淺談管樁廢漿的再利用研究應用

華麗英

[摘要]分析目前管樁廢漿再利用的一些方法及存在的不足。針對這些不足，測定廢漿的排放量及主要固相物質(zhì)水泥及磨細砂的含量，將管樁配合比設計進行重新調(diào)整和添加緩凝劑，將調(diào)整后的混凝土強度進行測定，試驗結果表明強度符合要求可以應用到實際工程中。廢漿的重新利用，不僅使資源得到有效利用，生產(chǎn)成本也得到控制。該方法也為管樁行業(yè)在廢漿處理和利用上探索了一條新的、較為科學的途徑。

[關鍵詞]管樁廢漿；配合比；緩凝劑；再利用

文章編號；2095-4085（2017）01-0099-02

當今的建筑行業(yè)中，混凝土管樁作為建筑物的地基材料已得到廣泛的應用，其地質(zhì)適應性好，施工方便等特點使其在各類型樁基礎施工中占有很大優(yōu)勢。但是隨著混凝土管樁需求不斷的擴大，管樁的產(chǎn)量也不斷增加，生產(chǎn)過程中排出的廢漿也成為不可忽視的污染源。

對于管樁廢漿的再利用方面，不少人也提出了將廢漿結成廢渣清掉、離心成型過程中添加速凝劑、廢漿稀釋后送到攪拌站重新利用、廢漿直接做成墻體材料等方法并取得了一定的成果，但仍存在一些問題。為此，我們針對造成的環(huán)境污染、增加費用等不足，將從配合比設計和添加劑的角度進行研究，提出廢漿再利用的方法以及為其他廠家在廢漿處理時提供經(jīng)驗借鑒。

1.廢漿處理的方法及不足

1.1廢漿結成廢渣清掉

不少廠家采用將廢漿囤積于一廢漿池，將其結塊后進行清理。這種辦法看起來比較簡單、直接，但是廢漿中的減水劑流人地下或水渠后將造成土壤和水質(zhì)的污染，且處理廢漿的廢漿池占地面積大，處理結塊的廢漿需要用風炮鑿爛，再用運輸工具運輸，在此過程中不僅造成了噪聲污染還產(chǎn)生大量的灰塵又造成空氣污染。因此，從經(jīng)濟和環(huán)保的角度，該方法存在對環(huán)境的二次污染和消耗大量的人力、財力。

1.2離心成型過程中添加速凝劑

管樁在國外同樣得到廣泛的應用，尤其是日本，其是在國際上管樁生產(chǎn)技術最先進的國家。它們開展了在混凝土離心過程中采取降低產(chǎn)生廢漿的研究，即在混凝土攪拌時，摻加增稠劑或具有保水性的物質(zhì)，以提高凈漿的粘性，減少廢漿的排出；或在離心成型過程中添加速凝劑，以促使作為廢漿離析的顆粒凝聚而僅排出其中的水分。但這些方法所用的化學試劑容易結塊且成本高，同時生產(chǎn)工藝復雜，因此目前還沒應用到實際工程中，只停留在理論研究上。另外，由于廢漿成分的復雜性和不穩(wěn)定性，摻入廢漿后對管樁混凝土的流動性、耐久性影響是個不容忽視的問題，同樣需要經(jīng)過開展較多的實驗研究來確定其影響程度。

1.3廢漿稀釋后送到攪拌站重新利用

把廢漿稀釋后送到攪拌站重新利用看起來資源得到了重新利用，但是由于水泥凝結速度快，使泵容易損壞。同時廢漿中的水泥成分從混凝土的配合比中減少后形成樁身強度不足，在運輸和打樁過程中樁身易碎。同時增加運輸費。

1.4廢漿直接做成墻體材料

把廢漿直接做成墻體材料使廢漿添加材料后做成磚似乎己把廢漿充分利用，但是實際上每個管樁廠產(chǎn)生的廢漿量并不是很多，造成磚廠規(guī)模小、產(chǎn)量低、質(zhì)量差、沒有競爭力等一系列的問題。

2.管樁廢漿再利用的試驗研究

2.1廢漿排放量的測定

廢漿的排放量主要與管樁型號和混凝土的配合比有關。我們選用幾種比較常見型號的管樁，對其進行多次統(tǒng)計，測定以下幾種不同規(guī)格管樁的排放量。如表1所示。

2.2對廢漿進行成分分析

廢漿的成分分析是指生產(chǎn)管樁時經(jīng)離心后排放出來的懸濁液，含有水泥、水、磨細砂、礦粉和外加劑。為了能充分利用廢漿中的有效成分，必須對廢漿的含膠量進行分析。廢漿的固相物質(zhì)包含有水泥、磨細砂和礦粉，其含量稱為廢漿的含固量。含膠量是指廢漿中混凝土強度的有效成分的膠凝材料水泥和磨細砂含量。分別在不同時間，不同地點的廢漿點取樣，將余漿烘干處理烘干后得到水泥、磨細砂、細砂粉（極其少量，忽略不計）等固相物質(zhì)。水泥、磨細砂是我們廢漿再利用的主要成分。

