GB/T1596-2017《水泥和混凝土用粉煤灰》将粉煤灰定义为电厂煤粉锅炉烟气中收集的粉末。其主要氧化物有二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化铁、氧化钙、二氧化钛等。其直径范围为0.5 ~ 300um。优质粉煤灰对水泥和混凝土的和易性和耐久性起着重要作用。然而,目前工程建设领域存在大量的假粉煤灰,严重影响了混凝土的性能。本文主要结合工程检测实例,探讨粉煤灰的"真假"分析方法,以期为工程检测提供一些有益的指导。
1.实验原材料
粉煤灰F1:江苏发电有限公司F级,II级,其理化性质见表1-1;粉煤灰F2:河北电力集团有限公司,F级,II级,其理化性质见表1-1。
2.理化性能分析
样品F2符合GB/T1596-2017《水泥和混凝土用粉煤灰》中对混凝土用混合砂浆和粉煤灰的性能要求,而样品F 1中的SO 3、CaO、SiO 2、Al2O 3和Al2O 3的总含量项目不符合要求。样品F 1中Ca 0的含量为29.3%,SiO Al2O3和fe2o 3的总含量为52.1%,与工程中常用磨细石灰石粉作粉煤灰的情况基本相似。
3.扫描电子显微镜分析
通过背散射电子方法观察样品F1的形貌。样品F1主要由不规则颗粒物质和少量球体组成。不规则颗粒物质分布不均匀,大小不一,从2 um到20 um不等,大量不规则颗粒物质中散布着单个球形微珠。
样品F2主要由规则的球形珠子和少量不规则的颗粒状物质组成。球珠分布均匀,大小不一,直径从0.3 um到10 um不等,有些较小的球珠不均匀地附着在较大的球珠上。不同大小的不规则颗粒物质分布在球形珠粒之间。
经表面扫描和多点扫描能谱分析,样品F1主要由C、O、AI、Si、S、Ca、Mg、K等元素组成,其中C、O、AI、Si、S、Ca分布均匀,含量高,其他元素分布不均匀,含量低。
不规则颗粒物中O、C、Si、Al、Ca含量较高,合计达90%以上,主要由氧化硅、氧化铝、氧化钙组成,部分颗粒物中Ca含量较高。
样品F2主要由O、Si、Al、C、Ca、Fe、K等元素组成,其中O、Si、Al分布均匀,含量较高,其他元素含量较低。球形珠粒和一些不规则颗粒的O、Si、al含量较高,主要由氧化硅和氧化铝组成,还有少量的Fe、K氧化物。个别不规则颗粒C含量高,可能是碳质矿物的不完全燃烧。
样品F1:在形貌分析中,样品主要由不规则颗粒物质组成,含有少量球形微珠,不符合普通粉煤灰的形貌特征。表面扫描和多点扫描能谱分析表明,该样品的主要成分为氧化硅、氧化铝和氧化钙,部分Ca含量较高,与粉煤灰的矿物组成不同。
样品F2:在形貌分析中,样品主要由球形微珠组成,含有少量不规则颗粒物质。能谱分析表明,样品主要由氧化硅和氧化铝组成,含有极少量的碳质矿物。
总结:综上所述,常规的理化性质检测可以满足普通粉煤灰样品的工程质量控制需要,但对于假粉煤灰,需要结合SEM形貌分析和元素分析进行更细致的检测,才能更好地防止假粉煤灰的使用,保证工程质量。