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)保意識的深入，混凝土攪拌站都面臨著如何節(jié)能減排的問題。混凝土攪拌站的廢棄物主要來源于廢水泥漿，它含有未水化的水泥、各種集料和外加劑等［1－2］。混凝土攪拌站廢水泥漿的回收利用最早可以追溯到上世紀(jì)80年代德國等西方國家［3］。現(xiàn)有的處理方法一般是利用砂石分離機將其中的砂石從中分離出來回收利用，剩余廢水、廢漿經(jīng)多級沉淀池分離，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，直接排放會污染環(huán)境，攪拌站每年都會為處理廢水泥漿而支付高額的費用［6］。將清水和廢水泥漿混合使用，可做到廢水的零排放，在保護環(huán)境同時節(jié)約成本，具有極高的研究探索價值。

2 原材料與試驗方法

2.1 原材料

水泥:選用廣西臺泥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測得為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 試驗方法及配合比

(1)試驗方法: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，觀察其對混凝土工作性能和抗壓強度的影響，以此來了解廢水泥漿作為拌合水和細(xì)集料對混凝土性能的影響。

(2)試驗配合比 ，詳見表3。

表3 配合比【kg/m3】

2.3 試驗結(jié)果與分析

2.3.1 廢水泥漿對混凝土工作性能的影響

表4 廢水泥漿對混凝土工作性能測試結(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)泥漿的用量達到80kg時而有所下降，先增加主要是因為廢水泥漿中的化學(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。后下降是因為廢水中的漿體經(jīng)過一段時間的水化反應(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 廢水泥漿對混凝土抗壓強度的影響

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抗壓強度均呈現(xiàn)出先增加再減少的現(xiàn)象。這是因為廢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80kg時，廢水泥漿中的一些雜質(zhì)會降低混凝土的強度［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)廢水泥漿中固體顆粒可以作為混凝土的細(xì)集料。

(3)混凝土的工作性與抗壓強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時達到頂峰。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］.中國城市經(jīng)濟，2010(08):136.

［4］白延平，孫錦，丁華柱.廢水泥漿對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，鄭立達.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.