盛思仲，王曉芳，許兆祥，劉建國

（1.南京友西科技有限責任公司，江蘇南京210019；2.天津?qū)氊S混凝土管樁有限公司，天津301600）

管樁余漿的合理開發(fā)利用

盛思仲1，王曉芳1，許兆祥2，劉建國1

（1.南京友西科技有限責任公司，江蘇南京210019；2.天津?qū)氊S混凝土管樁有限公司，天津301600）

對管樁余漿常用的幾種回收利用方法作了分析對比，提出了較為完善的余漿干法利用方法，將余漿固化后經(jīng)破碎、烘干、粉磨，再用作混凝土的摻合料，更加有利于發(fā)揮余漿的潛在活性。

管樁余漿；回收利用；混凝土摻合料

預應力高強混凝土管樁由于其獨特的優(yōu)越性，發(fā)展很快，據(jù)統(tǒng)計，僅2012年我國混凝土管樁產(chǎn)量達3.8億m，混凝土量達1.1億m3。管樁余漿是指管樁生產(chǎn)過程中經(jīng)離心成型工序后排出的廢漿液，1 m3管樁混凝土平均排放0.05 m3余漿，重90 kg，余漿中固形物主要由水泥、礦粉或磨細硅砂粉摻合料和少量粉砂組成，因含有大量的堿性物質(zhì)，任其排放必將產(chǎn)生嚴重的環(huán)境污染，全國管樁廠排放的余漿總量達到1 000萬t，數(shù)量巨大。

為了解決管樁余漿的污染問題，有多種回收處理措施，但都存在這樣或那樣的問題，在進行分析比較以后，提出較為合理的回收處理技術，以充分發(fā)揮余漿的潛在活性。

1 管樁混凝土余漿常用的幾種回收利用方法

余漿回收利用有干法和濕法二種，干法是將余漿凝結硬化后再處理，濕法是將余漿直接用于配制混凝土或混凝土制品。

1.1 余漿的干法利用

干法是將余漿凝結硬化后再破碎，可以用作生產(chǎn)輕質(zhì)混凝土砌塊的骨料，或作路基填料，這種方法用得很少，而且利用價值低，不能發(fā)揮余漿的潛能。

1.2 余漿的濕法利用

濕法是將余漿以漿體的形式用于生產(chǎn)混凝土或其他水泥制品，由于新鮮余漿會隨時間的延續(xù)而變得越來越稠，常常會使摻余漿混凝土或水泥制品的生產(chǎn)操作時間受到限制。根據(jù)其不同的使用對象，有以下幾種回收利用方法。

1.2.1 制磚或低標號混凝土制品

將余漿用于機制砂漿磚或低標號混凝土制品，通常需添加水泥等膠凝材料攪勻后再使用，便用時要密切監(jiān)控余漿的狀態(tài)，采用合理摻量，必要時加入少量緩凝劑，使用實踐表明，余漿用于制磚或低標號混凝土制品是可行的。

1.2.2 加氣混凝土砌塊

用磨細硅砂粉配制管樁混凝土分離出來的余漿，用于替代部分膠凝材料生產(chǎn)加氣混凝土砌塊，已在廣東一些廠家試用，是完全可行的，可以取得比較明顯的經(jīng)濟效益。

1.2.3 商品混凝土

張雄等[1]用余漿替代20%～30%水泥配制C30泵送混凝土取得了不錯的效果，混凝土強度不降反升，工作性能良好，甚至出現(xiàn)流動性增大的效果。但未見在工程上應用。

1.2.4 余漿循環(huán)使用

余漿循環(huán)使用是將離心后的余漿先收集到余漿池內(nèi)，再加水調(diào)配不斷攪拌均化，而后將調(diào)配好的余漿液送入攪拌機內(nèi)配制混凝土生產(chǎn)管樁[2，3]。由于余漿用于制磚或低標號混凝土制品、加氣混凝土砌塊、商品混凝土等方面受到余漿停放時間和運距的限制，影響了管樁廠余漿的流通，因此采用不多，而將余漿循環(huán)使用比較方便，目前應用較多。

2 余漿循環(huán)利用存在的問題

混凝土管樁采用的離心成型工藝，骨料分布不勻和漿液分離出來是不可避免的。管樁廠大多選用P·Ⅱ型水泥，還摻加了30%的礦粉或磨細硅砂粉，廣東地區(qū)以摻磨細硅砂粉居多，其他地區(qū)采用礦粉居多。因磨細硅砂粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生嚴重的粉塵污染問題（引發(fā)“矽肺”職業(yè)?。言谙拗粕a(chǎn)之列，正在逐步淘汰，因此，今后管樁生產(chǎn)還是要以礦粉摻合料為主。

