預(yù)拌混凝土主要廢棄物的再利用

周其家 趙勁松 羅 鑫

(深圳港創(chuàng)建材股份有限公司，廣東 深圳 518000)

1 引言

隨著環(huán)保意識(shí)的深入，混凝土攪拌站都面臨著如何節(jié)能減排的問(wèn)題。混凝土攪拌站的廢棄物主要來(lái)源于廢水泥漿，它含有未水化的水泥、各種集料和外加劑等［1－2］?；炷翑嚢枵緩U水泥漿的回收利用最早可以追溯到上世紀(jì)80年代德國(guó)等西方國(guó)家［3］?，F(xiàn)有的處理方法一般是利用砂石分離機(jī)將其中的砂石從中分離出來(lái)回收利用，剩余廢水、廢漿經(jīng)多級(jí)沉淀池分離，沉淀填埋處理，廢水直接排放［4－5］。沉淀的固體顆粒填埋會(huì)占用大量的土地資源，廢水中含有的Ca2+、Na+、SO2－4等離子使得水呈堿性，直接排放會(huì)污染環(huán)境，攪拌站每年都會(huì)為處理廢水泥漿而支付高額的費(fèi)用［6］。將清水和廢水泥漿混合使用，可做到廢水的零排放，在保護(hù)環(huán)境同時(shí)節(jié)約成本，具有極高的研究探索價(jià)值。

2 原材料與試驗(yàn)方法

2.1 原材料

水泥:選用廣西臺(tái)泥P.O42.5水泥。物理性能見表1。

表1 水泥的物理性能

粉煤灰:深圳媽灣電廠Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度17.0%，需水量97%，燒失量1.6%，三氧化硫1.6%。

外加劑:安徽中鐵四威RAWY101聚羧酸緩釋型減水劑，PH值5.7，含固量10.8%，減水率26.0%，氯離子含量0.04%。

集料:粗集料選用惠州博羅金業(yè)5－25mm連續(xù)級(jí)配碎石，表觀密度2630 kg/m3;堆積密度1450kg/m3;緊密密度1550 kg/m3;壓碎指標(biāo)10.0%;含泥量0.8%;泥塊含量0.2%;針片狀含量4.0%。細(xì)集料選用東莞中砂，細(xì)度模數(shù)2.6;表觀密度2610 kg/m3;堆積密度1500 kg/m3;緊密密度1650kg/m3;含泥量1.4%;泥塊含量0.5%。

廢水泥漿:來(lái)自深圳港創(chuàng)建材股份有限公司泥漿池，其濕泥漿密度用密度計(jì)測(cè)得為1.160g/cm3，固含為20%。主要成份:廢水(化學(xué)指標(biāo)詳見表2)、水泥水化后的產(chǎn)物C－S－H凝膠、堿性物質(zhì)、鈣礬石、外加劑、細(xì)骨料、未參加反應(yīng)的礦物摻合料等成份的復(fù)雜混合物。

表2 廢棄泥漿中澄清溶液的化學(xué)指標(biāo)【mg/L】

2.2 試驗(yàn)方法及配合比

(1)試驗(yàn)方法:將 20kg、40kg、60kg、80kg、100kg泥漿直接摻入混凝土中，其廢水取代16kg、32kg、48kg、64kg、80kg 拌合用水、固體顆粒取代 4kg、8kg、12kg、16kg、20kg細(xì)集料，觀察其對(duì)混凝土工作性能和抗壓強(qiáng)度的影響，以此來(lái)了解廢水泥漿作為拌合水和細(xì)集料對(duì)混凝土性能的影響。

(2)試驗(yàn)配合比 ，詳見表3。

表3 配合比【kg/m3】

2.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.3.1 廢水泥漿對(duì)混凝土工作性能的影響

表4 廢水泥漿對(duì)混凝土工作性能測(cè)試結(jié)果

從表4可以看出混凝土坍落度與坍落度保留值隨著泥漿摻量的增加而增加，當(dāng)泥漿的用量達(dá)到80kg時(shí)而有所下降，先增加主要是因?yàn)閺U水泥漿中的化學(xué)外加劑、礦物摻合料等成份參與反應(yīng)，另外由于摻入廢水泥漿，使混凝土的總漿體量增加，在一定程度上改善工作性。后下降是因?yàn)閺U水中的漿體經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的水化反應(yīng)，雖然并沒有完全水化，但和新鮮水泥漿體相比有一定的差異，隨著摻量的增加其中部分成分(細(xì)骨料、礦物摻合料)會(huì)增加混凝土的表面積，增大用水量，使得單位面積的漿體量降低，從而使混凝土的工作性能變差［7］。

2.3.2 廢水泥漿對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

從圖1、圖2中可以看出隨著廢棄泥漿用量的增加，C30和 C50混凝土7d與28抗壓強(qiáng)度均呈現(xiàn)出先增加再減少的現(xiàn)象。這是因?yàn)閺U棄泥漿中有部分未參加反應(yīng)的礦物摻合料等活性成分，這些活性成分含有大量的 SiO2和 Al2O3，在水化過(guò)程中與 Ca(OH)2等一些堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等膠凝物質(zhì)，在一定程度上能提高混凝土強(qiáng)度，而這些活性成分是一些微細(xì)顆粒，均勻分布于水泥漿體中，填充混凝土中的空隙，使?jié){體中毛細(xì)孔細(xì)化，有利于增加混凝土的強(qiáng)度，但廢水泥漿中活性成分的作用有限，用量有最大限度，當(dāng)廢水泥漿用量超過(guò)80kg時(shí)，廢水泥漿中的一些雜質(zhì)會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度［5］，因此每方混凝土中廢水泥漿的最佳用量為80kg。

3 結(jié)論

(1)廢水泥漿中的廢水澄清液各項(xiàng)指標(biāo)符合混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)，可以直接作為混凝土的拌合用水。

(2)廢水泥漿中固體顆?？梢宰鳛榛炷恋募?xì)集料。

(3)混凝土的工作性與抗壓強(qiáng)度均隨著廢棄泥漿用量的增加呈現(xiàn)出先增加后降低的現(xiàn)象，廢水泥漿用量在80kg時(shí)達(dá)到頂峰。因此廢水泥漿的最佳用量為80kg。

［1］張凱峰，姚源，趙世冉等.攪拌站廢水作為混凝土拌和用水的試驗(yàn)研究［J］.混凝土，2015(02):101－103

［2］王玥，李丹洋，張慧愛.廢水泥漿水在預(yù)拌混凝土生產(chǎn)中的循環(huán)利用［J］.山西建筑，2015(02):95－96.

［3］余和友，徐亮.混凝土攪拌站廢水廢渣的試回收再利用［J］.中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)，2010(08):136.

［4］白延平，孫錦，丁華柱.廢水泥漿對(duì)水泥膠砂性能的影響［J］.粉煤灰，2012(01):19－21.

［5］楊志偉，石從黎，張克.攪拌站廢棄泥漿的回收利用方法［J］.商品混凝土，2012(03):55－57.

［6］何正斌，孫皖紅，王韶輝等.攪拌站廢水對(duì)混凝土性能影響研究［J］.廣東建材，2012(03):24 －26.

［7］賴志標(biāo)，高強(qiáng)，鄭立達(dá).利用攪拌站廢水生產(chǎn)混凝土的研究［J］.混凝土世界2012(12):90－92.