混凝土浇筑产生气体爆炸事故的分析.pdf

江苏建筑 2 0 1 2年第 3 期 ( 总第 1 4 8期 ) 混凝土浇筑产生气体爆炸事故的分析 朱世哲 ， 杨红亮 ， 余卫 东 ( 苏州工业园区规划建设局 。 江苏苏州 2 1 5 0 0 0 ) 摘 要1 文章论述了一起混凝土浇筑过程中的爆炸事故，进行了对比试验查明并分析了事故产生的原因是舍金属铝的 粉煤灰在混凝 土浇筑过程 中与水泥发 生反应产生 H 2 引发 了爆 炸。由于 目前相关规范并没有要 求时粉煤 灰的化 学成分 ( 除 了三氧化硫 ) 进行检 测， 不能有效制止含金属铝的粉煤灰被使 用在混凝土 中， 有管理漏洞 ， 文章建议规 范尽快 明确粉 煤灰化 学成分检测要 求。 以便 消除安全 隐患。 关键 词1 爆炸事故； 混凝土浇筑； 粉煤灰； 安全隐患 【 中图分类号 X 9 2 8 7 【 文献标识码】 A 【 文章编 mo 5 6 2 7 0 2 0 1 2 0 3 - 0 0 7 9 - 0 2 An a l y s i s o f a Ga s Ex p l o s i o n Ac c i d e n t i n t h e P r o c e s s Co n c r e t i n g Z HU S h i - z h e YANG Ho n g - l i a n g YU We i - d o n g ( D e p a r t m e n t o f S u z h o u I n d u s t r y P a r k a n d C o n s t r u c t i o n ， S u z h o u J i a n g s u 2 1 5 0 0 0 C h i n a ) Ab s t r a c t ：T h e p a p e r d i s c u s s e d a g a s e x p l o s i o n a c c i d e n t i n t h e p r o c e s s o f c o n c r e t i n g ，a n d f o u n d t h e r e a s o n o f t h e e x p l o s i o n a c c i d e n t wa s t h a t H2 w h i c h wa s p r o d u c e d b y t h e r e a c t i o n o f t h e f l y a s h w i t h t h e a l u mi n u ms a n d t h e c e me n t e x p l o d e d No w o n l y t h e s u l f u r a n h y d rid e i n t h e fl y a s h wa s r e q u i r e d t o d e t e c t a c c o r d i n g t o t h e c r i t e flo n o f d e t e c t i o n ， t h e fl y a s h w i t h t h e a l u mi n u ms wa s s t i l l u s e d ， t h e r e w e r e t h e h i d d e n d a n g e r i n t h e p r o c e s s o f c o n c r e t i n g S o t h e p a p e r s u g g e s t e d t h a t t h e c h e mi c a l c o n s t i t u e n t d e t e c t i o n o f t h e fl y a s h s h o u l d b e r e q u e s t - e d ， a n d h i d d e n d a n g e r s h o u l d b e e l i mi n a t e d Ke y wo r d s：e x p l o s i o n a c c i d e n t ；c o n c r e t i n g；f l y a s h；h i d d e n d a n g e r 1 事故概况 某工地浇捣 的地 下室混凝 土 其底板 厚 5 0 0 mm 混凝 土抗压强度等级为 C 3 0 由商品混凝 土公 司组织供应 。 浇捣 时间为当天上午 9 ： 0 0开始 到晚上 2 2 ： 3 0结束 共浇捣混凝 土 l 2 0 0 m3 。， 在底板 浇筑完成 1 5 h后 一电焊 工距离底板 集水坑 0 5 m的地方使用氧气切 割钢 筋 引起集水坑爆 炸 。 爆炸集水坑平面尺寸为 1 5 rex 2 m 深为 1 5 m( 如图 1 ) ， 爆 炸威力较大 将一名工人抛至 4 m高度后摔下致死 。 图 1 发 生 爆 炸 的 底 板 集 水 坑 2 事故现场勘察 事故发生后立即在现场进行了勘察 首先专业 检测公 司对 事故 发生地 周边 土壤进行 了检测 所 用检测 仪器 为 D r a g e r P a c l I I ( 测 试 H 2 ) 和 D r a g e r P a c 7 0 0 0 ( 测 试 C O) ， 经 检 测发 现事故 发生地周 边土 壤并无 可燃气 体 ( H ： 和 c o) 产 生 。