利用攪拌站廢料漿配制混凝土的工作性能(共7頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上利用攪拌站廢料漿配制混凝土的工作性能和物理力學(xué)性能研究黃文君，李章建，張毅科，李云明(云南建工混凝土有限公司，云南 昆明 )摘 要：試驗(yàn)對(duì)攪拌站廢棄料漿進(jìn)行了物理化學(xué)試驗(yàn)研究，并將其摻入混凝土中，優(yōu)化配方，對(duì)其進(jìn)行混凝土工作性，力學(xué)性能等進(jìn)行研究，并進(jìn)行工程應(yīng)用試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明攪拌站廢料漿可以用于混凝土配制出C10C50等級(jí)的混凝土。關(guān)鍵字：廢料漿；混凝土；試驗(yàn)研究 1 引言商品混凝土具有技術(shù)質(zhì)量和環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，在全國(guó)大中城市得到了廣泛的推廣應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，昆明市2009年生產(chǎn)商品混凝土超過(guò)1000萬(wàn)m3。但是，水泥混凝土攪拌站在生產(chǎn)商品混凝土的過(guò)程中，產(chǎn)生了廢棄的混

2、凝土和清洗攪拌機(jī)和運(yùn)輸車的廢水。為減少?gòu)U物排放對(duì)環(huán)境的影響，混凝土企業(yè)通常安裝混凝土分離回收設(shè)備對(duì)廢棄的混凝土沖洗后分離出砂石料回收利用，然而廢棄的料漿則是沉淀后有待處理。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)年生產(chǎn)能力為10萬(wàn)立方的混凝土攪拌站，僅清洗混凝土攪拌運(yùn)輸設(shè)備（60車次）所形成的漿水每天高達(dá)2040立方，其中每清洗一輛混凝土運(yùn)輸車平均需要0.761.1立方的水，由于清洗后的廢水里含有膠凝材料強(qiáng)堿性物質(zhì)，PH值高達(dá)1214，且不溶物含量約為30005000mg/L。國(guó)內(nèi)已有研究將攪拌站廢料漿回收利用生產(chǎn)混凝土的報(bào)道，由于混凝土材料的地域性和生產(chǎn)企業(yè)的特點(diǎn)各不相同，研究成果并不能簡(jiǎn)單地直接引用。本文對(duì)云南建工混

3、凝土有限公司混凝土生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢料漿進(jìn)行了物理力學(xué)性能分析，研究了利用廢料漿配制混凝土的工作性能和抗壓強(qiáng)度，并開(kāi)展了工程應(yīng)用。2 原材料及試驗(yàn)方法2.1 原材料水泥：云南東駿P.O42.5水泥,主要化學(xué)物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1；礦渣：云南昆鋼嘉華S75礦渣；粉煤灰：昆明電廠二級(jí)粉煤灰，需水量比101%，45µm篩余28%；砂、石：云南建工砂石料廠，人工砂，531.5連續(xù)級(jí)配人工碎石；外加劑：云南建工JG-3型萘系復(fù)合外加劑，含固量為29.5%，減水率15%；表1 水泥技術(shù)指標(biāo)80µm篩余%比表面積m2/kg安定性試餅法三氧化硫%氧化鎂%凝結(jié)時(shí)間h:min燒失量%混合材摻入量%抗

4、折強(qiáng)度Mpa抗壓強(qiáng)度Mpa初凝終凝3天28天3天28天0.6330合格2.401.682：404：162.139.584.89.024.355.32.2 試驗(yàn)方法及配比以下實(shí)驗(yàn)，密度測(cè)定根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T2008-1994水泥密度測(cè)定方法進(jìn)行，細(xì)度測(cè)定根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1345-2005水泥細(xì)度檢驗(yàn)方法進(jìn)行，凈漿流動(dòng)度根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8077-2000混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法進(jìn)行，比表面積測(cè)定根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T8074-2008水泥比表面積測(cè)定方法（勃氏法）進(jìn)行，廢料漿的密度和含固量實(shí)驗(yàn)是采用GB/T8077-2000混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗(yàn)方法中的試驗(yàn)方法進(jìn)行，亞甲藍(lán)實(shí)驗(yàn)是根據(jù)行業(yè)

5、標(biāo)準(zhǔn)JGJ52-2006普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，具體性能指標(biāo)見(jiàn)表4混凝土試配按照表2的配合比進(jìn)行，廢料漿的摻入量分別為0-25 kg/m3（25%含固量）和0-20 kg/m3（35%含固量），保持水膠比不變，擴(kuò)展度是測(cè)試混凝土拌合物的塌落度后的攤開(kāi)的直徑平均值，測(cè)試了混凝土新拌以及30分鐘、60分鐘和90分鐘后的塌落度和擴(kuò)展度。混凝土取樣制作、養(yǎng)護(hù)和抗壓強(qiáng)度檢測(cè)等按照GB/T50081-普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。表2 試驗(yàn)配合比強(qiáng)度等級(jí)水膠比膠材（kg/m3）水(kg/m3)水泥(kg/m3)煤灰摻量%礦渣摻量%外加劑摻量%C100.842361981184010

