浅析煤矸石的放射性与烧结砖的产品质量

作者:MoonSeo-Andi 来源:转载 日期:2014-5-20 10:39:39 人气: 标签:
 摘要:烧结砖在我国已经有两千多年的历史,现在仍是一种很广泛的墙体材料。随着科学技术的发展和人们环保意识的加强,不断有新的各种免烧砖问世,但是烧结普通砖(也称红砖)既有一定的强度和耐久性,又因其多孔而具有一定的保温绝热、隔音等优点。专家们认为,迄今为止红砖依然是性能最优良,舒适感最好的建筑墙材。在今后相当长的时间红砖的地位其他产品仍难以取代。

  改革开放以来,我国的红砖产量呈几何级数式增长,但众多的小型红砖厂取土烧砖滥挖乱采,造成大量农田被毁,因此国家已限制和取缔毁田烧砖的行为,如《建设事业“十一五”推广应用和限制禁止使用技术公告(第一批)》等明文规定禁止生产粘土实心砖,限制生产粘土空心砖,并应严格遵守各地区关于禁止生产和使用粘土制品的各项政策,即所谓“禁粘限实”政策。而同时又发布如国办发 〔2005〕 33号《国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》等,推广和鼓励以页岩、煤矸石矿为原料生产烧结普通砖。
  但是目前我国生产烧结砖的企业普遍都是中小型企业,利用煤矸石制砖时,根本没有对煤矸石的放射性能或物理化学性能等进行检测,就直接使用,甚至明知放射性性能超标,为了节约成本偷偷地进行生产。这样很容易出现烧结砖质量不合格,放射性核素超标。近几年出现放射性超标而引起质量问题的事件不少。用放射性核素含量超标的烧结砖作为建筑墙材,人类一生大部分时间是在建筑物室内度过的,人类受到的天然辐射剂量建材贡献是主要的,长期生活在这样的环境中,对身体健康危害很大,砖类产品中释放的放射性核素氡,对人体长期辐射,会增加感染肺癌的几率。这与昧着良心生产和制造有毒食品赚取黑心钱的情况又有何区别。为推动非粘土烧结墙材产品质量的提高及企业技术进步,以及烧结砖行业的科学、可持续发展,本人从事烧结砖检验多年,积累一些经验,谈谈个人的看法,与各位同仁商榷。
  用煤矸石代替粘土作为制砖原料,可以少挖良田。烧砖时,利用煤矸石本身的可燃物,可以节约煤炭。煤矸石制砖,从耐压、抗折、耐酸以及耐碱性能都高于粘土砖;从建筑用砖的成本方面来看,砌墙及粉刷前不用浇水,可节省用水费及人工费,同时,由于硬度高,产品在运输中的损耗比粘土砖低。煤矸石是聚煤盆地煤层沉积过程的产物,是成煤物质与其他沉积物结合而生成的可燃或半可燃矿石,与煤层共生、伴生的顶板和围岩,其石化程度较高、含有机质较低,可作为低热值燃料和建筑材料加以利用。
  要清楚地了解什么样的煤矸石才能制砖? 能制砖的煤矸石中有害杂质是否超标?更要清楚地知道,利用煤矸石烧砖,使煤矸石得到利用并不是最终目的, 而是要提供满足建筑工程质量和安全需要的煤矸石烧结砖,才是最终目的。
  煤矸石包括掘进矸石和洗选矸石,实际上是含碳岩石(碳质页岩、碳质灰岩等和少量煤块)和其他岩石的混杂物。由于煤矸石生成的地质年代、成矿构造等的不同, 其组成结构和特性差异很大,而它的放射性核素含量也不同,对煤矸石烧结砖的产品质量有重要影响。并非所有煤矸石都能生产烧结砖,如铝质岩矸石(Al2O3>40%) 和钙质岩矸石(CaO>30%), 由于Al2O3和CaO 含量过高而不能用于烧结砖的生产。即使可用于生产烧结砖的粘土质和页岩质矸石, 其矿物组成、化学成分和工艺性能亦必须满足制砖的要求。因此,用建煤矸石生产烧结砖前,应做以下几种准备工作:
  首先,对煤矸石放射性物质的测定。要按照国家标准GB6566《建筑材料放射性核素限量》进行试验分析,确保煤矸石制成的墙体材料绿色、健康。当砖用做建筑主体材料时,其放射性核素限量应符合GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》的规定。当建筑主体材料中天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度同时满足I(Ra)≤1.0和I(r)≤1.0时,其产销与使用范围不受限制。当煤矸石的放射性比活度同时满足I(Ra)≤1.0和I(r)≤1.0时,可以按照生产工艺的要求自由掺配;当其2.0≥I(Ra)>1.0和2.0≥I(r)>1.0时,可采用二分法掺配,即在正常生产工艺要求下将煤矸石的掺和量减半,余量由页岩、粉煤灰和燃料补充;当其I(Ra)>2.0和I(r)>2.0时,可采用四分法掺配。但由于地域、地质构造等的不同,页岩、粉煤灰和燃料的放射性核素的含量也不同,
  其次,对煤矸石化学分析,判断其有害物质是否超标。如果CaO、Na2O、MgO、SO3等含量超过标准要求,就会出现爆裂、泛霜等现象,影响产品强度、外观和耐久性。煤矸石中的硫是主要的有害杂质,含量应控制在1%以下。硫常以化合状态存在,黄铁矿(FeS2)最为常见。如前所述,煤矸石中的硫,在生产过程中造成大气污染并引起设备的腐蚀, 黄铁矿导致制品爆裂和起霜。
  还有,对煤矸石原料工艺性能的化验分析。对其塑性、干燥敏感性、收缩性和发热量有所了解,以便明确:是采用一次码烧工艺, 还是采用二次码烧工艺;是否需要添加高塑性物料, 或添加瘦化料, 确定合理的配合比,将原料塑性指数控制在7~14 之间为宜;是否需要增加内燃料,或添加无热值或低热值的辅助材料, 内燃发热量控制在1672kJ/kg~2090kJ/kg(400kcal/kg~500kcal/kg)为宜,以满足全内燃焙烧的需要。
  当试生产煤矸石烧结砖成功后,应当将砖抽样送检,是否满足国家强制性标准GB 5101-2003《烧结普通砖》的要求,满足要求后,应当严格按照配合比控制产品质量。
  在此呼吁各级政府和相关部门加强生产企业产品质量的监管,督促生产企业按照相关规定落实出厂检验,加强对生产环节建筑用砖的日常监管,加强烧结砖原料来源的监管,加大对建筑工程建筑用砖的监控力度,通过系列监管手段,规范烧结砖生产企业行为,引导消费者正确合理使用烧结砖。
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