砂石分離及漿水回收技術在混凝土攪拌站的應用

　　隨著預拌混凝土行業(yè)的迅猛發(fā)展，自然資源日益緊缺，商混站的環(huán)保問題就逐漸浮出水面，越來越引起人們的重視。“三廢”中商混公司雖基本無“廢氣”排放，但“廢渣”、“廢水”的產生量還是可觀的。因為攪拌設備及攪拌運輸車都有一定的出料殘留率，而在生產過程中有時也會難免產生多余的或需處置的廢棄混凝土，為避免這些“廢渣”在設備中凝固及保持設備清潔，需使用大量水進行沖洗。由于這些“廢水”、“廢渣”都具有強堿性，PH值可達12左右，并含有大量水泥、砂石等不溶物，如果不加處置任意排放，就會殃及農田水利，堵塞市政設施，嚴重影響環(huán)境。如果運用砂石分離及漿水回收裝置，先將洗刷水中的砂、石分離出來并運回相應料場繼續(xù)使用，再將攪拌均勻的漿水采取一定的技術措施用于混凝土的攪拌，內部形成閉路循環(huán)，就可以基本實現(xiàn)了“三廢”的零排放。在保證質量的前提下，既保護了環(huán)境，又節(jié)約了資源。

　　砂石分離及漿水回收的主要原理及簡要工藝流程

　　混凝土砂石分離漿水回收設備主要由進料槽、攪拌分離機、供水系統(tǒng)、篩分系統(tǒng)、漿水均化、循環(huán)使用及廢漿再利用系統(tǒng)共六個部分組成。當殘留混凝土與水進入料槽后，混合料漿經(jīng)進料口流入攪拌分離機，同時連續(xù)注入循環(huán)水，在水流的沖擊下，對殘留混凝土進行充分清洗。水泥漿水不斷從分離機底部的出漿口流出，經(jīng)導漿槽流入漿池。清洗過的砂、石子在攪拌分離機內螺旋葉片的推動下通過皮帶機進入篩分系統(tǒng);砂、石分離后經(jīng)各自的出料口落入料場。由漿槽流入漿池的水泥漿水被采用疊加法與清水按規(guī)定比例計量拌和混凝土。分離出的砂、石及漿水的再利用

　　分離砂、石時只要有足夠的水沖洗，使石子的含泥量小于1％、砂的含泥量小于3％是沒有問題的，雖然分離出的砂中的細料成分減少，級配改變，但由于其在料場中所占比例太小，不影響使用。

　　建設部JGJ63-2006《混凝土用水標準》中將混凝土拌和用水分為：飲用水、地表水、地下水、再生水、混凝土企業(yè)設備洗刷水和海水等，并將混凝土拌和用水的各技術指標作了一系列的規(guī)定。我們根據(jù)這些規(guī)定對回收漿水的各項指標進行檢測，然后用于再生產。

　　回收漿水的技術指標

　　按現(xiàn)行國家標準GB/T17671《水泥膠砂強度檢驗方法（ISO法）》檢驗用不同濃度漿水與飲用水的膠砂強度比，我們通過試驗，其結果為：漿水濃度2％，3天、28天抗壓強度分別為24.8 MPa、52.3 MPa;漿水濃度4％，3天、28天抗壓強度分別為25.1 MPa、51.4 MPa;漿水濃度5％，3天、28天抗壓強度分別為25.6 MPa、52.1 MPa;漿水濃度6％，3天、28天抗壓強度分別為24.6 MPa、51.8 MPa;用飲用水時，3天、28天抗壓強度分別為25.3 MPa、53.2 MPa;試驗所用水泥為山東山水集團生產42.5普硅水泥，其技術指標為：3天、28天抗壓強度分別為25.3 MPa、53.2 MPa;3天、28天抗折強度分別為5.8 MPa、8.9 MPa;細度：2.0％;標準稠度用水量：27％;初凝時間：2小時25分;終凝時間：3小時35分。

