废水在混凝土中的合理利用

随着经济的快速发展和城市化进程的加速，水资源被污染越来越严重，混凝土搅拌站在正常的经营中会产生大量的废水泥浆。废水污泥是预拌混凝土搅拌站生产中产生的一种混凝土废弃料，很多在搅拌站的三级沉淀池中，包含洗车水、雨后的积水、没有水化的水泥、骨料和各种外加剂等。在当代，人类对环境越来越重视，“绿色环保”、“可持续发展战略”和“节能零排”等与环境协调发展的相关理念不断出现在建筑和混凝土行业，环保部门要求混凝土行业零排放也将是必然趋势。

对于混凝土公司来说，在清洗混凝土过程中，排放的废水中含有一定量的石头、砂子、水泥颗粒、矿粉渣、粉煤灰渣等，这些都是在搅拌混凝土时使用的原材料，我们通过对废水的酸碱度检测发现其PH值是显碱性，如果不进行及时有效的处理，不仅会污染周边的自然环境，还会受到环保部门的惩罚，混凝土公司管理层也认识到了问题的严重性，因此积极采取措施进行废水处理，目前普遍的处理方法是沉淀过滤，收集生产中排放的废水，之后将废水引人到多级沉淀池,沉淀过滤之后所得到的清水可以直接向外排放或再次使用，对于残留在沉淀内的废渣或污泥等一般付费交给专业的土方公司外运处理。这种方法虽然暂时满足了企业的燃眉之急，但运费也是不小的开支，而且还浪费了很多的砂石原材料，不利于绿色发展。很多搅拌站的废料都是堆积如山，例如：对某搅拌站所处理混凝土进行统计分析，他们年产量大约20万方，一年中所产生的废渣在4500吨以上，处理每吨废渣的最低费用为20元，这样一来一年处理废渣就需要投人9万元，如果企业把这9万元拿出来做环保，同时有效将废渣进行利用，那么企业的直接经济收人将会翻几番，从企业可持续发展的经济利益分析，改变废渣的处理方法，有效合理的对混凝土加工废水进行回收利用是利大于弊的。

本试验分析废水对混凝土的工作性能和力学强度的影响，找出最适宜的废水浆体浓度和掺量从而实行回收利用实现节能减排保护环境并使企业增效。

废水中含有多种细小固体颗粒：主要有水泥、矿物掺合料以及砂、石、泥粉粘土或淤泥颗粒及可溶性的无机盐和残留物及添加剂。因此，废水是含有Ca ²⁺ 、Na ⁺ 、K ⁺ 、OH ^- 、和SO ^2- 等离子和未水化的水泥、矿物掺合料、细砂、泥粉等的混合浑浊水溶液。

废水废浆离子含量测定主要依据DL/T5194-2004《水电水利工程地质勘察水质分析规程》的测试方法。

从表1、表2可以看出阳离子量最高的为 Ca ²⁺ ，阴离子含量最高为 OH ^- ，这两种离子主要是水泥的水化产物。

表1 废水化学成分

表2 废水阳离子含量分析

表3 废水阴离子含量分析

回收的废水浓度是极其不稳定的，假如用烘干的方法来测定它的浓度，不仅麻烦而且耗时很长。不过先测试密度再测试浓度的方法找出其中的关系就简化了浓度测定工作，测试数据见表4。

表4 废水密度与浓度测试数据

通过数学线性回归分析，显示废水密度与浓度有着明显的线性相关性，可以建立它的回归方程:

P%=147.9767ρ-147.6285

r=0.983

式中：

P———废水浓度；

ρ———废水密度。

建立公式后，物检化验人员测浓度时只需用密度计测量密度就可以知道废水的浓度，方便了知悉浓度的工作。

1、主要原材料

水泥：海螺P.II42.5R；28d强度为49.5MPa。

粉煤灰：沙角电厂II级粉煤灰，细度19%。

矿物掺和料：广东新泽建筑材料有限公司S95级磨细矿渣粉，28d活性指数≥95。

中砂：双洗砂，细度模数2.5，含泥量1.3%；石子：博罗5～25mm连续级配碎石，压碎值10%，含泥量1.0%。

外加剂：广州市洛美建材有限公司LM-S2缓凝型聚羧酸高效减水剂，减水率为28%。

2、试验方法

根据工地日均报单标号量发现C30标号占大部分，故选取C30配合比作为基准进行试验，试验要求塌落度控制在（200±20）mm；C30配合比：废水165kg，水泥190kg，矿渣粉70kg，煤灰70kg，中砂785kg，碎石1085kg，外加剂6kg。

在调制不同浓度的废水实验中发现废水浓度在10.5%以上即密度1.070以上在静止5分钟后废渣沉淀分层很快，考虑到生产使用废水会发生沉淀，故选取废水浓度为5.5%、6%、6.8%、7.6%、9.5%、10.5%试验，本试验暂时不考虑用废水中的废渣残留物取代胶材，仅当作取代砂率，同时调整废水用量确保水胶比不变。关于试配过程中废水对混凝土和易性的影响，单单只通过调整外加剂的掺量来调整混凝土的工作性能。

表5 不同浓度废水比对试验

根据表5试验数据分析:首先随着废水浓度的增高使用废水拌制的混凝土粘聚性均比基准的好，这主要是因为废水中含有大量的细小颗粒可以充当填充物，正好补充了骨料之间空缺，因此用废水搅拌的混凝土和易性、粘聚性更好，从3、7、28天抗压强度可以看出使用不同浓度的废水不会降低强度反而有增加抗压强度的趋势。

其次随着废水浓度的升高，混凝土坍落度和扩展度的塌损也越来越大。这是因为废水含有大量的未被水化的胶凝材料颗粒及少量细砂颗粒，这些颗粒表面及颗粒内部对水和外加剂的吸附能力很强，相同的掺量下当废水浓度达到7.5%以上时2小时保塌效果明显变差，但通过外加剂的掺量调整如：L6与L7和L8与L9相同的废水浓度不同的掺量初始状态和保塌明显优于前者。试验发现随着废水浓度的升高外加剂的掺量也要相应提高，这也使得混凝土的凝结时间比基准配合比稍长但影响不大。

综上全文数据考虑分析，废水总浓度控制在10%以内较为合理，在实际生产中应该遵守《预拌混凝土绿色生产及管理技术规程》JGJ/T328-2014中5.2.5条，生产废水、废浆不宜用于制备预应力混凝土、装饰混凝土、加气混凝土、高强混凝土和暴露于腐蚀环境的混凝土；不得用于制备使用碱活性或潜在碱活性骨料的混凝土。

我国商品混凝土搅拌站大部分以民营私营企业为主，要做到商品混凝土行业的绿色化、环保化，尤其是企业家和混凝土技术从业者要切切实实地深刻认识环保绿色理念，混凝土搅拌站由灰色变绿色，废料变骨料，废水零排放，会实现资源的再利用，有利于节省资源和能源，这不仅是环保部门对企业的要求也是企业发展的必然趋势，绿色、环保、可持续发展是社会也是人类锲而不舍的追求。