混凝土设备洗刷水的回收与利用

10.1.1混凝土设备清洗水回收设备混凝土是土木建筑工程最重要的材料。 随着建筑规模的扩大，钢筋混凝土结构成为建筑结构的主体，预拌混凝土的生产得到了迅速发展。 据统计，截止到1999年全国已建成683家混频站，设计年产能为12，700万M3，实际产量已超过5.400万M3。 如此大量的混凝土生产，混凝土设备立即进行水处理的问题成为困扰混凝土搅拌站的主要问题。 另一方面，清洗设备需要大量的水。 另一方面，也是洗水的处理。 在水资源日益紧张、环境保护日益受到重视的今天，这一问题尤为突出。混凝土搅拌站每天清洗搅拌机和运输车使用大量的水。 这些清洗设备的清洗水中含有水泥浆、带入骨料和骨料的杂质、外部添加剂等。 从环境保护的角度出发，清洗水泥浆和混凝土的水具有强碱性，PH值大，达到12左右，随意排放会污染环境。 另外，使用清水清洗运输车也是相当浪费的，假定每辆运输车流入12吨的水，一天洗23次。 以中型搅拌站每天使用20辆车为例，每天使用40120吨。 由此可见，冲洗水的再利用是有利于环境保护和节约水资源的非常有效的方法。为了彻底解决混凝土搅拌站每天清洗搅拌机和运输车造成的废水排放问题，国内已有许多厂家生产混凝土回收设备，新的搅拌站开始引进使用该回收设备，是一个环保的搅拌站混凝土回收设备由分离设备、供水系统、砂砾输送和筛分系统、沉淀池等组成，是为回收运输车剩馀混凝土和冲洗水而设计的。 该回收设备中的分离设备主要由内置螺杆装置的分离筒构成，用倾斜滚筒的内壁清洗后，用回收设备分离砂砾骨料用于混凝土生产，分离后的清洗水进入贮水池。 贮水池中搅拌叶按规定的时间间隔工作，保持冲洗水均匀。 冲洗水由计算机控制，进入搅拌机合理用于混凝土生产。10.1.2混凝土拌和水的技术要求我国建设部JGJ6389 混凝土拌和用水的标准是将混凝土拌和水按水源分为6类，按国家标准分为生活饮用水、地表水(含江、河、淡水湖水)、地下水(其中含井水)、海水、工业废水和混凝土厂、预拌混凝土设备的冲洗水。混凝土构件工厂、预拌混凝土搅拌站清洗混合机和运输车的清洗水以可作为混凝土生产用水为标准规定，但必须注意清洗水中所含的水泥和外加剂品种对混凝土的影响。比较蒸馏水或饮用水和冲洗水进行水泥浆凝固时间试验，两者的初凝和终凝时间差不得超过30min，初凝时间和终凝时间应符合水泥国家的标准。 配制的水泥砂浆或混凝土的28天抗压强度比不得低于90%。 拌和水中氯化物、硫化物、硫酸盐的含量必须在限定值以内。表1 JGJ6389练和水物质含量限制值项目钢筋混凝土预应力混凝土原始混凝土PH值444不溶物mg/l200020005000可溶性mg/l5000200010000Cl-mg/l50012003500SO42-mg/l60027002700硫化物S2-mg/l10010.1.3冲洗水中所含物质及其对混凝土性能影响的分析一般来说，混凝土是以水泥为水泥材料，以普通的砂砾材料为骨料，用水按一定比例混炼而成。 为了调节工艺性能和力学性能的改善，添加了各种化学外添加剂和磨光的矿物质配合材料。洗涤水中的物质来自混凝土的原材料水泥、砂、石、外加剂、配合材料。 清洗运输车上残留的混凝土后，用回收设备分离后，粗骨料的大部分被分离，0.15mm以上的粒子被除去。 冲洗水中含有细小的水泥粒子、带入骨料的粘土和淤泥粒子、可溶解的无机盐、外添剂离子等。10.1.3.1清洗水中的物质分析洗涤水中的离子来源于水泥、外加剂和骨料中带入的极少量硫酸盐、硫化物。 