来源：《混凝土》第二期
搅拌站废水作为混凝土拌和用水的试验研究张凯峰;姚源;赵世冉;刘康;王信鸽;刘行宇;101-103
【机构】 中建商品混凝土西安有限公司；
【摘要】 通过水泥净浆试验和胶砂试验,研究了不同浓度废水在不同掺量下对水泥标准稠度需水量、凝结时间及水泥砂浆流动度、强度影响规律。在此基础上研究了1%浓度下,不同掺量废水对C60混凝土强度的影响规律。结果表明:随着废水掺量增加,水泥胶砂的流动度降低,但降低幅度不大,凝结时间延长;不同浓度废水对胶砂试块强度影响规律不同,且存在最佳掺量。1%浓度下,废水掺量为80%时,C60混凝土抗压强度达到最高。
【关键词】 搅拌站废水； 浓度； 水泥； 混凝土； 性能；
0引言
目前，我国水资源日益匮乏，一方面，混凝土搅拌站大量利用饮用水作为混凝土拌合水，对水资源造成了极大的浪费[1]；另一方面，搅拌站在冲洗、搅拌、运输、清洗泵送设备及场地时会产生大量的搅拌站废水，对环境造成了较大的污染[2]。因此，将搅拌站废水与清水按一定比例混合作为混凝土拌合水，是提高混凝土废水资源化利用率的重要举措。混凝土搅拌站拌合水中残留有一定量的水泥、矿物掺和料及外加剂，pH值较高。已经有学者对搅拌站废水制备混凝土有了一定的研究，但大多集中在对较低强度（C20~C40）混凝土的研究[3]，对中高强度混凝土的研究较少。为综合考虑搅拌站废水对于水泥及混凝土的应用价值，试验研究了废水对水泥凝结、硬化以及强度的影响规律。并利用搅拌站废水制备了强度等级为C60的混凝土，研究了废水掺量对其强度的影响规律。
1试验原料
1.1原材料
（1）水泥：陕西冀东水泥生产的P·O 42.5水泥，其基本性能如表1所示。
表1水泥的基本性能
1.2 试验方法
废水的浓度，pH值测试参考JGJ63—《混凝土用水标准》，氯离子的测定参考GBT11896-1989《水质氯化物的测定方法》，硫酸根离子的测定参考标准GB11899-1989《水质硫酸盐的测定》。胶砂流动性参照GB/T2419-《水泥胶砂流动度测定方法》标准试验来测试。水泥标准稠度需水量、凝结时间和安定性试验参照GBT1346-《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》。胶砂强度实验按GB/T17671-《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》标准进行搅拌，其中胶砂比1:1.5，水胶比为0.35，成型尺寸为40mm×40mm×160mm，在标准恒温恒湿养护箱养护1d后脱模进行标准养护至龄期。混凝土强度按照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法》标准进行相关操作。
2试验结果及分析讨论
2.1对水泥胶砂流动度的影响
浓度分别为1%、2%和3%的废水以不同掺量加入到水泥砂浆中，其胶砂流动性试验结果如图1所示。
从图1中可以看出，掺不同浓度废水试件的胶砂流动性，相较于基准试样的流动度，均有所降低。且1%浓度废水对水泥胶砂流动度的影响比较明显。这主要由于废水中含有的固体悬浮颗粒细度较低，且有一定的吸附性。因此，在相同用水量的情况下，掺入废水后胶砂流动度降低。
2.2对标准稠度需水量、凝结时间的影响
实验对比了在不同浓度下，不同比例废水与清水混合对水泥标准稠度和凝结时间的影响，试验结果如图2和图3所示。
由图3可知，和清水试验组相比，掺废水的试件初凝和终凝时间均有所增加，且废水掺量越大，缓凝时间越长。但整体都满足水泥凝结时间的规定。掺1%浓度废水试件，凝结时间先变大后变小，变化幅度不明显，但整体都高于基准的初凝和终凝时间；掺2%浓度废水试件，随掺量的增加先减小后变大；掺3%浓度废水缓凝时间最长。主要由于泵送混凝土中普遍使用的减水剂含有缓凝组分，使搅拌站的废水有一定缓凝作用，水中悬浮的水泥或掺和料颗粒也会吸附部分外加剂，使缓凝组分释放。且废水中的Ca（OH）2导致水碱性增强，在一定程度上抑制了水化速率。以上这些原因，都会导致水泥的初凝时间和终凝时间有所延长。
2.3对胶砂强度的影响
掺不同浓度废水水泥胶砂抗压强度变化如图4所示。
从图4可以得知，不同浓度的废水加入到水泥胶砂试块中，其影响规律也不同。由图4（a）可得，1%浓度废水掺量的水泥3d，7d抗压强度随着废水掺量的增加先减小后增加，但整体都小于基准抗压强度，其中掺量100%试样的28d抗压强度高于基准。综合来看，最佳掺量为100%。同理，从图4（b）和4（c）可知，其废水最佳掺量均为80%。
废水是由废弃的浆料经沉淀后得到，含有部分水泥，粉煤灰，矿粉等活性成分，细度较细，这些活性成分一部分作为惰性掺和料填充在胶凝试件内部；另一部分被碱性激发，生成水硬性的水化硅酸钙胶凝，改善体系孔结构，以上两种方式均可提高试件的密实度，从而提高试件的早期强度和后期强度。
2.4 制备混凝土
在研究了废水对水泥性能的影响规律后，为了更好的了解废水对混凝土性能的影响，现选用浓度为1%的废水，制备C60混凝土，其配合比如表3所示。研究不同掺量的废水对混凝土力学性能的影响，结果如表4所示。
表3 C60混凝土配合比
从表4可以看出，随着废水掺量的增加，混凝土的抗压强度呈现先增大后减小的趋势，废水为掺量80%时，混凝土抗压强度达到最高。综合表4可以看出，所有废水掺量的混凝土早期和后期强度均达到了C60混凝土的设计要求，说明废水作为混凝土拌合水不但能节约资源，还能生产出满足生产需要的混凝土，因此，可以在满足混凝土工作性能的前提下，适当增加拌合水的用量。
3结论
（1）通过对水泥胶砂流动度的测试可知，加入不同浓度的废水在不同掺量下，水泥胶砂的流动度均小于不掺废水试件的流动度，但降低的幅度不大。
（2）由于废水中含有悬浮颗粒，随着废水掺量的增加，水泥的标准稠度需水量增加，凝结时间有所延长，但均能满足混凝土拌合用水的标准要求。
（3）不同浓度废水加入到水泥胶砂试块中，影响规律不同。综合来看，1%浓度废水最佳为100%，2%浓度和3%浓度废水的最佳掺量均为80%。
（4）用浓度1%废水制备强度等级C60的混凝土，不同废水掺量的混凝土均能满足混凝土拌合物力学性能的要求，废水掺量为80%时，混凝土抗压强度最高。
参考文献：
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