水泥和混凝土中粉煤灰放射性检测研究.pdf

文中采用放射性试验方式对水泥和混凝土中的粉煤灰进行检测，对粉煤灰水分及粒径等因素进行控制，进一步分析外部因素对粉煤灰放射性结果的影响，同时结合GB/T1596一2 0 0 5用于水泥和混凝土中的粉煤灰标准展开结果分析，最终可确认，最新标准更加适用于水泥和混凝土中粉煤灰放射性检测试验，并可对粉煤灰质量加以控制。关键词：水泥；混凝土；粉煤灰；放射性检测中图分类号：TU525文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 0 7 3-0 3dyontheRadioactivityDetection of Fly Ash in Cement and ConoWu YuqiJiujiang Construction Engineering Quality Testing Center,Jiujiang,Jiangxi 332000Abstract:In this paper,fly ash in cement and concrete is tested by radioactivity experiment,and factors such as moisture and particle size offly ash are controlled.The influence of external factors on the results of fly ash radioactivity is further analyzed.At the same time,the resultsare analyzed in combination with the latest GB/T 1596-2005 Fly Ash used in cement and concrete standard.Finally,it can be confirmedthat the latest standard is more suitable for the test of fly ash radioactivity in cement and concrete,and can control the quality of fly ash.Key words:Cement;Concrete;Fly ash;Radioactivity detection0引言粉煤灰具有节能、隔热、保温等特征，且可在一定程度上改善水泥透水性能，粉煤灰逐渐成为行业普遍应用的材料1。1水泥和混凝土中粉煤灰放射性的检测背景煤粉炉烟道粉末为粉煤灰，但原煤内放射性元素（如210Pb、40 K、2 32 T h、2 2 6 Ra、2 38 U 等）则会富集在粉煤灰内，该类放射性元素核素不断发出射线、射线、射线，形成放射性，严重威胁人体健康，此时可应用外照射、内照射指数表示该放射性。GB6566一2 0 10 建筑材料放射性核素限量标准中对粉煤灰的放射性提出了要求，其内外照射指数不可超过1.0，且指出，水分含量、样品粒径、检测时间、装样体积、平衡时间能够对粉煤灰放射性检测结果产生影响，故在放射性检测期间，需对水分含量及样品粒径进行控制，并分析其余三项指标对检测结果的影响 2 1。粉煤灰放射性程度不同，部分区域所生产的粉煤灰放射性较强，因此，粉煤灰用于水泥或混凝土时，还需综合考量粉煤灰掺加量。随着行业的发展，粉煤灰放射性检测标准发生变化，最新标准提出，不可仅检测粉煤灰放射性，需按照1：1比例将粉煤灰掺人水泥内，对混合后的样品进行测量，保障粉煤灰放射性检测精准性，为建筑行业应用粉煤灰奠定基础 3-5 2粉煤灰放射性检测试验设计2.1仪器主要应用低本底多道能谱仪进行检测，该仪器在8 h内稳定性低于1%，分辨力6.9%。作者简介：吴雨奇（19 8 4-），男，江西九江人，本科，高级工程师，主要研究方向为建筑材料检测。2.2标准源采用中国计量院混合标准源及单元素标准源。标准源应用7cm高、5.7 cm内径容器承装。2.3样品样品经称量后装入7 cm高、5.7 cm内径的容器内，若采用湿样，需将其置于10 5环境下干燥，至水分降低后称样即可。