陳亮

（廣西尖鷹混凝土有限責(zé)任公司，廣西河池 547000）

如今，我國(guó)水資源越來(lái)越匱乏，在混凝土生產(chǎn)領(lǐng)域，攪拌站將飲用水作為拌和水，浪費(fèi)水資源，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生很多廢水，造成一定程度的環(huán)境污染。在這種情況下，若能在混凝土制備過(guò)程中使用攪拌站的廢水，則可以在減少水資源消耗的基礎(chǔ)上，減輕環(huán)境污染，但廢水的使用是否會(huì)對(duì)混凝土性能造成不利影響，還需要通過(guò)專門的試驗(yàn)確定。

1 試驗(yàn)材料

（1）水泥主要采用P.O42.5 級(jí)水泥，水泥的基本性能指標(biāo)包括：①細(xì)度為1.3%；②達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)的用水量為25.6%；③初凝時(shí)間為160min，終凝時(shí)間為207min；④3d 抗折強(qiáng)度為6.1MPa，28d 抗折強(qiáng)度為8.6MPa；⑤3d 抗壓強(qiáng)度為31.7MPa，28d抗壓強(qiáng)度為50.0MPa；⑥安定性滿足要求。

（2）細(xì)骨料采用中砂，其細(xì)度模數(shù)為2.1，含泥量為2.9%；粗骨料采用粒徑在5~31.5mm 范圍內(nèi)的卵石，連續(xù)級(jí)配，含泥量和針片狀顆粒含量分別為1.3%、2%，壓碎指標(biāo)為5%[1]。

（3）砂采用ISO 標(biāo)準(zhǔn)砂。

（4）外加劑以高效減水劑為主，其固體含量為18.5%。

（5）摻合料采用粉煤灰和礦渣粉，其中，粉煤灰為II 級(jí)粉煤灰，礦渣粉的比表面積為455m2/kg。

（6）水采用沖地和攪拌車沖洗后的廢水及攪拌機(jī)與從廢棄混凝土中分離出來(lái)的水，使用前先在沉淀池進(jìn)行沉淀處理，然后分成1%、2%和3%三種濃度，再分別混合pH 等于7 的自來(lái)水，制成試驗(yàn)用水。所用廢水的基本性能指標(biāo)包括濃度為1%的廢水，其pH 為12.0，密度為1.006kg/m3，硫酸根離子含量為20.6mg/L，氯離子含量為6×10-4%；濃度為2%的廢水，其pH 為13.0，密度為1.013kg/m3，硫酸根離子含量為30.5mg/L，氯離子含量為6×10-4%；濃度為3%的廢水，其pH 為13.0，密度為1.021kg/m3，硫酸根離子含量為24.9mg/L，氯離子含量為7×10-4%。

2 試驗(yàn)方法

廢水濃度及pH 都按照混凝土拌和用水相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，氯離子含量測(cè)定需按照水質(zhì)氯化物相關(guān)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，而硫酸根離子含量也要按照水質(zhì)硫酸鹽相關(guān)規(guī)定測(cè)試。膠砂流動(dòng)性需采用專門的方法通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)確定。水泥達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度所需用水量、水泥安定性及凝結(jié)時(shí)間都要按照標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)。在膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)先按照1:1.5 的膠砂比和0.35 的水膠比制作尺寸為（40×40×160）mm 的標(biāo)準(zhǔn)試樣，制作完成后將其放到養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)連續(xù)養(yǎng)護(hù)1d 的時(shí)間，養(yǎng)護(hù)完成后脫除模板再予以標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，直至達(dá)到齡期。對(duì)于混凝土試件強(qiáng)度，需按照標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法檢測(cè)確定[2]。

3 試驗(yàn)結(jié)果和分析

3.1 膠砂流動(dòng)度

廢水的不同摻量和膠砂流動(dòng)度之間的關(guān)系如圖1 所示。無(wú)論采用哪種濃度廢水的混凝土試件，其膠砂流動(dòng)度都比基準(zhǔn)試樣低，其主要原因?yàn)閺U水當(dāng)中所含固體懸浮物的細(xì)度相對(duì)較低，而且具有吸附性。在這種情況下，當(dāng)用水量完全相同時(shí)，無(wú)論摻加多少?gòu)U水，都會(huì)使膠砂流動(dòng)度明顯降低。

