混凝土搅拌站废弃泥浆水的回收利用.pdf

2 0 1 4 年 第 9期 (总 第 2 9 9 期 ) Nu mb e r 9 i n 2 0 1 4 ( T o t a l No ． 2 9 9 ) 混 凝 土 Co nc r e t e 实用技术 PRACTI CAL T ECHNOLOGY d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 2 - 3 5 5 0 ． 2 0 1 4 ． 0 9 ． 0 3 4 混凝土搅拌站废弃泥浆水的回收利用 陈军亮。张哲明 。葛栋 ，魏鹏 ( 天津金隅混凝土有限公司 ，天津 3 0 0 3 0 0 ) 摘要： 综合利用混凝土搅拌站的废弃泥浆水 ， 既能减少对环境的污染又能在一定程度上节约生产成本。 通过对新 、 旧泥浆水 中 废渣进行化学分析， 运用废弃泥浆进行混凝土试配等方法， 找 出不 同浓度的废弃泥浆对混凝土工作性以及力学性能的影响规律 ， 并对如何合理利用废弃泥浆提出建议， 最终完成混凝土搅拌站绿色环保、 实现废弃泥浆零排放的 目 标。 关键词： 废弃泥浆 ；浓度 ；预拌混凝土 中图分类号： T U 5 2 8 ． 0 9 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ( 2 0 1 4 ) 0 9 — 0 1 3 0 — 0 5 Co n c r e t e mi x i n g pl a n t r e c y c l i n g o f wa s t e mu d CHEN J u nl i a n g， ZHANGZhe mmg， GEDo n g，WEIPe n g ( T i a n j i n J i n y u C o n c r e t e L t d ． ， T i a n j i n 3 0 0 3 0 0 ， C h i n a ) Abs t r ac t ： Co mpr e h e n s i v e u t i l i z a t i o n o f wa s t e mud d y wa t e r i n c o nc r e t e mi x i n g s t a t i o n， c a n b o t h t o r e d u c e e nv i r o n me nt a l po l l ut i o n b u t a l s o r e d uc e p r o d uc t i o n c o s t s t o a c e r t a i n e x t e n t ． Ba s e d o n t h e n e w a n d o l d wa s t e wa t e r s l u r r y f o r c h e mi c a l an a l y s i s a n d c o nc r e t e c o n t a i ni n g wa s t emu dt e s t s ， i d e nt i f yt hel a w o nh o w t h ed i ffe r e n t c o n c e n t r a t i o ns o fwa s t emu d a f f e c t thewo r k a b i l i t yandme c ha ni c a lp r o p e rti e s o f c o n - c r e t e， s u g g e s t h o w t o us e t h e wa s t e mu d r a t i o n a l l y． F i na l i z e d a c hi e v e h a r ml e s s t o t h e e n v i r o nm e n t a nd z e r o d i s c ha r g e o f wa s t e p r o d uc t i o n i n c o n c r e t e mi x i ng s t a t i o n ． K e