魯碧公司在混凝土廢漿利用方面的實踐

殷學宇 孫 健 崔 博 苗桂坤 趙春雨 李 云

（1.山東魯碧建材有限公司，山東 濟南 271100；2.萊蕪魯碧商品混凝土有限公司，山東 濟南 271100；3.山東易和環保科技有限公司，山東 濟南 271100）

預拌混凝土在生產過程中無論是混凝土攪拌機、運輸車、還是泵車每次清洗會產生大量的廢水廢漿，如果直接排放會對周邊環境造成污染，如果不排放，影響企業正常運轉。山東魯碧建材有限公司（以下簡稱魯碧公司） 堅持循環經濟發展戰略，是山東省建材工業節能減排資源綜合利用十佳典范企業，魯碧公司將如何利用廢水廢漿，保護周邊環境實現綠色生產，當作旗下混凝土板塊企業急需解決的重要課題。

1 廢水廢漿應用文獻檢索

為科學有效的利用好混凝土廢水廢漿，考慮對混凝土拌合物性能、力學性能及耐久性能產生的影響，通過有關文獻和研究[1]對50 篇關于廢水廢漿的文獻資料檢索總結，尋找理論依據。其中廢水摻入對混凝土力學性能影響的結論總結為：廢水不同含固量及不同摻量，對不同強度等級混凝土力學性能的影響不同，有50%左右的學者認為廢水 摻入對中低強度等級混凝土的力學性能影響不大；有25%左右的學者認為廢水的摻入能提高混凝土強度，且存在最佳摻量；有25%左右的學者認為廢水的摻入會降低混凝土強度，具體降低程度及條件應根據實際情況來確定。廢水摻入對混凝土拌合物性能影響的結論總結為：廢水不同含固量及不同摻量，對不同強度等級混凝土拌合物性能的影響不同，有60%-70%的學者認為廢水摻入會降低中低強度等級混凝土的工作性，但工作性降低問題可以通過其他手段來解決的；有20%-30%學者認為廢水的摻入對中低強度等級混凝土的工作性影響不大。對混凝土耐久性方面的研究主要分為混凝土抗滲性能、混凝土抗碳化性能和混凝土抗凍融性能。攪拌站廢水對混凝土耐久性的影響的結論總結為：100%學者認為合理摻入攪拌站廢水對混凝土的耐久性能基本沒有影響。在廢漿摻入量方面，有的學者認為混凝土中摻加污泥取代粉煤灰比例不超過30%時，不會對混凝土的抗滲性能和抗碳化性能產生顯著的不利影響。

總的來看，由于各個攪拌站的廢漿中化學成分的差異、新鮮度的不同，以及廢漿的濃度的差異，導致學者專家就混凝土攪拌站廢漿的摻入對混凝土性能影響研究結果有所不同。但整體來看，只要采取一定的措施，保證混凝土的工作性能，廢漿在混凝土中應用是完全可行的。

2 漿水使用的準備工作

2.1 廢水廢漿使用的設備情況

魯碧公司為真正達到環保零排放綠色攪拌站，安裝了一套預拌混凝土零排放全自動回收設備。設備主要作用是用水或分離后的廢漿水稀釋廢棄混凝土，然后經過一系列分解，得到的砂石骨料表面光潔，含水率極低，對于后期用于生產無任何影響，可以直接全部用于混凝土生產。經過砂石處理后的水漿通過旋風分離器進行二次細沙分離，使得水漿細微顆粒物含量低于1%，將水漿存于大型漿水罐。利用定時攪拌器攪拌以保證水漿不同水位的濃度均勻，然后將水漿用于混凝土的生產。設備穩定運行，以及零排放的環保愿景的實現，重點在漿水的有效利用上。為了能夠將回收水更加科學的，規范的應用于生產，魯碧公司做了一系列試驗，在實際應用中也達到了預期的成果。

2.2 確定漿水含固量

漿水含固量的測試方法使用烘干法，每日分早、晚產生廢水廢漿高峰期測定含固量，經過反復測試，新鮮漿水（儲存時間在3d 內） 測定的含固量在3%~4%之間，次新鮮漿水（儲存時間在3d~7d 內） 測定的含固量在5%~8%之間，陳舊漿水新（儲存時間在7d 以上） 測定的含固量在9%~15%之間。漿水儲存時間是指整罐漿水在一定限位內得到清水補充的情況確定的時間。一般情況下，要求漿水儲存時間在3d以內，不得超過7d。

