預(yù)拌混凝土回收水與減水劑適應(yīng)性試驗

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混凝土生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水指沖洗設(shè)備殘余料及廢料回收時，篩除一定粒徑的骨料之后所產(chǎn)生的，含有大量懸浮固體顆粒的懸濁混合水。一般情況下，場地清洗用水、雨水等也混合在內(nèi)，本文中同一稱為回收水?；厥账倮玫沫h(huán)保效益顯著，如何在保證混凝土性能的前提下，實(shí)現(xiàn)廢水零排放有著技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的多重意義。

一、試驗設(shè)計

回收水的特點(diǎn)是酸堿度及含固量，主要影響減水劑的性能和水膠比，所以試驗設(shè)計將圍繞這兩點(diǎn)展開。

1.原材料

1.1 采用建福P.O42.5水泥、嵩嶼電廠II級粉煤灰、福建三鋼S95磨細(xì)礦渣、中粗河砂、5-25連續(xù)粒級反擊破碎石；要求一次性備足材料用量以保持試驗可比性。

1.2 采用Mapei(聚羧酸系)、HT-100(萘系)兩種高性能減水劑；

1.3 聚羧酸系配合比設(shè)計水膠比用0.35、0.40、0.45、0.50系列，固定摻加20%粉煤灰、25%礦渣；萘系配合比設(shè)計水膠比用0.40、0.45、0.50、0.55系列，固定摻加15%粉煤灰、15%礦渣；（如表1）。

表1 試驗用初始配合比

2.試驗用水

通過對回收水回流管口3個月期間各不同時間段的含固量測試數(shù)據(jù)統(tǒng)計，回收水含固量Wh=9.15%±5.0%，因此，設(shè)計了6組含固量系列：0%、3%、6%、9%、12%、15%。為確?；旌媳壤?，使用統(tǒng)一容器采集回收水前、后稱量容器重；按混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗含固量，作為調(diào)整含固量的基準(zhǔn)；在計算之后適量調(diào)整每個容器中澄清水的重量并標(biāo)識比例。

3.混凝土試驗方案

在前期的試驗過程中發(fā)現(xiàn)，以回收水直接取代拌和用水會導(dǎo)致單位體積混凝土實(shí)際用水量下降而膠凝材料量上升，即水膠比變小，影響了試驗結(jié)果。因此在本次試驗中，為了保持水膠比穩(wěn)定，以保證同系列配合比之間的可比性：按回收水含固量計算實(shí)際用水量；其二為將回收水中含固量從摻和料中等量扣除。

3.1 參照水泥膠砂強(qiáng)度試驗，設(shè)計了在減水劑作用下保持等同砂漿流動度成型的不同含固量回收水對水泥膠砂強(qiáng)度影響試驗。

3.2 分別用6種含固量、8個配合比交叉試驗（標(biāo)記為類似3C、9d等以示區(qū)別），測試TL后用減水劑調(diào)整至TL在200±20mm(聚羧酸系)、180±20mm(萘系)范圍。測試的數(shù)據(jù)包含減水劑調(diào)整量、強(qiáng)度R7、R28；對B、c配合比（即水膠比0.45）系列測試TL1h。

二、試驗數(shù)據(jù)分析

1.各種含固量下膠砂流動度及水泥膠砂強(qiáng)度比較：

表2 水泥膠砂強(qiáng)度試驗數(shù)據(jù)

2.混凝土試驗試驗數(shù)據(jù)見表3、4。

3.數(shù)據(jù)分析

3.1 保持實(shí)際用水量不變，水泥膠砂流動度隨含固量增加明顯下降；調(diào)整至相同流動度需增加減水劑用量，且含固量越高，增加的量越大。

3.2 采用保持水膠比不變、控制同等坍落度的試驗方案，因此同樣標(biāo)記系列的配合比數(shù)據(jù)有橫向可比性。

3.3 從聚羧酸系試驗數(shù)據(jù)來看，隨著回收水含固量增加至6%以上時，需要增加0.6-1.6kg/m3的減水劑以調(diào)整其和易性，該數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定說明影響聚羧酸的表現(xiàn)。R28強(qiáng)度比明顯呈現(xiàn)逐步下降的趨勢，下降的百分比在含固量3%、6%、9%、12%、15%時分別約為5%、9%、16%、22%、30%，以及7-28天強(qiáng)度增長亦有明顯下降趨勢。對0.45水膠比下1小時坍落度損失比較，回收水比清水狀態(tài)下增加30-40mm，這個值與含固量變化無明顯關(guān)系。

3.4 從萘系試驗數(shù)據(jù)來看，隨著回收水含固量增加至9%以上時，需要增加1-5kg/m3的減水劑以調(diào)整其和易性，該數(shù)據(jù)隨含固量增加而明顯大比例增加。R28強(qiáng)度比以及7-28天強(qiáng)度增長無明顯變化。對0.45水膠比下1小時坍落度損失比較，回收水比清水狀態(tài)下無明顯變化，這個值與含固量變化無明顯關(guān)系。

三、結(jié)論

萘系減水劑配合比使用回收水的含固量上限宜為9%，在容許范圍內(nèi)使用回收水，對混凝土拌和物和易性及強(qiáng)度等常規(guī)性能的影響可以忽略；

聚羧酸系減水劑配合比使用回收水的含固量上限宜為3%，超出容許范圍內(nèi)使用回收水，強(qiáng)度下降的趨勢顯著加快。從大量實(shí)踐經(jīng)驗及相關(guān)文獻(xiàn)報道來看，聚羧酸減水劑使用性能受到超細(xì)顆粒含量的影響程度較大，這與試驗結(jié)果相符。

四、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與注意事項

要達(dá)到同樣的混凝土質(zhì)量要求下使用回收水，其意義不僅要單純考慮材料成本，還要考慮環(huán)保成本。

對含固量的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，含固量平均值9%左右。一般下午達(dá)到高峰值20%，應(yīng)就此做出預(yù)調(diào)整措施。標(biāo)準(zhǔn)的含固量測試需耗時4-5小時，作為監(jiān)測手段不合適；回收水為懸濁液體，比重計測試相關(guān)性不高；容重試驗則相對簡單高效。

表3 聚羧酸系減水劑試驗數(shù)據(jù)

表4 萘系減水劑試驗數(shù)據(jù)