搅拌站废水作为混凝土拌和用水的试验研究.pdf

2 0 1 5年 第 2期 (总 第 3 0 4 期) Nu mb e r 2 i n 2 0 1 5( T o t a l N o 3 0 4 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 预拌混凝土 RE ADY MI XE D CONCRETE 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 5 0 2 0 2 8 搅拌 站废 水作为混凝 土拌 和用水 的试验研究 张凯峰 ， 姚源 ， 赵世冉 。刘康 ，王信 鸽 ， 刘行 宇 ( 中建商品混凝土西安有限公司，陕西 西安 7 1 0 1 1 6 ) 摘要 ： 通过水泥净浆试验和胶砂试验， 研究了不同浓度废水在不 同掺量下对水泥标准稠度需水量、 凝结 时间及水泥砂浆流动 度 、 强度影响规律。 在此基础上研究了 1 浓度下 ， 不同掺量废水对 C 6 0混凝土强度的影响规律。 结果表明： 随着废水掺量增加 ， 水泥胶砂的流动度降低， 但降低幅度不大， 凝结时间延长； 不 同浓度废 水对胶砂试块强度影响规律不同， 且存在最佳掺量 。 l 浓 度下， 废水掺量为 8 0 时， C 6 0 混凝土抗压强度达到最高。 关键词 ： 搅拌站废水； 浓度； 水泥 ； 混凝土； 性能 中图分类号 ： T U 5 2 8 0 1 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 5 ) 0 2 0 1 0 1 0 3 Exper i men t al s t u dy on wa s t ewat e r f r om c oncr e t e ha t chi ng pl an t as mi xi ng conc r e t e wa t er ZHAN G Ka i f e n g ，YAO Yu a n ， ZHA 0 Sh i r a n ，Li l y Ka n g ，W ANG Xi n ge， U U Xi n g yu ( C h i n a C o n s t r u c t i o n Re a d ymi x e d C o n c r e t e C o ， L t d o f Xi a n， Xi h n 7 1 0 1 1 6， Ch i n a ) Abs t r ac t： Ac c o r d i n g t o c e me n t p a s t e t e s t a n d mo r t a r t e s t ， t he e f f e c t s of wa t e r c on s u mp t i o n o f s t a n dard c o ns i s t e n c e， s e t t i n g t i me a nd mo r t a r flo wa b i l i t y s t r e ng t h wa s s t u d i e d u nd e r d i f f e r e n t c o n c e n tra ti o n a n d d o s a g e o f wa s t e wa t e r On t hi s b a s i s u n de r l c o n c e n t r a t i o n o f wa s t e wa t e r ， t h e i n flu e n c e o n t h e s tre n g t h of C6 0 c o n c r e t e u n d e r d i f f e r e n t d o s a g e o f wa s t e w a t e r w a s a l s o a n a l y z e d Th e r e s u l t s s h o we d t h a t wi t h t h e i n c r e a s e d os a g e o f wa s t e wa t e r， th e flo wa b i l i t y o f c e me n t m o r t a r i s r e d u c e d， b u t the r e d u c t i o n i s n o t b i g， a n d s e t t i ng t i m e p r o l o n ge d； W i t h d i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n wa s t e wa t e r wa s a