6、1.4C200.5833319320030101.6C300.4740819026525101.8C400.4046318732420102.1C500.3551418238615102.42.3 混凝土廢料漿的試驗(yàn)分析 使用5L的容量桶，分三次取樣（三次取樣從廢料池中取出，濃度與平時(shí)清洗車時(shí)所排出的廢料漿濃度接近）稱重測(cè)其密度及烘干稱其干料重量。其試驗(yàn)結(jié)果如下：測(cè)定25%含固的廢料漿密度大約在1165±5 g/L之間，35%含固的廢料漿密度在1250±5 g/L，取樣待用。干粉系列試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。表3 廢料漿干粉實(shí)驗(yàn)結(jié)果密度g/ml比表面積m2/kg細(xì)度%亞甲藍(lán)實(shí)驗(yàn)MB值

7、凈漿流動(dòng)度廢料漿摻量%水泥摻量%水膠比外加劑摻量%0minmm30minmm2.2670.944.51.015850.351.6260240廢料漿進(jìn)行亞甲藍(lán)試驗(yàn)，MB=1.0，證明廢料漿是以石粉含量為主的。3 試驗(yàn)結(jié)果及分析3.1 含固量25% 的廢料漿配制C30混凝土 表4 列出了用25% 含固量廢料漿配制的C30混凝土工作性能情況。隨著廢料漿從0kg/m3增加到25 kg/m3，初始坍落度在180mm±20mm，可以認(rèn)為廢料漿對(duì)混凝土的坍落度沒(méi)有明顯的影響。然而，當(dāng)廢料漿從0kg/m3增加到15kg/m3，初始擴(kuò)展度下降明顯，從450mm 可以減小到305mm，顯示廢料漿的摻量增

8、加主要影響的是擴(kuò)展度?？墒?，當(dāng)廢料漿增加到25 kg/m3時(shí)，坍落度和擴(kuò)展度和基準(zhǔn)混凝土基本一致，而且和易性較好，表明廢料漿摻量的進(jìn)一步增加，可能并不降低混凝土拌合物的工作性，這可能是料漿增加到一定程度時(shí)，對(duì)混凝土工作性的改善得到明顯體現(xiàn)，同樣經(jīng)時(shí)損失的坍落度和擴(kuò)展度和初始的損失規(guī)律基本一致，說(shuō)明C30等級(jí)混凝土摻入25kg25%含固的廢料漿對(duì)混凝土工作性基本無(wú)影響。表4 C30混凝土25%含固料漿試驗(yàn)編號(hào)外加劑種類%外加劑摻量%摻入料漿量kg坍落度/mm擴(kuò)展度/mm和易性/mm30分鐘坍落度損失/mm30分鐘擴(kuò)展度/mm60分鐘坍落度損失/mm60分鐘擴(kuò)展度/mm90分鐘坍落度損失/mm90

9、分鐘擴(kuò)展度/mm120分鐘坍落度損失/mm擴(kuò)展度/mmV30-1JG-32.00%0180450輕微離析170450190365185375200410V30-25175360良好150320145300120280100220V30-310170340良好170310150320150200135150V30-415185305良好170280155260140240130200V30-520200380良好175310160275120260110190V30-625190450良好180420170400165380160370圖1 混凝土工作性損失表3.2 含固量35% 的廢料漿配制C

10、30混凝土 摻入35%含固的料漿，共試配6盤(pán)混凝土，試配情況如下圖所示：圖2 C30混凝土35%含固料漿工作性由上圖可以看出，隨著廢料漿從0kg/m3增加到25 kg/m3，同樣初始坍落度在180mm±20mm，可以認(rèn)為廢料漿對(duì)混凝土的坍落度沒(méi)有明顯的影響。然而，當(dāng)廢料漿從0kg/m3增加到5kg/m3，初始擴(kuò)展度有所增加，但當(dāng)廢料漿從5kg/m3增加到25kg/m3，擴(kuò)展度下降明顯，從510mm 減小到340mm，顯示廢料漿的摻量增加主要影響的是擴(kuò)展度。說(shuō)明C30等級(jí)混凝土摻入25kg35%含固廢料漿對(duì)混凝土工作性影響不大。對(duì)兩次試配的混凝土進(jìn)行總體比較，除了少量的試驗(yàn)誤差外，比較

11、容易發(fā)現(xiàn)，一般摻入25%含固料漿量在25KG的時(shí)候混凝土的工作性最好，混凝土的坍落度損失也不大，之前的差異性不太明顯，35%含固料漿量在15KG的時(shí)候混凝土的工作性最好，混凝土的坍落度損失也不大，之前的差異性不太明顯，之后的坍落度隨料漿的增加而變差；坍落度的延時(shí)損失方面，隨著料漿的加入及料漿量的增加，坍落度延時(shí)損失越來(lái)越大，越來(lái)越明顯。通過(guò)計(jì)算可知，2者帶入的料漿干粉量差異不大，即C30混凝土加入57公斤料漿干粉對(duì)混凝土工作性影響最小。下面是兩次試配的混凝土強(qiáng)度強(qiáng)度分析圖： 圖3 C30混凝土25%含固強(qiáng)度及摻量圖4 C30混凝土35%含固強(qiáng)度及摻量分析上圖，3天強(qiáng)度均在15MPa以上，7天強(qiáng)