y wor d s ： a b an d o n e dmu d； c o n s i s t e n c e ； r e a d y - mi x e d c o n c r e t e 混凝土搅拌站 的废弃泥浆是预拌混凝土企业在生产 过程 中产生 的一种混凝土废料 ， 主要来源于清洗混凝土运 输车 、 搅拌 主机以及 冲洗生产场地而产生 的废水 、 废浆 ， 其 主要 成分 为水 泥水化后 的产物 C ． S ． H凝胶 、 钙矾石 、 碱性 物质 、 细骨料 、 化学外加剂 、 未参与反应的矿物掺合料等成 分的复杂混合物 。 废弃泥浆通 常情况下都是直接排放到 固 定场地 自然风干 ， 会对地下水 资源 以及环境造成极大的污 染。 本研究主要 以天津金 隅混凝 土有 限公 司振兴站为例 ， 拟对废弃泥浆予以利用 。 新建 的混凝土搅拌站振兴站 ， 设计之初建成 了一套 由 砂石分离机和 四个贮水池组成 的砂石分离 系统 和废水利 用系统 。 经砂石分离机筛选后 的泥浆水 ， 经沉淀后作 为混 凝土搅拌用水再利用， 实现搅拌站废弃物零排放。 按照双 套 1 8 0 生产线年生产能力 4 0 万 m ? 昆 凝土测算， 此项 目每 年可节约生产用水近 2 万 t ， 此外 本项 目可将 回收水 中的 浆体一并利用 ， 一方面节约 了堆放废渣所 占用的土地 ， 每 年为公司节约近 3 0 万的排污费用和近 1 0 万元 的水费 。 砂 石分离机每年可 回收砂石 1 万 t ， 为公司节约费用近 7 0 万 元。 综上所述 ， 此项目不仅节约土地资源和水资源， 具有良 收稿 日期：2 0 1 4 - 0 3 — 1 8 1 3 0 好的社会效益 ， 还可以为公司节约近 1 0 0 万元的费用。 通过 这种方式有效的控制 了企业生产成本 ， 更为重要的是能减 少混凝土搅拌站对周 围环境 的污染 ， 满足 国家提 出的“ 可 持续发展” 的方针要求 。 1 废 弃泥浆的分析 在混凝土生产中产生的泥浆 ， 基本为当 日 生产所产生的 泥浆 ， 其 中包括已部分水化的水泥熟料 、 未开始水化的矿物 掺合料和部分细集料 、 砂石 中的泥土成分和少量化学添加 剂， 但这种泥浆如经过长时间浸泡后， 其中的水泥颗粒和矿 物掺合料会进一步水化反应 ， 造成新 、 旧泥浆化学成分会发 生变化 。 故此 ， 选取不同时期的两种废弃泥浆( A样品 、 B样 品) 。 A样品为 2 4 h 内产生的新鲜泥浆 ， B样品为存放 3 0 d以 上的陈 旧泥浆 。 将废弃泥浆过滤 、 低温烘干处理后对样本 进行 X R D测试分析 、 S E M 及 E D S分析 ， 测试结果如下 ： 编号 ： 新产渣一A 陈腐渣一B 1 ． 1 A、 B泥浆的烘干处理 ， 如表 1 。 表 1 含水率 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 5 水泥性能指标 矿粉选用天津钢宏建材有限公司生产的 $ 9 5 级矿粉 ， 见表 9 。 其物理性能见表 6 。 表9 石子性能指标 表 6 矿粉性能指标 粉煤灰选用天津华 明威尔嘉市政工程有 限公司生产 的 F类 I I 级粉煤灰 ， 其物理性能见表 7 。 表 7 F类 I I 级粉煤灰性能指标 砂选用遵化河砂 ， 其物理性能见表 8 。 表 8砂子性能指标 石子选用 三河 5 ～ 2 5 i n ／ n连续粒 级碎石 ， 其物理性 能 外加剂 选用北京金隅水泥节能科技有限公司生产的 J Y ． NS ． 1 混凝土高效减水剂 ， 其物理性能见表 1 0 。 表 1 0 外加剂性能指标 2 ． 2 混凝土 配合 比设计及性 能检测 本 次试 验计划 对强度 等级为 C 3 0 、 C 4 0进行 试配工 作 。 利用配置好 的三种浓度的溶液直接等量取代试配拌和 用水 ， 观察混凝土 出机状态 、 经时损失情况及其力学性能。 在 配合 比的设计 过程 中折算废弃灰浆 的固体质量等量取 代粉煤灰 ， 同时在保证水胶比不变的前提之下调整配合 比， 其配合 比见表 1 1 。 