废弃混凝土拌合物分离浆水再利用试验研究

孙梅，王博

（1. 天津摩根坤德高新科技发展有限公司；天津 300480；2. 中交海洋建设开发有限公司，天津 300456）

0 引言

随着经济建设的加速，商品混凝土生产规模日益增大，自然资源紧缺，而搅拌站“废水”、“废渣”问题则日益突出。根据目前搅拌站生产工艺，对废料的处理措施多是利用多级沉淀池沉淀分离，废水直接排放，沉淀产生的废水泥浆则定期填埋。这不仅使混凝土企业每年要花费大量处理费用，同时堆放掩埋这些“废渣”占用了大量的土地，造成了资源浪费，对环境造成很大破坏。据统计，年产量 40 万方的混凝土企业，每年大约要产生约 4000 方的废渣及近 2.5 万吨废水[2]。

若能将废弃混凝土拌合物通过分离后形成浆水循环再利用，既可利废，又节约成本，有利于促进商品混凝土生产的“环保化”和“绿色化”，具有良好技术、经济和环境效益[1-2]。因此，废弃混凝土拌合物的再利用成了混凝土行业的重要课题。本文通过对浆水进行大量试拌试验，初步掌握了浆水再利用的相关技术要求。

1 试验材料及思路

1.1 原材料

水泥：唐山冀东 P·O42.5，具体指标见表1。

粉煤灰：大沽化 F 类Ⅱ级灰。

矿粉：唐山典实 S95 级。

砂：辽宁绥中中砂。

石：唐山 5～25mm 石灰石。

外加剂：江苏博特聚羧酸系高性能减水剂。

1.2 试验思路

（1）对不同浓度浆水送检测中心进行水质检测，依据 JGJ 63—2006《混凝土拌合用水》。

（2）不同浓度浆水胶砂强度试验，逐步确定可用浆水浓度。

（3）不同浓度浆水混凝土工作性能试验，选择生产量较大的 C30、C35、C40 三种强度等级的混凝土配合比进行试验（配合比见表1），确定符合生产标准的浆水要求。

（4）分别测试浆水浓度为 0%、1%、2%、3%、4%、5% 时对应的浆水密度，以及不同浓度浆水在各等级混凝土中的使用比例，并建立相应的数值表。目的是为了简化检测工序，使浆水检测更具可操作性，提高工作效率，使生产更方便快捷。

表1 浆水混凝土配合比表

2 试验结果及分析

2.1 不同浓度浆水水质分析

根据从搅拌站浆水池取样不同浓度的浆水依 JGJ 63—2006《混凝土拌合物用水》的要求进行检测，检测结果见表2。

从表中可以看出，pH 值、可溶物、氯化物及硫酸盐含量满足混凝土拌合用水要求，但不溶物超标较多，通过烘干筛分可知其不溶物不是由于泥、砂等引起，主要是浆水中存在大量水化后的水泥、粉煤灰等胶材颗粒，有别于传统意义上的含泥量。但其较高的 pH 值要注意增加砂石碱活性检测。

2.2 不同浓度浆水胶砂强度试验

通过表2 可知，当浆水浓度达到 6% 时，有多个指标未能达到要求。因此，在进行浆水胶砂强度试验时，将浆水浓度指标控制在 5% 以内进行细化试验，结果见表3。

由表3 可以看出，随着浆水浓度的增加早期强度有降低趋势，可能是由于目前混凝土中普遍使用费用缓凝减水剂，浆水中存在一定的水泥水化颗粒，从而会引入部分缓凝，从而影响了胶砂的早期强度。在浓度小于3% 时，强度波动不明显。当浆水达到 4%～5% 时，胶砂强度有所降低，同时在试验过程中胶砂显的干涩。

2.3 不同浓度浆水对混凝土强度及工作性能的影响

为了更全面了解浆水对混凝土性能的影响，选择占生产总量 85% 的 C30、C35 及 C40 三个强度等级进行混凝土工作性能试验，以此来确定实际生产中浆水最佳浓度范围。试验结果见表4。

从表4 可以看出，对于 C30、C35、C40 混凝土，浆水浓度对强度的影响是比较明显的，尤其在浓度增加到 3%，同时对混凝土状态影响也较大。因此，在实际生产过程中可将浆水浓度控制在 3% 以下，保证混凝土强度及工作性能。

原因在于，浆水池中含大量的水泥浆体，随着水泥的水化，水泥水化产物中会逐渐溶解，特别是Ca(OH)2，提高了浆水的 pH 值。用浆水进行生产混凝土时，可能会对外加剂产生一定的影响，从而影响混凝土的和易性。另一方面浆水中含有的少量的固体废弃悬浮颗粒，活性较低，将它们加入混凝土中后，一方面能增加集料的表面积，增加新拌混凝土的用水量，降低混凝土的工作性能，而且这些颗粒本身具有一定的吸水性，对混凝土的工作性产生不利的影响；另一方面当其包裹在集料表面时，影响集料与水泥浆的粘结，从而导致混凝土的力学性能降低。

表2 不同浓度浆水水质分析

表3 不同浓度浆水胶砂强度试验结果

3 对实际生产的指导意义

通过以上试验结果可知，浆水对中高等级混凝土强度及工作性能会造成一定影响，因此在实际生产过程中应精确控制浆水用量。由于浆水浓度随着灌车涮洗次数的变化而时时波动，因此应经常检测浆水浓度，生产任务量较多，更应增加检测频率。建议每个工作班对浆水 pH 值及浓度进行不少于二次的测定，为方便快捷的检测，可建立浓度—密度—pH 值检测结果的快速查询表，缩短检测浆水浓度所需时间。见表5。

表4 各强度等级不同浓度浆水混凝土强度及工作性能

表5 浓度—密度—pH 数值查询表

当浆水浓度超过 5% 时或自设比例值时，应及时采取调整措施，调节浆水使用量或采取其它措施，如调整外加剂掺量来保持其工作性，避免因浆水浓度过大而影响混凝土工作性能。通过对一系列配合比的试验，初步建立了不同浓度浆水在各强度等级混凝土中的使用量。对于较高强度混凝土 C45 及以上可根据任务量少用或不用。见表6。

表6 不同浓度浆水在各强度等级混凝土中的使用比例表 %

4 结论

（1）浆水 pH 值普遍相对较高，应注意砂石碱活性检测。由于浆水引入的缓凝剂或其它原因，对胶砂早期强度有一定影响。

（2）通过建立废弃混凝土拌合物浆水浓度—密度—pH 数值查询表，在生产过程中，可随时监测浆水浓度，及时掌握浆水关键指标，使混凝土质量稳定可靠。

（3）浆水对低强度等级混凝土影响较小，但超过一定浓度对，对中高强度等级混凝土影响较大，可通过建立不同浓度浆水在各强度等级混凝土中使用比例来控制浆使用量。

以上只对浆水在混凝土力学性能方面作了初步探讨，针对其对混凝土抗渗、抗冻等耐久性指标应做进一步研究，确保浆水在混凝土中的安全使用。

[1]白延平，孙锦，丁华柱.废水泥浆对水泥胶砂性能的影响研究[J].粉煤灰，2012,24(1)∶19-21.

[2]刘本刚.浆水回收再利用在混凝土中的试验与应用[J].混凝土，2008(11)∶ 111-113.