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混凝土浆水回收

时间:2019-08-15 18:41   tags: 混凝土浆水回收  

随着预拌混凝土行业的迅猛发展,自然资源日益紧缺,商混站的环保问题就逐渐浮出水面,越来越引起人们的重视。“废渣”、“废水”的产生量是可观的。因为搅拌设备及搅拌运输车都有一定的出料残留率,而在生产过程中会难免产生多余的或需处置的废弃混凝土,为避免这些“废渣”在设备中凝固及保持设备清洁,需使用大量水进行冲洗。由于这些“废水”、“废渣”都具有强碱性,PH值可达12左右,并含有大量水泥、砂石等不溶物,如果不加处置任意排放,就会殃及农田水利,堵塞市政设施,严重影响环境。如果运用砂石分离及浆水回收装置,先将洗刷水中的砂、石分离出来并运回相应料场继续使用,再将搅拌均匀的浆水采取一定的技术措施用于混凝土的搅拌,内部形成闭路循环,就可以基本实现了零排放。在保证质量的前提下,既保护了环境,又节约了资源。
 
混凝土砂石分离浆水回收设备主要由振筛分离机、供水系统、筛分系统、浆水均化、循环使用及废浆再利用系统共六个部分组成。当残留混凝土与水进入振筛分离机,同时注入清水,在水流的冲击下,对残留混凝土进行充分清洗。水泥浆水不断从分离机出浆口流出,经浆槽流入浆池。清洗过的砂、石子分离后经各自的出料口落入料场。流入浆池内的浆水与清水按规定比例计量拌和混凝土。
 
分离砂、石时只要有足够的水冲洗,使石子的含泥量小于1%、砂的含泥量小于3%是没有问题的,虽然分离出的砂中的细料成分减少,级配改变,但由于其在料场中所占比例太小,不影响使用。
 
建设部JGJ63-2006《混凝土用水标准》中将混凝土拌和用水分为:饮用水、地表水、地下水、再生水、混凝土企业设备洗刷水和海水等,并将混凝土拌和用水的各技术指标作了一系列的规定。我们根据这些规定对回收浆水的各项指标进行检测,然后用于再生产。
 
回收浆水的技术指标
 
按现行国家标准GB/T17671《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》检验用不同浓度浆水与饮用水的胶砂强度比,我们通过试验,其结果为
 
浆水浓度
 
天/抗压强度
 
天/抗压强度
 
2%
 
3天/24.8MPa
 
28天/52.3MPa
 
4%
 
3天/25.1MPa
 
28天/51.4MPa
 
5%
 
3天/25.6MPa
 
28天/52.1MPa
 
6%
 
3天/24.6MPa
 
28天/51.8MPa
 
用饮用水实验结果为
 
浆水浓度
 
天/抗压强度
 
天/抗压强度
 
0%
 
3天/25.3MPa
 
28天/53.2MPa
 
试验所用水泥为42.5普硅水泥,其技术指标为:
 
抗压强度
 
抗折强度
 
细度
 
稠度用水量
 
初凝时间
 
终凝时间
 
3天/25.3MPa
 
28天/53.2MPa
 
3天/5.8MPa
 
28天/8.9MPa
 
2.0%
 
27%
 
2小时25分
 
3小时35分
 
由试验结果可知,浆水浓度从0%~6%都满足3天、28天胶砂强度比不低于90%的要求,但在试验中我们注意到当浆水浓度超过4%时,搅拌后的胶砂变得干涩,流动性明显变差,因此我们又用不同浓度的浆水与饮用水做了混凝土的对比试验,以确定满足混凝土工作性要求的浆水浓度。试验中所用水泥为32.5R普硅水泥,3天、28天抗压强度分别为20.2MPa、42.3MPa;矿粉为S95级矿粉;粉煤灰为二级灰;外加剂为高效减水剂FDN。试验中基本相同即都采用
 