d d e d i n t o m o r t a l b l oc k， the r e g u l a r i t y o n i t s s t r e n g t h i s d i f f r e n g t ， a n d e a c h h a d i t s be s t d o s a g e Un d e r c o n c e n tra ti o n of l wa s t e wa t e r c o n t e n t a d d t o 8 0 C6 0 c o n c r e t e ha d the hi g h e s t c o mp r e s s i v e s t r e n g t h Ke y wor ds： mi x i n g p l a n t wa s t e wa t e r ； c o n c e n tra t i o n； c e me n t ； c o n c r e t e； pe rfo r ma n c e 0 引言 目前 ， 我国水资源 日益匮乏 ， 一方面 ， 混凝土搅拌站大 量利用饮用水作为 昆 凝土拌 和水 ， 对水资源造成了极大的 浪费 ； 另一方面 ， 搅拌站在冲洗 、 搅拌 、 运输 、 清洗泵送设 备及场地时会产生大量的搅拌站废水 ， 对环境造成了较 大 的污染 J 。 因此 ， 将搅拌站废水与清水按 一定 比例混合 作 为混凝 土拌和水 ， 是提高混凝土废水资源化利用率 的重要 举措。 混凝土搅拌站拌和水 中残 留有一定量 的水 泥 、 矿物 掺和料及外加剂 ， p H值较高。 已经有学者对搅拌站废水制 备 昆 凝 土 有 了一 定 的研 究 ， 但 大 多 集 中在 对 较 低 强 度 ( C 2 0 C 4 0 ) 混凝土的研究 J ， 对中高强度混凝土的研究较 少。 为综合考虑搅拌 站废水 对 于水泥及 昆 凝 土 的应用 价 值 ， 试验研究 了废水对水 泥凝结 、 硬化 以及强度 的影 响规 律。 并 利用搅拌站废水制备 了强度等级为 C 6 0的混凝土 ， 研究了废水掺量对其强度的影响规律。 1 试验 原料 1 1 原材料 ( 1 ) 水泥： 陕西冀东水泥生产的P O 4 2 5级水泥， 其 基本性能如表 1 所示 。 收 稿 日期 ： 2 0 1 4 0 6 1 0 表 1 水 泥 的基本 性能 细度( 8 O m标准稠度 凝结时间抗折强度抗折强度 方孔筛 ) 用水量 mi n MP a MP a 安定性 初凝 终凝3 d 2 8 d 3 d 2 8 d 1 3 2 5 6 1 6 0 2 0 7 6 1 8 6 3 1 7 5 0 0合格 ( 2 ) 集料 ： 细骨料 ： 西安 渭河中砂 ， 细度模数 2 1 ， 含泥 量 2 9 ； 粗骨料 ： 5 3 1 5 m m连续级配卵石 ， 含泥量 1 3 ， 针片状含量 2 ， 压碎指标 5 0 。 ( 3 ) 砂 ： I S O标 准砂 。 ( 4 ) 外加剂 ： 大连西卡聚羧酸减水剂 ， 含固量 1 8 5 。 ( 5 ) 矿物掺合料 ： 陕西渭南电厂 I I 级粉煤灰 ， 其4 5 m 方孔筛余量 为 1 5 4 ； 陕西韩 城 电厂德 龙 牌 $ 9 5级 矿渣 粉 ， 其比表面积为 4 5 5 m k g 。 ( 6 ) 水 ： 取 白中建商品? 昆 凝土西安公司沣谓站冲地 、 冲 洗搅拌车 、 搅拌机和报废混 凝土分离废水 ， 经 2级沉淀池 沉淀后 ， 将浓度为 1 、 2 、 3 的废水 分别 与 p H值 为 7 0 的 自来水混 合作 为试 验用 水 ， 废 水掺 量 分别 为 0 、 2 0 、 4 0 、 6 0 、 8 0 和 1 0 0 。 废水的性能指标如表 2 所示。 1 2试 验 方 法 废水的浓度 ， p H值测试参考 J G J 6 3 2 O 0 6 混凝 土用 水标准 ， 氯离子的测定参考G B T 1 1 8 9 6 -1 9 8 9 ( 水质氯化 1 0l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 2 废 水的主 要性 能指标 物的测定方法 ， 硫酸根离子 的测定参考标准 G B 1 1 8 9 9 1 9 8 9 水质硫酸盐 的测定 。 胶砂流动性参照 G B T 2 4 1 9 2 0 0 5 水泥胶砂流动 度测定方 法 标准 试验来 测试 。 水泥 标准稠 度 需 水 量 、 凝 结 时 间 和 安 定 性 试 验 参 照 G B T 1 3 4 6 2 0 1 1 水泥标准稠度用水量 、 凝结 时间、 安定性检验 方法 。 