利用攪拌站廢料漿配制混凝土的工作性能

和物理力學(xué)性能研究黃文君，李章建,張毅科,李云明（云南建工混凝土有限公司，云南昆明650051）摘要:試驗(yàn)對(duì)攪拌站廢棄料漿進(jìn)行了物理化學(xué)試驗(yàn)研究，并將其摻入混凝土中，優(yōu)化配方，對(duì)其進(jìn)行混凝土工作性，力學(xué)性能等進(jìn)行研究，并進(jìn)行工程應(yīng)用試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明攪拌站廢料漿可以用于混凝土配制出C10?C5O等級(jí)的混凝土。關(guān)鍵字：廢料漿；混凝土；試驗(yàn)研究1引言商品混凝土具有技術(shù)質(zhì)量和環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，在全國大中城市得到了廣泛的推廣應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),昆明市2009年生產(chǎn)商品混凝土超過1000萬m3但是，水泥混凝土攪拌站在生產(chǎn)商品混凝土的過程中，產(chǎn)生了廢棄的混凝土和清洗攪拌機(jī)和運(yùn)輸車的廢水。為減少廢物排放對(duì)環(huán)境的影響，混凝土企業(yè)通常安裝混凝土分離回收設(shè)備對(duì)廢棄的混凝土沖洗后分離出砂石料回收利用，然而廢棄的料漿則是沉淀后有待處理。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)年生產(chǎn)能力為10萬立方的混凝土攪拌站，僅清洗混凝土攪拌運(yùn)輸設(shè)備（60車次）所形成的漿水每天高達(dá)20-40立方，其中每清洗一輛混凝土運(yùn)輸車平均需要0.76-1.1立方的水,由于清洗后的廢水里含有膠凝材料強(qiáng)堿性物質(zhì)，PH值高達(dá)12~14,且不溶物含量約為3000-5000mg/L.國內(nèi)已有研究將攪拌站廢料漿回收利用生產(chǎn)混凝土的報(bào)道由于混凝土材料的地域性和生產(chǎn)企業(yè)的特點(diǎn)各不相同，研究成果并不能簡單地直接引用。本文對(duì)云南建工混凝土有限公司混凝土生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢料漿進(jìn)行了物理力學(xué)性能分析，研究了利用廢料漿配制混凝土的工作性能和抗壓強(qiáng)度，并開展了工程應(yīng)用.2原材料及試驗(yàn)方法2．1 原材料水泥：云南東駿P。O42.5水泥，主要化學(xué)物理力學(xué)指標(biāo)見表1;礦渣:云南昆鋼嘉華S75礦渣；粉煤灰:昆明電廠二級(jí)粉煤灰，需水量比101%,45卩m篩余28%；砂、石：云南建工砂石料廠，人工砂，5-31。5連續(xù)級(jí)配人工碎石;夕卜加劑云南建工JG-3型萘系復(fù)合外加劑，含固量為29.5%,減水率15%;表1水泥技術(shù)指標(biāo)80篩余％比表面積m2kg安定性試餅法三氧化硫％氧化鎂％凝結(jié)時(shí)間h:min燒失量％混合材摻入量％抗折強(qiáng)度Mpa抗壓強(qiáng)度Mpa初凝終凝3天28天3天28天0。6330合格2。401。682：404:162。139.584.89.024.355.32。2試驗(yàn)方法及配比以下實(shí)驗(yàn)，密度測定根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2008-1994《水泥密度測定方法》進(jìn)行，細(xì)度測定根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1345-2005《水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法》進(jìn)行，爭漿流動(dòng)度根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