專利名稱：導(dǎo)致混凝土和砂漿缺陷的粉煤灰的鑒別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑材料檢測技術(shù)，特別是涉及導(dǎo)致混凝土和砂漿缺陷的粉煤灰的鑒 別方法。
背景技術(shù)：
粉煤灰是電廠煤粉煙道氣體中收集的粉末，其用于混凝土可改善混凝土性能、降 低混凝土成本、節(jié)約資源能源。粉煤灰在使用前需有專業(yè)質(zhì)量檢測部門對其各項指標進行 測定，合格后方能使用，國家及地方標準、技術(shù)規(guī)程中對用于混凝土和砂漿的粉煤灰做出了 詳細的技術(shù)要求和測試方法。在國家標準《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中規(guī)定了混凝土 和砂漿用粉煤灰的技術(shù)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、堿含量、均勻性。在國家標準《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》 中又規(guī)定了粉煤灰配合比設(shè)計、取代水泥的最大限量、粉煤灰混凝土的施工。電力行業(yè)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(guī)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《港口工程粉煤灰填筑技術(shù)規(guī)程》、《水工 混凝土摻用粉煤灰技術(shù)規(guī)范》；同時，有地方標準與施工規(guī)范中也對粉煤灰在混凝土中應(yīng)用 進行規(guī)定。然而，電廠設(shè)施的改造、新建導(dǎo)致現(xiàn)在的粉煤灰與以往相比有所不同，這里實際表 現(xiàn)為在部分工程現(xiàn)場摻用了符合現(xiàn)有技術(shù)要求的粉煤灰的混凝土和砂漿中出現(xiàn)明顯缺陷。 這種缺陷是由于粉煤灰在混凝土和砂漿漿液的堿性液相環(huán)境中放出氣體，這些氣體在初凝 后的混凝土和砂漿中無法排出，最終保留在硬化后的混凝土和砂漿中而產(chǎn)生的。而按照現(xiàn) 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(fā)明了一種對可導(dǎo)致混凝土和 砂漿缺陷的粉煤灰的鑒別方法。

發(fā)明內(nèi)容
在部分工程現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，摻用了符合現(xiàn)有技術(shù)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(shè)計、使用要求。而在現(xiàn)有標準、專利、科技文獻中未見 與此類問題相關(guān)內(nèi)容的解決方案。本發(fā)明的目的在于解決這種可導(dǎo)致混凝土和砂漿缺陷的 粉煤灰的鑒別問題，為相關(guān)質(zhì)量檢測機構(gòu)對此監(jiān)控提供了可行的技術(shù)解決方案，預(yù)防由此 產(chǎn)生的工程質(zhì)量問題的發(fā)生。本發(fā)明的導(dǎo)致混凝土和砂漿缺陷的粉煤灰的鑒別方法，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(jù)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(xiàn)衍 射峰核查；3)對于在28. 4°、47. 3°同時出現(xiàn)衍射峰樣品，對粉煤灰單位質(zhì)量所產(chǎn)生氣體體 積、產(chǎn)生氣體持續(xù)時間進行測定；4)通過該項試驗得到數(shù)據(jù)，與工程現(xiàn)場粉煤灰在混凝土和砂漿中實際使用情況對t匕，得到經(jīng)驗值當產(chǎn)生氣體持續(xù)時間2小時，且產(chǎn)生氣體體積超過臨界值0. 20mL/g，其產(chǎn) 生的氣體不能在水泥凝固前排出，認為該粉煤灰樣品導(dǎo)致混凝土和砂漿缺陷；否則，認為該
樣品無危吾。本發(fā)明使用的測試儀器為利用測量原理基于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(zhì)量所產(chǎn)生氣體體積、產(chǎn)生氣體持續(xù)時間進行測 定。該儀器錐形瓶中反應(yīng)生成的氣體進入量氣管中，量氣管中水位刻度產(chǎn)生變化，通過讀反 應(yīng)前后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 用于量氣管初始刻度調(diào)零。使用步驟如下1)將粉煤灰樣品置于稱量管中，移入預(yù)先盛有 NaOH溶液的錐形瓶中，擰緊膠塞。2)轉(zhuǎn)動量氣管活塞，使量氣管與活塞的排氣孔相通。提 升水準瓶，排盡量氣管的空氣。轉(zhuǎn)動量氣管活塞，使量氣管與反應(yīng)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(shù)和時間。