制备样品时，需将其粒径控制0.16 mm以下，若粒径不符合要求，需进行破碎磨细处理。采用相同规格的容器承装样品，借助该方式确保样品与标准源的体积一致，且装样质量尽可能接近于针（镭）标准源质量。在放射性试验中，要求装样质量处于270310g范围内。样品称重完毕，将其置于容器（样品盒）并进行密封处理，且样品盒需垂直放置，以确保样品上表面可维持水平。2.4照射指数衡量与表示粉煤灰放射性时，主要应用内外照射指数，其中，内照射指数公式如式（1）所示，外照射指数公式可见式（2）。在该次粉煤灰放射性检测中，采用中国计量院混合标养，粉煤灰样品与硅酸盐水泥均为2 kg。CRaI(1)Ra200CRaCThCK十3702604200（2）式中：IRa、I,分别指为内照射指数、外照射指数；CRa为粉煤灰中镭-2 2 6 天然放射性核素的放射性比活度（Bq/kg）；Cmh 为粉煤灰中针-2 32 天然放射性核素的放射性比活度（Bq/kg）;Ck为粉煤灰中钾-40 天然放射性核素的放射性比活度（Bq/kg）。式（1）中的2 0 0 表示在内照条件下镭-2 2 6 放射性核素的74.下转第7 7 页）2023年4月江西建材质量控制与检测放射性比活度限值，与之相对的，37 0、2 6 0、42 0 0 则代指外照条件下镭-2 2 6、针-2 32、钾-40 天然放射性核素的放射性比活度限值，Bq/kg。在后续试验中，则应用内外照射指数表示粉煤灰放射性 6 。3水水泥和混凝土中粉煤灰放射性检测的结果分析3.1仪器标定对水泥、混凝土中粉煤灰放射性进行检测过程中，需提前测试仪器运行状态，并测定混合标准源，见表1。根据混合标准源测定结果与标准参数间的偏差程度判断检测仪器检定状态，经测定，发现实验所用检测仪器检定状态优异，可用于粉煤灰放射性检测试验中。表1粉煤灰放射性试验混合标样测定结果指标实测值标准值相对偏差/%镭-2 2 6/Bq/kg)86.3483.004.00针-2 32(Bq/kg)99.4492.807.20钾-40/(Bq/kg)441.22445.000.80内照射指数0.40.4一外照射指数0.70.7一3.2水分测定放射性检测期间，若粉煤灰样品中存有一定量水分，将会对放射性检测结果产生影响，干扰最终内外照射指数计算值。在粉煤灰放射性检测期间，可将粉煤灰样品置于干燥箱内，将干燥箱温度调至10 5，持续烘干3 4h，完成干燥处理后，测定粉煤灰样品水分含量，若此时粉煤灰样品水分含量基本为0，则可继续试验，若不达标则继续干燥。3.3粒径测定GB6566一2 0 10 建筑材料放射性核素限量标准中指出，粉煤灰放射性检测期间，要求粉煤灰粒径控制在0.16 mm以内，以免粒径不达标而影响放射性检测结果可靠性。而在本次放射性检测试验中，试验样品为粉末状粉煤灰，故无需破碎磨细处理，但为保障后续检测试验规范性，测定粉末状粉煤灰样品粒度，最终得出粉末状粉煤灰样品平均粒度符合标准，为11.632m。3.4影响因素3.4.1仪器采集时间的影响仪器采集时间可对粉煤灰放射性检测结果产生影响，在本次粉煤灰放射性检测试验中，为了解仪器采集时间对检测结果的影响，对2 2 3.31g粉煤灰样品在不同仪器采集时间下的检测结果进行统计，具体如下。（1）6 0 0 s 采集时间。此时镭、针、钾的放射性比活度分别为185.42Bq/kg、32 2.8 4Bq/k g、344.0 4Bq/k g，内外照射指数分别为0.9,1.8。（2）18 0 0 s 采集时间。镭、针、钾的放射性比活度分别为176.59Bq/kg、338.45Bq/k g、2 0 1.13Bq/k g，内照射指数为0.9，外照射指数为1.8。（3）1h 采集时间。镭的放射性比活度为141.48 Bq/kg，针、钾的放射性比活度分别为354.7 9 Bq/kg、10 4Bq/k g，内外照射指数分别为0.7、1.8。（4）2 h 采集时间。镭、针的放射性比活度分别为147.54Bq/kg、349.48 Bq/k g，钾的放射性比活度为12 1.9 9 Bq/kg，内照射指数为0.7，外照射指数为1.8。（5）4h 采集时间。