8077-000《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》進(jìn)行，比表面積測定根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8074-2008《水泥比表面積測定方法（勃氏法）》進(jìn)行，廢料漿的密度和含固量實(shí)驗(yàn)是采用GB/T8077—2000《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法》中的試驗(yàn)方法進(jìn)行，亞甲藍(lán)實(shí)驗(yàn)是根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行，具體性能指標(biāo)見表4混凝土試配按照表2的配合比進(jìn)行，廢料漿的摻入量分別為0—25kg/m3（25%含固量）和0-20kg/m3（35%含固量），保持水膠比不變,擴(kuò)展度是測試混凝土拌合物的塌落度后的攤開的直徑平均值，測試了混凝土新拌以及30分鐘、60分鐘和90分鐘后的塌落度和擴(kuò)展度?混凝土取樣制作、養(yǎng)護(hù)和抗壓強(qiáng)度檢測等按照GB/T50081-普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行表2試驗(yàn)配合比強(qiáng)度等級(jí)水膠比膠材(kg/m3)水(kg/ma)水泥(kg/m3)煤灰摻量％礦渣摻量％夕卜加劑摻量％C100.8423619811840101.4C200.5833319320030101。6C300.4740819026525101。8C400.4046318732420102.1C500.3551418238615102.42.3混凝土廢料漿的試驗(yàn)分析使用5L的容量桶，分三次取樣（三次取樣從廢料池中取出，濃度與平時(shí)清洗車時(shí)所排出的廢料漿濃度接近）稱重測其密度及烘干稱其干料重量。其試驗(yàn)結(jié)果如下:測定25%含固的廢料漿密度大約在1165±5g/L之間,35%含固的廢料漿密度在1250±5g/L,取樣待用。干粉系列試驗(yàn)結(jié)果見表3.表3廢料漿干粉實(shí)驗(yàn)結(jié)果密度g/ml比表面積m）2/kg細(xì)度％亞甲藍(lán)實(shí)驗(yàn)MB值凈漿流動(dòng)度廢料漿摻量％水泥摻量％水膠比外加劑摻量％0minmm30minmm2。2670.944.51。015850.351。6260240廢料漿進(jìn)行亞甲藍(lán)試驗(yàn)，MB二1.0,證明廢料漿是以石粉含量為主的.試驗(yàn)結(jié)果及分析3.1含固量25%的廢料漿配制C30混凝土表4列出了用25%含固量廢料漿配制的C30混凝土工作性能情況。隨著廢料漿從0kg/m3增加到25kg/m3，初始坍落度在180mm±20mm,可以認(rèn)為廢料漿對(duì)混凝土的坍落度沒有明顯的影響。然而，當(dāng)廢料漿從0kg/m3增加到15kg/m3初始擴(kuò)展度下降明顯，從450mm可以減小到305mm，顯示廢料漿的摻量增加主要影響的是擴(kuò)展度?？墒?，當(dāng)廢料漿增加到25kg/m3時(shí)，坍落

度和擴(kuò)展度和基準(zhǔn)混凝土基本一致，而且和易性較好,表明廢料漿摻量的進(jìn)一步增加，可能并不降低混凝土拌合物的工作性，這可能是料漿增加到一定程度時(shí)，對(duì)混凝土工作性的改善得到明顯體現(xiàn)，同樣經(jīng)時(shí)損失的坍落度和擴(kuò)展度和初始的損失規(guī)律基本一致，說明C30等級(jí)混凝土摻入25kg25%含固的廢料漿對(duì)混凝土工作性基本無影響.編號(hào)外加劑種類％夕卜加劑摻量％摻入料漿量kg坍落度/mm擴(kuò)展度/mm和易性/mm30分鐘坍落度損失/mm30分鐘擴(kuò)展度/mm60分鐘坍落度損失/mm60分鐘擴(kuò)展度/mm90分鐘坍落度損失/mm90分鐘擴(kuò)展度/mm120分鐘坍落度損失/mm擴(kuò)展度/mmV30-10180450輕微離析170450190365185375200410V30-25175360良好150320145300120280100220V30—3JG-32。