浆水回收再利用在砼中试验与应用

更新时间:2024-03-07 作者:用户投稿原创标记本站原创
[摘要]:预拌混凝土行业迅猛发展,混凝土搅拌站刷车剩余大量的浆水和废料,使混凝土生产产生的废料再利用成了预拌混凝土行业的重要课题,通过对剩余的浆水进行胶砂强度试验和混凝土试验。浆水在采取一定措施后,完全能够回收作为搅拌用水重新利用。实现了浆水零排放,创造了很好的经济效益和社会效益。
[关键词]:浆水强度;浆水混凝土配合比;浆水掺量;零排放。

在当前经济建设迅猛发展和城市化进程加快的大环境下,预拌混凝土行业迅猛发展,对商品混凝土的需求量也越来越大,预拌混凝土行业的可持续发展是可以预见的。与此同时,有限的矿产资源和日益严重的环境问题成了制约行业发展的重要因素,因此,能够使混凝土生产产生的废料再利用成了预拌混凝土行业的重要课题。采用浆水回收再利用混凝土施工技术方案不仅可以使废料经处理重新利用大量节约了日益短缺的矿产资源,而且还保护了环境。
1、 材料选用
1.1粗集料
选用石灰岩碎石,粒径5~31.5mm,压碎值指标9.6%,密度2700Kg/m3,针片状颗粒含量7.61%,含泥量0.2%,级配良好。
1.2 细集料
选用沂河中砂,密度2660 Kg/m3,堆积密度1490 Kg/m3,细度模数2.7,含泥量1.0%。
1.3水泥
沂州水泥集团产P·O42.5水泥,
表1-1 水泥的技术指标

1.4选用邹县产优质Ⅰ级粉煤灰,密度2.42g/m3,需水量比93%,45µm方孔筛筛余7.9%。
1.5混凝土外加剂: 为山东省建筑科学院研发的NC-F1型混凝土泵送剂,减水率大于15%。
如无特殊说明本方案所进行的试验均采用以上材料。
2、浆水回收指标分析
我公司拥有三个搅拌站,混凝土搅拌运输车62台,年产量80万立方混凝土,则每月产量约7.2万立方(一年生产11个月计算),每天平均生产约2450方;
2.1、普通生产日需要拌和水:(按每立方混凝土用水170kg,砂石含水40kg)2450×130=318500kg
2.2、我公司使用的是8立方的搅拌车,每车每天刷车两次计,每次用水1吨,每盘方量2方的搅拌机三台,3立方的搅拌机两台,共五台,每次用水1吨,每天清洗4次,刷车及清洗搅拌机用水量:
洗车次数:62×2=124次
用水总量:124×1+5×4=144吨
2.3、刷车洗掉残余混凝土的成分含量,根据实际生产测得混凝土残余量大约在1%-3%,那么按照2%计算;
每天刷车冲掉混凝土约:124×2%×8=19.84m3
清洗搅拌机流失混凝土质量,按GB/T9142-2000《混凝土搅拌机》规定,混凝土搅拌机出料残留率小于5%,
清洗搅拌机流失混凝土质量:(3×2+2×3)×5%×4=2.4m3
以使用量比较大的泵送C30混凝土配合比计算流失的骨料,(kg)
水泥砂(含泥0.5%)石子(含泥0.2%)粉煤灰
290780107090
每天流失砂质量:780×22.24×10-3=17.35吨
每天流失石子质量:1070×22.24×10-3=23.8吨
每天流失的细料质量即固体浆料质量:
(290+90+780×0.5%+1070×0.2%+780×5%沙中细料)×22.24×10-3=9.46吨
其中泥质量:(780×0.5%+1070×0.2%)×20.84×10-3=0.14吨
浆水中含泥量:0.14÷144×100%=0.1%
每方砼中天然浆水用量最多为40kg,其含泥量为:40×0.1=4kg,占每立方砼中天然砂的4/700约为0.6%,砂的含泥量为0.5%,故生产用砂含泥量为0.6%+0.5%=1.1%。
根据建设部JGJ52-2006中《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中规定混凝土强度等级小于C55时,天然砂中含泥量不大于3%,碎石中含泥量不大于1%。
因此回收后的砂、石及浆水满足C30以下混凝土用砂含泥量低于3%的规范要求。
3、浆水利用技术指标分析
3.1、胶砂强度强度试验
按现行国家标准GB/T1671《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》检验不同浓度浆水与饮用水的胶砂强度比,通过试验得出如下结论:
表3-1