水泥是从水泥熟料中加入适量的石膏，磨得很细的水硬性凝胶化材料。 水泥熟料是多矿物的聚集休，CaO、Fe2O3、Al2O3、SiO2种主要氧化物化合. 与水混合的瞬间，水泥的各成分发生了复杂的物理、化学、力学和物理化学的变化。 水泥粒子开始溶解，熟料中的碱也迅速溶解，纯水很快变成含有多种离子的溶液，水泥浆溶液中的主要离子有Ca2、Na、k、OH-和SO42-，液相中有少量的Al2O3、SiO2。 因此，清洗水溶液被认为是主要含有Ca2、Na、k、OH-和SO42-溶液.混凝土外加剂是改善混凝土性能、混凝土不可或缺的组成部分。 目前使用的外用剂有很多功能，其化学成分为有机物、无机物或两者的复合产品。 混凝土搅拌站一般在常温季节使用缓凝型减水剂，冬季使用早强剂、防冻剂。 缓凝型减水剂一般为表面活性剂，这些化合物以离子状态存在，吸附在水泥颗粒表面，降低水的表面张力，起到分散、润滑、湿润的作用。 早强、防冻成分氯盐有增强混凝土中钢筋锈蚀、减少掺量的趋势，使用量越来越严格。 现在我们使用的早强剂，防冻液中不含氯盐。 因此，除了外部添加剂带入的碱性Na、k以外，清洗水中的外部添加剂离子对混凝土没有有害影响。天然砂砾含有大量有害杂质，主要有泥、泥块、硫化物、硫酸盐。 粗骨料中含有大量粘土、淤泥、硫酸盐、硫化物等有害杂质。 砂中泥量应符合JGJ5292、JGJ5392的规定，溶于冲洗水中的泥量非常小。10.1.3.2冲洗水中所含物质对混凝土的影响分析影响洗涤水混凝土性能的有害离子主要是Na、k、SO42-、S2-。 硫酸盐影响混凝土的耐久性。 另一方面，水泥石与含有硫酸盐的水接触时，生成二水石膏，二水石膏不仅在水泥石中结晶膨胀，还能与水泥石中的氢氧化铝酸钙反应生成氢氧化硫铝酸钙，含有大量结晶水(膨胀性大)，在水泥石中降低混凝土的耐久性。 另一方面，SO42-对钢筋具有腐蚀作用，特别是与预应力钢筋接触时，会产生更严重的腐蚀结果，多导致预应力钢筋脆性破坏。 因此，预应力混凝土拌和用水中SO42-的控制非常严格。硫化物使钢筋脆性破坏。 也有研究人员认为硫化氢和铁的作用会产生氢原子，使钢筋脆化，即产生氢脆性。 硫化物含量为100mg/1时，有害程度。关于碱骨料反应：水泥碱量越高，在水存在的条件下，水泥中的碱与混凝土骨料中的活性成分发生化学反应，混凝土产生不均匀膨胀，混凝土产生裂缝，强度和弹性模量降低，威胁工程的安全使用。碱骨料反应已引起世界各国的关注，近年来，我国提出了预防碱骨料反应的相应措施。 根据施工环境进行分类，限制混凝土的总碱量，达到预防碱骨料反应的目的。 目前，各水泥厂家将生产的水泥总碱量控制在0.6%以下，减少碱骨料反应的危害。 水泥中总碱量为Na2O当量，R2O=Na2O% 0.658K2O%参加碱骨料反应的碱是指水泥、外加剂、配合材料中的游离Na、k含量。 清洗水的Na、k来自水泥、外添加剂、配合材料，使用清洗水带入每立方米混凝土的碱量是多少，每辆搬运车1%的混凝土残料中的水泥浆占其50%，清洗水中含有的碱量是0.015% 因此，即使使用清洗水，碱骨料反应的危害也不会增加。冲洗水中含有一定量的水泥浆，水中含有一定量的不溶物。 一般来说，混凝土运输车的残留混凝土量为0.5%，因此计算出清洗水中所含的水泥浆料的量为2%3%左右。 我们实际测定的残留量约为1%，在实验室取样后，水泥浆的浓度值约为46%。 