10170340良好170310150320150200135150V30-400%15185305良好170280155260140240130200V30—520200380良好175310160275120260110190V30-625190450良好180420170400165380160370表4C30混凝土25%含固料漿試驗(yàn)坍落度混凝土工作性損失表500450500450400值350量測300際實(shí)250200150100損失損失10 15廢料漿摻量20259010 15廢料漿摻量202590分鐘擴(kuò)展度圖1混凝土工作性損失表3.2含固量35%的廢料漿配制C30混凝土摻入35%含固的料漿，共試配6盤混凝土試配情況如下圖所示:值500量測值500量測300際實(shí)100C30混凝土35%含固料漿工作性T—坍落度 擴(kuò)展度0 5 10 15 20 25廢料漿摻量圖2 C30混凝土35%含固料漿工作性由上圖可以看出,隨著廢料漿從0kg/m3增加到25kg/m3，同樣初始坍落度在180mm±20mm，可以認(rèn)為廢料漿對(duì)混凝土的坍落度沒有明顯的影響。然而，當(dāng)廢料漿從0kg/m3增加到5kg/m3，初始擴(kuò)展度有所增加，但當(dāng)廢料漿從5kg/m3增加到25kg/m3,擴(kuò)展度下降明顯，從510mm減小到340mm,顯示廢料漿的摻量增加主要影響的是擴(kuò)展度?說明C30等級(jí)混凝土摻入25kg35%含固廢料漿對(duì)混凝土工作性影響不大.對(duì)兩次試配的混凝土進(jìn)行總體比較，除了少量的試驗(yàn)誤差外，比較容易發(fā)現(xiàn)，一般摻入25%含固料漿量在25KG的時(shí)候混凝土的工作性最好，混凝土的坍落度損失也不大,之前的差異性不太明顯,35%含固料漿量在15KG的時(shí)候混凝土的工作性最好，混凝土的坍落度損失也不大，之前的差異性不太明顯，之后的坍落度隨料漿的增加而變差；坍落度的延時(shí)損失方面，隨著料漿的加入及料漿量的增加，坍落度延時(shí)損失越來越大，越來越明顯?通過計(jì)算可知，2者帶入的料漿干粉量差異不大，即C30混凝土加入5~7公斤料漿干粉對(duì)混凝土工作性影響最小。下面是兩次試配的混凝土強(qiáng)度強(qiáng)度分析圖：艄Q泯趕二留fi會(huì)回科漿捋簾*-：'II■■r011111編號(hào)￥30-1V30-2V30-3V3Q-4V30-5V30-6■'1艄Q泯趕二留fi會(huì)回科漿捋簾*-：'II■■r011111編號(hào)￥30-1V30-2V30-3V3Q-4V30-5V30-6■'11：…罠25:I?SP：r-if：鋁.逞十■>?■礎(chǔ)：n料采強(qiáng)股三；.7蘭：<:I -./+F:..J1::訂.F: IVI1 ■■：；I? ■■：；］-3 "■'- ■■:I5 ■■■ '■圖3C30混凝土25%含固強(qiáng)度及摻量3025料15摻10C30混凝土35%含固料漿摻量; 圖4C3O混凝土分析上圖，漿天強(qiáng)度均在15MPa以.遍高于含固量為35%的混凝土隨著料漿C30混凝土35%含固料漿強(qiáng)度5%含固強(qiáng)度及3摻量度 TL7d強(qiáng)度（MPa）,7天強(qiáng)度均在26M強(qiáng)度以上，含固量為25%￡的混凝土U30-1U30-2U30-3U30-4U30-5U30-650量的增加對(duì)早期強(qiáng)度的40度35--30252028天強(qiáng)度摻入料漿后，無論摻量及稠度，對(duì)28天強(qiáng)度影響極小。兩次試配都有一個(gè)共同的特點(diǎn)即加入料漿的混凝土強(qiáng)度都高于基準(zhǔn)配方拌制的混凝土強(qiáng)度，并且強(qiáng)度有隨料漿摻量增加而升高趨勢(shì)?？