摘要：近年来，我国混凝土工程越来越多，因此，混凝土量的需求逐年增多。混凝土搅拌站在生产过程中产生大量因冲洗搅拌机和运输车而产生的废浆，易造成环境污染和资源浪费。为了充分回收利用废浆，使预拌混凝土的生产更好地满足绿色环保的要求，本文研究了废浆不经过澄清，将固体悬浮颗粒搅拌均匀后直接使用对水泥胶砂性能和混凝土性能的影响，建立了废浆的密度与固含量的关系，探讨了通过调控回收池中废浆的密度和转换废浆的掺量两种生产使用方法。结果表明：废浆中固含量与密度呈线性关系；废浆的密度在1.035～1.055之间，对强度影响较小，但对坍落度经时损失影响较大，废浆的掺量大于40%时，混凝土坍落度经时损失很大，废浆的使用应选择合适的浓度和掺量；不同密度的废浆都可根据“废浆中固体悬浮颗粒总量相等”这一等量关系式开展实际应用。
关键词：预拌混凝土；废浆；应用
引言
混凝土搅拌站的废浆很多，例如，在工地卸完料回站的搅拌车，洗车时排出的大量废浆；因某些原因报废的混凝土，进行砂石分离处理时，产生的大量废浆；生产过程产生的各种废浆。这些大量的废浆很难处理：第一，直接外排，严重违反环保法规，污染环境，已经不可能。第二，收集后外运到指定地点，这必需先行脱水干燥，更大的问题是要占用大面积的场地和消耗大笔资金，还导致整个生产现场的环境卫生、安全状况恶化，严重困扰着企业的运作，成为搅拌站的一大老难题。目前，砂石分离机的应用，使废料中的砂、石得到了回收利用。但是最棘手的废浆处置问题并没有得到解决。我们分析了这些废浆，它的主要成分为水和轻质煤灰，完全来自混凝土的有效配合成分，是对混凝土无害的物质，应重新回到混凝土中。
1原材料及试验方法
原材料：⑴水泥：鱼峰P.O42.5水泥，3d龄期的抗折强度为5.7MPa，抗压强度为28.5MPa；28d龄期的抗折强度为7.7MPa，抗压强度为50.5MPa；其它技术性能指标符合现行规范要求。⑵细骨料：柳州产中砂，细度模数为2.8，含泥量为0.9%；其它技术性能指标符合现行规范要求。⑶粗骨料：5～31.5mm，含泥量0.2%，针片状含量为3.8%，压碎指标8.5%；其它技术性能指标符合现行规范要求。⑷矿物掺合料：电厂灰，细度为20.5%，含水率0.8%；其它技术性能指标符合现行规范要求。⑸外加剂：广西GJHP-R2缓凝高效减水剂（水剂，含固量30%±1.5%，减水率≥14%，氯离子含量≤1%）；其它技术性能指标符合现行规范要求。⑹拌合水：自来水。
1.2试验方法
水泥胶砂抗折、抗压强度试验按照《水泥胶砂强度检测方法（ISO法）》（GB/T17671-1999）进行。混凝土拌合物性能试验和力学性能试验分别按照国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T50080-2002）和《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）进行。
2试验结果与分析
2.1废浆的密度与固含量关系曲线
在预拌混凝土生产过程中，回收池里废浆的密度经常发生变化，尤其是在清洗搅拌车后废浆的密度增大较明显，从而使得掺废浆的预拌混凝土生产配合比不易控制。因此，通过试验建立洗刷水的密度与其固含量的关系是混凝土生产质量控制所必须。本研究固含量的测定使用烘干法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆废浆的密度与固含量关系曲线如图1所示，经过线性拟合可知废浆的密度和固含量呈线性关系，表达式为：式⑴，ρ表示废浆密度；WS表示废浆固含量，即废浆中固体悬浮颗粒的含量占废浆总质量的百分率；r表示相关系数。
图1废浆的密度与固含量关系曲线
Ws=1.5ρ-1.5，r=0.99（式1）
