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    湖南汇旭搅拌站厂家LOGO图

     

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    混凝土污水回收的可行性分析

    内容提要: 为确保混凝土质量,C40以上强度等级的混凝土不建议使用浆水。C20以下混凝土可使用60%-70%的浆水,C20-C30混凝土可使用50%的浆水。

    产品详细介绍

    混凝土污水回收的可行性分析

      在社会飞速发展的进程中,节约资源,保护环境,维持社会的可?#20013;?#21457;展日益受到全社会的关注。作为构建社会基础设施建设的商品混凝土也迅猛发展。在快速发展的进程中,砂、石的重新利用和浆水的零排放成为生产企业的终极目标。

      我国建设部JGJ63-89《混凝土拌和用水》标准将混凝土拌和用水按水源分为六大类,分别为符合国家标准的生活饮用水、地表水(包括江、河、淡水湖中的水)、地下水(其中包括井水)、海水 、工业废水及混凝土生产厂预拌混凝土设备的浆水。标准规定混凝土构件厂、预拌混凝土搅拌站冲洗搅拌机和运输车的浆水,作为拌和用水是可以用于混凝土生产的,但要注意浆水所含水泥和外加剂?#20998;侄运?#25292;和混凝土的影响。

        用蒸馏水或饮用水与浆水对比进行水泥浆凝结时间实验,两者初凝和终凝时间差,均不应大于30min,其初凝时间和终凝时间还应符合水泥国家标准。配制的水泥砂浆或混凝土28天抗压强度比不应小于90%。拌和水?#26032;?#21270;物、硫化物、硫酸盐的含量应在限?#30340;冢?#35265;表1。

    表1  JGJ63-89拌和水物质含量限值


    表1  JGJ63-89拌和水物质含量限值 

    项目

    钢筋混凝土

    预应力钢筋混凝土

    素混凝土

    PH

    >4

    >4

    >4  

    不溶物mg/l

    <2000

    <2000

    <5000  

    可溶物mg/l

    <5000

    <2000

    <10000  

    CL-mg/l

    <500

    <1200

    <3500  

    SO42-mg/l

    <600

    <2700

    <2700  

    硫化物S2-mg/l

    <100

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    ------

        1.浆水中所含物质及其对混凝土性能产生影响的分析 

        一般来说混凝土是以水泥为胶结材料,用普通砂石为骨料,用水按一定比例拌和而成,为调节改善工艺性能?#22303;?#23398;性能还加入各种化学外加剂和磨吸矿质掺?#22303;稀?#27974;水中的物质来自拌制混凝土的原材料,即水泥、砂、石、外加剂、掺?#22303;稀?#36816;输车中残留的混凝土冲洗后,经过回收设备分离后绝大部分粗细骨料被分离出去,大于0.15mm颗粒已被除去。浆水中含有细小的水泥颗粒、骨料所带入粘土或淤泥颗粒,及可溶解的无机盐、外加剂离子等。 

         2.浆水中的物质分析 

        浆水中的离子来自水泥、外加剂及骨料所带入的极少量的硫酸盐、硫化物。水泥是由水泥熟料加入适量石膏,磨细制成的水硬性胶凝材料。水泥熟料是一种多矿物的聚集体,是由四种主要氧化物即CaO、Fe2O3、Al2O3、SiO2化合而成。在与水拌和后的极短瞬间,水泥的各个组分即发生复杂的物理、化学、力学与物理化学的变化。水泥离子开始溶解,熟料中含的碱也快速溶解,使纯水立即变为含有多种离子的溶?#28023;?#27877;浆溶液中主要离子有Ca2+、Na+、K+、OH-和SO2-,?#21512;?#20013;还有极少量的Al2O3、SiO2。因此可以认为浆水水溶液主要是含有Ca2+、Na+、K+、OH-和SO2-的溶液。 