表 1 1 试验配合比 混凝土工作性能见表 1 2 。 由图 8 可知 ， 废水浓度超过 5 ％之后 ， C 3 0 、 C 4 0 混凝土 坍落度迅速减少。 由图 9 可知 ，废水浓度超过 5 ％之后两强度等级混凝 表 1 2 工作性能 编号 工作性 ( 出机)工作性( 1 h后) 坍落度 扩展度 坍落度 扩展度 工作性描述 ／ mm ／ mm ／ mm ／ mm 土 扩展度加速减 小 。 所 以在 保证混凝 土工作性 的前 提之 下 ， 应该控制废水浓度不超过 5 ％。 混凝土力学性能见表 1 3 。 由图 1 3 、 1 4 可知 ， 当废弃泥浆浓度在 0 ～ 5 ％的过程 中 ， 随着 浓度升高 C 3 0 、 C 4 0混凝 土各 龄期强度 随之增 加 。 当 浓度超过 5 ％之后 ， 混凝土各龄期强度开始降低 。 从混凝土 废弃泥浆浓度／ ％ 图 8 废弃泥浆浓度与混凝土坍落度关 系图 1 33 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3结论 ( 1 ) 不 同搅拌速率对压浆料 的性能影响较大 ， 高速离 心搅拌可有效提高压浆料浆体的流动性及保水性 ， 且对硬 化浆体的力学性能无不 良影响 ， 但高速搅 拌时间过长易引 起浆体泌水 ， 本试验条件下 的最佳搅拌速率为 2 0 0 0 r ／ m i n 、 搅拌时间为 5 m i n 。 ( 2 ) 采用压浆剂与不同品种水泥双组分制备压浆料时， 二者之间存在适应性问题 ， 主要是影响浆体 的流动性 和泌 水率 ， 从满足强度压浆料的而言， 采用 4 2 ． 5 强度等级水泥 即可 。 ( 3 ) 采用本研究 的压浆剂 配制压浆料时 ， 其适 宜的水 胶 比范围较宽 ， 在水胶 比 0 ． 2 6 ～ 0 ．2 9下 ， 仍可保持较好 的流 动性和塑性稳定性 ， 并 均具有 较高的强度 、 很 高的抗冻性 和抗氯离子渗透性 ， 这一特性可弥补在现场拌制压浆料浆 体时拌合用水量计量不准确所造成 的影响。 ( 4 ) ~ f N 比于矿渣粉和粉煤灰 ， 磨 细石灰石粉对改善 压 浆料浆体流动性和保水性效果最好 ， 其最佳掺量为 1 0 ％。 上接第 1 2 9页 [ 6 1范新， 章克凌， 王明洋， 等 冈 纤维喷射混凝土支护抗常规爆炸 震坍能力【 J J ． 岩石力学与工程学报 ， 2 0 0 6 ， 2 5 ( 7 ) ： 1 4 3 7 — 1 4 4 2 ． [ 7 】刘永胜， 王肖钧 ， 金挺， 等 冈 纤维混凝土力学性能和本构关系 研究 中国科学技术大学学报， 2 0 0 7 ， 3 7 ( 7 ) ： 7 1 7 — 7 2 3 ． [ 8 】 樊文熙 ， 张长海 ， 郑永保． 高性能喷射混凝土的耐久性研究『J 1 _煤 炭学 报 ， 2 0 0 0 ， 2 5 ( 4 ) ： 3 6 6 — 3 6 8 ． [ 9 】 林皋， 闰东明， 肖诗云， 等． 应变速率对混凝土特性及工程结构 地震响应的影响 土木工程学报， 2 0 0 5 ， 3 8 ( 1 1 ) ： 1 - 8 ． 参考文献 ： [ 1 】张勇 ， 杨富民． 后张法预应力梁管道压浆材料的研究及应用l J 1 ． 混凝土， 2 0 1 1 ( 3 ) ： 1 0 8 — 1 1 0 ． 【 2 ]谷坤鹏． 后张预应力高性能灌浆料的配制试验研究及性能分 析『 J ] ． 水运工程 ， 2 0 0 8 ( 3 ) ： 2 1 — 2 6 ． 【 3 】高汉青， 邵正明 ， 仲朝明， 等． 后张预应力孔道灌浆料的研究l J 1． 混凝土 ， 2 0 1 0 ( 1 ) ： 6 4 — 6 9 ． [ 4 】吴士金， 朱少钱． 后张法有黏结预应力混凝土灌浆用膨胀剂的 试验研究『 J 1 ． 公路交通技术 ， 2 0 0 9 ( 3 ) ： 3 9 — 4 1 ． [ 5 ]袁晓露． 矿物掺合料与外加剂对水泥净浆、 砂浆流变性能与经 时损失的影0 ND ] ．重庆： 重庆大学， 2 0 0 5 ． 