Verfahren zur Identifizierung von Flugasche

Heutige Flugasche enthält große Mengen an Sulfiden oder Sulfaten (wie Gips usw.) und unterscheidet sich damit von herkömmlicher Flugasche. Wird sie ohne vorherige Prüfung in Beton verwendet, führt dies zu erheblichen Rissen und Zerfall des Betons. Obwohl die aktuellen Flugaschenormen Grenzwerte für den SO₃-Gehalt vorsehen, ist die Prüfung und Bestimmung von „entschwefelter Asche“ nicht zielführend.

(2) „Denitrierungsasche“
Um die NO_x-Emissionen bei der Kohleverbrennung zu reduzieren, ist eine Denitrifikation erforderlich. Eine unsachgemäße Denitrifikation kann zu Restmengen an Ammoniak (NH₄) in der Flugasche führen. Beim Mischen der Flugasche mit Zement entsteht durch den Kontakt mit Alkalien in der natürlichen Umgebung Ammoniak (NH₃), was im plastischen Zustand des Betons zu einer starken Gasentwicklung führt.

(3) „Schwebende schwarze Asche“
In modernen Kohlekraftwerken werden Diesel oder andere ölhaltige Substanzen als Verbrennungshilfsmittel zugesetzt, um die Effizienz der Kohleverbrennung zu steigern oder spezielle Betriebsanforderungen zu erfüllen. Diese Hilfsstoffe verbrennen nicht vollständig und verbleiben in der Flugasche. Insbesondere nach der Sortierung enthält die gesammelte Flugasche einen höheren Anteil an unverbranntem Öl, das auch in Betonmischungen verwendet wird. Dieses Öl steigt auf und bildet im Beton schwimmende schwarze Ölpartikel. Diese Art von Flugasche wird als „schwimmende schwarze Asche“ bezeichnet.

Wie erkennt man sie?
(1) Wie man sieht
Erfahrene Prüfer können oft schon anhand der Farbe der Flugasche den Feinheitsgrad und den Glühverlust bestimmen.
Das Aussehen von Flugasche ähnelt dem von Zement, die Farbe variiert von milchig-weiß bis grauschwarz. Die Farbe ist ein wichtiger Qualitätsindikator, der die Menge und Unterschiede des Kohlenstoffgehalts widerspiegelt und bis zu einem gewissen Grad auch die Feinheit der Flugasche anzeigt. Je dunkler die Farbe, desto feiner die Partikelgröße und desto höher der Kohlenstoffgehalt.

Flugasche wird in kalziumarme und kalziumreiche Flugasche unterteilt. Kalziumreiche Flugasche ist in der Regel gelblich, kalziumarme Flugasche hingegen gräulich. Die Flugaschepartikel weisen eine poröse Wabenstruktur mit großer spezifischer Oberfläche und hoher Adsorptionsfähigkeit auf. Die Partikelgröße liegt zwischen 0,5 und 300 μm. Darüber hinaus besitzen die Partikelwände eine poröse Struktur mit einer Porosität von 50 % bis 80 % und weisen eine hohe Wasseraufnahmefähigkeit auf.

Neben der natürlichen Beschaffenheit kann man die Flugasche auch durch Zugabe von Wasser und Umrühren beobachten. Geben Sie dazu eine angemessene Menge Flugasche in ein Becherglas mit Wasser und rühren Sie schnell und gleichmäßig um. Prüfen Sie, ob sich schwarze Asche an der Wasseroberfläche absetzt, um den Kohlenstoffgehalt der Flugasche zu bestimmen. Ist die Flugasche schwarz, riecht sie unangenehm oder enthält sie Öltröpfchen, handelt es sich wahrscheinlich um schlammige, schwimmende Partikel, die entsorgt werden sollten.

Nach dem Verrühren von Entschwefelungsasche mit höherem Gehalt an freiem CaO und SO₃ mit Wasser wird die Lösung alkalisch. Anschließend wird Phenolphthalein-Reagenz hinzugegeben, das sich rot färbt. Um Risse im Beton aufgrund der Volumenausdehnung von Ca(OH)₂ und hydratisiertem Calciumsulfoaluminat zu vermeiden, muss das Produkt zurückgeführt werden.

