混凝土攪拌站余廢料處理的新思路和可行性研究

張德福，林庭富，唐旭

（四川派安建材有限公司三岔分公司，四川 成都 641418）

0 前言

隨著我國的經(jīng)濟建設發(fā)展步伐的加快，城市建設的投入逐年增加，對商品混凝土的需求量也實現(xiàn)了逐年突破性增長。目前我國絕大多數(shù)城市均采用商品混凝土，但隨之也產(chǎn)生了大量的廢棄混凝土、剩余混凝土、固體廢棄物等。大多數(shù)商品混凝土攪拌站對產(chǎn)生的余廢混凝土是先通過砂石分離機將砂石分離出來回收利用，剩余漿體進入多級沉淀池，逐級進行沉淀、分離或經(jīng)過柱塞泵抽入壓濾機或用濾布進行固液分離，最后得到較清澈的回收水，用于循環(huán)刷車、沖洗場地等。而過濾出來的固體物（濾餅、濾渣）留存下來，被定期清理、運送至粉煤廠粉磨或掩埋處理。這不僅使混凝土企業(yè)每年要支付大量的垃圾處理費，同時堆放掩埋這些廢棄物占用大量的土地，造成了資源浪費，對我們生存的環(huán)境也造成了很大的破壞。

近年來，隨著人們對零排放、零污染的新型綠色環(huán)保攪拌站的認知和追求，大家對于攪拌站廢棄物的關注度也不斷提高。許多攪拌站人員解決廢棄物的焦點還是保留砂石分離機，但將砂石分離機出來的漿水盡可能替代一部分拌合水，通過設備更新和補充，運用可行辦法使?jié){水抽到計量稱上，使用到混凝土拌和物中。從而減少壓濾機的工作量，減少濾餅輸出量。在這個漿水使用模式中，存在如下弊端：（1）砂石分離機不能丟棄，要進行初部的砂石回收，設備損耗和電費投入較大；（2）很多案例反映管道經(jīng)常被堵，抽污泵損壞較快，并且漿水量多又沒有生產(chǎn)時，又要啟動壓濾機進行二次處理漿水程序，產(chǎn)生濾餅廢棄物。

我廠攪拌站通過引用余廢料處理劑，改裝一個 1.5方裝載機斗實現(xiàn)螺旋強制攪拌，使源頭余廢料快速變成干料，后儲存于單獨大倉中，通過技術手段少量替代配合比中的骨料，成功用于混凝土拌合物生產(chǎn)中。根本上不使用砂石分離機，就杜絕了漿水溶液的產(chǎn)生，既節(jié)約了砂石分離機的使用費用，也減少了漿水處理的難題，大大降低了環(huán)保設備和損耗件經(jīng)常更新的費用，實現(xiàn)了真正的零排放。

圖1 為目前余廢料處理的幾種思路。

圖1 目前余廢料處理的幾種思路

1 混凝土余廢料處理后的技術使用研究

1.1 余廢料處理方法

攪拌站剩余的混凝土，在沒有工地可以調整出去的情況下，要借助一個 1～2 方的小型攪拌機，對剩料添加“處理劑”并攪拌 2～3 分鐘，處理劑能快速吸收水分，拌合物中的漿體分散包裹在砂石骨料表面，形成松散干燥的“混合料”。此混合料主要是砂、石、粉末漿的混合物。通過此方法制得 200kg 混合料待試配驗證。

余廢料處理劑原理是通過特殊反應將余廢料漿體快速硬化、吸附在粗骨料表面并形成硬化膜。處理后混合料需要攤開晾 1～2 天，收好備用。剩余混凝土與處理后形成的混合料外觀見圖2 和圖3。

圖2 剩余拌合物

圖3 處理后形成的混合料

1.2 試驗的原材料

水泥：峨勝 P·O42.5R 水泥，其性能參數(shù)見表1。

表1 水泥物理性能指標

粉煤灰：濟鵬 F 類Ⅱ級。性能參數(shù)如表2。

表2 粉煤灰物理性能指標

細骨料：由樂山市岷江區(qū)河卵石粉碎的機制砂，其性能指標見表3。

表3 細骨料物理性能指標

粗骨料：由樂山市岷江區(qū)河卵石粉碎的石子，5～25mm 連續(xù)級配，含泥量 0.2%，無泥塊，表觀密度2780kg/m3。

1.3 混凝土配合比試驗

處理后的余廢料，是干料狀態(tài)的混合料，基本是砂石比例適中，按砂率搭配的骨料?；诖?，取代一定量的骨料，用于混凝土生產(chǎn)中，只要質量平穩(wěn)可控，拌合物性能指標和力學指標都在要求內，這種混合料就可以用于批量生產(chǎn)中。通過取代骨料的不同比例試配（表4），做系列論證，以選取混合料的最佳取代率。

表4 混合料的不同取代率配合比 kg/m3

依據(jù) GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》，對 6 組試配分別測試坍落度、擴展度、經(jīng)時損失及表觀密度等指標，具體見表5。

依據(jù) GB/T 50081—2019《普通混凝土力學性能試驗方法標準》，對 6 組試配分別測試標準立方體抗壓強度等指標，具體見表5。

表5 混合料的不同取代率混凝土性能指標

2 混凝土余廢料摻加后的性能分析

2.1 坍落度和擴展度性能對比

（1）不同混合料摻量下，初始坍落度沒有明顯差別。2 小時后的坍落度隨混合料的摻量增加呈現(xiàn)波動降低。

（2）不同混合料摻量下，初始擴展度沒有明顯差別。2 小時后的擴展度損失呈現(xiàn)先降低后增加的規(guī)律變化。10% 的取代率是擴展度經(jīng)時損失最小的一個摻量點。

2.2 力學性能的變化

隨混合料摻量的增大，早期和后期的抗壓強度值比基準配方都有所提升，但明顯的走向規(guī)律性不強。雖個別試件裝模制作時存在砂率不完全一致的差異，但總體呈現(xiàn)力學抗壓值增加的現(xiàn)象得益于處理余廢料后，變干的混合料里有膠凝材料，起到密實填充作用。圖4 反映了這一現(xiàn)象。

圖4 不同混合料摻量對混凝土抗壓強度的影響

3 結論

（1）對攪拌站剩余的新鮮拌合物又無工地可供調整出去，可以不用砂石分離機沖洗分離回收，可以用余廢料處理劑把拌合物處理成干燥狀態(tài)，單獨一個原材料倉儲存，單獨稱體計量。能節(jié)約設備磨損和水電損耗，也杜絕了大量廢漿水產(chǎn)生。

（2）剩余的拌合物處理成干燥的混合料，可同砂率取代等量的骨料，用于低強度等級混凝土的生產(chǎn)中，取代率宜為 10%～15%。