含气量

JGJ55-2011 第3.0.7有含气量的规定。按石子粒径含气量在4.5~7%之间。GB50164-2011 第3.1.9有含气量规定。按石子粒径含气量≤5.5%。GB T 14902-2003 第6.3条规定。混凝土含气量与合同规定值之差不应超过±1.5%。有害杂质配制混凝土的细骨料要求清洁不含杂质，以保证混凝土的质量。而砂中常含有一些有害杂质，如云母、粘土、淤泥、粉砂等，粘附在砂的表面，妨碍水泥与砂的粘结，降低混凝土强度；同时还增加混凝土的用水量，从而加大混凝土的收缩，降低抗冻性和抗渗性。一些有机杂质、硫化物及硫酸盐，它们都对水泥有腐蚀作用。重要工程混凝土使用的砂，应进行碱活性检验，经检验判断为有潜在危害时，在配制混凝土时，应使用含碱量小于0.6%的水泥或采用能抑制碱一骨料反应的掺合料，如粉煤灰等；当使用含钾、钠离子的外加剂时，必须进行专门试验。

参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-20021、先测骨料含气量Ag（按配合比的砂石比例和含气量桶容积与1立方米的比例称取砂石料）2、测量混凝土含气量 （1）分三层装入混凝土，每层右边缘向中心插倒25次，并用橡皮锤敲击筒外壁10 ~ 15次 （2）用刮尺刮平 （3）装好仪器，打开排水进水阀门，注水（到排水口出水没有气泡为止），先关排水阀，再关进水阀 （4）打气加压，按操作阀，测得数据A03、混凝土含气量A=A0-Ag

　　混凝土含气量控制措施：　　1、对于砂石原材料进料应集中进料、来源稳定；砂石进场后，应先采取目测是否合格，然后取样做试验。　　2、针对各个工程合理试配混凝土配合比；找出合理砂率、用水量、胶凝材料用量，适当的引气剂掺量。　　3、加强质检人员培训。定期对质检人员的专业知识进行培训和考核，不定时组织新老员工进行经验交流，定时总结找出不足并进行改正。　　4、加强对引气剂称的计量检验和监督。由于引气剂掺量较少，计量准确性对于混凝土含气量的控制尤为重要。　　5、必须对混凝土坍落度及时和准确测量，在正常检测次数下，可以适当多测几次，减少混凝土坍落度对混凝土含气量的不利影响。　　6、加强对混凝土运输车的培训和监督。目前混凝土运输车多是采取外租方式，人员和车辆的流动不仅给商品混凝土搅拌站的管理带来不便，也是混凝土运输车司机的业务素质参差不一，商品混凝土搅拌站有必要不定时对司机师傅分批培训。

大致成反比

JGJ55-2011 第3.0.7有含气量的规定。按石子粒径含气量在4.5~7%之间。GB50164-2011 第3.1.9有含气量规定。按石子粒径含气量≤5.5%。GB T 14902-2003 第6.3条规定。混凝土含气量与合同规定值之差不应超过±1.5%。有害杂质配制混凝土的细骨料要求清洁不含杂质，以保证混凝土的质量。而砂中常含有一些有害杂质，如云母、粘土、淤泥、粉砂等，粘附在砂的表面，妨碍水泥与砂的粘结，降低混凝土强度；同时还增加混凝土的用水量，从而加大混凝土的收缩，降低抗冻性和抗渗性。一些有机杂质、硫化物及硫酸盐，它们都对水泥有腐蚀作用。重要工程混凝土使用的砂，应进行碱活性检验，经检验判断为有潜在危害时，在配制混凝土时，应使用含碱量小于0.6%的水泥或采用能抑制碱一骨料反应的掺合料，如粉煤灰等；当使用含钾、钠离子的外加剂时，必须进行专门试验。

