黄铁矿对铁路路基填料的影响及其检测

黄铁矿是一种含有铁和硫元素的矿石，颜色为浅黄铜色，且具有明亮的金属光泽，是一种分布广泛的复硫化物矿物，有着特殊的性质和广泛的应用。黄铁矿的成因有多种，如沉积成因、热液成因和火山成因，不同物理、化学条件下形成的黄铁矿，其形态、化学成分和物理性质等也存在差异。黄铁矿在氧化带易分解，形成各种铁的硫酸盐（如黄钾铁矾）和氢氧化物（如针铁矿）。
 
作为一种矿产资源，黄铁矿的存在有着重要的现实意义，但由于其分布的广泛性，对工程建设也会产生一定的不利影响，为避免这些不利情况的发生，需要采取积极有效的方式进行应对或规避。
 
对路基的危害
我国幅员辽阔，对铁路交通有着更大的需求，加之现代化铁路技术的发展，尤其是高铁，使铁路对路基的要求也不断提高，不仅要求路基平顺，还要确保其具有足够的强度和刚度，且不会因沉降、形变引起铁路运营安全。
 
修筑铁路路基时，通常采用填筑或开挖的方式，无论采用哪种方式，对于路基所用材料都有严格的要求，每层填筑所用的土石质量、粒径组成、形状、杂质含量、成分含量等都需要满足要求。而路基填料中黄铁矿的存在则会给路基的安全埋下隐患，如果黄铁矿含量过高，则会导致路基填料的粘聚性增强，易产生裂缝和变形，从而影响到线路的安全性。
 
在湿度和氧的存在下，黄铁矿经氧化产生硫酸，继而硫酸根离子会与碎石骨料及路基填料中所含的碳酸钙发生反应形成石膏。当黄铁矿的硫转化成等摩尔数的石膏，不仅其矿物体积会产生数倍的膨胀，还会伴随有二氧化碳气体的产生，最终导致路基膨胀变形。
 
此外，由于黄铁矿中含有较多的硫，路基填料中若含有大量的黄铁矿，如不防护，还可能会对环境造成污染，甚至造成其他严重的影响。
 
含量检测
对于铁路路基填料中黄铁矿的含量，可采用X射线衍射分析法进行检测。首先将样品在符合相关标准要求的条件下进行烘干处理，冷却至室温后，研磨至全部粒径大小符合试验要求，或手指搓捏无颗粒感。将样品粉末置于样品载片的凹槽中，使样品被测量面保持粗糙，与样品载片的表面保持平整均匀，避免晶体粉末择优取向。
 
根据所需试验条件设定X射线衍射仪参数，试验条件如下：
1、CuKα辐射；
2、发射狭缝与散射狭缝宜为1°，接收狭缝宜为0.3mm；
3、扫描速度：2θ为2°/min；
4、采样步宽：2θ为0.2°；
5、2θ扫描范围：5°～45°。
 
根据X射线衍射仪设备特征划定基线，根据样品的X射线衍射图谱读取相关数据，再与矿物的标准X射线衍射数据对比确定矿物种类，从而实现对样品中是否含有黄铁矿的定性分析。还可以根据所测得数据图谱采用公式进行黄铁矿的定量分析。
 
结语
黄铁矿对于路基的影响虽然具有一定的延后性，但一旦发生就可能会造成较为严重的后果，因此在铁路工程建设过程中采用科学的方法对路基填料进行黄铁矿含量方面的检测十分必要。通过对路基填料进行质量检测，选用符合要求的填料，不仅可以显著提高路基的稳定性和耐久性，也有助于实现铁路更高效率的运营。