金属铝氧化凝胶的膨胀与氢气爆裂

在p H 值高（＞10）时，发生金属铝的氧化，生成氢氧化铝凝胶，即金属溶解，释放氢气：

图3-10　金属铝氧化得到的Al（OH）3产物

Alkemade等人创建理论认为，铝将在用水泥结合的生活垃圾焚烧炉渣中氧化，生成可溶的铝酸盐离子。如果含水量很低，铝酸盐将仅少许扩散，铝酸盐的浓度在铝颗粒附近可很高。之后，如果发生碳化，水泥基灰的p H 值降低，铝转化为氢氧化铝［Al（OH）3］，随后体积增长（图3-10）。Alkemade等人还发现，外部堆放的生活垃圾焚烧炉渣，承受了更高水平的膨胀，因为堆放过程中，碳化已经开始。(www.xing528.com)

碱性环境中，氢氧化铝的生成和氢气从铝颗粒上的释放是同时发生的：

已经发现了生活垃圾炉渣制成的混凝土中氢气气泡的生成，导致新制混凝土强度下降。已经固结的材料中，压力可发展到足以破坏压实材料。各国都有报道，生活垃圾焚烧炉渣制成的铺装砖中，常发生金属铝导致氢爆而使砖体开裂的事件。为此，有研究人员曾提出了应对涡电流尚无法选出的微小颗粒铝的两种典型对策：①将炉渣细颗粒干磨磨细后作为加气剂替代铝粉用于混凝土中。其缺陷是细炉渣中铝的含量并不均匀，质量控制有难度。②将炉渣细颗粒湿磨成粉，作为火山灰材料用于混凝土中。其好处是铝在研磨过程中暴露了新的表面，与水反应，从而消耗了铝颗粒；缺陷是有些条状的铝颗粒，研磨过程中只被碾薄碾长，而无法被充分氧化消耗。