        混凝土外加剂可以改善混凝土性能,是混凝土中不可缺少的组成部分。现在使用的外加剂常具有多种功能,其化学成分可以是有机物、无机物或二者的复合产品。一般情况下混凝土搅拌站在常温季节使用缓凝?#22270;?#27700;剂,冬施期间使用早强剂、防冻剂。缓凝性减水剂一般为表面活性剂,这些化合物以离子状态存在,吸附在水泥颗粒表面,能降低水的表面张力,起到分散、润滑和湿润作用。作为早强、防冻组分的氯盐会加强混凝土中钢筋的锈蚀,目前趋势是掺量减少,使用限量日益?#32454;瘛?#29616;在我们所使用的早强剂、防冻剂均不含氯盐。因此除外加剂带入的碱即Na+、K+外,浆水中的外加剂离子不会对混凝土产生有害的影响。在天然砂石中常含有害杂质,主要有泥、泥块、硫化物、硫酸盐。粗颗粒中含有有害杂质如粘土、淤泥、一些硫酸盐、硫化物等。砂石中的含泥量应符合JGJ52—92、JGJ53—92的规定,因此溶进浆水的泥量是非常微小的。

        3.浆水所含物质对混凝土产生影响的分析 

        浆水中影响混凝土性能的有害离子主要为Na+、K+、S2-和SO2-。硫酸盐会影响混凝土的耐久性。一方面当水泥石与含硫酸盐的水接触?#20445;?#29983;成二水石膏,二水石膏不但可在水泥石中结晶产生膨胀,也可以和水泥石中的水化铝酸?#21697;?#24212;生成水化硫铝酸钙,含有大量结晶水(膨胀性更大),对水泥石具有严重破坏作用。降低混凝土耐久性。另一方面SO2-对钢筋有腐蚀作用,特别是与预应力钢筋相接触?#20445;?#20135;生的腐蚀后果更为严重,往往导致预应力钢筋的脆性断裂。因此,对预应力混凝土拌和用水中的SO2-控制要?#32454;?#30340;多。硫化物会造成钢筋脆断。一些研究者认为,硫化氢与铁作用产生氢原子,导致钢筋脆断,即产生氢脆。研究发现,当硫化物含量为100mg/l?#20445;?#23601;达到有害程度。 

        关于碱骨料反应:当水泥含碱量?#32454;呤保?#22312;有水存在的条件下,水泥中的碱与混凝土骨料中的活性组分发生化学反应,使混凝土产生不均匀膨胀,导致混凝土出现裂缝,强度和弹性模量下降,从而威胁到工程的安全使用。碱骨料反应已引起世界各国的普遍关注,近年来,我国在预防碱骨料反应方面提出了相应的措施。根据工程所处环境进行分类,限定混凝土的总碱量,达到预防碱骨料反应的目的。现在各水泥厂家已将其生产的水泥的总碱量控制在0.6以下,以减少碱骨料反应的危害。水泥中的总碱量以当量Na2O计,即R2O=Na2O%+0.658K2O% 

        参加碱骨料反应的碱是指水泥、外加剂、掺?#22303;?#20013;的游离的Na+、K+含量。浆水中的Na+、K+来自水泥、外加剂、掺?#22303;希?#37027;么使用浆水带入每立方米混凝土的碱量有多少呢?每辆运输车1%的混凝土残料中水泥浆占其中的50%,计算得出所含碱量为:0.015%,其含量微乎其微,因此可以认为使用浆水不会增加碱骨料反应带来的危害。

        浆水中含有一定量的水泥浆,使水中含有一定量的不溶物。一般来说,混凝土运输车的残留混凝土量为0.5%,由此计算得出浆水中含泥浆的量应为2%-3%左右。而我们实际上测得的残留量大概在1%,实验室取样结果,水泥浆的浓度值基本都在4-6%。有关这部分没有活性的细粉对混凝土性能影响的问题,国外?#28304;?#36827;行过大量测试研究,结果表明,在4-6%范围内,不会影响混凝土的性能。我们按水泥浆浓度5%计算,加入每立方米混凝土中的细粉量7.5kg,相当于骨料提高1%的含泥量。这样总的含泥量也是小于我国砂石标准中对C30以下混凝土的含泥量规定的5%。 