目前管樁余漿中的主要膠結料成分為水泥和礦粉。廣東省一些管樁廠[4]對摻磨細硅砂粉余漿的研究較多，余漿的含固量在60%～70%，根據(jù)化學分析結果推算，余漿中水泥與磨細硅砂粉之比為6.5∶3.5，與配料的膠結料相比，磨細硅砂粉的含量要高一些。余漿循環(huán)使用時，通常每立方米混凝土中摻加余漿100～120 kg，取代60～70 kg膠結料，用礦粉摻合料的余漿，用量也與此相同。

2.1 余漿特性

2.1.1 水泥性能的變化

雖然一些廠家對余漿的化學成分作了分析，并由此推算余漿中的水泥含量，但這些“水泥”已不是原先的水泥。水泥加水后即發(fā)生水化反應，各礦物組分的水化速度也不同，不同規(guī)格的管樁，離心制度也不同，余漿的化學組分也有波動，余漿循環(huán)使用過程中，不斷有新鮮余漿補充，調(diào)配好的余漿也不斷抽走，很顯然，有一部分早期放入的余漿可能在余漿池中停留數(shù)小時之久，這部分水泥的水化程度也較高，活性損失也大，因此余漿的性能也是不穩(wěn)定的，用于配制C80管樁混凝土難于控制。

2.1.2 水泥活性損失快

水泥水化過程中逐漸生成具有膠結性能的水化產(chǎn)物，在余漿加水調(diào)配及停放過程中，要不停地攪拌以防沉淀，并保持漿液的均勻性，但是這種攪拌操作，加速了水泥顆粒表面水化產(chǎn)物的溶出，從而加快了水化反應的速度。而在普通混凝土中，水化產(chǎn)物沉積在水泥顆粒的表面，會延緩水泥繼續(xù)水化的速度。也就是說，余漿中的這些水泥轉(zhuǎn)化成水化產(chǎn)物的速度要快，因而活性損失就快，這也表現(xiàn)在余漿停放時間越長，漿液越稠，配制混凝土的強度越低，這也是用余漿配制的混凝土強度波動的重要原因。

2.1.3 環(huán)境污染

余漿的循環(huán)利用雖然解決了余漿對外界環(huán)境的污染問題，但是卻惡化了生產(chǎn)場地的環(huán)境，余漿在轉(zhuǎn)送過程中，不僅會引起輸送泵和管道的堵塞，還會造成新的污染。

綜上所述，余漿的循環(huán)利用存在諸多難以解決的問題，并不是一個完美的方法。

3 余漿回收利用新方法

管樁余漿回收利用的上述幾種方法，都存在這樣或那樣的問題，選擇一種好方法至關重要。余漿的回收利用不僅要解決余漿對外界環(huán)境的污染問題，而且還要最大限度發(fā)揮這些再生資源的潛在能量。

3.1 可行性分析

余漿中的有用組分為水泥、礦粉及其水化物；用磨細硅砂粉時，因其常溫條件下是非活性的，這時余漿為水泥及其水化物和磨細硅砂粉。對混凝土來說，這些都是有用組分。

（1）水泥水化物在水泥水化過程中起到“晶種”的作用，有利促進水泥的水化反應。

（2）余漿固化物粉磨后，水泥顆粒表面水化物被“剝離”，暴露了新鮮表面，使之活化，便于這些水泥顆粒進一步水化，提高了膠凝性能。

（3）含有磨細硅砂粉的余漿固化物中，雖然磨細硅砂粉不參與水化反應，但可以起到“微集料”效應，也是有用的。廣東某生產(chǎn)礦粉的廠商，在粉磨礦渣時添加了30%河砂，使用效果也不錯，正是“微集料”效應的結果。

（4）用廢棄混凝土生產(chǎn)再生微粉，這種再生微粉中含有大量雜質(zhì)，仍可用作混凝土的摻合料。很顯然，管樁余漿固化物要比這種用廢棄混凝土生產(chǎn)的再生微粉要好得多。

3.2 余漿的回收處理工序

余漿的回收處理工序見圖1。

圖1 余漿的回收處理工序

這種方法是將余漿的干法利用作了改進和完善，主要增加了烘干和粉磨工序，磨成比表面積400 m2/kg的粉末，作為混凝土摻合料使用。

余漿固化物經(jīng)碾壓破碎或顎式破碎機破碎后再烘干，每噸烘干物需煤10 kg，余漿固化物孔隙率大，易磨性好，經(jīng)水泥廠小磨機試驗表明，粉磨時間只需熟料的60%，粉磨電耗35 kW·h/t，連同烘干煤耗和破碎電耗在內(nèi)，約50元/t，因此加工成本不高。