胶砂强度试验按 G B T 1 7 6 7 1 -2 0 0 5 水 泥胶砂强 度检验方法( I S O法) 标准进行搅拌， 其中胶砂比 1 ： 1 5 ， 水胶 比为 0 3 5 ， 成型尺寸为 4 0 m m 4 0 mm1 6 0 fi l m， 在 标准恒温恒湿养 护箱 养护 1 d后脱模 进行标 准养 护至龄 期。 混凝土强度按照 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 标准进行相关操作 。 2试验结果及分析讨论 2 1 对水泥胶砂 流动度 的影响 浓度分别为 l 、 2 和 3 的废水 以不 同掺量加入到水 泥砂浆中， 其胶砂流动性试验结果如图 l 所示。 2 50 2 00 1 5o 蓬 l 0 0 5O O 浓 厦 ， 图 1 废水掺量对胶砂流动度的影响 从图 1中可以看出 ， 掺不 同浓度废水试件 的胶砂流动 性 ， 相较于基准试样 的流动度 ， 均有所 降低。 且 1 浓度 废 水对水泥胶砂流动度的影响 比较明显 。 这主要由于废水 中 含有 的固体悬浮颗粒细度较低 ， 且有一定的吸附性。 因此 ， 在相 同用水量的情况下 ， 掺入废水后胶砂流动度降低 。 2 2 对标 准稠度 需水量 、 凝 结时间的影 响 试验对比了在不同浓度下， 不同比例废水与清水混合对 水泥标准稠度和凝结时间的影响 ， 试验结果如图2 、 3所示。 1 02 诚 * 窿 器 O 2O 40 60 8 0 l 00 掺量 ， 图 2废 水掺 量对 标准 稠度 需水量 的影 响 从 图 2中可 以看出 ， 不同浓度废水 随着掺 量 的增加 ， 标准稠度需水量 逐渐变 大。 因为废水 中含有一些 悬浮颗 粒 ， 在沉淀池中不 易沉淀 ， 这些颗粒会增加集料 的总表 面 积 ， 因此会增加水泥的标准稠度需水量 。 另一方面 ， 这些颗 粒本身会有一定 的吸水性 ， 同样会增加用水量。 U 20 40 6 0 8O l0 0 掺量 图 3 废水对凝结时间的影响 由图 3可知 ， 和清水试验组 相 比， 掺废 水的试件初 凝 和终凝时间均有所增加 ， 且废水掺量越大 ， 缓凝时间越 长。 但整体都满足水泥凝结时间的规定 。 掺 1 浓度废水试件 ， 凝结时间先变大后变 小 ， 变化 幅度不明显 ， 但整体都 高于 基准的初凝 和终凝时间 ； 掺 2 浓度废水试件 ， 随掺量 的增 加先减小后变大 ； 掺 3 浓度废水缓凝时间最长。 主要 由于 泵送混凝土 中普 遍使用 的减水 剂含有 缓凝组 分 ， 使搅 拌 站的废水有一定缓 凝作用 ， 水 中悬 浮 的水泥或 掺合料 颗 粒也会吸附 部分 外加 剂 ， 使 缓凝 组 分释 放 。 且废 水 中的 C a ( O H) 导致水碱 性增 强， 在一定 程度 上抑制 了水 化速 率。 以上这些原因 ， 都会导致水泥 的初凝 时间和终凝时问 有所延长 。 2 3对胶砂 强度 的影响 掺不同浓度废水水泥胶砂抗压强度变化如图 4 所示 。 掺 量 ， f h 1 浓 度2 图 4 废水掺量对胶砂强度的影响 O 0 0 0 O 0 0 0 加 口 一 l I I 、 回 一 鲁 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 从 图 4可 以得 知 ， 不 同浓度 的废 水加 入 到水泥胶 砂 试块 中 ， 其影 响规 律 也不 同。 由图 4( a ) 可得 ， 1 浓度 废 水掺量 的水泥 3 、 7 d抗压 强度 随着 废水掺量 的增加先 减 小后增加 ， 但整体都小于基准抗压强度 ， 其 中掺量 1 0 0 试 样 的 2 8 d抗 压 强度 高 于 基 准 。 综 合来 看 ， 最佳 掺 量 为 1 0 0 。 同理 ， 从图 4 ( b ) 、 ( c ) 可以得 出， 其废水最佳掺量均 为 8 0 。 废水是 由废弃的浆料经沉 淀后得 到 ， 含有部 分水泥 ， 粉煤灰 ， 矿粉等活性成分 ， 细度较细 ， 这些活性成分一部分 作为惰性掺合料填充在胶凝试件 内部 ； 另一部分被碱性激 发 ， 生成水硬性 的水化硅酸钙胶凝 ， 改善体 系孔结构 ， 以上 两种方式均可提高试件 的密实度 ， 从 而提 高试件 的早期强 度和后期 强度 。 2 4制 备 混 凝 土 在研究 了废水对水泥性能的影 响规律后 ， 为 了更好 的 了解废水 对混凝土性 能的影响 ， 现选用浓度 为 1 的废水 ， 制备 C 6 0混凝土 ， 其配合 比如表 3所示 。 研究不 同掺量 的 废水对混凝土力学性 能的影响 ， 结果如表 4所示 。 