Méthode d'identification des cendres volantes

Les cendres volantes actuelles contiennent une grande quantité de sulfures ou de sulfates (comme le gypse), contrairement aux cendres volantes traditionnelles. Leur utilisation dans le béton sans contrôle préalable peut entraîner de graves fissures et une désintégration. Bien que les normes actuelles relatives aux cendres volantes imposent des limites à la teneur en SO₃, le contrôle et la qualification des « cendres désulfurées » sont inadaptés.

(2) « Cendres de dénitrification »
Afin de réduire les émissions de NOₓ lors de la combustion du charbon, un traitement de dénitrification est nécessaire. Une dénitrification inadéquate peut entraîner la présence de NH₄ résiduel dans les cendres volantes. Lorsque ces cendres sont mélangées au ciment, elles entrent en contact avec l'environnement alcalin et libèrent du NH₃ (ammoniac), ce qui génère une quantité importante de gaz lors de la prise du béton.

(3) « Frêne noir flottant »
Dans les technologies modernes de combustion du charbon, afin d'améliorer l'efficacité de la combustion ou de répondre à certaines exigences d'exploitation spécifiques des centrales électriques, du diesel ou d'autres substances huileuses sont ajoutés comme adjuvants de combustion. Ces adjuvants ne brûlent pas complètement et restent dans les cendres volantes. Après tri, les cendres volantes collectées contiennent une quantité importante d'huile imbrûlée, utilisée dans la fabrication du béton. Ces huiles remontent à la surface et se retrouvent dans le béton sous forme de dépôts noirs. Ce type de cendres volantes est appelé « cendres noires flottantes ».

Comment identifier ?
(1) Comment voir
Les inspecteurs expérimentés peuvent souvent déterminer la finesse et la perte au feu des cendres volantes simplement en observant leur couleur.
L'aspect des cendres volantes est similaire à celui du ciment, et leur couleur varie du blanc laiteux au gris-noir. La couleur des cendres volantes est un indicateur de qualité important, reflétant la quantité et la variation de leur teneur en carbone, et dans une certaine mesure, leur finesse. Plus la couleur est foncée, plus la granulométrie des cendres volantes est fine et plus leur teneur en carbone est élevée.

Les cendres volantes se divisent en cendres volantes à faible teneur en calcium et en cendres volantes à forte teneur en calcium. Généralement, les cendres volantes à forte teneur en calcium sont jaunâtres, tandis que celles à faible teneur en calcium sont grisâtres. Les particules de cendres volantes présentent une structure alvéolaire poreuse, une grande surface spécifique et une forte capacité d'adsorption. Leur taille varie de 0,5 à 300 μm. De plus, la paroi des particules possède une structure poreuse avec une porosité de 50 % à 80 %, et elles présentent une forte capacité d'absorption d'eau.

Outre l'observation de leur aspect naturel, vous pouvez également ajouter de l'eau et remuer pour observer les cendres volantes. Dans un bécher rempli d'eau, ajoutez une quantité appropriée de cendres volantes et remuez rapidement et uniformément pour vérifier la présence de cendres noires flottant à la surface. Cela permet d'évaluer la teneur en carbone des cendres volantes. Si elles sont noires, dégagent une odeur particulière et présentent des gouttelettes d'huile, il s'agit probablement de cendres flottantes pâteuses qu'il convient de jeter.

Après désulfuration, les cendres riches en CaO libre et en SO₃ sont mélangées à de l'eau. La solution devient alcaline, et l'ajout de phénolphtaléine provoque une coloration rouge. Afin d'éviter la fissuration du béton due à la dilatation volumique du Ca(OH)₂ et du sulfoaluminate de calcium hydraté, le produit doit être réintégré au milieu.

Deuxièmement, vous pouvez vous fier à l'odeur. Versez une quantité appropriée de cendres volantes et de ciment dans un bécher, ajoutez de l'eau et remuez jusqu'à obtenir une pâte. Si vous percevez une forte odeur d'ammoniaque, il s'agit probablement de cendres dénitrifiées.

Observez au microscope ! Pour identifier les fausses cendres, commencez par tamiser. En général, les particules de cendres volantes les plus fines sont lisses et sphériques (au microscope, grossissement supérieur à 100x), tandis que la surface des particules plus grosses est irrégulière, mais également plus ou moins sphérique. Un mélange trop important de sable, de poudre de pierre ou de scories de chaudière contient davantage de particules irrégulières à chaque granulométrie, en particulier parmi les plus fines, qui apparaissent alors anguleuses et irrégulières.

Dois-je me munir d'un microscope pour le distinguer ? Une méthode simple consiste à prendre environ 1 kg de cendres volantes et à les mettre dans un récipient. Ajoutez ensuite de l'eau en remuant jusqu'à ce que le récipient soit presque plein, puis observez si une couche de perles blanches flotte à la surface. Si c'est le cas, il s'agit bien de cendres volantes. Sinon, c'est un faux.

Pour les cendres volantes, un tamisage est nécessaire. De manière générale, les particules de cendres volantes de granulométrie fine présentent des sphères de verre plus lisses au microscope, tandis que la surface des particules de granulométrie plus grossière est irrégulière mais globalement sphérique. Un mélange trop important de sable broyé, de poudre de pierre ou de scories de chaudière entraînera une augmentation de la quantité de particules irrégulières dans chaque classe granulométrique, en particulier dans la classe fine.

Les véritables cendres volantes répondent à des normes nationales et des spécifications d'application strictes, ainsi qu'à des normes rigoureuses en matière de composition chimique et de radioactivité. Leur emballage et leur qualité sont également soumis à des spécifications précises. De couleur noire et jaune, elles se présentent sous forme de poudre, avec des particules très fines, un toucher fin et sec, et un taux d'humidité très faible. Les fausses cendres volantes, quant à elles, sont principalement composées de poudre de pierre ou de brique mélangée à une petite quantité de cendres volantes ou de scories, et sont conditionnées en totalité ou en partie avec de la poudre de pierre. Elles sont non visqueuses et inactives. De couleur blanche, elles peuvent présenter des impuretés. Leur toucher est rugueux et humide, et leur emballage est irrégulier. Il est important de tenir compte de ces points lors de l'achat de cendres volantes afin de vous assurer d'acquérir un produit de haute qualité.

(2) Comment réaliser un échantillonnage d’acceptation ?
Modifier la méthode et le point de prélèvement traditionnels : souder un robinet de prélèvement spécial sur le tuyau d’alimentation en cendres volantes en acier (diamètre : 100 mm) à une hauteur d’environ 1,5 mètre du sol. Ce robinet permettra de prélever des échantillons aléatoirement à tout moment pendant le déchargement des cendres volantes. Informer publiquement le fournisseur de cendres volantes que toute différence entre les résultats de deux prélèvements effectués sur un même véhicule entraînera de lourdes sanctions.