商混站洗车废浆对湿拌砂浆性能影响的初探

来源:   发布时间:2023-09-27

摘要:本文通过实验研究了搅拌站洗车废浆对湿拌砂浆性能的影响,结果表明,洗车废浆中粉体的活性可以达到75%;随着湿拌砂浆中废浆的掺量的增加,砂浆的稠度损失率增加,砂浆保塑性变差、开放时间变短;砂浆的凝结时间也随着废浆掺量的增加而缩短;湿拌砂浆的抗压强度随着湿拌砂浆中废浆的用量的增加而增加;湿拌砂浆的保水率和拉伸粘结强度随湿拌砂浆中废水用的增加变化不明显;因此用废浆制备湿拌砂浆的初步试验结果表明用废浆制备湿拌砂浆是可行的,存在的最大问题就是如何减少废浆对湿拌砂浆凝结时间和保塑性能的影响。

关键词:洗车废浆、湿拌砂浆、回收利用、凝结时间、稠度损失

Abstract: In this paper, the influence of waste slurry from vehicle washing in mixing station on the performance of wet-mixed mortar is studied through experiments. The results show that the activity of powder in waste slurry from vehicle washing can reach 75%; as the amount of waste slurry in wet-mixed mortar increases, The consistency loss rate of the mortar increases, the plastic retention of the mortar becomes worse, and the opening time becomes shorter; the setting time of the mortar also shortens with the increase of the waste slurry; the compressive strength of the wet-mix mortar increases with the waste slurry in the wet-mix mortar The amount increases; the water retention rate and tensile bonding strength of wet-mixed mortar do not change significantly with the increase of waste water in wet-mixed mortar; therefore, the preliminary test results of using waste slurry to prepare wet-mixed mortar show that wet-mixed mortar is prepared with waste slurry Mortar is feasible, and the biggest problem is how to reduce the influence of waste slurry on the setting time and plastic retention of wet-mixed mortar.

Keywords: Waste car wash slurry, Wet mixed mortar, Recycling, Setting time, Consistency loss

0 前言

商品混凝土站在运输混凝土过程中为了防止混凝土在车鼓中结硬,平均每运输辆车混泥土料就需要清洗一次车鼓。清洗后的废渣废料(如砂、石等)通过砂石分离机分离后回收利用,但混凝土废浆水的利用率较低,废浆中的组分复杂,均匀性差,因此如何稳定高效的利用废浆存在一定的技术难点。以2020年公布的混凝土用量计算,全国搅拌站每年大概会产生3.29 亿吨的混凝土废浆水,目前大多数搅拌站的处理废浆的方法主要是将废浆经过沉淀、压滤处理将水进行回收利用,而压滤后的泥饼需花费额外的处理费和运输费委托专业固废处理公司进行处理。此种处理方法不够经济环保,不能将废浆实现搅拌站内部的循环再利用。

   搅拌站洗车废浆中含有的主要成分是拌和混凝土或者砂浆所用的粉体材料,粉体材料主要有水泥、煤灰、矿粉、石粉等粉体。废浆粉体是具有一定胶凝材料活性的,如果我们可以将废浆进行处理,将其实现胶材化利用,那么搅拌站处理废浆的成本会降低,同时也能将废浆实现搅拌站内部的循环利用。

本文通过实验,研究搅拌站废浆的活性以及了洗车废浆对湿拌砂浆的保塑性、保水率、抗压强度、拉伸粘结强度、凝结时间等的影响。为搅拌站废浆在湿拌砂浆中循环利用探索其可能性,发现废浆制备湿拌砂浆存在的问题。

1 试验

1.1 废浆中粉体活性的测定

废浆中粉体活性测定的方法主要根据JG/T 573-2020《混凝土和砂浆用再生微粉》中的再生微粉活性指数的测定方法测试[1]。按 GB/T  17671的规定进行胶砂的搅拌,按GB/T  17671的规定分别测定对比胶砂和受检胶砂的28D抗压强度;

微粉活性指数按下式计算,结果应精确至1 % 。

A=Rt/Ro*100%

式中:

A —— 再生微粉活性指数;

Rt —— 受检胶砂28d抗压强度,单位为兆帕( MPa) ;

Ro —— 对比胶砂28d抗压强度,单位为兆帕( MPa) 。

表1 胶砂配合比及强度结果

image.png


注:原材料中的水泥采用P42.5基准水泥,砂为标准砂,洗车废浆从广州穗番混凝土有限公司的废浆池中取样,并将稀浆浓缩至50%浓度。

    按照实验结果我们可以计算出从穗番混凝土公司取回的废浆中的粉料的活性指数有75.46%。

1.2废浆对湿拌砂浆性能影响试验

设计M10抹灰砂浆配合比试验,通过改变洗车废浆的在每方砂浆中的用量替代标准砂,研究洗车废浆对湿拌砂浆性能如:凝结时间、保塑性能、保水率、拉伸粘结强度、抗压强度等的影响,湿拌砂浆外加剂采用广东浪淘砂新型材料有限公司的调节剂LD-10N和砂胶LD-870,设计配合比如表2所示。

表2 M10再生砂粉湿拌砂浆配合比设计(单位:kg/m3)

image.png


注:原材料中的水泥采用P42.5基准水泥,石粉为石灰石粉,砂为标准砂,洗车废浆从广州穗番混凝土有限公司的废浆池中取样,并将稀浆浓缩至20%浓度。

1.3性能测试方法

湿拌砂浆性能测试依据建筑砂浆基本性能试验方法标准JGJ/T 70-2009[2],按照标准里面的方法测试湿拌砂浆的稠度损失率、凝结时间、拉伸粘结强度、保水率等。

2 结果与讨论

通过开展系统实验研究了湿拌砂浆在不同废浆掺量下的性能变化规律,通过初步试验,了解用废浆制备湿拌砂浆存在的主要问题。

2.1洗车废浆对湿拌砂浆8小时稠度损失率的影响

 图片1.png

 