2.3 漿水組成分析

考慮實際生產情況，取存放于漿水罐3d 的漿水（NEW）和7d 的漿水（OLD） 進行XRD 分析，SEM 分析。

經過對漿水的分析[2]可知，漿水由固體顆粒和液相組成，固體顆粒主要為部分未水 化的膠凝材料、水化產物CS-H、鈣礬石、堿性物質和少量石粉、泥等固體顆粒；液相部分pH 值呈堿性，另外還含有混凝土的一些可溶解的無機鹽、外加劑離子等復雜物質混合物。這些物質都是混凝土的組成部分，對廢漿進行科學合理的處理，將其應用于混凝土生產，將獲得顯著的經濟效益、環境效益和社會效益。

3 漿水的摻入對混凝土工作性和強度影響的試驗

生產實踐過程按照廠家推進使用方法進行使用，同時開展漿水的摻入對混凝土工作性和強度影響的實際試驗。

取8%含固量的漿水，選擇C25、C30、C35 三個強度等級的混凝土進行試驗，研究漿水的摻入對混凝土的工作性和強度的影響。試驗組織按漿水對清水的取代量為30%、40%、50%、100%進行。

圖1 X R D 分析

圖2 SEM 分析（3000 倍）

1） 試驗原材料，采用魯碧公司的P.042.5 水泥，采用魯碧公司優質S95 級礦粉，采用華電國際優質Ⅱ級粉煤灰。細骨料使用山東濰坊的河沙，魯碧公司自產機制砂和石子，山東易和公司的外加劑。

表1 水泥物理性能

表2 礦粉性能指標

表3 粉煤灰性能指標

2） 試驗，試驗組織選擇C25、C30、C35 三個強度等級的混凝土配合比，按漿水對清水的取代量為30%、40%、50%、100%進行試驗。

表4 C25 砼基準配合比

表5 C25 砼不同漿水摻量的試驗對比表

表6 C30 砼基準配合比

表7 C30 砼不同漿水摻量的試驗對比表

表8 C35 砼基準配合比

表9 C35 砼不同漿水摻量的試驗對比表

注意：漿水使用根據含固量，嚴格調整實際用水比例和粉煤灰用量，以8%含固量為例，漿水要求使用100kg/m3，使用應該稱取108kg 漿水，其中100kg 是水（按要求取代清水），8kg 算作摻和料，按粉煤灰計算，看起來總水量升高，膠材（粉煤灰） 減少。

3） 小結，通過對3 個強度等級混凝土試驗對比，結果表明漿水在一定的濃度區間內，新鮮漿水和次新鮮漿水對混凝土的初始工作性能影響很小，摻入比例超過60%對混凝土經時損失（1h 坍損） 影響較大，混凝土標號越高，影響越明顯，對強度還有一定的提高。因此漿水生產混凝土在技術上是可行的。在實際應用過程中，根據我站現實情況，通過清洗混凝土產生的廢漿合理控制，加以回用，每日分早、晚產生廢水廢漿高峰期測定含固量，攪拌樓根據配合比生產混凝土，當原材料發生變化時需驗證配合比，在生產中做到漿水的實際使用是可行的。

4 漿水實際使用情況

1） 實際使用情況 魯碧公司自2018 年7 月安裝全自動廢棄混凝土回收設備，近一年時間，已經實現了廢棄混凝土的站內回收使用，骨料和漿水完全用于混凝土生產。回收利用漿水3 萬余噸，節約生產用水2 萬噸，一方面節約了堆放廢渣所占用的土地，每年節約近20 余萬元的排污費用和3萬余元的水費，一方面回收砂石骨料1 萬噸，節約費用近70萬元。同時改變了混凝土企業環境差的問題，實現環境友好，滿足了預拌混凝土綠色生產的要求，進一步鞏固了魯碧公司節能減排先鋒的企業形象。

2） 進一步思考 魯碧公司目前漿水的消化依靠生產過程的清水替代，生產任務較少時，需要做到清洗用水和生產用水的動態平衡，難度較大，可以制作混凝土配重塊等大體積構件或者制作市政構件，路沿石，仿木構件等小體積試件消化新拌制的廢棄砼[3]；漿水放置時間對混凝土的影響需要進一步研究；需要對漿水對混凝土的影響機理進一步分析和研究，實際使用過程一定要謹慎對待，以保證質量為根本原則。