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黃鐵礦對鐵路路基填料的影響及其檢測

黃鐵礦對鐵路路基填料的影響及其檢測
時間:2024.10.18
作者:中鋼國檢上海分公司
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摘要: 黃鐵礦是一種含有鐵和硫元素的礦石,顏色為淺黃銅色,且具有明亮的金屬光澤,是一種分布廣泛的復(fù)硫化物礦物,有著特殊的性質(zhì)和廣泛的應(yīng)用。黃鐵礦的成因有多種,如沉積成因、熱液成因和火山成因,不同物理、化學(xué)條件下形成的黃鐵礦,其形態(tài)、化學(xué)成分和物理性質(zhì)等也存在差異。黃鐵礦在氧化帶易分解,形成各種鐵的硫酸鹽(如黃鉀鐵礬)和氫氧化物(如針鐵礦)。   作為一種礦產(chǎn)資源,黃鐵礦的存在有著重要的現(xiàn)實意義,但由于其分布的廣泛性,對工程建設(shè)也會產(chǎn)生一定的不利影響,為避免這些不利情況的發(fā)生,需要采取積極有效的方式進行應(yīng)對或規(guī)避。   對路基的危害 我國幅員遼闊,對鐵路交通有著更大的需求,加之現(xiàn)代化鐵路技術(shù)的發(fā)展,尤其是高鐵,使鐵路對路基的要求也不斷提高,不僅要求路基平順,還要確保其具有足夠的強度和剛度,且不會因沉降、形變引起鐵路運營安全。   修筑鐵路路基時,通常采用填筑或開挖的方式,無論采用哪種方式,對于路基所用材料都有嚴格的要求,每層填筑所用的土石質(zhì)量、粒徑組成、形狀、雜質(zhì)含量、成分含量等都需要滿足要求。而路基填料中黃鐵礦的存在則會給路基的安全埋下隱患,如果黃鐵...
黃鐵礦對鐵路路基填料的影響及其檢測

(圖:黃鐵礦對鐵路路基填料的影響及其檢測)

黃鐵礦是一種含有鐵和硫元素的礦石,顏色為淺黃銅色,且具有明亮的金屬光澤,是一種分布廣泛的復(fù)硫化物礦物,有著特殊的性質(zhì)和廣泛的應(yīng)用。黃鐵礦的成因有多種,如沉積成因、熱液成因和火山成因,不同物理、化學(xué)條件下形成的黃鐵礦,其形態(tài)、化學(xué)成分和物理性質(zhì)等也存在差異。黃鐵礦在氧化帶易分解,形成各種鐵的硫酸鹽(如黃鉀鐵礬)和氫氧化物(如針鐵礦)。

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作為一種礦產(chǎn)資源,黃鐵礦的存在有著重要的現(xiàn)實意義,但由于其分布的廣泛性,對工程建設(shè)也會產(chǎn)生一定的不利影響,為避免這些不利情況的發(fā)生,需要采取積極有效的方式進行應(yīng)對或規(guī)避。

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對路基的危害

我國幅員遼闊,對鐵路交通有著更大的需求,加之現(xiàn)代化鐵路技術(shù)的發(fā)展,尤其是高鐵,使鐵路對路基的要求也不斷提高,不僅要求路基平順,還要確保其具有足夠的強度和剛度,且不會因沉降、形變引起鐵路運營安全。

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修筑鐵路路基時,通常采用填筑或開挖的方式,無論采用哪種方式,對于路基所用材料都有嚴格的要求,每層填筑所用的土石質(zhì)量、粒徑組成、形狀、雜質(zhì)含量、成分含量等都需要滿足要求。而路基填料中黃鐵礦的存在則會給路基的安全埋下隱患,如果黃鐵礦含量過高,則會導(dǎo)致路基填料的粘聚性增強,易產(chǎn)生裂縫和變形,從而影響到線路的安全性。

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在濕度和氧的存在下,黃鐵礦經(jīng)氧化產(chǎn)生硫酸,繼而硫酸根離子會與碎石骨料及路基填料中所含的碳酸鈣發(fā)生反應(yīng)形成石膏。當(dāng)黃鐵礦的硫轉(zhuǎn)化成等摩爾數(shù)的石膏,不僅其礦物體積會產(chǎn)生數(shù)倍的膨脹,還會伴隨有二氧化碳氣體的產(chǎn)生,最終導(dǎo)致路基膨脹變形。

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此外,由于黃鐵礦中含有較多的硫,路基填料中若含有大量的黃鐵礦,如不防護,還可能會對環(huán)境造成污染,甚至造成其他嚴重的影響。

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含量檢測

對于鐵路路基填料中黃鐵礦的含量,可采用X射線衍射分析法進行檢測。首先將樣品在符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的條件下進行烘干處理,冷卻至室溫后,研磨至全部粒徑大小符合試驗要求,或手指搓捏無顆粒感。將樣品粉末置于樣品載片的凹槽中,使樣品被測量面保持粗糙,與樣品載片的表面保持平整均勻,避免晶體粉末擇優(yōu)取向。

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根據(jù)所需試驗條件設(shè)定X射線衍射儀參數(shù),試驗條件如下:

1、CuKα輻射;

2、發(fā)射狹縫與散射狹縫宜為1°,接收狹縫宜為0.3mm;

3、掃描速度:2θ為2°/min;

4、采樣步寬:2θ為0.2°;

5、2θ掃描范圍:5°~45°。

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根據(jù)X射線衍射儀設(shè)備特征劃定基線,根據(jù)樣品的X射線衍射圖譜讀取相關(guān)數(shù)據(jù),再與礦物的標(biāo)準(zhǔn)X射線衍射數(shù)據(jù)對比確定礦物種類,從而實現(xiàn)對樣品中是否含有黃鐵礦的定性分析。還可以根據(jù)所測得數(shù)據(jù)圖譜采用公式進行黃鐵礦的定量分析。

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結(jié)語

黃鐵礦對于路基的影響雖然具有一定的延后性,但一旦發(fā)生就可能會造成較為嚴重的后果,因此在鐵路工程建設(shè)過程中采用科學(xué)的方法對路基填料進行黃鐵礦含量方面的檢測十分必要。通過對路基填料進行質(zhì)量檢測,選用符合要求的填料,不僅可以顯著提高路基的穩(wěn)定性和耐久性,也有助于實現(xiàn)鐵路更高效率的運營。

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