混凝土含气量控制措施：　　1、对于砂石原材料进料应集中进料、来源稳定；砂石进场后，应先采取目测是否合格，然后取样做试验。　　2、针对各个工程合理试配混凝土配合比；找出合理砂率、用水量、胶凝材料用量，适当的引气剂掺量。　　3、加强质检人员培训。定期对质检人员的专业知识进行培训和考核，不定时组织新老员工进行经验交流，定时总结找出不足并进行改正。　　4、加强对引气剂称的计量检验和监督。由于引气剂掺量较少，计量准确性对于混凝土含气量的控制尤为重要。　　5、必须对混凝土坍落度及时和准确测量，在正常检测次数下，可以适当多测几次，减少混凝土坍落度对混凝土含气量的不利影响。　　6、加强对混凝土运输车的培训和监督。目前混凝土运输车多是采取外租方式，人员和车辆的流动不仅给商品混凝土搅拌站的管理带来不便，也是混凝土运输车司机的业务素质参差不一，商品混凝土搅拌站有必要不定时对司机师傅分批培训。

一，与配合比，水泥的添加剂和混凝土量等有关。二，当上述三值不当是就会造成含气量过大，具体分析如下：①：由于混凝土配合比不当，例如胶结料偏多、砂率偏大、用水量太小、外加剂中有不合理的增稠组份等，都会导致新拌混凝土过于粘稠，使混凝土在搅拌时就会裹入大量气泡，即使振捣合理气泡在粘稠的混凝土中排出也十分困难，导致混凝土含气量过大。（矿粉虽然对后期强度的提高有增益作用，但是矿粉过多混凝土变粘的）②：有一些水泥厂为了增大水泥细度，又考虑节约电能，往往在磨粉时加入一些助磨剂，例如木钙、二乙二醇、三乙醇胺、丙二醇等物质，由于其中一些助磨剂有引气性，而且引入的气泡不均匀且偏大。③：浇筑混凝土块体积较大，使气体不易排出。

一般不测外加剂的含气量的都是直接测混凝土的含气量用含气量筒检测1。目前泵送混凝土用量较大，为了保证泵送混凝土的可泵性，往往在泵送混凝土中加入适量的引气剂，由于各种引气剂性能有较大的差异，因此在混凝土中呈现的状态也不尽相同，有的引气剂在混凝土中形成较大的气泡，而且表面能较低，很容易形成联通性大气泡，如果再加上振动不合理，大气泡不能完全排出，肯定会给硬化混凝土结构表面造成蜂窝麻面2。引气将使混凝土的强度降低，特别是当含量很大时(>4%)降低更明显，这是引气剂的最大缺点，也是制约引气剂在我国大规模推广应用的主要原因，因为在我国许多混凝土设计规范中都是以强度作为指标。长期以来一直认为掺引气剂就一定降低混凝土强度的观点是不全面的。3。混凝土强度不仅与混凝土中空气引入量有关，也与引入空气泡的结构和孔径等有关。在某种意义上，孔的结构和孔径比孔隙率对混凝土宏观性能的影响更重要。不同孔径的气孔对混凝土性能的影响并不是一致的，国外一些学者认为，孔径50nm以下的孔属于无害孔。不同品种的引气剂对混凝土孔结构形成的影响是不同的，因而对混凝土强度、渗透性等的影响也是不同的，不能一概而论。

参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080-20021、先测骨料含气量Ag（按配合比的砂石比例和含气量桶容积与1立方米的比例称取砂石料） 2、测量混凝土含气量 （1）分三层装入混凝土，每层右边缘向中心插倒25次，并用橡皮锤敲击筒外壁10 ~ 15次 （2）用刮尺刮平 （3）装好仪器，打开排水进水阀门，注水（到排水口出水没有气泡为止），先关排水阀，再关进水阀 （4）打气加压，按操作阀，测得数据A03、混凝土含气量A=A0-Ag

