Metodo di identificazione delle ceneri volanti

Le ceneri volanti odierne contengono un'elevata quantità di solfuri o solfati (come il gesso, ecc.), a differenza delle ceneri volanti tradizionali. Se utilizzate nel calcestruzzo senza previa verifica, possono causare gravi fessurazioni e disgregazione. Sebbene le attuali normative sulle ceneri volanti prevedano restrizioni sul contenuto di SO₃, l'ispezione e la determinazione della "cenere desolforata" risultano carenti.

(2) "Cenere di denitrificazione"
Per ridurre le emissioni di NO x nel processo di combustione del carbone, è necessario effettuare un trattamento di "denitrazione" durante tale processo. Un processo di denitrazione improprio può comportare la presenza di residui di NH4 nelle ceneri volanti. Quando le ceneri volanti vengono mescolate con il cemento, a contatto con l'ambiente alcalino circostante, rilasciano NH3 (ammoniaca gassosa), che produce una notevole quantità di gas durante la fase plastica del calcestruzzo.

(3) "Cenere nera galleggiante"
Nella moderna tecnologia di combustione del carbone, al fine di migliorare l'efficienza della combustione o per soddisfare particolari requisiti operativi delle centrali elettriche, vengono aggiunti gasolio o altre sostanze oleose come coadiuvanti di combustione. Questi coadiuvanti non bruciano completamente e rimangono nelle ceneri volanti. In particolare, dopo la selezione, le ceneri volanti raccolte contengono una maggiore quantità di olio incombusto, che viene utilizzato per la miscelazione del calcestruzzo. Questi oli galleggiano e appaiono come particelle nere galleggianti nel calcestruzzo. Questo tipo di cenere volante è chiamato "cenere nera galleggiante".

Come identificarlo?
(1) Come vedere
Gli ispettori esperti sono spesso in grado di determinare la finezza e la perdita per calcinazione delle ceneri volanti semplicemente osservandone il colore.
L'aspetto delle ceneri volanti è simile a quello del cemento e il colore varia dal bianco latte al grigio-nero. Il colore delle ceneri volanti è un importante indicatore di qualità che può riflettere la quantità e la differenza di contenuto di carbonio e, in una certa misura, anche la finezza delle particelle. Più scuro è il colore, più fine è la granulometria delle ceneri volanti e maggiore è il contenuto di carbonio.

Le ceneri volanti si dividono in ceneri volanti a basso contenuto di calcio e ceneri volanti ad alto contenuto di calcio. Generalmente, le ceneri volanti ad alto contenuto di calcio hanno un colore giallastro, mentre quelle a basso contenuto di calcio sono di colore grigiastro. Le particelle di cenere volante presentano una struttura porosa a nido d'ape con un'ampia superficie specifica e un'elevata attività di adsorbimento. La dimensione delle particelle varia da 0,5 a 300 μm. Inoltre, la parete delle perle ha una struttura porosa con una porosità che può raggiungere il 50-80% e possiede una forte capacità di assorbimento dell'acqua.

Oltre all'aspetto naturale, è possibile osservare le ceneri volanti anche aggiungendo acqua e mescolando. In un becher d'acqua, aggiungere una quantità adeguata di ceneri volanti e mescolare rapidamente e uniformemente per verificare se galleggiano ceneri nere sulla superficie dell'acqua, il che indica la quantità di carbonio presente nelle ceneri volanti; se le ceneri volanti sono nere e hanno un odore particolare, con goccioline d'olio, questo tipo di ceneri volanti dovrebbe essere una pasta galleggiante e dovrebbe essere scartato.

Dopo la desolforazione, le ceneri contenenti un'elevata concentrazione di CaO libero e SO3 vengono mescolate con acqua; la soluzione diventa alcalina e, aggiungendovi goccia a goccia il reagente fenolftaleina, che assume una colorazione rossa. Per evitare che il calcestruzzo si fessurasse a causa dell'espansione volumetrica di Ca(OH)2 e solfoalluminato di calcio idrato, il prodotto deve essere rimesso in circolo.

In secondo luogo, è possibile percepirne l'odore. Prendete una quantità adeguata di ceneri volanti e cemento in un becher, aggiungete acqua e mescolate fino a formare una sospensione. Se avvertite l'odore pungente di ammoniaca, si può dedurre che le ceneri volanti sono ceneri denitrificate.

Osservate al microscopio! Per identificare le ceneri false, prima di tutto setacciatele. In generale, le particelle di cenere volante di dimensioni più piccole appaiono più lisce e sferiche al microscopio (con un ingrandimento superiore a 100x), mentre la superficie delle particelle di dimensioni maggiori è irregolare ma anche approssimativamente sferica. Se si mescolano troppa sabbia macinata, polvere di pietra e scorie di caldaia, si formeranno più particelle irregolari in ogni granulometria, soprattutto in quella più fine, che appariranno irregolari e angolari.

Devo per forza avere un microscopio per distinguerlo? Un metodo semplice è: prendete circa 1 kg di ceneri volanti e mettetele in una bacinella, poi aggiungete acqua e mescolate mentre aggiungete acqua fino a riempirla quasi completamente, e controllate se si forma uno strato di perline bianche galleggianti sulla superficie dell'acqua. Se c'è, è autentico; altrimenti, è falso.

Per le ceneri volanti, la prima operazione consiste nel setacciarle. In generale, le particelle di ceneri volanti di dimensioni più piccole presentano al microscopio una superficie più liscia e sferica, mentre le particelle di dimensioni maggiori hanno una forma irregolare ma approssimativamente sferica. Se si mescolano quantità eccessive di sabbia macinata, polvere di pietra e scorie di caldaia, si otterranno particelle più irregolari in ogni classe granulometrica, soprattutto in quella delle particelle più piccole.

Le vere ceneri volanti sono soggette a rigorosi standard nazionali e specifiche di applicazione, nonché a severi standard di composizione chimica e radioattività. Le specifiche di confezionamento e gli standard di classificazione sono chiari. Il colore è nero e giallo, la consistenza è polverosa, le particelle sono molto fini, al tatto risultano lisce e asciutte e il contenuto di umidità è molto basso. Le ceneri volanti contraffatte sono composte principalmente da polvere di pietra o polvere di mattoni mescolata con una piccola quantità di ceneri volanti o scorie, e in alcuni casi vengono confezionate direttamente con polvere di pietra. Le ceneri volanti contraffatte non sono viscose e non presentano attività. Il colore è bianco, ma a volte presenta una colorazione molto impura. Al tatto risultano ruvide e umide e l'imballaggio è irregolare. Prestate attenzione a questi aspetti quando acquistate ceneri volanti per assicurarvi di acquistare un prodotto di alta qualità.

(2) Come si esegue il campionamento di accettazione?
Modificare il metodo e la posizione di campionamento tradizionali, ovvero saldare un apposito rubinetto di campionamento sul tubo d'acciaio di alimentazione delle ceneri volanti, con un diametro di 100 mm, a un'altezza verticale di circa 1,5 metri da terra. Il punto di prelievo può essere scelto casualmente in qualsiasi momento durante il processo di scarico delle ceneri volanti. Prelevare i campioni e informare pubblicamente il fornitore di ceneri volanti che, qualora i risultati dei due campionamenti risultassero diversi per lo stesso veicolo, saranno applicate severe sanzioni.