用；量氣管另一端接水準瓶，水準瓶 用於量氣管初始刻度調零。使用步驟如下1)將粉煤灰樣品置於稱量管中，移入預先盛有 NaOH溶液的錐形瓶中，擰緊膠塞。2)轉動量氣管活塞，使量氣管與活塞的排氣孔相通。提 升水準瓶，排儘量氣管的空氣。轉動量氣管活塞，使量氣管與反應瓶相通，放置lOmin。3) 水槽中的冷卻水的溫度、量氣管夾層中水的溫度與室溫保持一致，每隔7min左右對一次起 點，兩次不變，記下此時起點讀數和時間。4)輕輕搖動錐形瓶，使粉煤灰樣品與NaOH溶液反 應，將錐形瓶置於水槽中，每隔IOmin左右搖動一次。5)待反應結束後，取出錐形瓶，放置 IOmin,姆_ 7min左右對一次終點,兩次不變,記下此時終點讀數和時間。實施例I 取預拌混凝土攪拌站粉煤灰原料。在X射線衍射儀上對粉煤灰樣品進行物相分析，獲得該樣品的X射線衍射譜圖(圖 2)。樣品X射線衍射譜圖中同時出現28. 4°、47.3°兩衍射峰，可認為該樣品具有可 導致混凝土和砂漿缺陷的潛在危險。繼續採用氣體測量儀對該樣品在PH為13的NaOH鹼 性溶液中單位質量所產生氣體體積(V)、產生氣體持續時間(t)進行測定，NaOH鹼性溶液用 量為500mL，粉煤灰加入量為10g。整個過程中室內環境溫度、冷卻水、夾層水溫度保持在 200C。得到V和t分別為I. 20mL/g和5h，均超過臨界值0. 20mL/g和2h，認為此樣品可導 致混凝土和砂漿缺陷。實際工程中摻加該粉煤灰的混凝土出現明顯開裂缺陷，證明該方法 的適用性。實施例2取預拌混凝土攪拌站粉煤灰原料。在X射線衍射儀上對粉煤灰樣品進行物相分析，獲得該樣品的X射線衍射譜圖(圖 3)。樣品X射線衍射譜圖中未出現28. 4°、47.3°兩衍射峰，認為該樣品無危害。實際工程 中摻加該粉煤灰的混凝土未出現缺陷，證明該方法的適用性。實施例3取幹混砂漿廠粉煤灰原料。在X射線衍射儀上對粉煤灰樣品進行物相分析，獲得該樣品的X射線衍射譜圖(圖4)。樣品X射線衍射譜圖中同時出現28.4°、47.3°兩衍射峰，可認為該樣品具有可導致 混凝土和砂漿缺陷的潛在危險。繼續採用氣體測量儀對該樣品在pH為13的NaOH鹼性溶 液中單位質量所產生氣體體積(V)、產生氣體持續時間(t)進行測定，NaOH鹼性溶液用量為 400mL，粉煤灰加入量為10g。整個過程中室內環境溫度、冷卻水、夾層水溫度保持在20°C。 得到V和t分別為0. 13mL/g和3h，V未超過臨界值0. 20mL/g,認為此樣品無危害。實際工 程中摻加該粉煤灰的砂漿未出現缺陷，證明該方法的適用性。實施例4取預拌混凝土攪拌站粉煤灰原料。在X射線衍射儀上對粉煤灰樣品進行物相分析，獲得該樣品的X射線衍射譜圖(圖5)。樣品X射線衍射譜圖中同時出現28. 4°、47.3°兩衍射峰，可認為該樣品具有可 導致混凝土和砂漿缺陷的潛在危險。繼續採用氣體測量儀對該樣品在pH為13的NaOH鹼 性溶液中單位質量所產生氣體體積(V)、產生氣體持續時間(t)進行測定，NaOH鹼性溶液用 量為300mL，粉煤灰加入量為10g。整個過程中室內環境溫度、冷卻水、夾層水溫度保持在 20°C。得到V和t分別為0. 35mL/g和1. 5h，t未超過臨界值2h，認為此樣品無危害。實際 工程中摻加該粉煤灰的混凝土未出現缺陷，證明該方法的適用性。
權利要求
1.一種導致混凝土和砂漿缺陷的粉煤灰的鑑別方法，其特徵是具體步驟如下 .1)在X射線衍射儀上對樣品進行物相分析，獲得該樣品的X射線衍射譜圖； .2)根據該粉煤灰樣品的X射線衍射譜圖對樣品是否在28.4°、47.3°同時出現衍射峰核查； .3)對於在28.4°、47. 3°同時出現衍射峰樣品，對粉煤灰單位質量所產生氣體體積、產生氣體持續時間進行測定； .4)通過該項試驗得到數據，與工程現場粉煤灰在混凝土和砂漿中實際使用情況對比，得到經驗值當產生氣體持續時間2小時，且產生氣體體積超過臨界值O. 20mL/g，其產生的氣體不能在水泥凝固前排出，認為該粉煤灰樣品導致混凝土和砂漿缺陷；否則，認為該樣品無危吾。
2.如權利要求I所述的方法，其特徵是室溫下，錐形瓶中採用PH為13的NaOH鹼性溶液用於模擬混凝土和砂漿漿液的鹼性液相環境，NaOH鹼性溶液用量在300 500mL，粉煤灰加入量為IOg ;試驗開始時記下量氣管起點讀數、反應起始時間，搖動錐形瓶,使粉煤灰與NaOH鹼性溶液反應，將錐形瓶置於冷卻水中保持20°C，每隔IOmin搖動一次，待反應結束後，記下量氣管終點讀數、反應終止時間；量氣管起點、終點讀數差值除以粉煤灰質量得到粉煤灰單位質量所產生氣體體積，反應起始、終止時間差值得到粉煤灰產生氣體持續時間。
全文摘要
本發明涉及導致混凝土和砂漿缺陷的粉煤灰的鑑別方法。在X射線衍射儀上對樣品進行物相分析，獲得該樣品的X射線衍射譜圖；根據該粉煤灰樣品的X射線衍射譜圖對樣品是否在28.4°、47.3°同時出現衍射峰核查；對於在28.4°、47.3°同時出現衍射峰樣品，對粉煤灰單位質量所產生氣體體積、產生氣體持續時間進行測定；通過該項試驗得到數據，與工程現場粉煤灰在混凝土和砂漿中實際使用情況對比，得到經驗值當產生氣體持續時間2小時，且產生氣體體積超過臨界值0.20mL/g，其產生的氣體不能在水泥凝固前排出，認為該粉煤灰樣品導致混凝土和砂漿缺陷；否則，認為該樣品無危害。在實際工程中，本發明在預防此類工程質量問題上效果顯著。
文檔編號G01N23/20GK102661962SQ201210149669
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月7日 優先權日2012年5月7日
發明者劉彤, 劉風東, 張鵬宇, 徐一飛, 王素段, 白錫慶 申請人:天津市建築材料產品質量監督檢測中心