混凝土綠色化生產與應用案例分析

1 預拌混凝土的綠色化生產

在混凝土生產過程中，通過對原材料、生產、運輸機械設備及廠區內環境進行有效合理的管控，使之減少對廠區內及周邊環境的影響及危害，即稱為混凝土的綠色化生產。山東省淄博某混凝土企業在實施綠色化生產過程中，主要采取了以下控制措施。

1.1 粉塵排放控制

預拌混凝土企業在混凝土生產過程中，粉塵排放是面臨的主要環境危險因素。為降低粉塵排放對環境造成的影響，可通過以下幾方面措施進行控制。

(1) 對砂、石貯料倉和上料輸送帶、攪拌站實施全封閉管理，砂、石貯料倉內部布置自動噴淋設施降塵。

(2) 攪拌主機和水泥、礦粉、粉煤灰粉料倉均安裝脈沖式除塵器。采用脈沖控制高氣壓反噴方式，及時有效清除附在濾芯上的粉塵，確保濾芯始終處于空氣暢通最佳狀態，保證了粉料不外溢。

(3) 在生產廠區院內布置 2 臺揚程達 40 m 的降塵霧炮機及 PM2.5、PM10 自動檢測裝置。霧炮機與 PM2.5 、PM10 自動檢測裝置連接，當院內粉塵超過規定數值時，霧炮機即自動向空中噴灑水霧降塵。

(4) 在廠區門口設置自動感應沖洗臺，對出廠車輛輪胎及車輛底部進行強力沖洗，杜絕泥水帶出廠區。廠區地面全部混凝土硬化，且每日安排專人用水沖洗，做到基本無塵土。

1.2 ?；炷亮?、廢漿水控制

配置砂、石分離機對工地剩余混凝土料進行處理。每日清洗混凝土罐車料、漿水，通過處理后，砂、石子及漿水可全部利用。

在廠區內布置水溝，使得攪拌站沖洗水、雨水流入漿水池。將其作為混凝土生產用水的一部分，在混凝土生產時，全部摻用生產混凝土。

1.3 噪聲控制

在預拌混凝土生產企業中，噪聲是另一個比較突出的重要環境危險因素?？赏ㄟ^以下幾方面的措施進行控制。

(1) 對砂、石貯料倉和上料輸送帶、攪拌站實施全封閉管理，在降低粉塵排放的同時減少了噪聲對外界的影響。

(2) 封閉攪拌站及控制室板材，采用中間填充保溫、隔熱、隔聲材料的輕質薄鋼板，門、窗采用雙層玻璃，生產、維修人員配備防噪聲耳塞等，最大限度地降低噪聲對廠內人員的危害。

(3) 院內設置噪聲檢測及顯示裝置。一旦發現噪聲排放超標，嚴重影響場內工作人員身體健康及周圍環境的情況，應立即查明噪聲超標原因，采取針對性措施。噪聲超標情況多發生在進場粉料罐車往攪拌站貯存筒倉內的打料過程中。這時可采取降低粉料罐車輸出壓力，調節進場粉料罐車的措施，避免多輛粉料車同時打料。

(4) 選擇購買使用低噪聲的車輛和設備，定期維護保養，最大限度地減少噪聲排放?；炷翑嚢铏C采用體積小、噪聲低的行星式減速機，螺旋輸送機、空壓機均采用低噪聲設備。

2 綠色混凝土配制生產與應用

綠色混凝土配制生產是在保證混凝土性能質量的前提下盡可能地摻用一些工業副產品及新型材料，減少水泥用量，從而減少污染物排放，降低能源消耗。據統計，每生產 1 t水泥需要消耗石灰石 1.3 t、黏土 0.3 t、煤 0.15 t，同時排放 CO21 t、SO21.3 kg 和 粉塵130 kg。

2.1 礦粉、粉煤灰雙摻技術應用

淄博地區預拌混凝土企業逐漸在混凝土生產中采用了礦粉、粉煤灰雙摻技術，在保證混凝土質量的同時，大幅減少了水泥用量，降低了能源消耗。特別是在大體積混凝土、自密實混凝土、高強、高性能混凝土中應用這一技術，起到了純水泥或采用單一摻合料混凝土無法達到的效果。下面是對采用 3 種配比的 C30 混凝土具有代表性的試驗數據及材料成本的分析。