关于该部分无活性微粉对混凝土性能的影响，国外进行了许多研究，他们的研究结果表明，水泥浆浓度值控制在一定范围内(一般为4% )，作为配合材料可以取代相应的粉煤灰，不影响混凝土性能。 水泥浆浓度的5%，每立方米混凝土中的微粉量为7.5kg，相当于骨料含量增加1%。 这种总泥含量以我国砂石标准计也不足C30以下混凝土含泥规定的5.0%。10.1.3.3清洗水水质的测定根据以上的分析，首先测定刷牙车的高峰即每天更换后和非高峰刷牙车不集中时的洗车台沉淀的清澈水样。 检测机构检测结果表明，洗涤水中有害离子的含量在刷车高峰时和非高峰时无明显差异，低于标准。10.1.3.4时间差和抗压强度比的测定凝结时间差的测定基于标准GB13461999 水泥标准稠度，凝结时间、安全性检验方法，分别用饮用水和冲洗水进行水泥凝结时间试验，用饮用水时的水泥标准稠度用水量计算初凝时间差和终凝时间差。以上试验结果表明，冲洗水对水泥凝结时间和抗压强度无有害影响，其凝结时间差均在30分钟以内，且其初凝时间和最终凝结时间符合水泥国家标准，3d和28d抗压强度比在90%以上。10.1.3.5冲洗水中水泥浆对混凝土性能影响的研究我们分别以不同水泥浆浓度和饮用水对比进行试验，使用相同配比、用水量、相同水泥、相同外加剂、粉煤灰、不同强度等级(C20C30 )的样品量各10组。 结果表明，初始强度几乎没有差别，每个样品的初始强度略高于饮用水。 后期强度较饮用水稍低，但强度比均在90%以上。 耐浸渍试验C30达到了P6。水泥浆浓度达到10%以上时，混凝土的流动性显着恶化。 增加用水量和用量后流动性恢复。 增加用水量会降低强度，增加外加剂会增加成本。 因此，在流动性和崩溃度不满足要求的情况下，无法通过提高使用水量的方法进行调整。 我们用冲洗水中的微粉量代替粉煤灰等量，补充微粉量的一半水泥，进行实验，结果证明效果良好。为验证冲洗水混凝土的制冷性能，在GBJ8085 普通混凝土长期和耐久性能试验方法中采用缓冷法进行制冷试验，制冷循环为50个循环，结果表明基本无压缩强度损失。10.1.4清洗水的合理使用大量实验结果证明清洗水中的离子量对混凝土没有有害影响。 总是关键的是清洗水中的水泥浆，通过实验，将4%的浓度值作为安全使用值，浓度值高于4%时，可以用两种方法解决：一是减少刷子水的使用量，补充一部分清水；二是浓度超过4%时，不降低冲洗水的使用量为了在实际生产中确保混凝土的质量，时尚要注意以下问题1 .技术质量部门应根据实际生产情况，制定使用方案2 .为了确保混凝土的质量，C30以上强度等级的混凝土不使用清洗水，C30以下的同等级的耐渗透混凝土使用50%的清洗水3 .每天对清洗水中的不溶物进行2次以上的浓度测定，根据浓度值调节使用量或采取其他措施4 .应适当延长搅拌时间5 .更换水泥、外加剂品种后，清空贮水池，避免水泥、外加剂不同对混凝土的影响6 .冬季使用时应能保证混凝土的排放温度。 必须配备显示水的加热和水温的装置。10.1.5社会利益和经济利益国外严重污染治理，混凝土搅拌站非常重视混凝土设备冲洗水的回收使用，骨料和水泥浆料全部回收用于混凝土生产。 在我国，随着人们环境意识的提高，这个问题一定受到重视。 这项技术不仅取得一定的经济效益，而且不能低估社会效益。 以前所述的中型混凝土运输站为例，混凝土运输车20台，每台运输车流12吨水，每辆公共汽车2次，每天至少使用4080吨清水，但实际上使用得更多。 每辆车每班可分离出100公斤砾石。 每年砂的材料费