4)輕輕搖動錐形瓶，使粉煤灰樣品與NaOH溶液反 應(yīng)，將錐形瓶置于水槽中，每隔lOmin左右搖動一次。5)待反應(yīng)結(jié)束后，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(shù)和時間。根據(jù)該粉煤灰樣品的X射線衍射譜圖對樣品是否具有導(dǎo)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堿性液相環(huán)境中生成氣體。當粉煤灰樣品在28. 4° ,47. 3° 同時出現(xiàn)衍射峰，表明樣品中含有單質(zhì)娃，單質(zhì)娃在堿性液相環(huán)境中產(chǎn)生氫氣，能夠?qū)е禄?凝土、砂漿中缺陷的產(chǎn)生。因此，當粉煤灰樣品X射線衍射譜圖中同時出現(xiàn)28. 4°、47.3° 兩衍射峰，可認為該樣品具有可導(dǎo)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。對于樣品中認為具有可導(dǎo)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堿性溶液中單位質(zhì)量所產(chǎn)生氣體體積(V)、產(chǎn)生氣體持續(xù) 時間(t)進行測定，這里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(yīng)條 件。為保持堿性液相環(huán)境在測試過程中的穩(wěn)定，NaOH堿性溶液用量宜在300 500mL，粉煤 灰加入量為10g。量氣管起點、終點讀數(shù)差值除以粉煤灰質(zhì)量得到V,反應(yīng)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(chǎn)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(dǎo)致混凝土和砂漿缺陷；否則，可認為該樣品無危害。本發(fā)明中描述的方法利用具有可導(dǎo)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征峰，首先對無危害粉煤灰進行排除，此過程簡單、快速；而后對認為 具有潛在危險的粉煤灰進行V、t測定，此兩項結(jié)果均超過臨界值則認為該樣品可導(dǎo)致混凝 土和砂漿缺陷，此過程基于對實際環(huán)境的模擬，提高了鑒別結(jié)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鑒別認為無危害的粉煤灰 后，未發(fā)現(xiàn)其中存在缺陷引起的質(zhì)量事故?？梢姡景l(fā)明在預(yù)防此類工程質(zhì)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(fā)明使用的測試儀器為利用測量原理基于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(zhì)量所產(chǎn)生氣體體積、產(chǎn)生氣體持續(xù)時間進行測 定。該儀器錐形瓶中反應(yīng)生成的氣體進入量氣管中，量氣管中水位刻度產(chǎn)生變化，通過讀反 應(yīng)前后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 用于量氣管初始刻度調(diào)零。使用步驟如下1)將粉煤灰樣品置于稱量管中，移入預(yù)先盛有 NaOH溶液的錐形瓶中，擰緊膠塞。2)轉(zhuǎn)動量氣管活塞，使量氣管與活塞的排氣孔相通。提 升水準瓶，排盡量氣管的空氣。轉(zhuǎn)動量氣管活塞，使量氣管與反應(yīng)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(shù)和時間。4)輕輕搖動錐形瓶，使粉煤灰樣品與NaOH溶液反 應(yīng)，將錐形瓶置于水槽中，每隔IOmin左右搖動一次。5)待反應(yīng)結(jié)束后，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(shù)和時間。實施例I 取預(yù)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(xiàn)28. 4°、47.3°兩衍射峰，可認為該樣品具有可 導(dǎo)致混凝土和砂漿缺陷的潛在危險。繼續(xù)采用氣體測量儀對該樣品在PH為13的NaOH堿 性溶液中單位質(zhì)量所產(chǎn)生氣體體積(V)、產(chǎn)生氣體持續(xù)時間(t)進行測定，NaOH堿性溶液用 量為500mL，粉煤灰加入量為10g。整個過程中室內(nèi)環(huán)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(dǎo) 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(xiàn)明顯開裂缺陷，證明該方法 的適用性。