配漿法在混凝土綠色發(fā)展中的應(yīng)用

唐林洋

（廣東基礎(chǔ)新成混凝土有限公司）

隨著建筑行業(yè)的不斷進(jìn)步發(fā)展，綠色環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展的理念深入人心，混凝土行業(yè)明確要求綠色生產(chǎn)，做到場(chǎng)地廢水和循環(huán)漿水零排放。在目前生產(chǎn)混凝土產(chǎn)生的循環(huán)廢水處理方式，主要有沉淀池處理和壓濾機(jī)處理兩種方式。其中沉淀池處理后的廢水再循環(huán)利用形式粗獷，控制精度低；而壓濾機(jī)處理則維護(hù)成本較大，且會(huì)產(chǎn)生泥餅要二次處理等問(wèn)題。所以，構(gòu)建一套新型的配漿再利用系統(tǒng)，對(duì)循環(huán)廢水精細(xì)化處理就顯得十分有意義。

1 循環(huán)漿水在混凝土中的傳統(tǒng)應(yīng)用工藝

在當(dāng)前市面上，無(wú)論是商混站還是施工工地，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)生循環(huán)漿水后，處理方案基本采用壓濾機(jī)和沉淀池兩種處理方法。壓濾機(jī)法和沉淀池法各有優(yōu)劣，場(chǎng)地不同，其成本、空間、利弊也各有不同。商混站兩種方法都有采用。

壓濾機(jī)處理循環(huán)漿水工藝流程如圖1 所示。

圖1 壓濾法工作運(yùn)行圖

其工藝流程如圖所示，優(yōu)點(diǎn)在于污水處理快，生產(chǎn)效率高且廢水回收率高。缺點(diǎn)則是設(shè)備成本貴，維修保養(yǎng)等設(shè)施更換時(shí)間長(zhǎng)，價(jià)格高，還有非常重要的一點(diǎn)不可忽視，那就是壓濾機(jī)法最終會(huì)產(chǎn)生二次固廢。且二次固廢每年清理運(yùn)輸費(fèi)用高大數(shù)萬(wàn)元。而沉淀池法主要采用三級(jí)沉淀法，結(jié)合廢水廢渣回收系統(tǒng)進(jìn)行重復(fù)利用。其主要原理如圖2。

圖2 沉淀法工作運(yùn)行圖

相對(duì)于壓濾機(jī)來(lái)說(shuō)，沉淀池工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)三級(jí)沉淀池沉淀后循環(huán)利用。缺點(diǎn)是耗時(shí)長(zhǎng)，同時(shí)回收效率也低，而且泥漿沉淀也不完全，很難保證處理之后的污水達(dá)到循環(huán)利用的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而容易造成生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水無(wú)法及時(shí)得到使用。與此同時(shí)，濃度不穩(wěn)定的廢漿被使用到混凝土中，容易造成混凝土和易性出現(xiàn)較大波動(dòng)，坍落度損失不可控。

2 粉體活性檢測(cè)法計(jì)算循環(huán)漿水最佳使用時(shí)間

商混站的循環(huán)漿水主要來(lái)源是場(chǎng)地清洗和攪拌車清洗兩種來(lái)源，而場(chǎng)地清洗則主要是清洗粉料罐車粉塵和砂石粉塵沉淀，因此，沉淀池循環(huán)漿水的主要成分應(yīng)為水泥、煤灰等活性粉塵加砂石含粉含泥粉塵。本團(tuán)隊(duì)針對(duì)混凝土生產(chǎn)站循環(huán)漿水特點(diǎn)，將不同時(shí)長(zhǎng)生成的循環(huán)漿水進(jìn)行快速脫水烘干，分析其化學(xué)組分，結(jié)果如表1 所示。

表1 場(chǎng)地水池沉淀粉料（烘干物）和污水沉淀粉料（烘干物）化學(xué)成分 （%）

不同齡期之下，其活性組分又各不相同。由于膠凝材料與水反應(yīng)逐漸膠結(jié)，其中未水化的膠凝材料會(huì)隨著時(shí)間越來(lái)越少，所以，循環(huán)漿水在生成后，理論上越早使用效果越好。本團(tuán)隊(duì)將循環(huán)漿水烘干粉磨并進(jìn)行粉體活性試驗(yàn)，通過(guò)不同時(shí)間采集的樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2、表3。

表2 同一日期不同時(shí)間段循環(huán)漿水提取粉體活性試驗(yàn)

表3 不同日期循環(huán)漿水提取粉體活性試驗(yàn)

從表2、表3 可以發(fā)現(xiàn)，循環(huán)漿水自生成后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其活性出現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)。當(dāng)時(shí)間超過(guò)7h后，循環(huán)漿水加入對(duì)活性起副作用。當(dāng)循環(huán)漿水在4h 以內(nèi)時(shí)，如果能夠?qū)ρh(huán)漿水進(jìn)行有效利用，可以得到活性達(dá)65%以上的效果。而提取時(shí)間段和不同日期不受影響，說(shuō)明循環(huán)漿水物質(zhì)組分相對(duì)穩(wěn)定。因此，循環(huán)漿水如果能夠得到及時(shí)使用，且控制精準(zhǔn)的話，對(duì)混凝土體系是有利的。