镭、针、钾的放射性比活度分别为151.95Bq/kg、344.56 Bq/k g、156.7 6 Bq/k g，内照射指数为0.8，外照射指数为1.8。（6）6 h 采集时间。镭的放射性比活度为150.13Bq/kg，的放射性比活度为345.6 3Bq/kg，钾的放射性比活度为19 0.2 6 Bq/kg。内外照射指数分别为0.8、1.8。结合上述数据可见，三种核素在6 0 0 s、18 0 0 s 仪器采集时间下，其放射性比活度出现较大波动，仪器采集时间超出1h后，镭、针核素的放射性比活度逐渐呈现出稳定状态，但钾核素的放射性比活度仍波动较大，内外照射指数并未受到较大影响。在此基础上检测处于不同仪器采集时间条件下的三种核素标准源数据，发现仪器采集时间超过1h后，镭、针、钾的放射性比活度同样逐渐趋于稳定。但从放射性检测结果角度来看，粉煤灰放射性来源较为复杂，为保障检测试验精度，可适当延长检测时间，用于控制误差。结合该次粉煤灰放射性试验所采用的样品情况来看，最终将仪器采集时间定为2 h。3.4.2装样体积的影响样品盒内径与高度分别为5.7 cm、7 c m，为探究装样体积对粉煤灰放射性检测结果的影响，分别设置三种体积等级，即1/3样品盒体积、1/2 样品盒体积、装满的样品盒体积，基于控制变量理念，将仪器采集时间限制至2 h，此时，则可探究其放射性检测结果的差异，见表2。表2不同装样体积状态下的粉煤灰放射性检测结果指标1/3样品盒体积1/2样品盒体积只完整样品盒体积质量/g54.88100.00223.31镭-2 2 6(Bq/kg)324.48259.22147.54针-2 32/Bq/kg)525.72435.24147.54钾-40/(Bq/kg)195.54144.05121.99内照射指数1.61.30.7外照射指数2.92.41.8结合表2 情况可知，在差异化装样体积条件下，粉煤灰放射性检测结果表现出较大差异。检测试验属于相对测量，故要求标准源、粉煤灰样品需运用规格一致的容器，且高度、位置需吻合，只有在严格控制装样状态情况下，方可实现同步探测效率，保障放射性检测结果精度。3.4.3平衡时间的影响为研究平衡时间对于粉煤灰放射性检测结果的影响，连续20d持续测量与记录检测结果，最终发现粉煤灰放射性结果在连续2 0 d测量下并未发出现显著变化。GB/T15962005用于水泥和混凝土中的粉煤灰标准规定，建材内天然放射性元素呈现衰变特征，需确保放射性趋于稳定后测量，但并未准确点明平衡时间规定，要求检测人员结合实际情况确定平衡时间。一般要求粉煤灰样品密封静置4d后，方可测量其放射性，若为对比测量（如本次试验），则需密封静置2 0 d后测量放射性水平。3.5标准对比最新版GB/T1596一2 0 0 5用于水泥和混凝土中的粉煤灰改变了粉煤灰放射性检测形式，指出检测粉煤灰放射性时，需按照1：1比例混合水泥与粉煤灰，测量混合样品放射性情况，以此确保使用的混合性建材符合标准，且需对水泥自身放射性进行检测与控制。为了解新旧检测标准对粉煤灰检测结果的影响，按照上述所确定的检测标准进行试验。按照最新标准按照1：1比例混合检测方式进行试验后，所得出的三种核素放射性比活度结果均有所下降，放射性比活度决定内外照射指数，而放射性比活度结果又受样品总质量影响，而按比例将粉煤灰与水泥混合后，检测样品总质量提升，但受到水泥低放射77上接第7 4页）+2023年4月质量控制与检测江西建材建部门的监督检查，但因检查专家评审员库中的专家大多数出自检测机构，容易存在互相通融的情况。行政执法部门又苦于专业知识欠缺、队伍建设不够，整体监督检查质量不高，结果导致工程出现问题才会有反查反制措施。主管部门响应国家政策进行“放管服”，但在事中事后监管层面，不管是人才队伍还是技术能力都有待加强。3措施建议3.1上层政策建设希望相关资质主管部门统筹规划、通力合作，市场监督管理部门在制定政策时统筹住建部门、水利部门、交通部门，不应各自只管各自的行政许可资质事项，应当协同考虑在制定检验检测机构管理办法时考虑行业发展趋势，适当的提出一些通用要求，如新建设工程质量检测管理办法建设工程质量检测机构资质标准就是一个很好的开创性尝试，但同时地方部门应细化检验检测信息化系统具体配置指标，并做好制度宣贯及培训工作，确保政策有效制定、落地实施。