2.2废浆对混凝土性能的影响
为了探讨废浆对混凝土施工性能及强度的影响并找出最佳掺量与最佳密度，本文以C30泵送混凝土为例研究了不同掺量、不同密度的废浆对混凝土拌合物性能和力学性能的影响，以便于更好地指导生产实践。选取了两种废浆的掺入方式，一是废浆中固含量替代部分粉煤灰，水泥、矿粉、骨料、外加剂用量保持不变，具体配合比与试验数据见表2；二是废浆直接替代拌和用水，适当调整配合比，满足初始坍落度要求，具体配合比与试验数据见表3。
2.3废浆对混凝土性能的影响
废浆的固体含量取代部分粉煤灰，保持用水量不变，其他原材料用量不变的情况下，掺入废浆会影响混凝土的初始坍落度，但影响较小；随着废浆的浓度和掺量的增加，混凝土坍落度经时损失增大，主要是由于废浆中废液是强碱溶液，且化学成分复杂，可能会破坏水泥中的调凝成分，因此，从坍落度和经时损失的角度来说，废浆的掺量不宜大于40%。掺入废浆会影响混凝土的强度，从28d抗压强度结果来看，废浆的浓度是影响混凝土强度的主要因素，20%和40%废浆共同体现出密度在1.035-1.055范围之间对强度影响较小。综上可知，密度在1.035-1.055之间的废浆尽管对强度影响较小，但对坍落度经时损失影响较大，密度为1.025的废浆，强度偏低；废浆的掺量大于40%时，废浆坍落度经时损失很大。为了进一步验证上述结论，同时考虑不过多地增加混凝土单方成本，寻求废浆的最佳浓度和掺量，开展了表3的试验。试验结果表明通过调整配合比可以减少废浆对混凝土强度的影响；密度为1.015的废浆，30%掺量对混凝土影响较小；密度1.035-1.055的废浆40%的掺量混凝土的坍落度经时损失依然很大。因此，考虑到泵送混凝土的施工性能、强度等级要求、利用最大化及经济性，最终确定现阶段混凝土废浆回收利用的最佳密度、最佳掺量分别为1.020g/cm3和30%。
表3废浆直接替代拌和用水调整配合比对混凝土性能的影响
3废浆的合理使用和限定
⑴制定废浆生产使用作业指导书，严格按作业指导书指导生产。⑵生产使用前，应测试废浆的密度，根据密度选择废浆的用量；生产过程中至少定期进行两次密度测试；洗车或回收池加拌和用水后应立即测试密度。⑶为保证质量，C35以上强度等级的混凝土不使用废浆，水下灌注桩混凝土不使用废浆，路面混凝土不使用废浆。⑷更换外加剂品种后，应停止废浆的使用，重新开展室内混凝土性能试验。⑸根据废浆的固含量和用量，核算废浆中固体质量，固含量5kg以下废浆可直接替代拌和用水使用，5kg以上废浆，固含量可替代部分粉煤灰使用。⑹每周开展废浆固含量的亚甲基蓝吸附量试验，测试泥土含量，泥土含量过高应停止使用，清理回收池，并查找原因进行控制。
结语
对混凝土废浆的回收利用研究，我们已通过了试验、检测和理论分析，对处理方法的设想及可能会遇到的问题初步进行了论证，从现在的研究结果来看，是完全可以进行实际生产运用的。这样的设施，解决了回收浆量过多或过少时的自动调节、浆体浓缩及废浆完全回收利用的问题。经过这样处理，就可以实现无废浆、废料出现，真正达到“零排放”生产。
参考文献
[1]黎阳．浅谈预拌混凝土搅拌站回收水系统应用技术[J]．广东建材，2016，9：66-68．
[2]王玥，李丹阳，张慧爱．废水泥浆水在预拌混凝土生产中的循环利用[J]．山西建筑，2015，41（5）：95-96．
论文作者:吴松珍
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/9
标签：混凝土论文; 密度论文; 含量论文; 强度论文; 水泥论文; 性能论文; 抗压强度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;