水泥
 
矿粉
 
粉煤灰
 
 
外加剂
 
 
石子
 
240kg
 
100kg
 
60kg
 
180kg
 
5.2kg
 
750kg
 
1050kg
 
浆水浓度分别为
 
0%
 
2%
 
4%
 
6%
 
坍落度
 
200mm
 
190mm
 
180mm
 
90mm
 
 7天抗压强度
 
22MPa
 
23.3MPa
 
24.5MPa
 
27.1 MPa
 
28天抗压强度
 
37MPa
 
40.1MPa
 
38.4MPa
 
41.8MPa
 
由上述试验结果及单因子显著性分析可知:当浆水浓度小于等于4%时,对混凝土的坍落度、7天及28天强度的影响不显著;但当浆水浓度达到6%时,混凝土坍落度骤减,严重影响混凝土的工作性,为改善其工作性有两种方法:一是增大外加剂的掺量;二是将浆水中的固体成分取代粉煤灰并增加其一半数量的水泥来保证坍落度和强度,但两种方法都增加了配方的原料成本。如果浆水浓度控制在4%以内的情况下,就可被生产上全部消耗掉,则不需采用上述方法进行配合比调整。这个问题可通过理论计算和生产实际来论证。
 
假设一个商混站年产20万立方混凝土,则每月的产量为2万立方米(按一年生产10个月计算),每天生产670立方混凝土。按每立方米混凝土用水量平均170公斤计算,除去砂石湿度水约40公斤,每方混凝土需使用拌合水130公斤左右,每天生产用拌和水670×130=87100公斤。如果这87100公斤拌和水允许4%的含浆量,则每天可消耗87100×4%/(1-4%)=3629公斤固体浆料。
 
假设这个商混站使用的是8立方的搅拌车。则每天约发670÷8≈84车,根据经验按每发6车混凝土刷车一次计算,需刷车84÷6=14次。根据JG/T5094-1997《混凝土搅拌运输车》的规定,搅拌车的出料残留率约3~5%。这里且按4%计算,刷车14次会冲刷掉14×8×4%=4.48立方混凝土。以使用量比较大的C30混凝土配合比计算每方混凝土中冲刷掉的细料为:240公斤水泥+100公斤矿粉+60公斤粉煤灰+750×3%公斤砂子含泥量+1070×0.5%石子含泥量+750×5%砂中细料=460公斤固体浆料,4.48立方混凝土会产生4.48×460=2061公斤固体浆料。根据GB/T9142-2000《混凝土搅拌机》规定,搅拌机的出料残留率小于5%,每天按冲洗四次,同理算出冲掉的细料为184公斤。综上,每天会产生固体浆料2245公斤,小于每天消耗速度3629公斤。每天刷车14次,每次用水约2吨,冲搅拌机每次约1吨,每天需产生洗刷水14×2000+4+1000=32000公斤,小于每天拌和用水的速度87100公斤。
 
以上虽然都是一些经验性的粗略数据,但其为使用4%浓度的浆水拌和混凝土可完全消耗回收浆水,商混站实现真正零排放提供了理论上的证明。
 
我们以4%浓度的浆水和饮用水作了水泥凝结时间的对比试验。用饮用水时,初凝时间为2小时25分;终凝时间为3小时35分;而用4%浓度浆水时,初凝时间为2小时42分;终凝时间为3小时56分。凝结时间差分别为17分钟、21分钟,均符合凝结时间差小于30分钟的要求。
 
为不影响混凝土的耐久性指标,我们对4%浓度的浆水进行了化学检测分析,其结果为(括号内为预应力混凝土标准要求):PH值:10.5(≥5.0);可溶物:53(≤2000);不溶物(≤2000);氯离子:61(≤500);硫酸根离子:157(≤600);碱:345(≤1500)。上述数值单位均为:mg/L。由此可见,4%浓度浆水不仅符合而且远远低于标准中的最严要求(预应力混凝土的水质要求)。
 

 

综上所述,将看似“污秽不堪”实际都是宝贵自然资源的洗刷水经砂石分离及浆水回收后都完全符合相关国家标准,可用于混凝土再生产。将浆水浓度控制在4%的安全范围内,控制浆水的产生速度和消耗速度的平衡,使得商混站的生产用水全部为配比所需,不会因冲洗设备增加水的消耗;而且真正实现了零排放,原料“颗料归仓”。既保证了混凝土质量,又保持了厂内清洁,减少了垃圾外运费用,增加了效益,还保护了我们的环境,取得了很好的经济效益和社会效益。
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