臺(tái)背回填高強(qiáng)輕質(zhì)流態(tài)土用發(fā)泡劑污染物成分分析研究

（山東省交通科學(xué)研究院 山東 250102）

1.引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車年增長(zhǎng)率遠(yuǎn)超經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度，對(duì)于基礎(chǔ)設(shè)施中的高速公路提供更加嚴(yán)格的要求和更強(qiáng)的通行能力。由于其所處位置特殊，臨近橋臺(tái)等構(gòu)造物，施工比較復(fù)雜，如果設(shè)計(jì)方案不合理，施工中采取的措施不當(dāng)，就會(huì)造成路橋過(guò)渡段區(qū)域縱橫向產(chǎn)生不均勻沉降，引發(fā)“橋頭跳車”現(xiàn)象，不僅會(huì)影響行車速度與舒適感，甚至?xí)斐蓢?yán)重的交通事故[1]。臺(tái)背回填高強(qiáng)輕質(zhì)流態(tài)土填筑材料的研究已成為解決“橋頭跳車”的熱點(diǎn)問(wèn)題之一[2]。該新型材料可大大地減輕路基的填土荷載，降低地基應(yīng)力，抑制新路基的沉降、側(cè)移和破壞，大大縮減橋臺(tái)與路基連接處附近的差異沉降?？捎行Ы鉀Q“橋頭跳車”問(wèn)題，保證道路運(yùn)輸能力和減小養(yǎng)護(hù)期的投資。

輕質(zhì)流態(tài)土制作過(guò)程中所用的發(fā)泡劑在一定程度上決定著該新材料的性能。目前國(guó)內(nèi)的發(fā)泡劑的品種主要有松香膠發(fā)泡劑、廢動(dòng)物毛發(fā)泡劑、樹(shù)脂皂類發(fā)泡劑、水解血膠發(fā)泡劑、石油硫酸鋁發(fā)泡劑等，我國(guó)也有以動(dòng)物蛋白質(zhì)為主要原料的發(fā)泡劑，發(fā)泡倍率及穩(wěn)定性較好，但因原料來(lái)源有限，生產(chǎn)成本高，所以開(kāi)發(fā)與應(yīng)用受到限制，總體上說(shuō)國(guó)產(chǎn)發(fā)泡劑不夠理想，質(zhì)量偏低，盡管有些發(fā)泡倍率夠大，但穩(wěn)定性差[3]。日本、意大利的發(fā)泡劑多為蛋白質(zhì)類，質(zhì)量較好?，F(xiàn)在研究對(duì)輕質(zhì)流態(tài)土的性能研究較多，作為低碳綠色新材料，對(duì)其用發(fā)泡劑的污染物成分進(jìn)行分析，是很有必要的。

2.材料與方法

所選用發(fā)泡劑為動(dòng)物球蛋白。要檢測(cè)的項(xiàng)目有總揮發(fā)性有機(jī)物、苯、甲苯+二甲苯、游離甲醛和非甲烷總烴?？倱]發(fā)性有機(jī)物、苯、甲苯+二甲苯、游離甲醛按照國(guó)標(biāo)GB18583-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料膠粘劑中有害物質(zhì)限量》來(lái)檢測(cè)。非甲烷總烴采樣方法是取樣品100ml，倒入具塞的錐形瓶里，在將采樣管通過(guò)塞子接入到瓶中，用采樣雙聯(lián)球?qū)怏w采入到1L的氟膜采樣袋中。非甲烷總烴的測(cè)試溫度設(shè)計(jì)為常溫、105℃和180℃（此溫度下樣品已沸騰），后兩者溫度測(cè)試時(shí)要將裝有樣品的錐形瓶放到鼓風(fēng)干燥箱中，采樣管通過(guò)鼓風(fēng)口穿出。非甲烷總烴的測(cè)試方法依照標(biāo)準(zhǔn)HJ604-2017《環(huán)境空氣總烴、甲烷和非甲烷總烴的測(cè)定直接進(jìn)樣氣相色譜法》。氣相色譜法分析條件：柱箱溫度為60℃，兩個(gè)進(jìn)樣器的溫度均為100℃，檢測(cè)器的溫度為200℃，熱導(dǎo)池溫度為50℃，輔助爐的溫度為150℃，進(jìn)樣量為1ml。

3.結(jié)果與討論

表1 總揮發(fā)性有機(jī)物、苯、甲苯+二甲苯、游離甲醛分析結(jié)果

總揮發(fā)性有機(jī)物、苯、甲苯+二甲苯、游離甲醛的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。從表中結(jié)果可知，總揮發(fā)性有機(jī)物、苯、甲苯+二甲苯、游離甲醛的濃度均在合格范圍之內(nèi)，該發(fā)泡劑產(chǎn)品符合環(huán)保、綠色的要求，對(duì)環(huán)境及施工工人的影響較小。但也應(yīng)認(rèn)識(shí)到污染物的濃度可以累積，若是在室內(nèi)或者空氣流通不暢的環(huán)境中生產(chǎn)，則應(yīng)采取措施保持空氣流通，便于污染物擴(kuò)散，并連續(xù)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)[4]。

按2中氣相色譜分析條件對(duì)三種溫度下樣品的非甲烷總烴進(jìn)行分析，得到總離子流色譜圖，見(jiàn)圖1-圖3。

圖1 常溫下發(fā)泡劑樣品非甲烷總烴色譜圖

圖2 105℃發(fā)泡劑樣品非甲烷總烴色譜圖

圖3 180℃發(fā)泡劑樣品非甲烷總烴色譜圖

根據(jù)上述色譜圖獲得總烴、甲烷和氧的峰面積，扣除甲烷和氧的峰面積，帶入HJ604-2017中公式，得到三種溫度下發(fā)泡劑樣品非甲烷總烴的濃度（mg/m3），見(jiàn)圖4。

圖4 三種溫度下發(fā)泡劑樣品非甲烷總烴的濃度

大氣中的非甲烷總烴超過(guò)一定濃度，除直接對(duì)人體健康有害外，在一定條件下經(jīng)日光照射還能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，對(duì)環(huán)境和人類造成危害[5]。由圖中數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，發(fā)泡劑樣品釋放的非甲烷總烴的濃度在升高，180℃時(shí)的濃度是常溫下濃度的將近2倍。但三種情況的濃度都小于4mg/m3，沒(méi)有達(dá)到危險(xiǎn)值。但和總揮發(fā)性有機(jī)物、苯、甲苯+二甲苯、游離甲醛一樣，由于累積的作用，也應(yīng)注意通風(fēng)和監(jiān)測(cè)。

4.結(jié)論

作為低碳綠色新材料的輕質(zhì)流態(tài)土所用的發(fā)泡劑的污染物成分含量較低，不會(huì)對(duì)環(huán)境和人員健康造成影響，但應(yīng)注意通風(fēng)和持續(xù)的監(jiān)測(cè)。