廢棄混凝土拌合物分離漿水再利用試驗研究

孫梅，王博

（1. 天津摩根坤德高新科技發(fā)展有限公司；天津 300480；2. 中交海洋建設(shè)開發(fā)有限公司，天津 300456）

0 引言

隨著經(jīng)濟建設(shè)的加速，商品混凝土生產(chǎn)規(guī)模日益增大，自然資源緊缺，而攪拌站“廢水”、“廢渣”問題則日益突出。根據(jù)目前攪拌站生產(chǎn)工藝，對廢料的處理措施多是利用多級沉淀池沉淀分離，廢水直接排放，沉淀產(chǎn)生的廢水泥漿則定期填埋。這不僅使混凝土企業(yè)每年要花費大量處理費用，同時堆放掩埋這些“廢渣”占用了大量的土地，造成了資源浪費，對環(huán)境造成很大破壞。據(jù)統(tǒng)計，年產(chǎn)量 40 萬方的混凝土企業(yè)，每年大約要產(chǎn)生約 4000 方的廢渣及近 2.5 萬噸廢水[2]。

若能將廢棄混凝土拌合物通過分離后形成漿水循環(huán)再利用，既可利廢，又節(jié)約成本，有利于促進商品混凝土生產(chǎn)的“環(huán)?；焙汀熬G色化”，具有良好技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境效益[1-2]。因此，廢棄混凝土拌合物的再利用成了混凝土行業(yè)的重要課題。本文通過對漿水進行大量試拌試驗，初步掌握了漿水再利用的相關(guān)技術(shù)要求。

1 試驗材料及思路

1.1 原材料

水泥：唐山冀東 P·O42.5，具體指標(biāo)見表1。

粉煤灰：大沽化 F 類Ⅱ級灰。

礦粉：唐山典實 S95 級。

砂：遼寧綏中中砂。

石：唐山 5～25mm 石灰石。

外加劑：江蘇博特聚羧酸系高性能減水劑。

1.2 試驗思路

（1）對不同濃度漿水送檢測中心進行水質(zhì)檢測，依據(jù) JGJ 63—2006《混凝土拌合用水》。

（2）不同濃度漿水膠砂強度試驗，逐步確定可用漿水濃度。

（3）不同濃度漿水混凝土工作性能試驗，選擇生產(chǎn)量較大的 C30、C35、C40 三種強度等級的混凝土配合比進行試驗（配合比見表1），確定符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的漿水要求。

（4）分別測試漿水濃度為 0%、1%、2%、3%、4%、5% 時對應(yīng)的漿水密度，以及不同濃度漿水在各等級混凝土中的使用比例，并建立相應(yīng)的數(shù)值表。目的是為了簡化檢測工序，使?jié){水檢測更具可操作性，提高工作效率，使生產(chǎn)更方便快捷。

表1 漿水混凝土配合比表

2 試驗結(jié)果及分析

2.1 不同濃度漿水水質(zhì)分析

根據(jù)從攪拌站漿水池取樣不同濃度的漿水依 JGJ 63—2006《混凝土拌合物用水》的要求進行檢測，檢測結(jié)果見表2。

從表中可以看出，pH 值、可溶物、氯化物及硫酸鹽含量滿足混凝土拌合用水要求，但不溶物超標(biāo)較多，通過烘干篩分可知其不溶物不是由于泥、砂等引起，主要是漿水中存在大量水化后的水泥、粉煤灰等膠材顆粒，有別于傳統(tǒng)意義上的含泥量。但其較高的 pH 值要注意增加砂石堿活性檢測。

2.2 不同濃度漿水膠砂強度試驗

通過表2 可知，當(dāng)漿水濃度達到 6% 時，有多個指標(biāo)未能達到要求。因此，在進行漿水膠砂強度試驗時，將漿水濃度指標(biāo)控制在 5% 以內(nèi)進行細化試驗，結(jié)果見表3。

由表3 可以看出，隨著漿水濃度的增加早期強度有降低趨勢，可能是由于目前混凝土中普遍使用費用緩凝減水劑，漿水中存在一定的水泥水化顆粒，從而會引入部分緩凝，從而影響了膠砂的早期強度。在濃度小于3% 時，強度波動不明顯。當(dāng)漿水達到 4%～5% 時，膠砂強度有所降低，同時在試驗過程中膠砂顯的干澀。

