废水在预拌混凝土中的应用
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废水在预拌混凝土中的应用
摘要：采用废水代替部分混凝土拌合水，可以节约宝贵的水资源。
通过对混凝土搅拌站废水的分析和混凝土试配，分析不同的废水浓度、掺配比例对混凝土拌合物和强度的影响是不同的。
低标号混凝土可按强度等级、废水浓度，通过实验确定废水的掺加比例，高标号混凝土不宜使用废水。
关键词：搅拌站废水、浓度、混凝土、性能
0引言：
水是最珍贵的自然资源之一，人类的生存非常依赖水资源。
随着人类社会的发展，水资源越来越匮乏，一方面，预拌混凝土企业在生产过程中，每天都要对混凝土搅拌机、混凝土泵车进行清洗，尤其是清洗混凝土运输罐车，会产生大量的废水。
一个年产30万方混凝土企业，年产生废水15000吨以上，废水的排放对环境造成了严重的污染和较大的浪费，如果对这些废水进行回收利用，会产生良好的环保效果和显著的经济效益。
1、废水的主要成分对混凝土性能影响分析：
废水中的主要成份（离子）来源于骨料、外加剂及水泥。
1.1. 粗(细)骨料中泥、泥块、硫酸盐含量均符合标准要求，带入废水中有害物质含量非常少，可以忽略不计，不会对混凝土产生有害影响。
1.2.外加剂是泵送混凝土不可缺少的组成部分，我公司使用的复合型泵送剂、冬季使用的防冬泵送剂，均是无氯盐泵送剂，外加剂掺加比例比较小，由回收水带入外加剂的量是微乎其微的，不会改变原外加剂对混凝土的使用效果。
1.3.水泥在与水拌合后，水泥熟料中的矿物质C3S、C2S、C3A、C4AF及水泥中石膏（CaSO4.2H2O）水化反应后部分水化物溶于水中，混凝土外加剂中的有机盐、无机物也有部分溶于水中，因此，废水中应有Ca+、OH-、Na+、K+、SO42-等离子。
综上分析，废水对混凝土影响主要集中在Na+、K+离子，即碱含量（Na2O+K2O）。
我们使用的水泥总碱含量在0.94%-1.06%之间，按最高1.06%计算，每方混凝土的水泥用量平均按300Kg，10方的混凝土运输罐车，洗车时最高水泥残留量按2%，洗车用水量按2吨，则该废水中由水泥带入的碱含量是0.032%，这样的碱含量浓度，不会影响原混凝土碱集料反应。
2、废水浓度对混凝土性能影响试验：
废水浓度（沉淀）主要是由水泥颗粒及极少量的掺合料、细砂粒等组成。
2.1.废水浓度的测定：
废水浓度在生产方量基本稳定情况下是相对稳定的，在生产方量变化较大时，产生的废水浓度相应变化也大，如果仍采用烘干方法来检测废水的浓度，既繁琐检测时间又长，达不到及时准确指导生产，稳定混凝土质量的目的。
为此，我们借鉴检测外加剂密度的方法，通过检测废水密度，再用“烘干法”检测对应废水浓度，找出废水密度和浓度之间的关系，以达到通过密度检测浓度的目的，既方便又及时准确。
经过对不同时间段搅拌均匀的废水进行样品采集，采集样品的检测结果见表1：
废水密度与浓度检测结果表1
利用这种对应关系，只要检测出废水密度，就可得到对应的浓度。
随着数据的积累和完善，也可以用回归法，得出密度和浓度的一元线性回归方程。
2.2、废水浓度对混凝土性能影响试验结果：
2.2.1试验用材料:
水泥：秦岭P.O42.5；石子：泾阳碎石；砂子：泾阳II类中砂，细度摸数2.2；粉煤灰：临潼II级粉煤灰。
2.2.2 试验用基准配合比：
表2
2.2.
3.废水浓度对混凝土坍落度影响试验结果：
经过采用基准配合比，按不同强度等级，不同废水浓度、不同掺加比例进行混凝土试配，经过试配试验，得到的混凝土坍落度结果见表3：
表3
废水浓度对混凝土坍落度的影响，因废水浓度、掺量不同，对不同强度等级混凝土影响程度也有所不同。
从表3中试验结果可以看出：废水对C20混凝土坍落度影响较小；当掺加浓度为6.0%、掺量为50%时，废水对C30混凝土坍落度影响较大(坍落度经时损失变大，流动性变差)，当掺加浓度为4.0%、掺量为50%或浓度6.0%、掺量为35%时，影响幅度明显减小(坍落度经时损失变小，流动性有所改善)；废水浓度为4.0%、掺量为35%时，对C40混凝土坍落度影不明显。
2.2.4.回收水浓度对混凝土凝结时间影响试验结果：
经过对混凝土坍落度影响试验的混凝土拌合物进行了凝结时间检测，检测的凝结时间平均结果见表4：表4
废水浓度对混凝土凝结时间的影响，因混凝土强度等级、废水浓度、掺量不同，对混凝土凝结时间影响程度也不同。
从表4中的试验结果可以看出：随着废水掺量的提高，混凝土凝结时间会缩短。
2.2.5.废水浓度对混凝土强度影响试验结果：
经过采用基准配合比，对不同强度等级，不同废水浓度、不同掺加比例的混凝土进行试配，试验得到的混凝土强度平均结果见表5：
表5
从表5中的试验结果可以看出：掺加浓度为6.0%、掺量为50%的废水使C20混凝土强度有所提高；掺加浓度为6.0%、掺量为20%的废水对C30混凝土强度没有影响，其余的影响程度与混凝土坍落度的影响趋势基本相同。
2.2.6.废水浓度对混凝土抗折强度、抗渗性能、防冻性能影响试验结果：
经过采用C30基准配合比进行混凝土试配，试验结果可以看出：
掺量为35%、浓度为4.0%的废水对混凝土的抗折强度无明显影响。
对C30P8混凝土抗渗性能没有影响，对C30D50混凝土防冻性能没有明显影响。
3、结论：
3.1、废水替代部分混凝土拌合用水是可行的。
3.2、废水浓度、掺量不同，对不同强度等级的混凝土性能影响程度不同。
低标号混凝土可按不同强度等级、不同废水掺加比例使用废水，高标号混凝土不宜使用废水。
3.3、废水对混凝土性能的影响因所使用的原材料等条件不同有所差异，具体情况通过试验确定。