试验所用水泥为山东沂州水泥集团生产的42.5普通硅酸盐水泥,其技术指标为:3天、28天抗压强度分别为27.6Mpa、47.0Mpa;细度为:1.6%;标准稠度用水量:25.1%;初凝时间2h43min,终凝时间3h57min。
由试验结果可知,浆水浓度2%、4%、6%都满足3天、28天胶砂强度不低于90%的要求,但是当浆水浓度超过4%时,胶砂流动性明显降低,工作性能变差,根据对比试验确定满足混凝土工作性能的浆水浓度为4%。
3.2、混凝土抗压强度试验
以泵送C20、C30、C35作为抗压强度试验的基准配比,浆水浓度为4%确定粉煤灰的取代量。其基准配合比如下:

取代粉煤灰及浆水用量由试验得出如下数据:
表3-3

以上养护条件均为标准养护,由以上数据可以看出当粉煤灰取代量超过10%后为达到抗压强度要求,用浆水中的浆料来补偿后坍落度显著增加其强度也变低,很难用于实际生产,当粉煤灰取代量不超过10%混凝土的和易性及抗压强度都能满足正常施工要求。但是当混凝土标号达到C35后,通过浆水取代混凝土抗压强度有所下降,为使混凝土达到正常施工要求,有两种解决途径:1)、增加胶凝材料含量,使达到合格的抗压强度;2)、加大外加剂掺量。
而采取以上措施提高了混凝土的生产成本,因此浆水在C30以下标号(包括C30)混凝土中使用完全可以达到设计强度。
4、利用浆水生产的预拌混凝土的质量控制
4.1、浓度控制,保证浆水浓度在经试验证明的允许范围之内,浆水浓度在2%-4%时可顺利生产;浆水浓度超出2%-4%时可调整浆水在搅拌用水中的比例来实现。
4.2、在工作时对进料进行监控,使其与施工配合比相同;
4.3、每机混凝土的坍落度严格控制,使其误差控制在±30mm以内。
4.4、严格控制混凝土的搅拌时间,搅拌时间不低于规范规定,并保证搅拌好的混凝土均匀、和易性良好。
4.5、混凝土的运输:混凝土搅拌运输车装料前,必须将筒内积水倒净方可接料,在运输途中,拌筒应保持3~6r/min的慢速转动。
4.6、混凝土浇筑时其分层厚度应为300~500mm。
4.7、混凝土第一次抹平后立即用塑料薄膜覆盖,不让水分跑掉,依靠自身的水分进行保湿养护。
5、浆中国免费论文网www.808so.com
水混凝土在工程中的应用情况
该技术在我公司从开始推广到现在已有10个月的时间,我公司以利用回收浆水再利用生产C30以下混凝土超过60万m3,其中在天元商务大厦、万博弘商贸楼、美多现代城、金巍小区、临沂大学试验楼、图书馆,交警支队馨和村住宅楼等工程中得到很好的应用,建设方和施工单位反映良好,带来了很好的经济效益和社会效益。
6、结论
1、混凝土运输车及搅拌机清洗后的浆水经分离骨料和浆水完全可以应用到混凝土的再生产;
2、使用回收浆水做混凝土生产的拌和用水可以在C30及C30以下混凝土中取代部分粉煤灰降低生产成本;
3、使用浆水回收技术方案完全可以达到混凝土搅拌站产生废料的零排放,保护了环境。
参考文献:
JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规程
王福渊、吴正严主编。粉煤灰利用手册[M],中国电力出版社,2004年10月第二版
[3]JGJ63-2006《混凝土用水标准》
[作者简介]:毛江培(1973—),男,本科,高级工程师
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。

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