商砼洗車廢渣在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用

劉曉娟，周 納，賈方茹（棗莊中聯(lián)水泥有限公司，山東 棗莊 277122）

0 引言

生產(chǎn)建設(shè)過程中產(chǎn)生的建筑垃圾不僅破壞了城市的生態(tài)環(huán)境，并且占據(jù)和浪費(fèi)了城市寶貴的空間資源。以商砼洗車廢渣為例，根據(jù)數(shù)據(jù)顯示：每生產(chǎn)1 m3混凝土，會(huì)產(chǎn)生0.03 t的廢水廢渣；我國(guó)每年產(chǎn)出超過15億m3混凝土，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的廢水廢渣會(huì)達(dá)到0.5億t[1]。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于混凝土廢水、廢渣處理方式大都針對(duì)于廢水部分的回收利用，并且技術(shù)相對(duì)成熟；對(duì)于廢渣部分的回收處理，大部分企業(yè)會(huì)將其篩選后作為骨料使用，但使用比例較低、途徑較為單一。鑒于此，棗莊中聯(lián)水泥有限公司將周邊商砼攪拌站的洗車廢料作為部分鋁質(zhì)校正原料搭配其他鋁質(zhì)原料應(yīng)用于新型干法水泥生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的硅酸鹽熟料中。旨在通過資源再回收利用的方式改善商砼洗車廢渣造成的城市空間浪費(fèi)問題和環(huán)境污染問題，減少外排費(fèi)用的同時(shí)降低水泥企業(yè)的生產(chǎn)成本，

1 試驗(yàn)

1.1 廢渣產(chǎn)生及其成分分析

棗莊的商砼攪拌站有數(shù)十家，每年產(chǎn)生近10萬t洗車廢渣。對(duì)棗莊市區(qū)周圍堆積的商砼洗車廢渣進(jìn)行取樣試驗(yàn)，其化學(xué)成分見表1。從表1可見，商砼洗車廢渣中含有大量的硅、鐵、鋁、鈣等元素。公司有兩條2 500t/d與一條5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，每天需使用輔助原料約5500t。由于環(huán)保治理及礦山開采整治，輔助原料供給不充足。為了減少環(huán)境污染與土壤資源浪費(fèi)、合理回收與利用當(dāng)?shù)亟ㄖ?，利用商砼洗車廢渣替代部分頁巖、砂巖作為輔助原料用于水泥熟料的生料生產(chǎn)中。

表1 商砼洗車廢渣的化學(xué)成分 %

1.2 配比及生產(chǎn)工藝

公司原生產(chǎn)原料分別為石灰石、粉煤灰、砂巖、鐵礦選礦污泥。利用商砼洗車廢渣替代部分鋁質(zhì)輔助原料，使用五組分配料計(jì)算，最終確立了一套配料方案見表2。配料方案各組分的化學(xué)成分含量見表3。

表2 最終配料方案

表3 配料各組分的化學(xué)成分含量 %

將備用原料庫用來儲(chǔ)存商砼洗車廢渣，生產(chǎn)工藝圖見圖1。

圖1 生產(chǎn)工藝圖

生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制進(jìn)廠廢渣質(zhì)量，剔除廢渣中的垃圾、雜物等。對(duì)進(jìn)廠的物料進(jìn)行多點(diǎn)搭配均勻化，使物料成分相對(duì)穩(wěn)定。使用廢渣時(shí)商砼洗車廢渣和粉煤灰按1∶1搭配，根據(jù)原料成分變化及時(shí)調(diào)整配料方案，保證熟料率值達(dá)到控制目標(biāo)。

2 結(jié)果

2.1 水泥熟料率值與質(zhì)量

圖2為摻加商砼洗車廢渣后生熟料實(shí)際率值與公司原熟料的實(shí)際率值（即目標(biāo)率值）的對(duì)比圖。從圖2中可發(fā)現(xiàn)摻加商砼洗車廢渣前后,熟料的實(shí)際率值在目標(biāo)率值的合理范圍之內(nèi)，未對(duì)熟料化學(xué)物理性能產(chǎn)生改變。

圖2 水泥熟料率值圖

利用商砼洗車廢渣配料磨制的生料粉，入窯質(zhì)量穩(wěn)定；在煅燒過程中易燒性好，燒成溫度穩(wěn)定，能保持良好的熱工制度；出窯熟料色澤發(fā)黑，帶有金屬光澤；結(jié)構(gòu)致密，能達(dá)到所需強(qiáng)度要求（見圖3）。

圖3 水泥熟料

2.2 水泥熟料率值與質(zhì)量

摻加洗車廢渣前后燒制的硅酸鹽水泥熟料磨制的P·C42.5水泥指標(biāo)見表4。摻加洗車廢渣前后燒制的硅酸鹽水泥熟料磨制的P·O42.5水泥指標(biāo)表見表5。通過數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)摻入洗車廢渣后的水泥在3 d抗壓強(qiáng)度與28 d抗壓強(qiáng)度指標(biāo)中都有不同程度的提升，其余各項(xiàng)指標(biāo)均有小幅提升，部分指標(biāo)數(shù)據(jù)下降，但均在合理范圍之內(nèi)。

表4 P·C42.5水泥各項(xiàng)指標(biāo)表

表5 P·O42.5水泥各項(xiàng)指標(biāo)表

3 結(jié)論

（1）摻加商砼洗車廢渣后熟料的實(shí)際率值與目標(biāo)率值接近，差值在合理范圍內(nèi)。

（2）摻加商砼洗車廢渣后的兩種標(biāo)號(hào)水泥在3 d抗壓強(qiáng)度與28d抗壓強(qiáng)度指標(biāo)中都有不同程度的提升，大部分指標(biāo)均有小幅提升，個(gè)別指標(biāo)數(shù)據(jù)小幅下降，但均在合理范圍之內(nèi)。

（3）應(yīng)用較好的改善了棗莊市周邊商砼洗車廢渣造成的占地和環(huán)境污染問題，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。