因此排除 了土壤 中含有可燃气体的情况。 然后对离事故发生处旁边约 l O m左右 、 另一尚未打开 盖板 的集水坑进行 了检测 所用检 测仪 器仍 为 D r a g e r P a c I I I ( 测试 H 2 ) 和 D r a g e r P a c 7 0 0 0 ( 测试 C O) ， 发现 H 2 浓度超过 2 0 0 0 p p m( 2 0 0 0 p p m为检测仪器上限 ) 。 C O浓度不 高。因此 根据事故现场勘查 。初步认定本次爆炸可能是混凝土浇捣 产生 H 。 H 在密闭的环境下( 如集水坑 ) 被切割钢筋产生火 花点燃发 生爆 炸 3 本工程混凝土原料及配合比 本工程使用商 品混凝土 ， 混凝 土生产 、 运输和泵送过程 中无异常现象发生 出机混凝土和易性好， 混凝土坍落度为 1 3 0 m m 1 6 0 m m 当天施工过程 中无异常现象发生。 水泥采 用 4 2 5级普 通硅酸 盐水 泥 粗 骨料采用 5 mm 2 5 m m碎 【 收稿日 2 0 1 2 - 0 2 - 0 9 【 作者简介】 朱 世 哲 ， 苏 州 工 业 园 区 规 划 建 设 局 ， 高 级 工 程 师 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 0 江苏建筑 2 0 1 2年第 3期 ( 总第 1 4 8期 ) 表 1 所 用水 泥配 合 比 表 2 水泥与粉煤灰的配合b 石 细骨料采用 中砂 拌和水为 自来水 粉煤灰使用 2级灰 ， 矿粉 使用 $ 9 5级 原料进 厂时根 据 国家规范【 t 1 要求进 行试 验 结果表 明该粉煤灰满足 国标要求的各项 指标 。外加 剂 1 为 T D S R R高效缓凝 减水剂 ， 外加 剂 2为膨 胀剂 U E A I I， 2种外加 剂都有产 品合格证 。水泥的配合 比如表 1 。 4 不 同配 比拌 合 物 试 验 为分析混凝土浇捣产生 H 的原因 我们进行 了 5 种配合 比拌合物试验 配合比 1 为表 l 所示的现场使用的商品混凝 土配合比配合 比2 、 3 、 4 、 5 分别按照实际使用混凝土各组分 的含量用水泥分别与粉煤灰 、 矿粉 、 添加剂 1 、 添加剂 2拌合 ， 分别为表 2 、 表 3 、 表 4 、 表 5所示 。 配合 比 1 试样重 4 3 ， 配合 比2 、 3 、 4 、 5试样分别重为 1 8 k g 、 l O k g 、 l 7 5 k g 、 1 8 5 k g 。 每种配合 比的拌合 物均装入密封箱并完全密封 放置 于温度 2 4 湿度 6 o 的房间 1 7 h后 进行气体浓度检测 ， 检测结果如表 6 表 6 试 验 结 果 从检测结果可见 配合 比 1和配合 比 2的拌合物在凝 固过程 中产生了大量的 H ， 配合 比 1 是 现场所使用混凝 土 的配合 比 它的拌合物 产生大量 H ， 证 实了爆 炸事故 的确是 由混凝 土浇捣产生 H ： 引起 。配合 比 2的拌合物 只有水 泥 、 粉煤 灰和水 其 中水泥和水在其它配合 比 3 、 4 、 5的拌合物 中都使用 了 而只有 配合 比 2产 生 了大 量 H ， 因此可 以断 定是粉煤灰和水泥拌合 以后发生反应产生 H 。 5粉煤灰和水泥拌合 以后产生 H ， 原 因分析 目前 国内有少数文献报道过粉煤灰与水泥发生反应产 生 的案例嘲 文献认 为粉煤灰 中含有金属铝 ， 金属铝在一 定的温度和碱性条件下发生式 ( 1 ) 所 示的化学 反应 ， 置换 出 H2 。 2 A L + 2 H 2 0 + 2 0 H - = 2 A L O 2 - + 2 H2 T ( 1 ) 笔者认为本 次事故正是含有金 属铝 的粉煤 灰被使 用 从而在混凝土浇筑 过程 中产 生 H 。 H 在密闭的环境 中被 点 燃 发生爆炸 6 结 论 与 建 议 本文论述 和分析 了一起罕见 的混凝土浇筑过程 中产生 可燃气体引发爆炸事故 有以下结论 ： ( 1 ) 一 些含金属铝 的粉煤灰在混 凝土浇筑 过程 中与水 泥 发生 反应产 生 H ： ， H 在密 闭环 境 中被点燃 就会 发 生爆 炸 。 爆炸威 力很大 会 造成较大 的安 全生产事 故 ， 有较 大 的 安全 隐患 ( 2 ) 目前相关规范并没有要求对粉煤灰 的化学成分 ( 除 了三氧化硫 ) 进 行检测 ， 不能有效制止含金属铝的粉煤灰被 使用 在混凝土 中 有管理漏洞 ， 建议规范中尽快明确对粉煤 灰化 学成分检测要求 以便 消除安全 隐患 。 ( 3 ) 在大体 积混凝土浇筑 时 ， 要 注意通风 ， 特别 是对 于 底板集水坑等井道和地下室浇筑 一定要注意现场不得 出 现火 源 随时通风 。 否则有可能出现大规模爆炸事故。 参考文献 【 1 G B 1 5 9 6 -2 0 0 5用于水泥和混凝 土 中的粉 煤灰 【 S 】 中 国标 准 出版 社 2 0 o 5 2 1 黄 象杭。 叶青 一起 由粉煤灰 引起的混凝 土 冒泡事故 分 析【 J 浙江建 筑， 2 0 0 7 ， 2 4 ( 1 0 ) ： 5 7 5 8 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m