偟膩砜矗S著料漿的增加，混凝土的早期強(qiáng)度及28天強(qiáng)度影響極小，甚至有所增加，和易性也有明顯的改善，粘聚性更好，但坍落度變小，且損失大。分析導(dǎo)致此種結(jié)果的原因是①料漿中的粉末增加了混凝土中各種材料的總比表面積，導(dǎo)致用水量的增大；②料漿中含有水泥、煤灰、礦渣未水化完的活性成分，對(duì)混凝土的強(qiáng)度有增加。3.3 固含量35%的廢料漿配制C1O-C50五個(gè)等級(jí)的混凝土本次試酉配將料漿摻入C10-C50等級(jí)混凝土進(jìn)行試配?每方混凝土中摻入15kg料漿，同時(shí)考慮生產(chǎn)廢料漿每天的排放量及用水量計(jì)算，每天可用的料漿稠度〈35％，為了在今后生產(chǎn)中更有利于保證質(zhì)量，這次試配料漿固含量取上限35％。在以前試配的基礎(chǔ)上進(jìn)行廢料漿的二次試配5式配對(duì)CIO、C20、C30、C40、C50五個(gè)等級(jí)的混凝土基準(zhǔn)配方及外摻料漿15kg固含量35%的混凝土做對(duì)比.OOOOO5o5~OB-44332肚OOOOO5o5~OB-44332肚崔+工忙件刃比&—巴胡?落度nw -■—擴(kuò)U度ram.1..'LU!.'.I：J*-:i'ij*-<■I'l,.L^!.:.Ir：±].,： CIy/i'■：■ I'；..￥?$ C：（恰庸/■■混凝土尊胡及騙號(hào)圖5新拌混凝土工作性能對(duì)比圖淳駅土睜度對(duì)比表J.1V-「1：1J.1V-「1：1?程熹土編W七so曲■I；.：乞:■■：■'圖6混凝土強(qiáng)度對(duì)比圖從上圖來看,摻入料漿后都對(duì)坍落度產(chǎn)生不同程度的影響,除C20外，可以看出等級(jí)越低影響越大。從和易性看,粘聚性更好,但坍落度變小，且損失大.加入料漿后,混凝土粉末含量增大,比表面積增大，增加了混凝土的需水量，從而對(duì)坍落度及擴(kuò)散度產(chǎn)生影響。早期強(qiáng)度及和易性來看，由于外加劑與水泥適應(yīng)性不好，坍落度無論加入料漿配方還是基準(zhǔn)配方總體太小，雖然加入料漿的混凝土和易性較基準(zhǔn)的小，但強(qiáng)度較為理想。只要外加劑與水泥的適應(yīng)性足夠好的話，拌制的混凝土就能滿足施工性能。從28天強(qiáng)度方面來看，前三次試配的配方相同，強(qiáng)度變化不大基本上在±2Mpa之間變化，最后一次的是基準(zhǔn)配方，強(qiáng)度基本上與摻廢料漿的持平或稍微高一點(diǎn)。工程應(yīng)用試配C30混凝土，工程試用了60方混凝土，試配方法是用固含量35%的泥漿以每方混凝土10KG的量攪拌，到工地后混凝土工作性良好；28天后到工地跟蹤察看，所澆結(jié)構(gòu)良好。同時(shí)對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行試壓，每方加入十公斤濕料漿對(duì)強(qiáng)度無影響,和易性也和基準(zhǔn)配方差異不大，加濕料漿的混凝土比基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度稍好些。由以上分析得出初步結(jié)論：廢料漿配制混凝土，加入廢料漿固含量可控制在（30±5）％范圍內(nèi)，由早期強(qiáng)度和和易性，混凝土坍落度損失可比較得出廢料漿摻量在每方混凝土10~15KG時(shí)混凝土的綜合性能最好。同時(shí)對(duì)如何使用料漿的建議如下：進(jìn)入攪拌池地漿水為了防止沉淀凝固，需要通過一內(nèi)置攪拌器的作用，攪拌器的工作為間歇式，方便漿水充分澄清過濾進(jìn)入澄清池，達(dá)到漿水分離的目的。分離出的料漿在連續(xù)的攪拌器的作用下，再通過高壓污水泵輸送到攪拌樓中待計(jì)量再利用。還應(yīng)注意料漿在輸送管道中沉淀導(dǎo)致堵塞以至影響生產(chǎn)。5結(jié)論通過試配和模擬生產(chǎn)結(jié)果分析，攪拌站廢料漿可應(yīng)用于混凝土中。應(yīng)用等級(jí)C10~C50。（1）料漿摻入混