在铁道部的关于高性能混凝土的要求中：北方有防冻的混凝土，含气量大于4.5%；没有防冻的大于3.0%。根据我个人经验，在混凝土强度方面，c40及以上标号的混凝土，含气量最好控制在3.5%以下；c30左右的混凝土，含气量3.0%~4.5%是安全的。在混凝土外观质量方面，个人认为没有含气量大小的问题（也不要太大了），只有气泡质量的问题，也就是说：把有害的气泡消掉，引入有益的、优质的气泡。另外，不同坍落度的混凝土，对于含气量的要求也不一样。混凝土是经验科学啊！

李 腾 吴财芳 潘 磊( 中国矿业大学 资源与地球科学学院 江苏徐州 221116)摘 要: 织纳煤田煤层多，厚度大，煤质较好，煤层含气量较高，是贵州煤层气富集的主要区域之一。本区含气量平面上具有从边缘向中心逐渐增大的趋势，西部地区含气量普遍高于东部地区。含气量最高、煤层气最富集的区域主要位于中部的阿弓向斜及西部的比德 三塘盆地。研究认为: 织纳煤田煤层气富集主要受控于构造分布特征、煤级、煤厚以及沉积体系等地质因素。构造复杂程度越高、煤级越高以及煤层厚度越大的区域，含气量越高; 沉积作用主要通过控制围岩岩性，决定围岩的封盖能力，从而控制含气量。关键词: 织纳煤田 煤层气 含气量 控气因素项目资助: 国家 “973”项目 ( 2009CB219605) 、国家科技重大专项课题 34 ( 2008ZX05034) 、国家自然科学基金重点项目 ( 40730422) 、青年科学基金项目 ( 40802032) 及国家大学生创新性实验计划项目 ( 091029016) 资助。作者简介: 李腾，1989 年生，男，河南洛阳人，主要从事煤层气地质、煤田资源勘探等方面的研究工作，地址: 江苏徐州中国矿业大学南湖校区杏苑二号楼 B5172 ( 221116) ，Email: litenghappy2008 @ yahoo. cn，Tel:15896422052A Research of the Zhina Coalfield on Its Methane Distribution Pattern and Controlling Geological FactorsLI Teng WU Caifang PAN Lei ( The School of Resource and Earth Science，China University of Mining and Technology，Xuzhou 221116，china)Abstract: Zhina coalfield is characterized with more and thicker coal seam，higher coal quality with denser content of coalbed methane. Its CBM reserves is the richest in Guizhou province. Horizontally，the coalbed meth- ane in this area has the trend of increase from the edge to its center and the content of gas in the western region is higher than east，with the richest reserving spot lying in the Agong syncline in the middle and the Bide-Santang basin in the west. A conclusion is made that the main geological factors that affect the reserve of the CBM are the distribution character of the geological structure ，the coal rank，the coal seam and the depositional system . The content of gas will be greater