【 6 ]易荣归 ， 廖宏． 预应 力灌浆与黏结效果的研究 lJ 1． 混凝土 ， 2 0 0 3 ( 4 ) ： 3 8 — 3 9 ． 【 7 ] 张雄， 韩继红， 郭利群． 特殊混合材对水泥浆流变性的影o NJ ] ． 同 济大学学报 ， 1 9 9 8 ， 2 6 ( 3 ) ： 2 9 9 — 3 0 2 ． 作 者简 介 ： 联系地址 ： 联系电话 宋小婧 ( 1 9 8 7 一 ) ， 女 ， 助教。 武汉市洪山区珞狮路 1 2 2号 武汉理工大学东院 水 混楼 5 0 6室( 4 3 0 0 7 0 ) 1 3 6 2 72 45 9 3 4 [ 1 0 】 焦楚杰 ， 孙伟 ， 高培正． 钢纤维超高强混凝土动态力学性能[ J 1 ．工 程力学 ， 2 0 0 6 ， 2 3 ( 8 ) ： 8 6 — 8 9 ． 作者简介： 联系地址 联系电话 冯 飞胜( 1 9 9 0 一 ) ， 男 ， 硕士研究生 ， 从事巷道混凝土支 护研究。 安徽省淮安市安徽 理工大学 ( 本部 ) ( 2 3 2 0 0 1 ) 1 5 0 5 5 91 9 8 6 9 上接第 1 3 4页 效益 ， 也对保护我们 大家共 同拥有的地球村的环境做 出了 [ 3 1 G B ／ T 5 0 0 8 1 --2 0 0 2 ， 普通混凝土力学性能试验方法标准[ s 】 ． 贡献。 [ 4 】G B ／ T 5 0 0 8 0 - --2 0 0 2 ， 普通混凝土拌合物性能试验方法标准[ s ] 参考文献 ： [ 1 】杨志伟 ， 石从黎， 张克 ， 等．搅拌站废弃泥浆的回收利用方法【 J 1 ． [ 2 1王顺强 ， 余玉春 ， 郝树琴 ， 等． 废弃灰浆在复合砂预拌混凝土中 的应用研究【 J ] ． 混凝土 ， 2 0 0 9 ( 7 ) ： 8 7 — 9 0 ． -上接第 1 3 7页 ( 2 ) 本地 区 $ 9 5 级矿粉掺量对强度 和坍落度影响的规 律是前期强度随着矿粉掺量的增大而降低， 坍落度和后期 强度 随着矿粉掺量增加基本保持不变 。 ( 3 ) 减水 剂存在 最佳掺量 ， 具体掺量需 根据实 际生产 对混凝土工作性 的不 同要求灵活调整 ， 本次试验减水剂最 佳掺量为胶凝材料的 2 ． 0 ％ 左右 。 ( 4 ) 利用本地 区矿物掺合料可配置 出 2 8 d 强度不低于 C 6 5的高强混凝 土 ， 矿物掺合 料掺量 范 围为胶凝 材料 的 2 5 ％～ 4 5 ％， 可减少水 泥用量 ， 降低工程造价 。 ( 5 ) 对于对早期强度有要求 的工程建议 I I 粉煤灰掺量 为 1 0 ％左右 ， $ 9 5 级矿粉掺量为 1 5 ％左右，聚羧酸系高效 减水剂掺量为 2 ． 0 ％左右。 作者简介： 联 系地 址 ： 联 系电话 陈军亮( 1 9 7 6 一 ) ， 男， 工程师。 天津市东丽区津塘公路四号桥东现代大厦后院天津 金隅混凝土有限公司( 3 0 0 3 0 0 ) 1 53 02 0 88 8 40 参考文献： [ 1 ]姜睿． 超高强混凝土组合柱抗震性能的试验研究[ D 】 ． 大连 ： 大连 理工大学 ， 2 0 0 7 ． 【 2 ]葛兆明 ， 余成行j 昆凝土外加剂[ M ] E 京 ： 化学工业出版社， 2 0 0 6 ． [ 3 ]姚燕， 王玲， 田培． 高性能混凝土【 M 】 ． 北京： 化学工业出版社， 2 00 6 ． [ 4 】J G J 5 5 —2 0 1 1 ， 混凝土配合比设计规程【 s ] ． f 5 ]G B ／ T 5 0 0 8 1 --2 0 0 2 ， 普通混凝土力学性能试验万法标准【 s ] ． 作者简介： 董香军( 1 9 7 8 一 ) ， 男 ， 博士 ， 研究方向： 结构工程 。 联系地址： 浙江省建筑科学设计研究院有限公司( 3 1 0 0 0 0 ) 联 系电话 ： 1 3 8 0 6 5 0 3 5 8 8 1 4l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m