2.3管樁原配合比

管樁原配合比（不摻廢漿的配合比）。如表2所示。

表2中砂粉為自產(chǎn)磨細砂，水泥型號為PⅡ52.5，碎石為花崗巖5～25mm，砂為河砂（細度模數(shù)為2.5），減水劑為紅墻高效減水劑（凈漿流動度230×230，固含量35%）。

在廢漿的成分分析中，按廢漿含固量60%來計算廢漿中各材料的含量。同樣可以知道廢漿中主要成分水：水泥：磨細砂的比例約為0.40：0.40：0.20。其中減水劑和礦粉忽略不計。把廢漿作為混凝土攪拌時的配料之一，我們在原混凝土配合比的基礎上進行調(diào)整。將摻加余漿的理論配合比換算為施工配合比，確定需要攪拌混凝土的數(shù)量，進行稱量配料，設計出新的配合比。經(jīng)過對比試驗，摻廢漿配合比和原配合比混凝土經(jīng)過兩天的蒸養(yǎng)強度性能。結果可知，摻人廢漿的混凝土強度變化較小，滿足設計強度要求。

2.4添加緩凝劑

廢漿的循環(huán)再利用，必須保證混凝土流動性（泡括濃度、固含量）基本保持穩(wěn)定。但在整個廢漿循環(huán)再利用的過程中，每次生產(chǎn)管樁離心出廢漿的成分和濃度都不一樣，隨著離心次數(shù)的不斷增加，廢漿變得越來越稠，其含固量也越來越高，管樁內(nèi)壁浮漿層也會越來越厚，而離心出的廢漿越來越少，直到很多次離心后，管樁內(nèi)就倒不出廢漿。所以延緩廢漿內(nèi)水泥的水化反應速度是個很關鍵的問題，使廢漿重新再利用前具有一定的流動性。經(jīng)多次試驗研究發(fā)現(xiàn)，在廢漿中摻入一定量的緩凝劑可以解決上面的問題。緩凝劑是延長混凝土中膠凝材料的水化反應時間的外加劑。廢漿的流動度過小不利于生產(chǎn)的可操作性，一般控制在150～200mm之間較為適宜。我們把廢漿流動性在140-160mm時的停置時間稱為廢漿的有效停置時間。廢漿中的緩凝劑摻量可以根據(jù)廢漿的含固量、環(huán)境溫度等因素來確定。相同的有效停置時間，生產(chǎn)環(huán)境溫度較高時需要摻入較高的緩凝劑；廢漿含固量較大時也需要摻入較大的緩凝劑。所以摻入緩凝劑前必須測定不同緩凝劑摻量時廢漿的有效停置時間，根據(jù)生產(chǎn)的實際情況選定合適的緩凝劑摻量。根據(jù)我們的生產(chǎn)環(huán)境，緩凝劑的添加，我們按廢漿中水泥質(zhì)量的1.5%添加。

3.經(jīng)濟效益分析

3.1生產(chǎn)成本的節(jié)約

在表1中可以看出每立方米混凝土的廢漿排放量約100kg，按每年生產(chǎn)150萬米，需攪拌的混凝土量約為15萬m³（廢漿的排放量約為3萬噸），在新的配合比中每立方米混凝土中水泥節(jié)約0.06t，磨細砂約為0.04t，水約0.05t。按當?shù)匚飪r，可節(jié)約成本約450萬。

3.2減少建筑垃圾的處理費

建筑垃圾的處理費，按每年廢漿的排放量30000t來計算，需要的場地租金（按1萬/年），車輛的運輸費，計算每天8車，人車按每天300元。節(jié)約成本約90萬。

3.3摻廢漿生產(chǎn)添加的費用

但是把廢漿收集重新再利用，廢漿的收集、儲存都需要人工費及機械費，按產(chǎn)生廢漿量來計算，每天按2000元，約73萬；在生產(chǎn)過程中需要添加緩凝劑，每年產(chǎn)生30000t的廢漿，按表1廢漿的成分分析中，水泥約占40%，按水泥質(zhì)量的1.5%添加，需要添加180t緩凝劑，按當?shù)匚飪r，每年需要費用54萬元。添加的費用共約130萬。結合以上三點，每年可以共節(jié)約成本410萬元。

4.結語

本文通過對現(xiàn)有廢漿再利用的方法及其不足進行探討總結，并通過試驗提出廢漿再利用的有效方法和措施。得到以下結論。

（1）在管樁的混凝土生產(chǎn)中加入部分廢漿，充分發(fā)揮了余漿固形物的潛在活性，通過調(diào)整配合比，可以在保證管樁質(zhì)量的前提下，節(jié)省部分膠凝材料，降低膠凝材料加工成本，市場前景好。

（2）廢漿再利用的關鍵在于廢漿的有效停置時間，縮短廢漿的滯留時間可以減少廢漿應用過程中的一些問題，而在廢漿中摻入緩凝劑則可以延長廢漿使用時間，能充分利用廢漿。我們把本試驗的研究成果應用到實際生產(chǎn)中，并取得了良好的效果。為廢漿的循環(huán)再利用提供了工業(yè)化技術。