Zweitens kann man den Geruch überprüfen. Geben Sie eine geeignete Menge Flugasche und Zement in ein Becherglas, fügen Sie Wasser hinzu und rühren Sie, bis eine Suspension entsteht. Wenn Sie den stechenden Ammoniakgeruch wahrnehmen, handelt es sich bei der Flugasche um denitrifizierte Asche.

Betrachten Sie die Probe unter dem Mikroskop! Um gefälschte Flugasche zu erkennen, muss sie zunächst gesiebt werden. Im Allgemeinen sind Flugaschepartikel mit kleinerer Partikelgröße unter dem Mikroskop (bei über 100-facher Vergrößerung) glatter und glasartig kugelförmig, während die Oberfläche größerer Partikel unregelmäßig, aber ebenfalls annähernd kugelförmig ist. Bei Beimischung von zu viel Sandpulver, Steinmehl oder Kesselschlackepulver entstehen in jeder Partikelgrößenfraktion mehr unregelmäßige Partikel, insbesondere in der kleinen Fraktion, die unregelmäßig und kantig erscheinen.

Muss ich ein Mikroskop mit mir herumtragen, um es zu erkennen? Eine einfache Methode ist: Geben Sie etwa 1 kg Flugasche in eine Schüssel, füllen Sie diese mit Wasser auf und rühren Sie dabei um, bis die Schüssel fast voll ist. Prüfen Sie dann, ob sich an der Wasseroberfläche eine Schicht weißer, schwimmender Kügelchen bildet. Wenn ja, handelt es sich um echte Flugasche. Wenn nicht, ist sie gefälscht.

Flugasche wird zunächst gesiebt. Im Allgemeinen weisen Flugaschepartikel kleinerer Korngrößenklassen unter dem Mikroskop eine glattere, kugelförmige Gestalt auf, während die Oberfläche größerer Partikel unregelmäßig, aber annähernd kugelförmig ist. Bei zu hohem Anteil an gemahlenem Sandpulver, Gesteinsmehl oder Kesselschlackepulver entstehen in jeder Korngrößenklasse mehr unregelmäßige Partikel, insbesondere in der kleinen.

Echte Flugasche unterliegt strengen nationalen Normen und Anwendungsrichtlinien sowie strengen Standards hinsichtlich chemischer Zusammensetzung und Radioaktivität. Verpackungsvorschriften und Qualitätskriterien sind klar definiert. Sie ist schwarz-gelb, pulverförmig, die Partikel sind sehr fein, sie fühlt sich glatt und trocken an und hat einen sehr geringen Feuchtigkeitsgehalt. Gefälschte Flugasche besteht hauptsächlich aus Steinmehl oder Ziegelmehl, vermischt mit geringen Mengen Flugasche oder Schlacke. Sie wird teilweise oder vollständig direkt mit Steinmehl verpackt. Gefälschte Flugasche ist nicht viskos und wirkungslos. Sie ist weiß, wobei einige Farben stark verunreinigt sind. Sie fühlt sich rau und feucht an, und die Verpackung ist unregelmäßig. Achten Sie beim Kauf von Flugasche auf diese Punkte, um sicherzustellen, dass Sie hochwertige Flugasche erwerben.

(2) Wie führt man eine Stichprobenprüfung durch?
Die herkömmliche Probenahmemethode und -position wird geändert. Dazu wird ein spezieller Probenahmehahn mit einem Durchmesser von 100 mm in einer Höhe von ca. 1,5 Metern über dem Boden an das Flugasche-Zuführungsrohr geschweißt. Dieser Hahn kann während des Flugasche-Entladevorgangs jederzeit zufällig ausgewählt werden. Es werden Proben entnommen und der Flugasche-Lieferant öffentlich darüber informiert, dass bei abweichenden Ergebnissen zweier Probenahmen am selben Fahrzeug strenge Strafen drohen.