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）。
 
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(jìn)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(yán)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。
 
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?xì)怏w的產(chǎn)生，最終導(dǎo)致路基膨脹變形。
 
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(hù)，還可能會對環(huán)境造成污染，甚至造成其他嚴(yán)重的影響。
 
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(jìn)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(jìn)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。
 
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°。
 
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(jìn)行黃鐵礦的定量分析。
 
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(yán)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(jìn)行黃鐵礦含量方面的檢測十分必要。通過對路基填料進(jìn)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。