一种预拌混凝土“三废”回收综合利用新技术

作者：郑晓敏          

   “三废”直接产生环境污染，威胁生态环境。回收综合利用技术通过分离器将“三废”分离出的废浆、沉渣（沉淀废渣）、分离水（末级清水）重利用，达到废水、废渣的零排放，防止废弃混凝土丢弃占用土地。

1  “三废”回收综合利用技术要点与适用范围

1.1  技术要点

  1)砂、石一次性分离回收重用，以废浆回用代替部分搅拌水，以沉渣代替部分人工砂，分离水再用作清洗水，达到产用平衡；实现废水、废渣零排放，变废为宝，环保节能。

  2)配合比设计以原材料、混凝土强度的上一周期技术统计数据、工程实际情况为依据；废浆回用比例以实际测定的废浆含固量和pH值为依据。数据充足且来源可靠，对质量有可靠保证。

1.2  适用范围

  废浆、沉渣的回用适用于各类房屋建筑、市政工程、公路交通工程的普通预拌混凝土，无特殊要求的抗渗混凝土、抗折混凝土。对有特殊要求的混凝土不适用。

2工艺流程

  “三废”回收综合利用主要包括分离、配合比设计、泵送施工3步。

2.1  “三废”回收分离流程（见图1）

2.2配合比设计流程（见图2）

2.3混凝土泵送施工流程（见图3）

3操作要点

3.1“三废”分离

  混凝土搅拌站“三废”回收综合利用包括“三废”分离过程、水池系统流程、废浆回用过程以及机械与电气控制系统。

3.1.1分离过程

  混凝土搅拌运输车滚筒内剩余的混凝土、生产废弃混凝土、设备残留混凝土清洗后直接倒入冲洗槽中，并在水流冲击下流入分离器内进行分离，分离器为双筒筛网结构，内筒为5mm筛网，外筒为1mm筛网，砂与石在分离器内经筛网滚筒滚动后，石子首先在内筒被分离，从分离器侧口排出，砂在外筒被分离，从分离器上口排出，分离的砂、石被送回堆料场重新使用，从而实现砂、石的一次性分离。而剩余的液态、固态混合物将进入水池系统进行分离。

3.1.2  水池系统流程

  1)包括泥浆池、匀浆池、2个清水池和1个水量调节水池。其流程是“三废”分离出砂、石后剩余的液态、固态混合物流人泥浆池，当流入泥浆池内的泥浆液面超过溢流口高度时流入匀浆池，当匀浆池液面超过溢流口高度时又流入第1级清水池，随着第1级清水池的水上升超过溢流口时又流入第2级清水池。

  2)泥浆池、匀浆池和2个清水池均安装有搅拌器，由控制箱系统控制搅拌器间歇周期性工作，防止浆水沉淀。泥浆池与匀浆池间的溢流口及2级清水池间的溢流口均在池壁的下端（距池底500mm左右），而匀浆池与第1级清水池及第2级清水池与调节水池间的溢流口均在池壁的上端（距池顶500mm左右）。这样通过水池间的溢流使浆水浓度不断降低。

  3)通过4级水池的循环，从分离器内进入水池系统的大部分不溶固体物会在泥浆池内沉淀为沉渣，可代替部分人工砂。匀浆池中的废浆可代替部分搅拌水使用，而第2级清水池内的水可被用于清洗搅拌车、搅拌机等生产设备。

  4)调节水池的作用是当第2级清水池中的分离水（清水）超过溢流口高度时流入调节水池备用，调节水池表面有水泵相连，当分离水水量不足时可通过水泵从调节水池中补给，当匀浆池内的含固量过大时，亦可通过调节水池向匀浆池内注水。图4为水池系统流程。

3.1.3  废浆回用过程

  先打开泥浆回用泵，在得到操作室控制指令后，泥浆回用控制阀与自来水电磁阀同步打开，泥浆与自来水同时加入骨料斗内自动称量，泥浆流量的大小由流量调节阀控制。

3.1.4机械与电气控制系统

  机械与电气控制系统是整个“三废”分离回用系统正常运转的保证，应确保整个系统在混凝土生产期间运转顺畅、不停顿，使“三废”的产生与回收利用达到一个动态平衡。

3.2废浆指标测定（pH值、含固量）

  1)废浆的pH值可采用pH试纸快速测定，取一小块试纸在玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液点滴于试纸中部，观察变化稳定后的颜色，与标准比色卡对比，判断溶液的pH值。

