摘要：混凝土作为工程项目建设过程中的重要原材料之一，随着建筑行业的快速发展，混凝土材料的需求量也越大。混凝土材料在搅拌站搅拌过程中，会产生大量的废水，若直接排放，则会造成环境的污染。若将其回收再利用于生产混凝土，不仅能解决企业环境污染问题，同时也能给企业带来一定经济效益。因此文章就搅拌站回收水对混凝土性能的影响展开相关分析。
关键词：搅拌站；回收水；混凝土；性能；影响
随着我国政府对环保问题的日益重视，预拌混凝土企业实行绿色化生产已成为必然要求。预拌混凝土企业在生产过程中，无论是混凝土搅拌机、运输车、泵车以及生产场地废弃混凝土在清洗过程中都会产生大量的废水废浆，若这些含有碱性物质的废水废浆直接排放，将会导致对周边水体、土壤造成严重污染，也会对市政排水管道造成堵塞，这些情况的出现对人类生产、生活环境将造成严重破坏。混凝土在生产过程中会消耗大量的水资源，若能将这些废水当作搅拌用水循环使用，既可保护当地周边环境，也能大量节省企业成本，具备客观的经济价值和社会效益。因此，在保证混凝土质量不受影响的前提下，如何提高废水在混凝土中的使用率，达到废水的零排放，是混凝土生产企业亟需解决的重要课题。
一、回收利用混凝土浆水的必要性
目前，我国商品混凝土的年产量已达255414万m3，按照每生产混凝土55m3、会产生清洗废水1吨来进行计算，产生废水的量已达4644万吨/年。而且废水中一般会含有砂石、水泥及外加剂等碱性较强的物质，若随意排放则会污染附近水土。所有的商品混凝土搅拌站都必须重视对这些废水的处置。同时，从用水量上来看，由于搅拌车的用水量很大，所以，如不回收则会形成巨大的浪费。为了将废水排放问题彻底解决，节省水资源，则很有必要回收混凝土浆水。回收设备包括分离设备、砂石分离、筛分与供水系统、沉淀池及搅拌池等，用于清洗搅拌车，并分离、收集和再利用弃物中的石、砂及泥浆等。这既能有效解决污染问题，又能节约水资源。
二、原材料及试验方法
（一）原材料
（1）水泥：采用华润（南宁）水泥有限公司生产的 P.O42.5R 普通硅酸盐水泥，其熟料的化学成分和物理性能。（2）粗骨料：选用级配良好 5～31.5mm 石灰石质碎石，含泥量不大于1%，表观密度为 2700kg/m3。（3）细骨料：选用中砂，粒径小于5mm，表观密度为2650kg/m3，细度模数2.6。（4）粉煤灰：采用磨细Ⅱ级粉煤灰，烧失量为4.69%，密度为2.46g/cm3。（5）矿粉：选用S95矿粉，7 天抗压强度比为82%，28天抗压强度比为 101%。（6）外加剂：选用缓凝型聚羧酸高性能减水剂，固含量10%，混凝土减水率＞30%。（7）搅拌用水：本试验中搅拌用水一部分采用洁净自来水，另一部分采用废水，其主要成分为水、未水化的水泥及矿物掺合料、粒径小于0.15mm 细砂及少量泥。
（二）试验方法
水泥凝结时间、标准稠度用水量、安定性试验的检测依据GB/T 1346—2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》；水泥胶砂强度的检验依据 GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法ISO法》；混凝土拌合物试验方法依据GB/T 50080—2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》；混凝土抗压强度实验依据 GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》。
三、试验中的结果和相关分析
（一）凝结时间、标准稠度用水量、安定性和ISO法胶砂强度的检测
试验中采用了四种比例的回收水（清水：回收水的体积比是9：1、8：2、7：3 和 6：4），对比掺加回收水和掺自来水后，水泥的凝结时间、标准稠度用水量和安定性的具体值，同时还对比了水泥3d与28d的胶砂强度。可知，如果回收水掺量为10%~20%，则不会明显影响水泥的凝结时间、标准稠度用水量及安定性；如果回收水掺量为10%，则胶砂强度差异不明显；如果回收水掺量为20%，则略有降低 3d 强度，而 28d 强度却一致；如果回收水掺量为30%~40%，则稍有延长凝结时间，胶砂强度有明显降低，但仍符合 JGJ 63-2006《混凝土用水标准》对凝结时间差小于 30min及回收水胶砂强度与饮用水胶砂强度比值大于90%的要求。90%的要求。
（二）试配混凝土的试验
配合比设计中，若废水浓度过低，不能保证使用废水完全使用，达不到使用效果，浓度过高，废水在生产中容易造成在输送管道
中出现沉淀、堵塞的现象。因而本实验中选用三种浓度的废水，其浓度分别是 8%、12%、15%，实验中选用混凝土标号为 C30 及 C50，废水与自来水掺加比例为 1：1。实验中，通过调整外加剂用量，保持混凝土坍落度控制在200±20mm，测试加入废水后混凝土工作性能、混凝土强度变化。从表1中可以看出，对比使用清水搅拌，使用废水搅拌的混凝土仍然具备良好的初始工作性能，但随着废
水浓度增加，要达到工作性能接近清水搅拌的混凝土，需要提高外加剂掺量，掺量提高范围在 0.1%～0.4%。坍落度损失方面，不管是 C30 还是 C50 混凝土，当废水浓度为 15%时，混凝土 1.5 小时坍落度和扩展度损失较大，因而生产过程中，应根据实际情况，控制废水浓度不宜过高，浓度控制在 12%以内比较合适。强度方面，掺加废水的混凝土强度普遍较高，因而掺加一定比例废水，对混凝土强度影响不大。
表1 混凝土配合比设计及混凝土性能
注：废水中含有一部分固体成分，因而清水的实际用量为加上废水中固体质量。
四、结论
①混凝土搅拌站分离沉降清洗设备后的废水，能用作拌合水。②适当掺用回收水不会严重影响水泥的凝结时间、标准稠度用水量和安定性，但如果回收水掺量太高，则会降低其强度。③若回收水掺量少，则不会降低混凝土工作性能，且会提高其密实度，而提高掺量后，则会影响混凝土的流动性、坍落度及强度。④在生产中，应定期对回收水浓度进行检测，根据具体情况来选用掺量。当废水浓度小于 12%时，废水与清水按照 1：1 比例使用，随着废水浓度增加，需相应增加外加剂用量，才能制备出良好工作性能的混凝土；当废水浓度大于 15%时，废水与清水按照 1：1 比例使用，混凝土具备较大的坍落度损失，不宜用作拌合用水，应将其稀释后再使用。⑤掺入回收水可能会影响混凝土强度，故在高标号混凝土的生产中不建议掺用回收水。⑥尚未明确回收水影响混凝土耐久性的情况，还有待研究。
总之，经济在快速地发展，基础建设的规模也在不断地扩大，也迅速地增加了商品混凝土的使用量。搅拌站生产过程中会产生大量的废水，废水回收再利用于生产混凝土，不仅能解决企业环境污染问题，同时也能给企业带来一定经济效益，值得在混凝土行业进行推广。特别在目前人们越来越重视环境治理的背景下，研究搅拌站回收水对混凝土性能的影响非常有意义。
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论文作者:孙杰
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第22期
论文发表时间:2019/5/23
标签：混凝土论文; 废水论文; 强度论文; 浓度论文; 用水量论文; 水泥论文; 稠度论文; 《建筑细部》2018年第22期论文;