2.1.1 混凝土性能對比試驗

采用 3 種不同膠凝材料混凝土配合比見表1。

表1 3 種不同膠凝材料混凝土配合比 kg

按表1 配比試配，混凝土各項性能試驗結果見表2。

表2 混凝土性能試驗結果

通過表2 試驗數據可以看出，單摻粉煤灰及雙摻礦粉、粉煤灰混凝土，比純水泥混凝土和易性都好，后期強度都高。尤其是雙摻礦粉、粉煤灰混凝土和易性最好，28 d 及60 d強度最高。

究其原因：①摻入礦粉、粉煤灰后，可利用水泥水化產生的 Ca(OH)2，激發礦粉、粉煤灰參與二次水化作用產生強度，使膠凝物質水化更充分、更完全；②由于礦粉、粉煤灰具有的形態效應、填充效應、微集料效應及減水作用可使混凝土結構更密實，最終起到改善混凝土性能、提高混凝土強度。

2.1.2 材料成本分析

根據當地材料價格，針對以上 3 種混凝土配合比，計算1 m3混凝土材料成本。當地材料價格見表3。

表3 各種材料單價 元/t

按表1 配比(其中人工砂重量另加 5% 含水)及表3 材料單價，計算得出 3 種配比 C30 混凝土 1 m3的材料成本：1 號配比為 311.99 元，2 號配比為 290.55 元，3 號配比為 293.25 元。

通過材料成本分析看出，采用礦粉、粉煤灰雙摻配制的混凝土成本最低，采用純水泥配制的混凝土成本最高。

2.2 人工砂應用

由于人工砂屬多棱角顆粒，機械嚙合力強，特別有利于礦粉、粉煤灰的摻加。在 C50 以上高強混凝土中使用，可達到比河砂更高的強度。同時，由于合格的人工砂是采用純凈的石灰石破碎生產，基本不含泥土雜質，特別有助于聚羧酸高性能減水劑的使用。

2.3 聚羧酸高性能減水劑應用

聚羧酸減水劑在水泥混凝土中具有高分散性、高減水率，在合成生產聚羧酸減水劑過程中不產生有毒、有害物質，被稱為第三代綠色、環保高性能減水劑。隨著國內聚羧酸減水劑生產技術的研制開發，聚羧酸減水劑性能不斷改進，價格不斷下降，聚羧酸減水劑基本替代萘系、脂肪族等高效減水劑，在高強、高性能混凝土中取得了良好的使用效果。

2.4 廢漿水利用

在推廣使用砂、石分離機以前，混凝土剩料及混凝土攪拌機清洗料、罐車廢水的處理是企業最麻煩的事。將剩料及清洗料當垃圾外運，不但造成浪費，又影響廠區環境。

在廠區建設時，沿攪拌站周邊設置了一圈水溝，清洗攪拌站廢水、沖洗廠內地面(一天最少兩次)廢水、雨水都回流至砂、石分離機漿水池，與清洗混凝土罐車廢漿水混合，經攪拌均勻后用于 C30 及以下混凝土部分生產用水。

2.4.1 不同生產用水混凝土性能對比試驗

用清水及摻用部分廢漿水混凝土對比試驗配合比見表4。

表4 混凝土對比試驗配合比 kg

采用表4 配比對比試驗，混凝土工作性能及力學性能試驗結果見表5。

表5 混凝土工作性能、力學性能試驗結果

2.4.2 對比試驗結果分析

由以上試驗結果可以看出，在混凝土生產中，如果 1 m3混凝土摻用 50 kg 固體含量 3.7% 的廢漿水，C30、C40 混凝土流動性稍有下降，強度影響不大；C20 混凝土工作性能及強度稍有增加?？紤]到安全性，加上混凝土生產中還是 C30 及以下強度混凝土居多，1 m3混凝土可摻用50 kg 廢漿水，這樣一般就能將每天產生的廢漿水用完。因此，通過將廢漿水運用于 C30 及以下混凝土生產，重新利用砂、石分離機分離出的砂、石的操作，廠區內實現了零排放。由于混凝土質量穩定、可靠，所以沒有出現因使用廢漿水而引起的混凝土質量下降問題。

3 結 語

為了實現混凝土綠色化生產，在工程建設中應用綠色高性能混凝土，可以從以下兩方面著手：① 對混凝土生產中可能對環境造成影響的各種因素加以分析，針對各個環節采取相應措施加以控制；② 在混凝土生產中，通過技術進步，優化配合比，正確合理使用礦粉、粉煤灰、人工砂、聚羧酸高性能減水劑及廢漿水等綠色環保材料，降低能源消耗，實現混凝土行業的可持續發展。