2.3 不同濃度漿水對混凝土強度及工作性能的影響

為了更全面了解漿水對混凝土性能的影響，選擇占生產(chǎn)總量 85% 的 C30、C35 及 C40 三個強度等級進行混凝土工作性能試驗，以此來確定實際生產(chǎn)中漿水最佳濃度范圍。試驗結(jié)果見表4。

從表4 可以看出，對于 C30、C35、C40 混凝土，漿水濃度對強度的影響是比較明顯的，尤其在濃度增加到 3%，同時對混凝土狀態(tài)影響也較大。因此，在實際生產(chǎn)過程中可將漿水濃度控制在 3% 以下，保證混凝土強度及工作性能。

原因在于，漿水池中含大量的水泥漿體，隨著水泥的水化，水泥水化產(chǎn)物中會逐漸溶解，特別是Ca(OH)2，提高了漿水的 pH 值。用漿水進行生產(chǎn)混凝土?xí)r，可能會對外加劑產(chǎn)生一定的影響，從而影響混凝土的和易性。另一方面漿水中含有的少量的固體廢棄懸浮顆粒，活性較低，將它們加入混凝土中后，一方面能增加集料的表面積，增加新拌混凝土的用水量，降低混凝土的工作性能，而且這些顆粒本身具有一定的吸水性，對混凝土的工作性產(chǎn)生不利的影響；另一方面當(dāng)其包裹在集料表面時，影響集料與水泥漿的粘結(jié)，從而導(dǎo)致混凝土的力學(xué)性能降低。

表2 不同濃度漿水水質(zhì)分析

表3 不同濃度漿水膠砂強度試驗結(jié)果

3 對實際生產(chǎn)的指導(dǎo)意義

通過以上試驗結(jié)果可知，漿水對中高等級混凝土強度及工作性能會造成一定影響，因此在實際生產(chǎn)過程中應(yīng)精確控制漿水用量。由于漿水濃度隨著灌車涮洗次數(shù)的變化而時時波動，因此應(yīng)經(jīng)常檢測漿水濃度，生產(chǎn)任務(wù)量較多，更應(yīng)增加檢測頻率。建議每個工作班對漿水 pH 值及濃度進行不少于二次的測定，為方便快捷的檢測，可建立濃度—密度—pH 值檢測結(jié)果的快速查詢表，縮短檢測漿水濃度所需時間。見表5。

表4 各強度等級不同濃度漿水混凝土強度及工作性能

表5 濃度—密度—pH 數(shù)值查詢表

當(dāng)漿水濃度超過 5% 時或自設(shè)比例值時，應(yīng)及時采取調(diào)整措施，調(diào)節(jié)漿水使用量或采取其它措施，如調(diào)整外加劑摻量來保持其工作性，避免因漿水濃度過大而影響混凝土工作性能。通過對一系列配合比的試驗，初步建立了不同濃度漿水在各強度等級混凝土中的使用量。對于較高強度混凝土 C45 及以上可根據(jù)任務(wù)量少用或不用。見表6。

表6 不同濃度漿水在各強度等級混凝土中的使用比例表 %

4 結(jié)論

（1）漿水 pH 值普遍相對較高，應(yīng)注意砂石堿活性檢測。由于漿水引入的緩凝劑或其它原因，對膠砂早期強度有一定影響。

（2）通過建立廢棄混凝土拌合物漿水濃度—密度—pH 數(shù)值查詢表，在生產(chǎn)過程中，可隨時監(jiān)測漿水濃度，及時掌握漿水關(guān)鍵指標(biāo)，使混凝土質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

（3）漿水對低強度等級混凝土影響較小，但超過一定濃度對，對中高強度等級混凝土影響較大，可通過建立不同濃度漿水在各強度等級混凝土中使用比例來控制漿使用量。

以上只對漿水在混凝土力學(xué)性能方面作了初步探討，針對其對混凝土抗?jié)B、抗凍等耐久性指標(biāo)應(yīng)做進一步研究，確保漿水在混凝土中的安全使用。

[1]白延平，孫錦，丁華柱.廢水泥漿對水泥膠砂性能的影響研究[J].粉煤灰，2012,24(1)∶19-21.

[2]劉本剛.漿水回收再利用在混凝土中的試驗與應(yīng)用[J].混凝土，2008(11)∶ 111-113.