预拌混凝土主要废弃物的再利用

周其家 赵劲松 罗 鑫

(深圳港创建材股份有限公司，广东 深圳 518000)

1 引言

随着环保意识的深入，混凝土搅拌站都面临着如何节能减排的问题。混凝土搅拌站的废弃物主要来源于废水泥浆，它含有未水化的水泥、各种集料和外加剂等［1－2］。混凝土搅拌站废水泥浆的回收利用最早可以追溯到上世纪80年代德国等西方国家［3］。现有的处理方法一般是利用砂石分离机将其中的砂石从中分离出来回收利用，剩余废水、废浆经多级沉淀池分离，沉淀填埋处理，废水直接排放［4－5］。沉淀的固体颗粒填埋会占用大量的土地资源，废水中含有的Ca2+、Na+、SO2－4等离子使得水呈碱性，直接排放会污染环境，搅拌站每年都会为处理废水泥浆而支付高额的费用［6］。将清水和废水泥浆混合使用，可做到废水的零排放，在保护环境同时节约成本，具有极高的研究探索价值。

2 原材料与试验方法

2.1 原材料

水泥:选用广西台泥P.O42.5水泥。物理性能见表1。

表1 水泥的物理性能

粉煤灰:深圳妈湾电厂Ⅱ级粉煤灰，细度17.0%，需水量97%，烧失量1.6%，三氧化硫1.6%。

外加剂:安徽中铁四威RAWY101聚羧酸缓释型减水剂，PH值5.7，含固量10.8%，减水率26.0%，氯离子含量0.04%。

集料:粗集料选用惠州博罗金业5－25mm连续级配碎石，表观密度2630 kg/m3;堆积密度1450kg/m3;紧密密度1550 kg/m3;压碎指标10.0%;含泥量0.8%;泥块含量0.2%;针片状含量4.0%。细集料选用东莞中砂，细度模数2.6;表观密度2610 kg/m3;堆积密度1500 kg/m3;紧密密度1650kg/m3;含泥量1.4%;泥块含量0.5%。

废水泥浆:来自深圳港创建材股份有限公司泥浆池，其湿泥浆密度用密度计测得为1.160g/cm3，固含为20%。主要成份:废水(化学指标详见表2)、水泥水化后的产物C－S－H凝胶、碱性物质、钙矾石、外加剂、细骨料、未参加反应的矿物掺合料等成份的复杂混合物。

表2 废弃泥浆中澄清溶液的化学指标【mg/L】

2.2 试验方法及配合比

(1)试验方法:将 20kg、40kg、60kg、80kg、100kg泥浆直接掺入混凝土中，其废水取代16kg、32kg、48kg、64kg、80kg 拌合用水、固体颗粒取代 4kg、8kg、12kg、16kg、20kg细集料，观察其对混凝土工作性能和抗压强度的影响，以此来了解废水泥浆作为拌合水和细集料对混凝土性能的影响。

(2)试验配合比 ，详见表3。

表3 配合比【kg/m3】

2.3 试验结果与分析

2.3.1 废水泥浆对混凝土工作性能的影响

表4 废水泥浆对混凝土工作性能测试结果

从表4可以看出混凝土坍落度与坍落度保留值随着泥浆掺量的增加而增加，当泥浆的用量达到80kg时而有所下降，先增加主要是因为废水泥浆中的化学外加剂、矿物掺合料等成份参与反应，另外由于掺入废水泥浆，使混凝土的总浆体量增加，在一定程度上改善工作性。后下降是因为废水中的浆体经过一段时间的水化反应，虽然并没有完全水化，但和新鲜水泥浆体相比有一定的差异，随着掺量的增加其中部分成分(细骨料、矿物掺合料)会增加混凝土的表面积，增大用水量，使得单位面积的浆体量降低，从而使混凝土的工作性能变差［7］。

2.3.2 废水泥浆对混凝土抗压强度的影响

从图1、图2中可以看出随着废弃泥浆用量的增加，C30和 C50混凝土7d与28抗压强度均呈现出先增加再减少的现象。这是因为废弃泥浆中有部分未参加反应的矿物掺合料等活性成分，这些活性成分含有大量的 SiO2和 Al2O3，在水化过程中与 Ca(OH)2等一些碱性物质发生化学反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等胶凝物质，在一定程度上能提高混凝土强度，而这些活性成分是一些微细颗粒，均匀分布于水泥浆体中，填充混凝土中的空隙，使浆体中毛细孔细化，有利于增加混凝土的强度，但废水泥浆中活性成分的作用有限，用量有最大限度，当废水泥浆用量超过80kg时，废水泥浆中的一些杂质会降低混凝土的强度［5］，因此每方混凝土中废水泥浆的最佳用量为80kg。

3 结论

(1)废水泥浆中的废水澄清液各项指标符合混凝土用水标准，可以直接作为混凝土的拌合用水。

(2)废水泥浆中固体颗粒可以作为混凝土的细集料。

(3)混凝土的工作性与抗压强度均随着废弃泥浆用量的增加呈现出先增加后降低的现象，废水泥浆用量在80kg时达到顶峰。因此废水泥浆的最佳用量为80kg。

［1］张凯峰，姚源，赵世冉等.搅拌站废水作为混凝土拌和用水的试验研究［J］.混凝土，2015(02):101－103

［2］王玥，李丹洋，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(02):95－96.

［3］余和友，徐亮.混凝土搅拌站废水废渣的试回收再利用［J］.中国城市经济，2010(08):136.

［4］白延平，孙锦，丁华柱.废水泥浆对水泥胶砂性能的影响［J］.粉煤灰，2012(01):19－21.

［5］杨志伟，石从黎，张克.搅拌站废弃泥浆的回收利用方法［J］.商品混凝土，2012(03):55－57.

［6］何正斌，孙皖红，王韶辉等.搅拌站废水对混凝土性能影响研究［J］.广东建材，2012(03):24 －26.

［7］赖志标，高强，郑立达.利用搅拌站废水生产混凝土的研究［J］.混凝土世界2012(12):90－92.