建筑粉體物料理化特性分析

劉媛媛(山東協(xié)和學(xué)院建筑工程學(xué)院, 山東 濟(jì)南 250107)

1 引言

隨著現(xiàn)代建筑、交通運(yùn)輸業(yè)和工業(yè)的迅猛發(fā)展，空氣污染問題日益突出，尤其是建筑工業(yè)上粉狀物料的使用，比如在建筑工地上施工中產(chǎn)生的各種粉塵、拆遷工程中產(chǎn)生的各種粉塵、以及來自城市已鋪或未鋪路面、農(nóng)業(yè)和建筑操作、風(fēng)蝕和某些場所大塊物料處理（如運(yùn)輸、儲存、配制、裝袋和倒袋等）過程，都會產(chǎn)生大量的隨機(jī)性粉塵，而它們通常則是空氣中可吸入顆粒物的主要來源。

粉塵的物理性質(zhì)包括粉塵的密度，安息角與滑動角，比表面積，含水率，潤濕性，荷電性，粘附性以及自然性和爆炸性。

粉塵的密度分為真密度和堆積密度。粉塵的真密度用在研究塵粒在氣體中的運(yùn)動，分離和去除等方面，堆積密度用在儲藏斗或灰斗的容積確定等方面。

2 實(shí)驗(yàn)條件與方法

（1）實(shí)驗(yàn)材料

建筑塵、容量瓶、移液管、燒杯、蓋玻片、載玻片、漏斗、培養(yǎng)皿、試紙、試管若干

（2）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

電子天平、干燥箱、真空泵、分光光度計(jì)、顯微鏡

（3）實(shí)驗(yàn)方案

1）建筑粉塵形貌測定；將少量建筑粉塵放置載玻片上，滴幾滴蒸餾水，使粉塵顆粒分散開，輕輕蓋上蓋玻片，將樣本放置顯微鏡下觀察。

2）粉塵的含水率測定：將已恒重的蒸發(fā)皿稱取建筑塵樣品，精確至0.01g，將盛有粉塵樣品的蒸發(fā)皿，放入烘箱中干燥2h，取出放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱重，反復(fù)多次，直至恒重。

3）密度比表面積的測定：用電子天平稱量建筑塵物料，將粉體物料放入容量瓶中，用真空泵抽真空以后再次稱量容量瓶的質(zhì)量，根據(jù)水的質(zhì)量與水的體積相等，計(jì)算出水的體積，則可獲得粉體物料的體積，從而計(jì)算出粉體物料的密度。

4）安息角以及滑動角的測定：將建筑粉塵從漏斗連續(xù)落到水平面上，自然堆積成一個圓錐體，圓錐體母線于水平面的夾角為粉塵的安息角；

將粉塵自然堆放在光滑平板上，粉塵隨平板做傾斜運(yùn)動時開始發(fā)生滑動時的平板傾斜角為安息角。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

（1）粉塵的形貌測定：

粉塵形貌如下：

分析：建筑塵的顆粒較大，分散性好，不易凝聚，顏色較深，這應(yīng)于其污染來源有關(guān)。

（2）含水率的測定：

將已恒重為M1的蒸發(fā)皿稱取建筑塵樣品約20g，精確至0.01g記為M，將盛有粉塵樣品的蒸發(fā)皿，放入烘箱中干燥2h，取出放入干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱重，反復(fù)多次，直至恒重記為M2

計(jì)算公式： w=［m-(m2-m1)］/m×100

w：樣品含水率，單位%

m： 稱取污泥樣品質(zhì)量，單位g

m2：恒重后蒸發(fā)皿加恒重后污泥樣品質(zhì)量，單位g

m1：恒重后空蒸發(fā)皿質(zhì)量，單位g

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

測定日期 M M1 M2 含水率（%）2015/5/29 20 10.9 30.2 3.5 2015/7/02 20 12.1 31.5.2015/9/15 20 11.8 31.2 3平均值 3.2

（3）密度比表面積的測定：

把比重瓶清洗干凈，放入電烘箱內(nèi)烘干，然后在干燥器中自然冷卻至室溫； 取建筑粉塵5g、10g、15g，記為M，放入電烘箱內(nèi)，在(110土5)℃下烘1h恒重，然后在干燥器中自然冷卻至室溫。 取3個干燥過的比重瓶，將比重瓶加蒸餾水至刻度線，擦干瓶外面水再稱重量，記下瓶和水的質(zhì)量W。 將比重瓶中的水倒掉，加入粉塵M，瓶中粉塵5g、10g、15g，用滴管向裝有粉塵的比重瓶中加入蒸餾水至瓶體積的一半左右，入真空干燥器內(nèi)，開啟真空泵維持真空度在0.1atm，15-20min，以便把粉塵間的空氣排除掉，同時去除蒸餾水中的氣泡。

最后停止抽氣，通過放氣閥向真空干燥器中緩慢的放入空氣，待真空表恢復(fù)常壓以后打開真空干燥器，取出比重瓶和蒸餾水，將蒸餾水加至比重瓶的刻度線處，擦干瓶外表面水以后程重，記下質(zhì)量為.

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

比重瓶編號 M（g） W（g） R（g） 密度（kg.m3））1 5 12.2 15.4 2.8 2 10 23.1 28.8 2.4 3 15 29.3 37.2 2.2平均值 2.5

（4）安息角的測定：

將漏斗出口堵住，加入建筑粉塵樣品質(zhì)量10g、20g、30g，控制下料量為20g/min，供料盡量均勻連續(xù)，量出建筑粉塵錐體的高度h和直徑d，根據(jù)公式計(jì)算安息角。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

樣品編號 h（mm） d（mm） tg＆ 粉塵質(zhì)量（g）1 52.1 150.4 0.69 10 2 82.3 244.3 0.67 20 3 104.3 344.2 0.61 30平均值 0.66

4 結(jié)論

經(jīng)顯微鏡圖像顯示建筑塵的顆粒較大，分散性好，不易凝聚，顏色較深，這應(yīng)于其污染來源有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

樣品名稱 含水率（%） 密度（kg.m3） tg＆建筑塵 3.2 2.5 0.66