粉煤灰和煤矸石是工业固体废弃物的典型代表，因其具有潜在的胶凝活性、化学稳定性和物理填充性，被广泛用于建材领域，如混凝土掺合料、水泥生产、路基材料等。然而，其成分复杂性和来源差异性可能导致性能波动，因此需要通过科学检测确保其质量符合使用要求。检测的最终目标是评估其安全性、适用性及环保性，从而避免因材料质量问题引发的工程隐患或环境污染。
粉煤灰主要来源于燃煤电厂，而煤矸石多产生于煤炭开采和洗选过程。两者的矿物组成、颗粒形态及有害物质含量差异显著。例如，粉煤灰中可能含有未燃碳、重金属及硫化物，而煤矸石中则可能含高岭石、石英及放射性元素。因此，针对不同应用场景，检测需覆盖化学成分、物理性能、环境指标等多个维度。
建材用粉煤灰及煤矸石的检测项目主要包括以下方面：
1. 化学成分分析：检测SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO等主量元素含量，以及氯离子（Cl⁻）、三氧化硫（SO₃）、烧失量（LOI）等影响材料性能的指标。
2. 物理性能测试：包括细度（45μm筛余量）、需水量比、活性指数（与水泥胶砂强度比）、密度、含水率等。
3. 环境与安全指标：重金属（如砷、汞、铅、镉）、放射性核素（镭-226、钍-232、钾-40）及有机物（如多环芳烃）的检测。
4. 微观结构分析：通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）研究颗粒形貌与矿物组成。
常见的检测仪器包括：
• X射线荧光光谱仪（XRF）：用于快速测定主量元素化学组成；
• 激光粒度分析仪：精确测量颗粒粒径分布；
• 原子吸收光谱仪（AAS）/电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）：检测重金属含量；
• 伽马能谱仪：测定放射性核素活度；
• 抗压强度试验机：评估活性指数和力学性能。
检测需遵循标准化操作流程：
1. 烧失量测定：将样品在950℃马弗炉中灼烧至恒重，计算质量损失率；
2. 需水量比试验：对比粉煤灰胶砂与基准胶砂达到相同流动度时的用水量比值；
3. 重金属浸出试验：依据HJ/T 299标准进行酸浸提，分析浸出液中污染物浓度；
4. 放射性检测：按GB 6566要求测定内照射指数和外照射指数。
主要依据的国内外标准包括：
• GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》：规范细度、需水量比、强度活性等指标；
• GB/T 29162-2012《煤矸石分类》：明确煤矸石的矿物组成和应用分类；
• ASTM C618：国际通用的粉煤灰与天然火山灰材料标准；
• GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准》：判定材料是否含超标有害物质。
通过严格的检测流程和标准化的数据对比，可确保粉煤灰及煤矸石在建材应用中的安全性和经济性，助力工业固废资源化利用的可持续发展。