3 粉體代位法研究漿體濃度及用量對(duì)混凝土的影響

在確定循環(huán)漿水利用的最佳時(shí)間以后，本團(tuán)對(duì)循環(huán)漿水濃度對(duì)混凝土和易性、強(qiáng)度及耐久性的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究。假定，摻入單方混凝土中的粉體總量是固定的，則循環(huán)漿水用量受循環(huán)漿水濃度影響作相應(yīng)調(diào)整。亦即，假定單方混凝土中摻入5Kg 粉體，則當(dāng)廢水濃度為5%時(shí)，循環(huán)漿水使用量為100Kg，相應(yīng)混凝土用水直接扣除95Kg 即為生產(chǎn)稱量用水。如此，則混凝土摻多少粉體對(duì)混凝土體系最為有利，或者說(shuō)影響最小，需要通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4～表7。

表4 不同粉體摻量對(duì)C25 抗壓強(qiáng)度影響

表5 不同粉體摻量對(duì)C30 抗壓強(qiáng)度影響

表6 不同粉體摻量對(duì)C35 抗壓強(qiáng)度影響

表7 不同粉體摻量對(duì)C40 抗壓強(qiáng)度影響

從上述結(jié)果可知，對(duì)于中低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，摻攪拌站廢水的混凝土較自來(lái)水混凝土強(qiáng)度略有提高，這主要是由于廢水中含有少量未水化的礦物摻和料、水化硅酸鈣凝膠、水泥等細(xì)度較細(xì)的成分，這可以填充混凝土空隙，提高混凝土密實(shí)性，從而提高強(qiáng)度。廢水中的堿性溶液可以為粉煤灰等礦物摻和料提供堿環(huán)境，激發(fā)粉煤灰等礦物摻和料的活性，從而提高了摻廢水混凝土的早期及后期強(qiáng)度。

在本團(tuán)隊(duì)的其他研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于C40 及以上中高強(qiáng)度混凝土，摻入廢水的混凝土早期強(qiáng)度低于自來(lái)水拌制的混凝土早期強(qiáng)度，但后期強(qiáng)度卻高于自來(lái)水拌制的混凝土，這主要是因?yàn)楦邚?qiáng)度等級(jí)的混凝土水膠比較小，硬化后混凝土較中低強(qiáng)度等級(jí)混凝土密實(shí)度高?；炷猎缙趶?qiáng)度主要是由水泥和膠凝材料中活性礦物提供，廢水的摻入使得混凝土中活性較高的細(xì)粉含量減少，所以其早期強(qiáng)度略低，但在后期強(qiáng)度發(fā)展的過(guò)程中，廢水中的低活性粉料會(huì)填充混凝土空隙，提升混凝土的密實(shí)性，對(duì)混凝土后期強(qiáng)度反而有提高作用。

4 新型定量定濃配漿精準(zhǔn)控制工藝

目前循環(huán)漿水濃度控制主要有人工控制、程序控制和電腦控制三種方案。

人工配漿方法：用密度計(jì)人工測(cè)量循環(huán)漿水濃度，人工控制清水和循環(huán)漿水的注入量。這種方法無(wú)需額外投資，但投入人工較多、效果較差。目前市面上主要采用的就是這種方法；

程序控制法：根據(jù)檢測(cè)的循環(huán)漿水濃度和注入清水后符合回用濃度的水位，設(shè)置自動(dòng)調(diào)節(jié)的上下水位，系統(tǒng)根據(jù)水位變化自動(dòng)打開或關(guān)閉清水或循環(huán)漿水的注入。此方法可維持配漿后的濃度在設(shè)定范圍內(nèi)的基本穩(wěn)定，投資較少，需投入一定的人工，但效果一般；

電腦控制：自動(dòng)檢測(cè)循環(huán)漿水濃度并自動(dòng)調(diào)節(jié)漿水和清水的注入量。此方式可精準(zhǔn)保證配漿后濃度的穩(wěn)定，此方法雖然前期需要一定的投入，但后期基本不用人工付出，效果最佳。

我公司為保證循環(huán)漿水濃度精準(zhǔn)控制，并保證混凝土質(zhì)量可控，最終確定使用電腦控制方案。同時(shí)，對(duì)場(chǎng)地現(xiàn)有砂石分離系統(tǒng)及三級(jí)沉淀系統(tǒng)進(jìn)行了改造和升級(jí)，使之能夠滿足設(shè)計(jì)的需要，做到精準(zhǔn)控制循環(huán)漿水濃度，同時(shí)與生產(chǎn)投料系統(tǒng)相匹配。具體運(yùn)行控制流程圖如圖3 所示。

圖3 配漿裝置濃度自控設(shè)計(jì)運(yùn)行圖

5 結(jié)論

⑴此次研發(fā)，在綠色節(jié)能理念的基礎(chǔ)上，為實(shí)現(xiàn)商混站零排放的循環(huán)漿水綜合利用，首次提出了循環(huán)漿水利用時(shí)效性的概念，在循環(huán)漿水產(chǎn)生4 小時(shí)以內(nèi)重復(fù)利用，對(duì)混凝土強(qiáng)度、和易性和耐久性都有一定的改善效果。在循環(huán)漿水配制工藝上，提出了一套精密控制的配漿工藝流程圖，在保證產(chǎn)生循環(huán)漿水及時(shí)使用的同時(shí)，又實(shí)現(xiàn)了精密控制，降低了人力成本。

⑵在配漿裝置的研究中，定量定濃系統(tǒng)的研制是整個(gè)裝置的關(guān)鍵，精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)廢漿廢水的實(shí)時(shí)濃度決定了精確指導(dǎo)生產(chǎn)配合比用水量，在保證混凝土質(zhì)量的同時(shí)也達(dá)到了廢漿廢水循環(huán)利用的綠色環(huán)保要求。