at places where the structure is more complicate ，the coal rank is higher and the coal seam thicker. As for the factor of sendimentation，it exerts an effect on the content of coalbed methane via control- ling the pattern of surrounding rock，thus deter thus determining the capability of bedding faults.Keywords: Zhina coalfield; CBM; content of gas; factors of controlling gas引言织纳煤田位于贵州省中西部贵阳市和六盘水市之间，东以小箐、林歹、平坝一线为界，南以安顺、普定、播洞、郎树根一线为界，西以董地、治昆一线为界，北以马场、安化、沙窝、治昆一线为界，面积8891km2。该煤田煤炭资源丰富，煤变质程度较高，煤层含气性较好，是贵州煤层气主要富集区之一。查清织纳煤田煤层含气量的分布特征，阐明影响煤层气富集的主要地质因素，可以为该煤田煤层气的勘探开发提供决策依据。1 主要煤层含气量分布规律织纳煤田主要含煤地层为晚二叠世长兴组和龙潭组，主要分布于以支塘、水公河、百兴、岩脚、三塘、阿弓、珠藏、补郎、猫场、牛场、蔡官、莫老坝等十余个向斜内。织纳煤田主要煤层含气量多数超过18m3/t，最高达27m3/t。整个织纳煤田的煤层气含量在边界附近普遍较低，从边缘向中部呈现出逐渐增高的趋势，西部地区含气量普遍高于东部地区，一般在煤田的中部达到最高，东部煤层气含量迅速降低。如六号煤层的含气量分布便具有这种典型的特征(图1)，最高值位于中部的阿弓向斜，达到19m3/t;其次为西部的水公河向斜。另外主要煤层16号和27号煤也普遍具有这种规律。织纳煤田这种煤层气含量的分布规律与煤田内的地质构造、煤级、煤厚以及沉积体系等地质因素具有重要的关系。图1 织纳煤田6号煤层甲烷含量等值线图2 控气地质因素2.1 构造控气织纳煤田属晚二叠世上扬子聚煤沉积盆地的一部分，坐落于扬子陆块的西段。早二叠世后期的东吴运动使上扬子沉积盆地整体抬升为陆地，伴随古特提斯洋的扩张，地幔物质上涌，加速了上扬子盆地的地裂作用，并发生有大规模的岩浆喷溢(桂宝林，2000)。在晚古生代以后，经历了印支运动、燕山运动和喜马拉雅运动等多期后期构造运动的改造作用，使织纳煤田地区形成了复杂的褶皱和断裂体系(图2，金军等，2010)。图2 织纳煤田构造略图煤田内褶皱相当发育，织金复背斜是黔中隆起的主要部分，是早古生代形成的凸起(刘特民，1990)。向斜褶皱的控气主要体现在两翼的产状，即煤层的倾斜程度。例如，在1000m埋深内，乐治向斜北西翼西段煤层倾角达到72.25°，平均煤层甲烷含量为10m3/t;而乐治向斜南东翼西段煤层倾角为29.05°，平均煤层甲烷含量则达到了15m3/t。造成这种向斜两翼煤层甲烷含量不同的原因，主要是由于乐治向斜的北西翼煤层倾角较大，导致张性裂隙大量发育，使煤层气沿着这些裂隙逸散而不利于煤层气的保存;由于乐治向斜的南东翼煤层倾角较小，张性裂隙不发育且在构造挤压的作用下发育一些封闭性的断裂，形成良好的“圈闭”使煤层气得以保存。织纳煤田边界大断裂发育，南部有NEE向贵阳—镇远断裂，西部有NW向垭都—紫云断裂，东部有NS向遵义断裂，北部地区EW向的马场断层和纳雍断层相伴而行(徐彬彬等，2003)。断层对煤层气的控制作用主要体现在:开放性的正断层容易形成煤层气逸散的良好通道，不利于煤层气的保存;封闭性的逆断层常形成较好的构造封闭条件，使煤层气得以富集。例如，在1000m埋深内，以支塘向斜北翼平均煤层甲烷含量达到16m3/t，而在其南部不远的勺坐背斜的南翼，由于受到纳雍断层的影响，平均煤层甲烷含量仅为12m3/t。2.2 煤级控气织纳煤田的煤层主要为高变质的无烟煤，无烟煤以亮煤为主，暗煤次之，含有少量的镜煤和丝炭。