3.3 試驗結果

取用管樁廠兩種不用配料的余漿，P·Ⅱ52.5水泥，摻合料分別為S95級礦粉和磨細硅砂粉（用河砂粉磨而成）。余漿經(jīng)固化、破碎、烘干和粉磨，比表面積分別為395 m2/kg和405 m2/kg，根據(jù)GB/T 18046-2000《用于水泥和混凝土中的粒狀高爐礦渣粉》標準，測定

表1 活性指數(shù)結果

從表1的測定結果可見，余漿固化物的活性指數(shù)達到了S95級的技術要求。

再進行混凝土對比試驗，試驗結果見表2。

表2 混凝土對比試驗結果

從表2的測定結果可以看出，不論用礦物還是磨細硅砂粉作為管樁混凝土的摻合料，所得余漿加工制作的摻合料可以替代S95礦粉，用于配制商品混凝土。

3.4 市場前景分析

隨著商品混凝土的發(fā)展，以及粉煤灰和礦粉摻合料的廣泛使用，原屬于廢棄物的粉煤灰和粒狀高爐礦渣等再生資源也變成了緊缺商品，現(xiàn)在大中城市甚至有些小城市的商品混凝土供應站已難于買到Ⅱ級干排粉煤灰，許多粉煤灰是用爐渣粉磨而成，有的甚至用濕排灰加工而成。礦渣資源也很短缺，不少廠商用大超量石灰石加到礦渣中粉磨。隨著我國產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整，大力發(fā)展清潔能源，粉煤灰和礦渣等再生資源會不斷減少，開辟新的混凝土摻合料資源也引起有關行業(yè)的高度重視。

以南京為例，混凝土管樁年用量達1 100萬m以上，產(chǎn)生的余漿有10萬t，可回收的固形物有6.5萬t，即可生產(chǎn)6.5萬t摻合料，可配制65萬m3商品混凝土，這也只能滿足部分市場需求，因此產(chǎn)品暢銷。

4 結語

管樁余漿既是一個污染源，也是一個不可多得的再生資源，合理利用才能發(fā)揮其潛能，現(xiàn)用的幾種回收利用方法往往受到多種條件限制，難于推廣。當前，采用余漿循環(huán)利用的還多一些，但也存在不少問題。

（1）余漿循環(huán)利用的關鍵在于余漿的滯留時間，做到先來先用，縮短余漿的滯留時間可以減少余漿應用過程中的一些問題，但是困難較多。

（2）余漿固化后用于加工成混凝土摻合物具有較多的優(yōu)點，可以貯存，集中加工使用，充分發(fā)揮了余漿固形物的潛在活性，加工成本低，市場前景好。

（3）將余漿加工處理后替代礦粉摻合料，可以更好地解決余漿的污染問題。

[1] 張雄.離心混凝土余漿配制C30泵送混凝土的試驗研究[J].粉煤灰綜合利用，2012(3):13-18.

[2] 魏宜嶺.PHC管樁余漿循環(huán)利用的方法和實踐[J].廣東建材，2006，20(3):12-13.

[3]馬嶸，蔣元海.管樁離心成型余漿循環(huán)再生產(chǎn)利用的工藝研究[J].嘉興學院學報，2008，20(6):58-63.

[4]黃紅建.管樁余漿的成分及其應用的研究[J].廣東建材，2005，20(12):103-105.

Exp loitation and utilization of waste pastes of PHC

SHENG Sizhong1,WANG Xiaofang1,XU Zhaoxiang2,LIU Jianguo1
（1.Nanjing UCScience and Technology Co.,Ltd.Nanjing 210019,China; 2.Tianjin Baofeng Concrete Pile Rod Ltd.Tianjin 301600,China）

This paper com pares several comm on recycle m ethods of w aste pastes of PHC and then puts forw ard a com paratively perfect dry using m ethod,through w hich,the w aste pastes of PHC can be used as concrete adm ixture after solidifying,crushing,drying and grinding,w hich is m uch m ore helpful for the potentialactivity of w aste pastes.

w aste pastes of PHC;recycle;concrete adm ixture

X799.1

：A

：1674-0912（2014）07-0042-03

2014-04-22）

盛思仲（1972-），男，安徽池州人，專科，工程師，專業(yè)方向：廢棄物綜合利用。