 图1 废浆对湿拌砂浆8小时稠度损失率的影响

图1是湿拌砂浆中废水掺量对8小时稠度损失率的影响结果,结果表明,随着湿拌砂浆中废水掺量的增加湿拌砂浆的稠度损失度率变大,分析原因主要是废浆中含有20%的粉体,粉体具有一定的活性,且其中含有较多的水泥水化产物等会促进新拌砂浆中水泥的水化,从而是湿拌砂浆中的自由水变成结合水,砂浆的稠度变小,稠度损失率变大。胡立志等[3]研究了搅拌站废浆对水泥水化的影响,结果表明废液替代量增大加快水泥的水化速率并增快了C-S-H凝胶、钙矾石的形成。

2.2洗车废浆对湿拌砂浆凝结时间的影响

 图片2.png

 

图2 废浆对湿拌砂浆凝结时间的影响

图2是湿拌砂浆中废水掺量对凝结时间的影响结果,结果表明,随着湿拌砂浆中废水掺量的增加湿拌砂浆的凝结时间逐渐变短,分析原因主要是因为:1、20%的废浆呈强碱性,里面含有较多的水泥水化产物如氢氧化钙等,离子浓度较高,碱含量也较高。2、废浆中的粉体含量有20%的粉体,废浆中的粉体会竞争吸附调节剂分子,减少了新水泥颗粒粉对调节剂的吸附,因此调节剂不能起到很好的缓凝做用,从而湿拌砂浆的凝结时间会随着废浆掺量的增加而减小。王大伟等[4]研究了废浆体对C30、C40 混凝土性能影响,结果表明在C30、C40混凝土中掺加废浆体,当浓度为10wt% 取代60kg 清水,处于临界状态,当超过此掺量时,对混凝土性能影响较大。浆体浓度为15wt%时,浆体浓度过大,混凝土工作性能急剧下降,凝结时间缩短(即使增加0.2% 的外加剂,仍难于满足扩展度的要求)。

2.3 洗车废浆对湿拌砂浆抗压强度的影响

    

图片3.png 

图3 废浆对湿拌砂浆抗压强度的影响

图3 是湿拌砂浆中废水掺量对抗压性能的影响结果,结果表明,湿拌砂浆中随着废浆掺量的增加砂浆的抗压强度是呈增加趋势,其主要原因是因为,废浆中的粉料有具备胶凝材料活性,活性经过测试有75%左右,同时废浆中的粉体颗粒能将砂浆的孔隙填充,砂浆的密实性增大,因此,随着废浆掺量的增加,砂浆的抗压强度增大。SANDROLINI F [5]等人通过实验发现结果表明,用搅拌站废浆制备的砂浆和混凝土用的28天抗压强度不低于基准样的96%,高于prEN 1008法规中允许的最小值为 90%,在某些情况下甚至更好。此外,在混凝土中使用废浆水会减小混凝土和砂浆毛细管效应,使混凝土和砂浆的空间密实度更高,提高了混凝土和砂浆的耐久性,其原因是废浆水中存在大量的细粉可以起到很好的填充作用和轻微减少实际水灰比。

2.4洗车废浆对湿拌砂浆拉伸粘结强度及保水率的影响

  图片4.png

4 废浆对湿拌砂浆14天拉伸粘结强度的影响

图片5.png

图5 废浆对湿拌砂浆保水率的影响

图4 和图5是湿拌砂浆中废水掺量对拉伸粘结强度和砂浆保水率额影响结果,结果表明,湿拌砂浆中废水用量的增加对砂浆的拉伸粘结强度和保水率的影响很小。因此,用废水生产砂浆基本不会增加砂浆上墙后的空鼓率。

3 结论

本文通过实验研究了搅拌站洗车废浆对湿拌砂浆性能的影响,结果表明,洗车废浆中粉体的活性可以达到75%;随着湿拌砂浆中废浆的掺量的增加,砂浆的稠度损失率增加,砂浆保塑性变差、开放时间变短;砂浆的凝结时间也随着废浆掺量的增加而缩短;湿拌砂浆的抗压强度随着湿拌砂浆中废浆的用量的增加而增加;湿拌砂浆的保水率和拉伸粘结强度随湿拌砂浆中废水用的增加变化不明显;因此用废浆制备湿拌砂浆的初步试验结果表明用废浆制备湿拌砂浆是可行的,存在的最大问题就是如何减少废浆对湿拌砂浆凝结时间和保塑性能的影响。

通过初步的实验结果我们发现,用废水湿拌砂浆存在主要的问题是废水会是湿拌砂浆的稠度损失率加大,凝结时间严重缩短,实际应用过程中,用废水生产的砂浆,砂浆在工地会出现提前干硬情况,我们直接用污水生产湿拌砂浆会很容易出现大规模的砂浆质量问题,搅拌站会产生较严重的经济损失。

参考文献

[1] JG/T 573-2020. 混凝土和砂浆用再生微粉

[2] JGJ/T 70-2009. 建筑砂浆基本性能试验方法标准

[3] 胡立志,代飞,李伟青,戴银刚. 搅拌站废浆对水泥水化的影响[J]. 矿产综合利用,2019(5):102-106.

[4] 王大伟,李可运,樊毅,陈平. 废浆体对C30、C40混凝土性能影响的研究[J]. 四川建材,2020(6):3-9.

[5]SANDROLINI F,FRANZONI E.Waste wash water recycling in readymixed concrete plants[J].Cement and Concrete Research,2001,31(5):485-489.