實施例2取預(yù)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(xiàn)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(xiàn)缺陷，證明該方法的適用性。實施例3取干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(xiàn)28.4°、47.3°兩衍射峰，可認為該樣品具有可導(dǎo)致 混凝土和砂漿缺陷的潛在危險。繼續(xù)采用氣體測量儀對該樣品在pH為13的NaOH堿性溶 液中單位質(zhì)量所產(chǎn)生氣體體積(V)、產(chǎn)生氣體持續(xù)時間(t)進行測定，NaOH堿性溶液用量為 400mL，粉煤灰加入量為10g。整個過程中室內(nèi)環(huán)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(xiàn)缺陷，證明該方法的適用性。實施例4取預(yù)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(xiàn)28. 4°、47.3°兩衍射峰，可認為該樣品具有可 導(dǎo)致混凝土和砂漿缺陷的潛在危險。繼續(xù)采用氣體測量儀對該樣品在pH為13的NaOH堿 性溶液中單位質(zhì)量所產(chǎn)生氣體體積(V)、產(chǎn)生氣體持續(xù)時間(t)進行測定，NaOH堿性溶液用 量為300mL，粉煤灰加入量為10g。整個過程中室內(nèi)環(huán)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(xiàn)缺陷，證明該方法的適用性。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)致混凝土和砂漿缺陷的粉煤灰的鑒別方法，其特征是具體步驟如下 .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(jù)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(xiàn)衍射峰核查； .3)對于在28.4°、47. 3°同時出現(xiàn)衍射峰樣品，對粉煤灰單位質(zhì)量所產(chǎn)生氣體體積、產(chǎn)生氣體持續(xù)時間進行測定； .4)通過該項試驗得到數(shù)據(jù)，與工程現(xiàn)場粉煤灰在混凝土和砂漿中實際使用情況對比，得到經(jīng)驗值當產(chǎn)生氣體持續(xù)時間2小時，且產(chǎn)生氣體體積超過臨界值O. 20mL/g，其產(chǎn)生的氣體不能在水泥凝固前排出，認為該粉煤灰樣品導(dǎo)致混凝土和砂漿缺陷；否則，認為該樣品無危吾。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征是室溫下，錐形瓶中采用PH為13的NaOH堿性溶液用于模擬混凝土和砂漿漿液的堿性液相環(huán)境，NaOH堿性溶液用量在300 500mL，粉煤灰加入量為IOg ;試驗開始時記下量氣管起點讀數(shù)、反應(yīng)起始時間，搖動錐形瓶,使粉煤灰與NaOH堿性溶液反應(yīng)，將錐形瓶置于冷卻水中保持20°C，每隔IOmin搖動一次，待反應(yīng)結(jié)束后，記下量氣管終點讀數(shù)、反應(yīng)終止時間；量氣管起點、終點讀數(shù)差值除以粉煤灰質(zhì)量得到粉煤灰單位質(zhì)量所產(chǎn)生氣體體積，反應(yīng)起始、終止時間差值得到粉煤灰產(chǎn)生氣體持續(xù)時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及導(dǎo)致混凝土和砂漿缺陷的粉煤灰的鑒別方法。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(jù)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(xiàn)衍射峰核查；對于在28.4°、47.3°同時出現(xiàn)衍射峰樣品，對粉煤灰單位質(zhì)量所產(chǎn)生氣體體積、產(chǎn)生氣體持續(xù)時間進行測定；通過該項試驗得到數(shù)據(jù)，與工程現(xiàn)場粉煤灰在混凝土和砂漿中實際使用情況對比，得到經(jīng)驗值當產(chǎn)生氣體持續(xù)時間2小時，且產(chǎn)生氣體體積超過臨界值0.20mL/g，其產(chǎn)生的氣體不能在水泥凝固前排出，認為該粉煤灰樣品導(dǎo)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(fā)明在預(yù)防此類工程質(zhì)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(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者劉彤, 劉風(fēng)東, 張鵬宇, 徐一飛, 王素段, 白錫慶 申請人:天津市建筑材料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心