一般认为高煤阶煤煤层气含量高于低煤阶煤煤层气含量，煤阶越高，产生的煤层气也就越多(王勃等，2008，表1)。织纳煤田大部分为无烟煤，仅在西部的比德向斜存在贫煤和瘦煤，呈北北西向的条带状分布。比德向斜在1000m埋深，煤层气含量平均达到19m3/t，而在煤级较高的青利和张维地区，煤层气含量平均达到21m3/t和22m3/t。另外煤级的变化，煤层的孔隙度和渗透性以及吸附能力都发生较大的改变(唐书恒等，2008)。高煤阶时，孔隙体积小，微孔占主要地位。孔隙的大小、连通性以及孔喉直径在很大程度上影响煤层气的运移和富集。表1 不同煤类的产气量和吸附能力(傅学海等;2007)2.3 煤厚控气织纳煤田含煤地层主要为上二叠统长兴组和龙潭组，系海陆交互相含煤建造，含煤地层厚76～424m，含煤3～69层，一般30余层，西部一般大于40层。含煤总厚1.33～54.68m，含煤系数1.4%～13.6%。从西到东，煤层总厚、含煤层数、可采总厚、可采层、数逐渐减少。对比煤层含气量分布图，可以发现:在西部煤层厚度大的地区，煤层气含量普遍比较高，而到了东部随着煤层的变薄，煤层气含量也呈现出降低的趋势。煤层气含量与煤厚呈近似正比的关系，即煤层厚度大则煤层含气量高，煤层薄则含气量低(图3)。在同一地区不同煤层的煤厚与煤层气含量也呈现出近似正相关的关系。例如，在勺坐背斜南翼，16号煤层厚1.21m，煤层气含量为12m3/t，17号煤层厚1.3m，煤层气含量为18m3/t。2.4 沉积控气织纳煤田主要为海陆过渡相的沉积体系:龙潭组下段以海湾—潟湖沉积体系为主，广泛发育潮坪及浅滩沉积，潮道也较为发育;龙潭组的中段和上段以三角洲沉积体系和障壁岛—潟湖沉积体系为主;长兴组和大隆组以碎屑海岸沉积体系为主(解习农等，1992)。这样形成的煤层的顶板岩性主要为细砂岩、粉砂岩以及泥岩等，这些岩层都具有极强的封盖能力，为煤层气的聚集和赋存提供了良好的条件。例如，肥田三号井田6号煤层的顶板为泥岩，143号钻孔的煤层气含量达到了13.79m3/t;开田冲13号煤层的顶板为粉砂质泥岩，4043号钻孔的含气量达到了14.86m3/t，而4027号钻孔的煤层气含量更是高达16.16m3/t。图3 织纳煤田煤层厚度与含气量关系图2.5 其他地质因素织纳煤田的西部发育有较多的峨眉山玄武岩沉积，岩浆侵入活动产生的高温环境，一方面，增大了煤层中微观孔隙和宏观孔隙的数量，增强了煤储层的吸附能力;另一方面，当煤层生气量大于吸附能力时，会在煤层基质中产生由里向外突破的压力，促进了裂隙的形成，促进基质中原始裂隙的继续发展，从而提高了煤层的导流能力。另外，织纳煤田的地下水普遍具有高水头，低流量的特点，较高的水压常形成煤层气封闭的良好条件，在水文地质条件良好的地区有利于煤层气的保存。3 结论(1)织纳煤田煤层气含量普遍较高，平面上具有从边缘向中心逐渐增大的总体趋势，西部地区含气量普遍高于东部地区。含气量最高、煤层气最富集的区域主要位于中部的阿弓向斜及西部的比德三塘盆地。(2)织纳煤田煤层含气量主要受到构造条件、煤级、煤厚以及沉积体系等地质因素的控制。在煤级高、煤厚大、构造配置有利、沉积封闭条件好的地区容易形成煤层气的富集区，分析煤层含气量的主控地质因素，有利于寻找煤层气的富集区域。参考文献傅雪海，秦勇，韦重韬.2007.煤层气地质学［M］.徐州:中国矿业大学出版社，13～14桂宝林.2000.黔西滇东煤层气地质与勘探［M］.昆明:云南科技出版社，9～11解习农，程守田.1992.贵州织纳煤田晚二叠世海进海退旋回及聚煤规律［J］.煤田地质与勘探，20(5):1～6金军，唐显贵.2010.贵州省织金—纳雍煤田构造特征及其成因［J］.中国煤炭地质，22(3):8～12刘特民.1990.再论“黔中隆起”［J］.贵州工学院学报，19(1):93～94唐书恒，蔡超，朱宝存等.2008.煤变质程度对煤储层物性的控制作用［J］.天然气工业，28(12):30～35王勃，巢海燕，郑贵强等.2008.高、低煤阶煤层气藏地质特征及空气作用差异性研究［J］.地质学报，82(10):1396～1401徐彬彬，何明德.2003.贵州煤田地质［M］.徐州:中国矿业大学出版社，209