攪拌站沉降池淤泥的循環利用

劉軍，單亞蘭

（南通恒信混凝土有限公司，江蘇 南通 226500）

0 前言

近年來，國家對環境保護的要求日趨嚴格，主管部門已經限定所有混凝土企業必須在規定期限內改造成為環保站。對于混凝土企業而言，粉塵、污水及廢棄混凝土是其排放的主要污染物。目前混凝土企業已對企業的收塵設施進行了改造，紛紛上馬了砂石分離機和污水回用系統，并加強管理，使企業的污染物排放顯著降低。但沉降池中的淤泥卻令人頭痛，此淤泥的主要成分為水泥、粉煤灰和礦粉等摻合料以及砂石中帶來的部分石粉和粉砂。這些淤泥含堿量高，不可隨意排放，含水率高，也不便于循環利用[1-2]。

對于沉降池淤泥，已有混凝土企業的技術人員嘗試通過烘干、粉磨的方式將其循環利用，且試驗結果也較為理想。但淤泥的含水率高達 30%～50%，烘干過程需耗費大量的能源；且淤泥不便于運輸，單一攪拌站的淤泥量相對較少，淤泥很難集中處理，所以此種處理方式的實現較為困難，且經濟效益難以體現。

本文嘗試通過使用小型機械，在攪拌站內將淤泥與硬石膏粉、統灰混合，硬化成型后便于運輸，集中處理時將其作為入磨原料之一，內部水分通過粉磨過程產生的熱量將其帶出，省去了烘干過程，降低了處理成本，使混凝土企業實現了真正的零排放。

1 試驗

1.1 試驗原料

（1）沉降池淤泥：混凝土沉降池中取出，含水率 35%；

（2）硬石膏粉：細度 200 目，SO3含量 41%；

（3）統灰：蘇州望電統灰，45μm 方孔篩篩余 59%，燒失量 1.5%；

（4）水泥熟料：金峰熟料，3d 水泥強度為 32.3MPa；28d 水泥強度為 60.5MPa；

（5）礦粉：蘇州馬嘉礦粉，比表面積 403m2/kg，28d 活性指數 99%；

（6）石灰石：5～31.5mm 碎石，CaO 含量 51%；

（7）二水石膏：SO3含量 43%。

1.2 試驗方法

本文的試驗分為兩個部分，第一部分為沉降池淤泥與硬石膏粉和統灰混合攪拌，隨后澆筑成型，自然養護后考察其強度。第二部分為將養護好的試塊經人工破碎后取代礦粉與熟料、石灰石、統灰一起入磨粉磨，考察其膠砂力學性能指標。測試均按照國家標準 GB/T 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》、GB/T 17671—1999《 水泥膠砂強度檢驗方法（ISO 法）》 GB/T 1346—2011《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》、GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》及其他相關規定執行。

2 結果與討論

2.1 配料比例對淤泥試塊強度的影響

調整沉降池淤泥、硬石膏粉和統灰的配料比例，為了維持漿體穩定的水固比，配料時適當補水，保證成型時漿體中的含水率為 25%，并將淤泥折算到干基后計量。成型試模的規格為 (100×100×100)mm，力學測試參照 GB/T 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》執行。

表1 淤泥試塊的成型配合比及力學性能

由表 1 試驗數據可知，隨著淤泥比例的下降，統灰比例的上升，淤泥試塊的強度呈先上升再下降趨勢。這是因為淤泥中含有的堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物以及硬石膏對統灰的激發所致，且淤泥中還含有部分未水化完全的熟料顆粒，因此適當的淤泥含量可以提升試塊的力學性能。當淤泥量下降時，由于堿量的不足以及熟料顆粒的缺乏，試塊的力學性能也較低。由于此淤泥試塊并不直接用于建筑，而是用作入磨原料，因此較高的強度會導致粉磨成本增加，考慮到制備試塊的目的是為了循環利用淤泥，因此，選擇配合比 1作為制備淤泥試塊的最終配比。

2.2 淤泥試塊在制備水泥的應用

將硬化 3d 的淤泥試塊作為替代統灰作為制備水泥的入磨原料，考察產品的性能。制備水泥時，水泥入磨原料的配合比為水泥熟料 80%、石灰石 3%、礦粉 5%、統灰 7%、石膏5%，控制出磨水泥的比表面積為 330～350m2/kg。制得的產品性能見表 2。

表2 淤泥試塊在制備水泥中的應用

從表 2 試驗數據可以看出，用淤泥試塊替代統灰應用于水泥制備時，水泥的標準稠度以及力學性能均有一定的提高。標準稠度較低的原因可能是統灰中含有較多未燃盡的碳顆粒易導致標準稠度上升，淤泥中的統灰含量較低，因此標準稠度較低。力學性能較高的原因大致有二：其一，是淤泥中含有較多未水化的熟料顆粒，其水化活性遠遠優于統灰；其二，淤泥中含有一定量的硬石膏，對混合材有較強的激發作用。

2.3 淤泥試塊在制備磨細粉煤灰中的應用

將硬化 3d 淤泥試塊替代統灰作為磨細粉煤灰的主要原材料，考察產品的性能。制備磨細粉煤灰時，入磨原料的配合比為淤泥 80%、統灰 20%，控制出磨產品的比表面積為400～450m2/kg。制得的產品性能見表 3。

從與制備水泥時的試驗數據類似，用淤泥試塊替代統灰應用于磨細粉煤灰制備時，產品的需水性能及活性指數均有一定的提高。需水量比較低的原因可能是淤泥中含有未燃盡的碳顆粒較少。活性指數較高的原因在于，淤泥自身具有一定的水化活性，且存在激發火山灰反應的堿和石膏。

表3 淤泥試塊在制備磨細粉煤灰中的應用

3 結論

（1）應用沉降池淤泥、硬石膏粉和統灰為原材料，適當調整配比，可制備出具有一定力學強度的試塊，此試塊將有利于淤泥的運輸及存儲，作為入磨原料時，省去了烘干過程，大大降低了淤泥的處理成本。

（2）用淤泥試塊替代統灰應用于制備水泥和磨細粉煤灰時，由于未燃盡碳顆粒的減少和熟料顆粒含量的增加以及硬石膏的輔助作用，水泥和磨細粉煤灰的各項性能指標都有一定程度地提升。

[1]張濤，王曉芳.愛護環境實現混凝土攪拌站零排放[J].商品混凝土，2014(11): 73-74.

[2]李宛珊，吉旭，王琳娜，等.混凝土攪拌站污水回收系統關鍵技術研究 [J].混凝土，2012 (12): 125-128.