1、废弃混凝土的回收应用与分析 周业梅 赵海莲 武汉理工大学 中国一冶集团有限公司 摘 要： 本文针对混凝土搅拌站施工过程产生的大量废弃混凝土, 提出了用砂石分离机将废弃混凝土中废渣、废水分离出来, 再通过试验研究将废弃混凝土中废渣、废水回收再利用, 从而解决了工程施工生产过程中所产生的废弃混凝土的污染问题使其资源化、无害化, 节约资源, 增加效益。关键词： 废弃混凝土; 试验研究; 节能分析; 作者简介：周业梅 (1968 年 9 月生) , 女, 汉, 湖北人, 本科, 教授, 研究方向:建筑工程。基金：科研项目 武汉理工大学工程硕士阶段性研究成果随着我国经济的飞速发展, 混凝土在房屋建筑、道
2、路桥梁、地铁隧道建设中被大量采用, 使其成为人类生活质量和生态环境关系最密切的工程材料之一。但在工程施工生产过程中, 搅拌站、搅拌车、泵车等混凝土生产运输设备的清洗排放物和工程多余订购而废弃的混凝土, 含有大量的水泥、砂石等不溶物和有害化学成分, 若不加处理任意弃置, 势必造成环境污染和资源的巨大资浪费。因此对施工生产中所产生废弃物的回收利用, 是工程施工中治理环境污染、绿色节能必须要解决的重要问题。1 废弃混凝土回收利用主要工作原理及流程废弃混凝土的回收主要是通过砂石分离机对废弃、残余混凝土进行充分分离, 使之成为砂、石和水泥浆水。其工作流程为:将残留混凝土与水进入料槽后, 混合料浆经进料口
3、流入搅拌分离机, 同时连续注入循环水, 在水流的冲击下, 对残留混凝土进行充分清洗。清洗将残余料中的砂石分别分离出来。分离后的浆水进入一级沉淀池, 一级沉淀池经过一段时间沉淀后, 将其引入二级沉淀池, 二级沉淀池经过池中的搅拌器间歇周期性运转, 从而保持浆水的均匀, 再回收利用。2 废弃混凝土分析与试验研究2.1 胶砂试验将一级中的浆水经过砂石分离机分离出来的, 进入二级沉淀池, 对两池子中污水的浓度反复进行取样检测, 发现经过一级沉淀池沉淀后再引入二级沉淀池子中的污水, 其浓度均保持在 3%以内。而一级沉淀池中的污水浓度均在大于等于3%以上。按现行国家标准 GB/T17671水泥胶砂强度检验
4、方法 (ISO 法) 检验用不同浓度浆水与饮用水的胶砂强度比, 通过试验, 得出以下数据如表 1。表 1 水泥胶砂强度强度 下载原表 由试验结果可知, 浆水浓度从 0%6%均符合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB175 的规定。被检验水样应与饮用水样进行水泥胶砂强度对比试验, 被检验水样配制的水泥胶砂 3d 和 28d 强度不应低于饮用水配制的水泥胶砂 3d 和 28d强度的 90%的规定。以此证明浓度达到百分之几的浆水可以直接被利用。2.2 混凝土强度试验结合以上数据, 用不同浓度的浆水与饮用水做了混凝土的对比试验。试验中四个试配都采用的是相同的 C30 配合比:水泥:砂:石子:矿粉:粉煤灰:水
5、:外加剂210760108560:100175:7.0 的配合比, 其具体试验结果如表 2。表 2 浆水浓度试配抗压 下载原表 由上述试验数据分析:当掺 6%浓度的浆水时试块的强度虽然能够满足要求, 但是其坍落度偏低。所以 6%浓度的浆水不适宜掺入混凝土中。而当浆水浓度小于等于 4%时, 对混凝土的坍落度、7 天及 28 天强度的影响不显著;但当浆水浓度达到 4%时以上时混凝土的坍落度明显下降, 严重影响了混凝土的工作性, 因此二级沉淀池中的浆水 (浓度在 3%以内) 经过一级沉淀池的沉淀后再引入二级池中是完全可以被生产全部消耗掉, 且不需对配合比进行调整。通过不定期对二级沉淀池中的水作浓度检
6、测, 当浓度在 1%以下时, 可以将其浇洒厂内地面、有效的防止了由于车辆进出时造成的二次扬尘污染。3 回收泥浆水中的物质对混凝土耐久性的影响3.1 物质分析泥浆水中的物质来自拌制混凝土的原材料, 即水泥、砂、石、外加剂、掺合料。运输车中残留的混凝土经冲洗后, 经过回收设备分离后绝大部分粗骨料被分离出去, 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。3.2 耐久性分析为不影响混凝土的耐久性指标, 根据 2006 年 12 月 1 日实施混凝土用水标准(JGJ63-2006) 的规定, 对 4%浓度的浆水进行了化学检测分析,
7、其结果中一级、二级沉淀池中的泥浆水只要控制在 (4%浓度的范围内) 其耐久性的技术指标不仅符合且远低于相关国家标准中的要求。使用 4%浓度范围以内的污水完全不影响预应力混凝土, 钢筋混凝土, 素混凝土等的耐久性。4 效益分析按某混凝土搅拌站年产 18 万立方混凝土计算, 每月的产量为 1.5 万立方米 (按一年生产 320 天计算) , 每天生产 562 立方混凝土, 以 8 立方的搅拌车为例, 若每天发 562870 车, 按每发 6 车混凝土洗车一次计算, 需洗车 70612次。根据 JG/T5094-1997混凝土搅拌运输车的规定, 搅拌车的出料残留率约 35%。这里且按 3.5%计算,
8、 洗车 12 次会洗刷掉 1283.5%=3.3 立方混凝土。按 C30 配合比, 粗骨料 770+1060=1830KG/M 来算, 3.31830=6039KG。则3.3 立方混凝土中每天大约平均可回收 6 吨左右的砂石, 按每吨砂 40 元来计算, 则每年回收砂石带来直接经济收益为 640320=76800 元。根据以上数据可以看出, 经过砂石分离机分离出来的砂石、废水及固体浆料通过回收后再利用, 一个 18 万立方混凝土生产企业一年仅混凝土搅拌车一项可节约资源近 8 万元, 不仅减少了废水、废渣的排放, 还增加了效益, 又保护了环境。5 结论(1) 经过砂石分离机分离出来的废水、废渣完
9、全符合相关国家标准, 可用于混凝土再生产:废弃混凝土中的废渣经回收后与料场中砂石混合再使用, 其强度几乎不受影响, 废水经过处理后, 可用于 C30 及 C30 以下配比所需。(2) 使用砂石分离机分离出来的废渣、废水经过处理后, 不仅为施工生产企业带来经济效益, 也产生了社会效益, 目前为大多数混凝土生产企业使用。参考文献1何勤, 谢曦, 刘凤源, 等.国内外废弃混凝土分离回收及应用技术J.新型建筑材料, 2013 (10) . 2李滟浩, 孙华银.废弃混凝土综合应用研究J.山东工业技术, 2016 (6) . 3庞耀垄.工程建设中废弃混凝土的回收利用研究J.交通运输研究, 2010 (8) . 4余青霖, 于云鹏, 吉鑫淼, 等.谈废弃混凝土的回收再利用途径J.山西建筑, 2017, 43 (12) . 5杨根宏, 杨松林, 曹达纯, 等.混凝土搅拌站废浆回收利用的研究与应用J.广东建材, 2013, 29 (9) .