3.2 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)的用水量及凝結(jié)時(shí)間

當(dāng)廢水摻加數(shù)量增加時(shí)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)的用水量將明顯變大。這是因?yàn)樵趶U水中含有很多懸浮狀態(tài)的顆粒，采用沉淀池?zé)o法沉淀，使集料自身總表面積明顯增加，進(jìn)而使達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)的用水量變大。此外，顆粒本身會(huì)吸水，使用水量有一定的增加。相較于清水試驗(yàn)組，摻加廢水后的試件，其初凝與終凝時(shí)間都會(huì)增加，而且當(dāng)廢水的摻加量增加時(shí)，緩凝時(shí)間明顯加長(zhǎng)，即便如此，整體可以達(dá)到相關(guān)規(guī)定提出的要求。對(duì)于摻加了濃度為1%廢水的混凝土試件，其凝結(jié)時(shí)間表現(xiàn)為先增大后減小，整體變化幅度并不明顯，但比基準(zhǔn)試件對(duì)應(yīng)的初凝與終凝時(shí)間較長(zhǎng)；對(duì)于摻加了濃度為2%廢水的混凝土試件，當(dāng)廢水摻加量增加時(shí)，凝結(jié)時(shí)間表現(xiàn)為先減小后增大；對(duì)于摻加了濃度為3%廢水的混凝土試件，其緩凝時(shí)間為最長(zhǎng)。產(chǎn)生以上表現(xiàn)的原因?yàn)闇p水劑中含有一定量的緩凝組分，這樣會(huì)使廢水得到緩凝，水中所含的懸浮狀態(tài)水泥會(huì)對(duì)外加劑予以吸附，促使緩凝組分開始釋放。另外，由于廢水pH 相對(duì)較大，具有很強(qiáng)的堿性，這會(huì)對(duì)水泥的水化造成明顯抑制作用。綜合上述因素，均會(huì)對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間造成影響，導(dǎo)致凝結(jié)時(shí)間明顯延長(zhǎng)[3]。

表1 混凝土自身力學(xué)性能受廢水摻量因素的影響

圖1 廢水的不同摻量和膠砂流動(dòng)度之間的關(guān)系

3.3 膠砂強(qiáng)度

采用濃度有所不同的廢水時(shí)，試塊自身膠結(jié)強(qiáng)度受到的影響也有明顯不同。當(dāng)采用濃度為1%的廢水時(shí)，3d 和7d 抗壓強(qiáng)度均伴隨廢水摻加數(shù)量不斷增加表現(xiàn)出先減小后增大的規(guī)律，但整體強(qiáng)度比基準(zhǔn)試件要小，當(dāng)廢水摻加數(shù)量達(dá)到100%時(shí)，其28d抗壓強(qiáng)度將比基準(zhǔn)試件大，由此可見，100%就是最佳的廢水摻加量。而當(dāng)采用濃度為2%和3%的廢水時(shí)，最佳摻加量為80%。廢水主要是通過(guò)對(duì)廢棄漿料進(jìn)行的沉淀獲得的，難免含有一些水泥等活性成分，其細(xì)度相對(duì)較小，大部分活性物質(zhì)都以惰性摻合料存在于試件當(dāng)中，其他部分則會(huì)被堿性物質(zhì)激發(fā)，變成膠凝，這樣能對(duì)體系孔結(jié)構(gòu)予以改善，提高試件整體密實(shí)程度，進(jìn)而增加試件強(qiáng)度，包括早期與后期強(qiáng)度[4]。

3.4 混凝土生產(chǎn)

在明確了廢水可能對(duì)水泥性能造成的影響后，為進(jìn)一步掌握廢水可能對(duì)混凝土性能造成的影響，使用1%濃度廢水進(jìn)行強(qiáng)度等級(jí)為C60 的混凝土的生產(chǎn)制備，其配合比為水:水泥:粉煤灰:礦粉:細(xì)骨料:粗骨料=150:365:85:50:600:1150，此外按照2.5%的用量摻加外加劑。混凝土自身力學(xué)性能受廢水摻量因素的影響如表1 所示[5]。

從表1 結(jié)果可知，當(dāng)廢水摻量增加時(shí)，試件抗壓強(qiáng)度表現(xiàn)為先增后減，當(dāng)廢水的摻加量為80%時(shí)，試件的抗壓強(qiáng)度為最高。從整體結(jié)果看，無(wú)論廢水摻加量如何，試件強(qiáng)度都能滿足設(shè)計(jì)要求，這說(shuō)明廢水完全可以取代自來(lái)水作為混凝土的拌和水，以此在節(jié)約資源的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出符合要求的混凝土[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)試驗(yàn)可知，摻加廢水后，水泥自身膠砂流動(dòng)度比基準(zhǔn)試件小，但變化幅度并不大，因廢水中含有一定量的懸浮顆粒，所以當(dāng)廢水摻加量增加時(shí)，水泥達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度所需用水量增明顯增加，使凝結(jié)時(shí)間變長(zhǎng)，但仍然可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；不同濃度廢水對(duì)試塊的應(yīng)用有所不同，整體來(lái)看，當(dāng)使用濃度為1%的廢水時(shí)，其最佳摻量為100%，而使用濃度為2%和3%的廢水時(shí)，最佳摻量都是80%。當(dāng)使用濃度為1%的廢水生產(chǎn)制備C60混凝土?xí)r，無(wú)論廢水的摻加量多少，拌和物各項(xiàng)力學(xué)性能都能達(dá)到要求，而當(dāng)摻加80%的廢水時(shí)，拌和物抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到最高，這說(shuō)明廢水完全可以取代自來(lái)水作為混凝土的拌和水使用。