12、度均在26MPa以上，含固量為25%的混凝土強(qiáng)度普遍高于含固量為35%的混凝土，隨著料漿量的增加對(duì)早期強(qiáng)度的影響并不明顯，28天強(qiáng)度摻入料漿后，無(wú)論摻量及稠度，對(duì)28天強(qiáng)度影響極小。兩次試配都有一個(gè)共同的特點(diǎn)即加入料漿的混凝土強(qiáng)度都高于基準(zhǔn)配方拌制的混凝土強(qiáng)度，并且強(qiáng)度有隨料漿摻量增加而升高趨勢(shì)?？偟膩?lái)看，隨著料漿的增加，混凝土的早期強(qiáng)度及28天強(qiáng)度影響極小，甚至有所增加，和易性也有明顯的改善，粘聚性更好，但坍落度變小，且損失大。分析導(dǎo)致此種結(jié)果的原因是料漿中的粉末增加了混凝土中各種材料的總比表面積，導(dǎo)致用水量的增大；料漿中含有水泥、煤灰、礦渣未水化完的活性成分，對(duì)混凝土的強(qiáng)度有增加。3.3

13、固含量35%的廢料漿配制C10-C50五個(gè)等級(jí)的混凝土本次試配將料漿摻入C10C50等級(jí)混凝土進(jìn)行試配。每方混凝土中摻入15kg料漿，同時(shí)考慮生產(chǎn)廢料漿每天的排放量及用水量計(jì)算，每天可用的料漿稠度<35%，為了在今后生產(chǎn)中更有利于保證質(zhì)量，這次試配料漿固含量取上限35%。在以前試配的基礎(chǔ)上進(jìn)行廢料漿的二次試配，試配對(duì)C10、C20、C30、C40、C50五個(gè)等級(jí)的混凝土基準(zhǔn)配方及外摻料漿15kg固含量35%的混凝土做對(duì)比。圖5 新拌混凝土工作性能對(duì)比圖圖6 混凝土強(qiáng)度對(duì)比圖從上圖來(lái)看，摻入料漿后都對(duì)坍落度產(chǎn)生不同程度的影響，除C20外，可以看出等級(jí)越低影響越大。從和易性看，粘聚性更好，但

14、坍落度變小，且損失大。加入料漿后，混凝土粉末含量增大，比表面積增大，增加了混凝土的需水量，從而對(duì)坍落度及擴(kuò)散度產(chǎn)生影響。早期強(qiáng)度及和易性來(lái)看，由于外加劑與水泥適應(yīng)性不好，坍落度無(wú)論加入料漿配方還是基準(zhǔn)配方總體太小，雖然加入料漿的混凝土和易性較基準(zhǔn)的小，但強(qiáng)度較為理想。只要外加劑與水泥的適應(yīng)性足夠好的話，拌制的混凝土就能滿足施工性能。從28天強(qiáng)度方面來(lái)看，前三次試配的配方相同，強(qiáng)度變化不大，基本上在±2Mpa之間變化，最后一次的是基準(zhǔn)配方，強(qiáng)度基本上與摻廢料漿的持平或稍微高一點(diǎn)。4 工程應(yīng)用試配C30混凝土，工程試用了60方混凝土，試配方法是用固含量35%的泥漿以每方混凝土10KG的量

15、攪拌，到工地后混凝土工作性良好；28天后到工地跟蹤察看，所澆結(jié)構(gòu)良好。同時(shí)對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行試壓，每方加入十公斤濕料漿對(duì)強(qiáng)度無(wú)影響，和易性也和基準(zhǔn)配方差異不大，加濕料漿的混凝土比基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度稍好些。由以上分析得出初步結(jié)論：廢料漿配制混凝土，加入廢料漿固含量可控制在（30±5）%范圍內(nèi)，由早期強(qiáng)度和和易性，混凝土坍落度損失可比較得出廢料漿摻量在每方混凝土1015KG時(shí)混凝土的綜合性能最好。同時(shí)對(duì)如何使用料漿的建議如下：進(jìn)入攪拌池地漿水為了防止沉淀凝固，需要通過(guò)一內(nèi)置攪拌器的作用，攪拌器的工作為間歇式，方便漿水充分澄清過(guò)濾進(jìn)入澄清池，達(dá)到漿水分離的目的。分離出的料漿在連續(xù)的攪拌器的作用下，再通過(guò)高壓污水泵輸送到攪拌樓中待計(jì)量再利用。還應(yīng)注意料漿在輸送管道中沉淀導(dǎo)致堵塞以至影響生產(chǎn)。5 結(jié)論通過(guò)試配和模擬生產(chǎn)結(jié)果分析，攪拌站廢料漿可應(yīng)用于混凝土中。應(yīng)用等級(jí)C10C50。(1)料漿摻入混凝土后，對(duì)混凝土的工作性和強(qiáng)度有一定的影響，但可以采取些有效措施來(lái)控制混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量。(2)在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)