        4.浆水水质的测定 

        根据以上分析,首先应取洗刷车的高峰期即每天交?#24433;?#21518;和非高峰期即不集中洗刷车时的洗车台中经过沉淀的澄清水进行测定,经检测机构检测,结果表明洗刷车中含有害离子的含量在洗刷车高峰期和非高峰期并没有明显差别,?#19994;?#20110;标准规定。 

        5.凝结时间差和抗压强度比的测定 

        凝结时间差的测定依据标准GB1346-1999《水泥标准稠度,凝结时间、安全性检验方法》,用饮用水和浆水分别进行水泥凝结时间实验,用水量采用饮用水时水泥标准稠度用水量,计算初凝和终凝时间差。以上实验结果表明:使用浆水对水泥凝结时间和抗压强度没有产生有害影响,其凝结时间差均在30分钟以内,且其初凝时间和终凝时间符合国家标准,3d和28d抗压强度比在90%以上。 

        6.浆水中的水泥浆对混凝土性能影响的研究 

        我们分别用不同水泥浆浓度和饮用水对比进行实验,使用相同配比、用水量、相同水泥、 相同外加剂、粉煤灰,不同强度等级(C20-C30)的样本量各10组,结果发现早期强度几乎没有差异,个别样本早期强度还略高于饮用水。后期强度相对于饮用水略低,但强度比都在90%以上。抗渗实验C30达到P6。 

        当水泥浆浓度达到10%以上?#20445;?#28151;凝土流动性明显差,增加用水量或外加剂后流动性?#25351;础?#22686;加用水量会导致强度降低,增加外加剂成本会提高。因此在流动性或坍落度不满足要求?#20445;?#19981;能用提高水量的方法调整。我们用浆水中细粉量等量取代粉煤灰,并补充细粉量一半的水泥,进行实验,结果证明效果不错。为检验用浆水混凝土的抗冻性能,我们按GBJ80-85《普通混凝土长期和耐久性能实验方法?#20998;?#30340;慢冻法进行了抗冻实验,冻融周期为50次循环,结果表明基本无抗压强度损失。 

        7.浆水的合理使用 

        大量的实验结果,证明浆水中离子量对混凝土不会造成有害影响。问题的关键是浆水中水泥浆,根据实验,将4%的浓度值定为安全使用值,当浓度高于4%?#20445;?#21487;以用两种方法解决:一是降低浆水使用量,补充部分清水;二是当浓度超过4%?#20445;?#19981;降低浆水使用量,超过部分的细粉量等量取代粉煤灰用量,并相应提高水泥量,以保证混凝土强度。实际生产中为确保混凝土质量,在使用时应注意以下问题: 

        1)?#38469;?#36136;量部门应根据实际生产情况,制定使用方案; 

        2)为确保混凝土质量,C40以上强度等级的混凝土不建议使用浆水。C20以下混凝土可使用60%-70%的浆水,C20-C30混凝土可使用50%的浆水。

        3)每天应对浆水中的不溶物进行不少于两次的浓度测定,根据浓度值调节使用量,或采取其他措施; 

        4)应?#23454;?#24310;长搅拌时间; 

        5)更换水泥、外加剂?#20998;?#21518;,应清空蓄水池,避免因水泥、外加剂不同而对拌和混凝土产生影响; 

        6)冬季期间。使用时应能保证混凝土出机温度,必须具备水加热和显示水温装置 

        综上所述,浆水的再利用非常值得混凝土行业?#22411;?#24191;,尤其在当今环境治理越来越受到重视的情况下,混凝土污水回收的合理使用是一件非常有意义的事,具有先进性、科学性。




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