攪拌站廢水漿和增效劑在混凝土中的應(yīng)用

張良超

(武漢華強新型建筑材料有限公司,湖北 武漢 430035)

由于生態(tài)環(huán)境惡化對子孫后代生存的現(xiàn)實威脅,嚴格的環(huán)保督查和巡視已成為常態(tài)。目前按照環(huán)保的要求和大部分攪拌站的技術(shù)均將廢水廢渣通過攪拌均勻形成廢水漿，用于生產(chǎn)混凝土,減少混凝土的生產(chǎn)過程中的廢水排放。

(1) 攪拌站廢水漿。廢水漿是指攪拌生產(chǎn)以及清洗攪拌車罐體內(nèi)壁并經(jīng)過砂石分離機的漿水,廢水漿進入有攪拌裝置的水池存儲并自動攪拌,確保漿水中的懸浮物混合均勻。廢水漿也包含地表集水、剩退混凝土通過砂石分離機清洗出來的廢水漿,經(jīng)收集計量加入到攪拌機中攪拌生產(chǎn)混凝土。將固含量為10%左右的漿水用于混凝土中[1],摻量在30%左右,提高了強度,和易性和泵送性能優(yōu)良,凝結(jié)時間、抗?jié)B性能等基本不受影響,綜合性能優(yōu)良。

(2) 增效劑。混凝土增效劑,也稱混凝土減膠劑,是一種區(qū)別于混凝土減水劑的新型混凝土添加劑,其主要特點是在相同的強度等級下,減少5%～10%的水泥用量,可以保證混凝土的力學(xué)性能不降低,同時混凝土的工作性能和體積穩(wěn)定性都有不同程度的提高。

1 原材料

1.1 水泥

水泥使用湖北亞東水泥PO42.5水泥(表1)。

表1 水泥Table 1 Cement

1.2 礦粉

礦粉使用武漢武新S95粒化高爐礦渣粉(表2)。

表2 粒化高爐礦渣粉Table 2 Granulated blast furnace slag

1.3 粉煤灰

粉煤灰使用武漢科能環(huán)保有限公司Ⅱ級粉煤灰(表3)。

表3 粉煤灰Table 3 Fly ash

1.4 粗骨料

粗骨料使用咸寧5～31.5 mm碎石(表4)。

表4 碎石Table 4 Gravel

1.5 外加劑

外加劑使用武漢蘇博新型建筑材料有限公司HPWR聚羧酸高性能減水劑(表5)。

表5 減水劑Table 5 Water reducer

1.6 增效劑

增效劑使用廣州市三駿建材科技有限公司制造的增效劑(表6)。

表6 增效劑Table 6 Synergist

1.7 漿水

武漢華強新型建筑材料有限公司攪拌生產(chǎn)、地表積水和清洗攪拌車罐體內(nèi)壁并經(jīng)過砂石分離機的漿水(表7)。

2 配合比設(shè)計與試拌

根據(jù)泵送混凝土的施工特點,要求混凝土和易性良好,良好的流動性,不容易離析泌水。在配合比設(shè)計時采用合適的砂率[2],合理的外加劑摻量,適宜的增效劑用量,選用合理級配的碎石,加入機制砂,減少集料的孔隙率和咬合度,使混凝土流動性和密實性良好,便于混凝土的泵送;加大粉煤灰摻量,減少水泥和礦粉用量,降低離析抓底泌水的風(fēng)險,降低水化熱。選取了C30、C35、C40三種生產(chǎn)最多的混凝土做試配,第一組S3001、S3501、S4001是不加廢水漿不加增效劑,第二組S3002、S3502、S4002是在原配合比上加漿水加增效劑而不減少水泥用量的加強型配方,第三組S3003、S3503、S4003是加漿水加增效劑后減少水泥用量的配方,具體配合比如表8,其試拌混凝土性能見表9及圖1-2。

表7 漿水Table 7 Slurry

表8 試拌混凝土配合比(kg/m3)Table 8 Mix proportion of trial mix concrete

表9 試拌混凝土性能Table 9 Performance of trial mix concre

圖1 試驗混凝土拌和情況Fig.1 Test concrete mixing

圖2 試驗時坍落度情況Fig.2 Slump condition during test

3 實際生產(chǎn)與結(jié)果分析

試配混凝土情況良好,和易性、流動性,均滿足要求,加入增效劑后,每方混凝土的膠凝材料明顯減少,力學(xué)性能基本不變,漿水的使用也減少了排放量。根據(jù)試拌配合比的情況,結(jié)合泵送混凝土的施工生產(chǎn)要求,設(shè)計了配合比如表10所示,其性能見表11。

表10 生產(chǎn)泵送配合比(kg/m3)Table 10 Mix proportion of production pumping

表11 生產(chǎn)泵送混凝土性能Table 11 Performance of concrete of production pumping

預(yù)拌混凝土和易性良好,由表11可以看出試拌混凝土滿足高層泵送混凝土的要求,28 d抗壓強度均滿足要求,降低了水泥用量,加入漿水和不加漿水兩者的工作性能差異不大,漿水完全可以在混凝土中使用,且對力學(xué)性能影響不大。

4 實際現(xiàn)場反饋

圖3 泵送現(xiàn)場坍落度情況Fig.3 Slump of pumping site

圖4 泵送現(xiàn)場混凝土澆筑情況Fig.4 Concrete pouring at pumping site

圖5 養(yǎng)護成型拆模后Fig.5 Maintenance moulding after removal of moulds

對泵送混凝土施工過程觀察,并無發(fā)現(xiàn)泵送、施工、質(zhì)量等問題,混凝土工作性能良好,骨料分布均勻,有利于混凝土的質(zhì)量控制。圖3可以看出設(shè)計混凝土現(xiàn)場施工坍落度良好,包裹性和粘聚性優(yōu)良;圖4可以看出設(shè)計混凝土和易性良好,無離析分層等問題,適合泵送混凝土的施工;圖5為工地現(xiàn)場拆模后養(yǎng)護成型,密實度良好;項目工地驗收合格報告顯示設(shè)計混凝土均達到了設(shè)計要求。

5 結(jié)論

回收漿水和增效劑加入混凝土中,具有良好的工作性能,能滿足力學(xué)性能和施工要求。廢水漿和增效劑的加入,增加了混凝土的密實性和和易性,改善了混凝土的力學(xué)性能和工作性能,既節(jié)約環(huán)保又降低成本。據(jù)本次實驗每方混凝土可節(jié)省5元左右,年經(jīng)濟效益可達100萬元左右,節(jié)約了水泥3 000 t左右,一定程度上減少了環(huán)境的碳排放。漿水的回收再利用,降低了環(huán)境的污染,一定程度上緩解資源的消耗。