　　由試驗結果可知，漿水濃度從0％～6％都滿足3天、28天膠砂強度比不低于90％的要求，但在試驗中我們注意到當漿水濃度超過4％時，攪拌后的膠砂變得干澀，流動性明顯變差，因此我們又用不同濃度的漿水與飲用水做了混凝土的對比試驗，以確定滿足混凝土工作性要求的漿水濃度。試驗中所用水泥為山東寶山生態(tài)水泥公司生產的32.5R普硅水泥，3天、28天抗壓強度分別為20.2MPa、42.3MPa;礦粉為淄博砼寶建材生產的S95級礦粉;粉煤灰為華能辛店電廠生產的二級灰;外加劑為淄博建華建材廠生產的高效減水劑FDN。試驗中四個試配基本相同即都采用240kg水泥+100kg礦粉+60kg粉煤灰+180kg水+5.2kg外加劑+750kg砂+1050kg石子的配合比，只是漿水濃度分別為0、2％、4％、|6％，結果坍落度分別為200mm、190mm、180mm、90mm; 7天抗壓強度分別為：22、23、24.5、27.1 MPa;28天抗壓強度分別為：37.3、40.1、38.4、41.8 MPa;由上述試驗結果及單因子顯著性分析可知：當漿水濃度小于等于4％時，對混凝土的坍落度、7天及28天強度的影響不顯著;但當漿水濃度達到6％時，混凝土坍落度驟減，嚴重影響混凝土的工作性，為改善其工作性有兩種方法：一是增大外加劑的摻量;二是將漿水中的固體成分取代粉煤灰并增加其一半數(shù)量的水泥來保證坍落度和強度，但兩種方法都增加了配方的原料成本。如果漿水濃度控制在4％以內的情況下，就可被生產上全部消耗掉，則不需采用上述方法進行配合比調整。這個問題可通過理論計算和生產實際來論證。

　　假設一個商混站年產20萬立方混凝土，則每月的產量為2萬立方米（按一年生產10個月計算），每天生產670立方混凝土。按每立方米混凝土用水量平均170公斤計算，除去砂石濕度水約40公斤，每方混凝土需使用拌合水130公斤左右，每天生產用拌和水670×130＝87100公斤。如果這87100公斤拌和水允許4％的含漿量，則每天可消耗87100×4％/（1-4％）＝3629公斤固體漿料。

　　假設這個商混站使用的是8立方的攪拌車。則每天約發(fā)670÷8≈84車，根據(jù)經(jīng)驗按每發(fā)6車混凝土刷車一次計算，需刷車84÷6=14次。根據(jù)JG/T5094-1997《混凝土攪拌運輸車》的規(guī)定，攪拌車的出料殘留率約3～5％。這里且按4％計算，刷車14次會沖刷掉14×8×4％＝4.48立方混凝土。以使用量比較大的C30混凝土配合比計算每方混凝土中沖刷掉的細料為:240公斤水泥+100公斤礦粉+60公斤粉煤灰+750×3％公斤砂子含泥量+1070×0.5％石子含泥量+750×5％砂中細料＝460公斤固體漿料，4.48立方混凝土會產生4.48×460＝2061公斤固體漿料。根據(jù)GB/T9142-2000《混凝土攪拌機》規(guī)定，攪拌機的出料殘留率小于5％，每天按沖洗四次，同理算出沖掉的細料為184公斤。綜上，每天會產生固體漿料2245公斤，小于每天消耗速度3629公斤。每天刷車14次，每次用水約2噸，沖攪拌機每次約1噸，每天需產生洗刷水14×2000+4＋1000＝32000公斤，小于每天拌和用水的速度87100公斤。

　　以上雖然都是一些經(jīng)驗性的粗略數(shù)據(jù)，但其為使用4％濃度的漿水拌和混凝土可完全消耗回收漿水，商混站實現(xiàn)“三廢”真正零排放提供了理論上的證明。

　　我們以4％濃度的漿水和飲用水作了水泥凝結時間的對比試驗。用飲用水時，初凝時間為2小時25分;終凝時間為3小時35分;而用4％濃度漿水時，初凝時間為2小時42分;終凝時間為3小時56分。凝結時間差分別為17分鐘、21分鐘，均符合凝結時間差小于30分鐘的要求。

　　為不影響混凝土的耐久性指標，我們對4％濃度的漿水進行了化學檢測分析，其結果為（括號內為預應力混凝土標準要求）:PH值:10.5（≥5.0）;可溶物:53（≤2000）;不溶物（≤2000）;氯離子:61（≤500）;硫酸根離子:157（≤600）;堿:345（≤1500）。上述數(shù)值單位均為:mg/L。由此可見，4％濃度漿水不僅符合而且遠遠低于標準中的最嚴要求（預應力混凝土的水質要求）。

　　綜上所述，將看似“污穢不堪”實際都是寶貴自然資源的洗刷水經(jīng)砂石分離及漿水回收后都完全符合相關國家標準，可用于混凝土再生產。將漿水濃度控制在4％的安全范圍內，控制漿水的產生速度和消耗速度的平衡，使得商混站的生產用水全部為配比所需，不會因沖洗設備增加水的消耗;而且真正實現(xiàn)了“三廢”零排放，原料“顆料歸倉”。既保證了混凝土質量，又保持了廠內清潔，減少了垃圾外運費用，增加了效益，還保護了我們的環(huán)境，取得了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。（作者系山東省淄博意齊混凝土有限公司試驗室主任）