此亦称为矿物成分分析方法。其目的在于,了解析出物的物质组成及其含量。分析结果可以元素的氧化物表示,也可以元素表示。在析出物物质组分含量的表示方面,通常也有两种:一种以相对含量表示,即以百分比含量表示;另一种则以绝对含量表示,即以mg/kg表示。实际工作中,用前一种方法表示要直观一些。当然,若以这种方法表示分析结果,一定要对试样作化学成分全分析。
据了解,有时出于某种考虑仅对析出物试样进行简分析,即仅对其中的某些指标进行化验分析。笔者认为,即便如此,对于以下3 组指标的化验工作不能少。
1.SiO2、Al2O3
硅、铝是自然界中绝大多数岩石的主要造岩矿物,其含量常达70%以上,也是构成岩石强度等力学指标的主要物质。因而,此类物质于析出物中的含量就成为一个重要的评价指标。另一方面,由于硅、铝类矿物的溶解度很低,在酸性水中尤其如此,而只有在碱性水中,其溶解度才有所增大。若出现析出物的水介质呈酸性,但析出物中的硅、铝组分含量比较高(如大于25%),那么就可以认为此类析出物已不具有典型的化学潜蚀作用的特征,而具有物理—化学双重潜蚀作用的标志。显然,由此产生的对于相应部位岩体渗透稳定性的影响是不能忽视的。
2.Fe2O3、MnO
已有的研究表明,析出物中的Fe2O3、MnO主要来源于岩体结构面中铁、锰质的析出。由于构造应力的作用,这两种物质互为伴生而相对富集于岩体结构面中并大多以充填物的胶结物质出现。在还原环境下,此类物质或以低价的离子态,或以低价的氧化物而进入地下水溶液中并随之迁移;而在排水孔口其水环境趋于明显的氧化条件下,即由胶体变成凝胶,并最终以析出物出现。一般呈棕红色的析出物中,Fe2O3含量可达30%~50%;而在黑色者中,MnO则为主成分,其含量可达30%以上。此类物质一般为化学潜蚀作用的产物。但若某部位在渗流作用下,此类物质的长期析出,则将导致作为渗径的结构面的“空化扩容”,而影响到岩体的渗透稳定性。(www.daowen.com)
3.CaO、烧失量
钙及其氧化物是可溶性物质。除碳酸盐岩层之外,此类物质在多数岩石中的含量很低,一般为1%左右;仅个别特殊岩层(如“红层”)中的含量可能高一些;而在岩体结构面中可能以次生的方解石脉或薄膜形式出现以致含量也高一些。另一方面,大坝基础混凝土以及坝基帷幕体中,水泥是其主要的成分,而水泥中以CaO为主,可达65%左右,水化后可形成Ca(OH)2一类产物。在具有软水(Ca2++Mg2+<3.0meq/L)、溶出型侵蚀作用(HCO-3<1.07mmol/L)的环境水作用下,可导致上述岩层中以及工程结构中钙质的析出。显然,诸如大坝基础混凝土结构中钙的析出将影响其耐久性,而坝基帷幕体中水泥结石的溶失则将使其防渗效果衰减。
进行烧失量试验,在于了解烘干试样在550℃高温下烧灼至质量不变时所失去物质的质量与其烘干时质量的差异,两者之间的比值即为烧失量。在其所失去的物质中,可能包含有机质等挥发性物质以及碳酸盐类物质。当前者的含量达一定时,认为其物质来源可能与对坝踵帷幕体采取的工程补强中使用的某种化学灌浆材料有关,如丙凝、甲凝、中化—798、LW 及HW 水溶性聚氨酯材料等。
根据对于多个水电站多批试样的统计分析结果,呈白色的析出物中,CaO含量一般比较高,可达40%或以上。此外,此类析出物的烧失量也比较高,可达30%或以上,表明主要含有较多的碳酸盐类物质,即其中的在燃烧过程中以CO2气体逸出所致。
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