3. 焚烧炉渣的含水率与烧失量测定

含水率与烧失量是焚烧炉渣资源化利用中最基础、也最容易被低估的两项指标。含水率直接决定炉渣的计量基准、运输成本和后续分选设备的工况；烧失量则反映炉渣中未燃尽有机质与碳酸盐分解产物的总量，是判断焚烧是否充分、炉渣是否适合做建材骨料的重要依据。两者测定原理都不复杂，但操作细节对结果影响很大，必须按规范流程执行。

一、含水率测定：烘干法

含水率测定采用烘干法，其原理是在规定温度下将试样烘干至恒重，以失去的水分质量占烘干试样质量的百分比表示含水率。这里的“水”指在 105～110 ℃ 下可蒸发的水分，不包括结晶水和部分有机物分解产生的水。

仪器设备主要包括：电热鼓风干燥箱（控温精度 ±2 ℃，可稳定在 105～110 ℃）、感量 0.01 g 的电子天平、带盖称量皿或金属托盘、干燥器（内装变色硅胶）、不锈钢取样铲与四分法缩分工具。称量皿需提前编号并在同条件下烘干、冷却、称重，记录空皿质量 m₀。

操作步骤可归纳为：取样→缩分→称量→烘干→冷却→恒重称量。具体做法是：从炉渣堆体不同部位取不少于 5 kg 的代表性样品，按四分法缩分至约 1 kg，破碎至粒径小于 10 mm 并混匀。称取试样约 200～500 g（记为 m₁，精确至 0.01 g）平铺于已知质量的称量皿中，厚度不超过 30 mm。放入已恒温 105～110 ℃ 的干燥箱中烘 4 h，取出置于干燥器内冷却至室温（约 30 min）后称量；再烘 1 h、冷却、称量，直至两次称量差值不超过试样质量的 0.1%，即视为恒重，记最终质量 m₂。

结果计算：

含水率 w = (m₁ − m₂) / (m₂ − m₀) × 100%

式中：m₀ —— 空称量皿质量，g
      m₁ —— 烘干前试样与皿总质量，g
      m₂ —— 烘干后试样与皿总质量，g

以示例数据说明：m₀ = 152.30 g，m₁ = 652.30 g，m₂ = 602.30 g，则试样湿重 500.00 g、干重 450.00 g，含水率 w = 50.00 / 450.00 × 100% ≈ 11.1%。注意分母是干重而非湿重，这是烘干法计算中最常见的错误来源。平行测定两次，取算术平均值，两次结果之差不应大于 0.5%。

二、烧失量测定：灼烧法

烧失量指试样在 600 ℃（部分标准规定 550 ℃ 或 950 ℃，须与所执行标准一致）灼烧后失去的质量占灼烧前烘干试样质量的百分比。对焚烧炉渣而言，该温度下主要发生未燃碳的氧化、有机物的分解与部分碳酸盐的分解，因此烧失量可近似表征未燃尽物含量。

仪器设备包括：箱式电阻炉（马弗炉，可控温至 600 ℃ 以上，控温精度 ±10 ℃）、瓷坩埚（带盖，30 mL 或 50 mL）、电子天平（感量 0.0001 g 或 0.01 g，视精度要求）、干燥器、坩埚钳。坩埚须预先在 600 ℃ 下灼烧 30 min，冷却后称重并记录 m₃。

操作步骤：将测定含水率后的烘干试样破碎、缩分，称取约 10～20 g（记为 m₄，精确至 0.01 g）置于已恒重的坩埚中，加盖留缝。将马弗炉从低温升至 600 ℃，放入坩埚后保温灼烧 2 h，取出在炉口稍冷后移入干燥器冷却至室温称量；重复灼烧 30 min 至恒重，记 m₅。灼烧过程中应避免试样飞溅和坩埚污染，多个坩埚同时灼烧时须保持间距。

烧失量 LOI = (m₄ − m₅) / m₄ × 100%

式中：m₄ —— 灼烧前烘干试样质量，g
      m₅ —— 灼烧后试样质量，g

示例：m₄ = 15.00 g，m₅ = 13.95 g，则 LOI = 1.05 / 15.00 × 100% = 7.0%。平行样差值一般要求不大于 0.5%。

三、结果计算与数据记录

两项指标均以两次平行测定的算术平均值作为报告值，并同时记录单次结果与极差。数据记录应做到“可追溯”：样品编号、取样日期与位置、称量皿/坩埚编号、各次称量值、烘干与灼烧温度及时间、恒重判定依据、计算式与结果、测定人与复核人。建议采用如下记录格式（示例）：

上表数据为教学示例，用于说明记录与计算方式，并非实测结果。报告值取平均：含水率约 11.05%，烧失量约 6.95%，平行极差分别为 0.1% 与 0.1%，满足重复性要求。

四、影响测定结果的因素分析

含水率方面，主要影响因素有：烘干温度控制是否准确，温度偏高会使部分有机物氧化或结晶水脱出，导致含水率虚高；烘干时间不足或未达恒重，残留水分使结果偏低；冷却环节若未在干燥器内完成，试样吸潮同样使结果偏低；取样是否覆盖堆体表层与内部差异，炉渣表层往往风干较快，若只取表层会显著低估整体含水率。此外，称量皿未预先恒重、天平未校准也会引入系统误差。

烧失量方面，灼烧温度是最敏感的因素：温度偏低，未燃碳氧化不完全，烧失量偏低；温度过高，碳酸钙等碳酸盐大量分解，使烧失量偏高，失去对未燃尽物的表征意义。灼烧时间不足、坩埚加盖过严导致供氧不足、试样层过厚，都会造成氧化不完全。试样在灼烧中飞溅、坩埚内壁附着前次残渣、冷却吸潮等则引入随机误差。因此，同一批样品应使用同一台马弗炉、同一灼烧制度，并在报告中注明所依据的标准与灼烧温度，保证结果可比性。