3.2不断优化信息化系统行业内信息化检测软件公司应下沉到具体检验检测机构，深耕标准规范，做好基础数据维护、标准更新、熟悉流程化操作、更多的兼容财务管理、人员管理、设备耗材管理等模块并进行有效整合关联。发挥系统软件进行数据筛选、查询、统计等方面的优势，在满足规范要求的前提下，精简检验检测报告出具流程，提升报告出具效率，优化电子签名、电子签章程序，提升系统软件的适用性，并缩短用户定制修改上线时间。同时，增强检验检测系统安全性，确保数据安全、运行高效并降低运维成本。3.3提升行业人员水平全面提升全行业从业人员（包括生产厂家、建设方、施工方、监理、检测机构等）的质量意识、基础技术水平、政策水平、信息化操作水平。加强内部培训、宣贯，从而规避质量风险、提升整体运行效率。3.4加强行业监督管理信息化管理的发展历程较短，不少工程质量监管部门掌握不够熟练，工作人员的适应性也明显偏低。一方面要提高工作性影响，导致所得出的最终放射性比活度降低。在旧标准中，将粉煤灰单独看待，要求粉煤灰的内外照射指数均低于1，按该标准可判断本次试验所检测的粉煤灰放射性水平超标。但从实际生产角度来看，粉煤灰在建筑工程行业中主要用于改善水泥性能或配制混凝土，因此，从实际应用角度来看，不仅应关注粉煤灰自身的放射性水平，还需对掺加粉煤灰后的混合料放射性进行检测，确保最终用于建设的材料均符合标准。在此情况下，需立足实际情况对用于水泥、混凝土的粉煤灰最大掺加量进行控制，并从整体角度检测与判断建筑材料的放射性水平及整体质量，继而实现粉煤灰材料的安全应用。4结语综上所述，现阶段，主要采用试验检测的方式确定粉煤灰放射性，为保障放射性检测精度，要求粉煤灰粒径低于0.16 mm且保持干燥状态，若为湿样品，需对粉煤灰样品进行干燥处理，样品装入容器时，需确保其与标准源状态保持一致，且需经过一段时间（对比测量为2 0 d，常规检测4d即可）后测量，并要求人员的操作技能，另一方面要提升监管队伍的技术能力水平，要能发现问题、善于发现问题。监督管理岗位人才建设是一个复合型人才建设的过程，既要加强政策、业务水平的学习，更要加强专业知识的培训，才能满足日益发展的建材行业发展要求。4结语建筑材料检验检测机构是工程建设中重要的一环，在信息技术不断发展的新时代，建立完善的检验检测信息化管理系统，从报告产生的全过程：检测委托、样品流转、原始记录、报告编制、审核、批准、电子签章等进行信息化系统管理，保证检测数据的完整性、可追溯性，并使得检测报告同时进行电子化生成、存储、检索，实现信息在空间上的交互与共享，确保检测结果的公正、科学、真实、准确。在提升检验检测机构运行效率和质量管理水平的同时，可更好的帮助监管机构实时地了解工程项目及检验检测机构运行情况，提高监管质量，规范检测市场及相关企业行为，从而推动工程建设顺利进行。检验检测信息化系统在建材行业尚存在覆盖率低、产品缺陷、行业不规范等问题，建议相关部门从政策制定落实、信息化系统优化升级、行业从业人员水平提升，加强监管，共同维护市场，提升建材类检验检测机构业务和管理水平。参考文献【1白志青，张银.实验室信息管理系统（LIMS）综述J】.科技情报开发与经济，2 0 0 7（12）：2 40-2 42.2 陈娟婷.工程质量检测报告信息化管理研究.福建建设科技，2022(5):155-156.3夏静萍.检测数据信息化管理在工程建设中的应用【J】.中国建筑金属结构，2 0 2 1（5）：50-51.4江宏玲.浅谈工程质量检测全过程信息化监管【J】.质量管理，2022(4):86-88.5郑佛工程质量检测管理信息化建设初探J.福建建筑，2019(8):123-125.6 王乔.检验检测机构信息化系统研究J.新产品新技术，2 0 19(22):67-69,79.仪器采集时间超过1h。在此基础上，需按照最新标准对粉煤灰掺加量加以控制。参考文献1原秀芳.用于水泥和混凝土中粉煤灰放射性检测分析J。中国水泥，2 0 2 2（5）：9 9-10 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