表 3 C 6 0混凝土配合比 强 废 一 ， 从表 4可以看 出， 随着废水 掺量 的增加 ， 混 凝土 的抗 压强度呈现先增大后减 小的趋势 ， 废水 为掺量 8 0 时， 混 凝 土抗压强度达 到最高 。 综合表 4可以看 出， 所有废水 掺 量的混凝土早期 和后期 强度均达到 了 C 6 0混凝土 的设 计 要求 ， 说 明废水作为混凝 土拌 和水不但 能节约资源 ， 还 能 生产出满足生产需要 的混凝 土 ， 因此 ， 可 以在满 足混凝 土 工作性能 的前提下 ， 适 当增加拌和水的用量 。 3 结 论 ( 1 ) 通过对水泥胶砂流 动度 的测试 可知 ， 加入不 同浓 度 的废水在不 同掺量下 ， 水泥胶砂的流动度均小 于不掺废 水试件的流动度 ， 但 降低的幅度不大。 ( 2 ) 由于废水 中含有悬 浮颗粒 ， 随着废水掺量的增加 ， 水泥的标准稠度需水 量增加 ， 凝结时 间有 所延 长 ， 但均能 满足混凝土拌和用水 的标准要求 。 ( 3 ) 不 同浓度废水加入 到水泥胶砂试 块 中， 影 响规律 不 同。 综合来看 ， 1 浓度废水 最佳 为 1 0 0 ， 2 浓度 和3 浓度废水的最佳掺量均为 8 0 。 ( 4 ) 用浓度 1 废 水制备强 度等级 C 6 0的混 凝土 ， 不 同废水掺量 的混凝 土均能满足混凝 土拌合 物力学性能 的 要： j 之 ， 废水掺量为 8 0 时 ， 混凝土抗压强度最高 。 参考文献： 1 ： 】程永伟 污水回用于混凝土拌合用水方面的应 用研究 D 昆 明： 昆明理工大学， 2 0 0 7 E 2 】何廷树， 李小玲 ， 王福川 ， 等 搅拌站废水对不 同掺和料配制的 C 8 0高强混凝土强度的影响 J 硅酸盐通报 ， 2 0 1 1 ( 2 ) ： 3 8 4 3 8 8 3 ： 欧阳孟学， 李永鹏， 张凯峰， 等 利用搅拌站生产废水制备C 2 0 - C 4 0混凝土的试验研究 J 混凝土， 2 0 1 3 ( 1 I ) ： 1 2 41 2 9 4 ： 常洪民， 葛新文 ， 王东旭 废弃 混凝土拌合物分离浆水再利用 技术的试验研究 J 混凝土 ， 2 0 0 7 ( 7 ) ： 6 9 7 0 5 ： 】李小玲 ， 何廷树 混凝土搅拌站废水对水泥及胶砂性能影i r E J 混凝土， 2 0 1 1 ( 3 ) ： 1 3 9 1 4 1 6 _ 曾光 ， 张玉平 ， 汤天明 搅拌站生产废水在混凝土中的应用研 究 J 建筑设计管理， 2 0 0 9 ( 3 ) ： 6 l 一 6 3 7 _ 李建章 ， 冷发光 ， 丁威 搅拌站循环水在混凝土中应用研究 J 中国建材科技 ， 2 0 0 8 ( 3 ) ： 1 31 6 8 _ 李峰 商品混凝土搅拌站废水回收利用 J 四川建筑科学研 究 ， 2 0 0 9 ( 3 ) ： 2 0 3 2 0 4 9 _ 李小玲 搅拌站废水对不 同强度等级的泵送混凝土性能影响 研究 D 西安 ： 西安建筑科技大学 ， 2 0 1 1 作者简介 ： 联 系地址 ： 联系电话 ： 张凯峰( 1 9 8 6一 ) ， 男 ， 硕士研究生， 助工。 西安市长安区王寺镇西街 中建商品混凝土西安有限 公司研发中 ( 7 1 0 1 1 6 ) 1 8 8 2 9 5 5 76 8 6 j ) 中建协召开建筑业营改增专题座谈会 2 0 1 4年 1 2月 1 5日， 中国建筑业协会会同中国电力建设企业协会 、 中国公路建设行业协会等 1 1 家行业建设协 ( 学 ) 会及中国建筑工程总公司 、 中国铁路工程 总公司 、 中国铁道建筑总公司、 中国交通建设集 团有限公司 、 中国电力建设集 团 有限公 司、 中国冶金科工集团有 限公司等 6家中央企业负责人在： I 匕 京召开专题座谈会 ， 就建筑业营业税改征增值税 的有 关问题再次进行深入研讨 ， 并研究 了拟呈送 国务院领导 的报告。 座谈会上 ， 代表们提 出， 由于建筑业的 自身特点 ， 目前建筑业增值税 的抵扣链 条不完整 ， 进项税额不能抵 扣或抵扣不 足 ， 如现阶段 即实行 1 1 的增值税率 ， 建筑业企业税负将大幅增加 ； 这将造 成企业 财务状况恶化 ， 经营效益有可能大幅下 滑， 建筑业的转型升级将受到严重影响， 并对就业和社会稳定带来不利因素。 代表们希望有关部门就适用 1 1 的税率造 成的企业税负增长情况进行联合调研， 建议建筑业适用6 的增值税税率能够得到实现， 并与未试点行业同步实行营改增。 会后 ， 中国建筑业协会等 1 2家协 ( 学) 会和 6家中央企业联名已向国务院领导报送 了专题报告 。 1 03 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m