  2)含固量的测定  废浆含固量的测定方法可采用外加剂含固量测定方法，试验参照标准为《混凝土外加剂匀质性试验方法》GB/T8077-2012。用电子天平称取原样3~5g放入已经恒量( m0)的称量瓶内，称出试样及称量瓶的总质量为m1，置于烘箱中，在100~1050C的条件下，烘燥30min，冷却30min后称量，重复上述步骤直至恒重，其质量为m2，然后根据以下公式计算得出含固量：3.3配合比设计与施工

  1)配合比设计以原材料、混凝土强度的上一周期技术统计数据、工程实际情况为依据；严格执行试验标准，及时做好原材料检测、混凝土强度统计工作，为配合比设计提供准确的统计数据。

  2)根据材料和工程实际情况确定粉煤灰、矿粉的掺代系数，人工砂掺代比例，废浆、沉渣回用替代比例；最终配合比应经试配验证。

  3)混凝土外加剂掺量宜比厂家推荐最大掺量少0.5 %，确保废浆回用后的混凝土外加剂总掺量不超过极限值，对普通混凝土外加剂掺量一般不超过4. 5%。

  4)掌握施工现场信息和混凝土材料的动态信息，根据实际情况调整施工配合比。

  5)采用废浆回用的混凝土在泵送性能方面与普通混凝土没有差异，因此可根据预拌混凝土的特点，采用泵送或非泵送施工。对于泵送混凝土，其不仅与材料标准有密切关系，而且对混凝土泵管的选择、布置有密切的关系，施工时应按照《混凝土泵送施工技术规程> JGJ/T10-2011组织施工。

4质量控制

4.1控制要点

  1)搅拌器间歇周期性工作应处于良好状态，使废浆处于均匀状态。并应先测定pH值、含固量（浓度），测定频率每天≥3次，即在混凝土开始生产时1次（洗车低峰期）、每天交接班时（洗车高峰期）1次、中间1次，并根据含固值确定是否调整回用比例。

  2)当废浆pH >7，含固量≤6%时，可按正常比例（废浆：自来水=4:6）生产；当pH >7，含固量>6%时，应适当降低回用比例，或适当增加外加剂用量；当4.5≤pH≤7时应暂停使用，对混凝土生产系统、回收分离系统进行检查，并对混凝土外加剂进行检测，确认无误后，方可在降低回用比例后再生产；当pH<4.5时禁止回用。

  3)大量试验表明，常规混凝土废浆和自来水的比例以4:6为宜；当为了满足产用平衡，掺代比例达到或超过废浆：自来水=5:5时，可以通过调整外加剂品种或增加掺量来保持工作性能；对于普通混凝土，当强度等级≤C20时，可将废浆回用比例提高至70%～l00%。

  4)因沉渣的量相较于人工砂的用量比例非常小，只要指标合格，掺量对混凝土质量几乎没有影响，因此沉渣的掺代比例以达到产用平衡即可。

  5)搅拌站应采用相同类型的混凝土外加剂，以免废浆中存在2种互不相容的混凝土外加剂，如聚羧酸类外加剂和萘系或脂肪族类外加剂，从而影响废浆的回用。当更换外加剂品种后，应清空水池，避免因外加剂不同而对拌合混凝土产生影响。

4.2质量验收

  1)用于搅拌的废浆应每3个月检测1次，其物质含量限值应满足表1的要求。

  2)对于废浆回用混凝土，其混凝土强度评定按照《混凝土强度评定标准> GB/T50107-2010，其他力学性能检验应满足设计和有关标准的规定。

  3)耐久性与长期性检验应符合现行行业标准《混凝土耐久性检验评定标准》JGJ/T193-2009的要求。

5结语

  1)“三废”回收综合利用提高了资源利用率，节约了生产成本。技术先进，操作简单，工效高，施工质量可靠，符合绿色施工要求，经济效益和社会效益显著，具有推广应用前景。

  2)改善了混凝土性能，提高了混凝土质量的保证率和合格率，降低了产品质量成本。

  3)配合比采取计算机程序设计，配合比设计精准、高效。

4)按混凝土年产量40万m3、20辆搅拌车统计，回收的资源和节约的排污费，一年可产生经济效益40多万元，而且实现了污水的零排放，经济效益、社会效益显著。

6[摘要]对预拌混凝土“三废”（废水、废渣、废弃混凝土）进行回收综合利用，通过分离器将其中的砂石一次性分离回收，剩余的液态、固态混合物经过多个沉淀池沉淀，将分离出的废浆、沉渣、分离水重新利用，达到废水、废渣的零排放。