搅拌站利用回收体系中的循环水对混凝土性能的影响

搅拌站利用回收体系中的循环水对混凝土性能的影响

樊小燕

（北京首钢建设集团有限公司京首建混凝土分公司北京100043）

【摘要】目前随着经济的发展，建筑建设速度越来越快，混凝土是建筑中常用的材料，消耗量较大，如何对其进行回收利用已经成为当前研究的主要问题。本文主要对搅拌站利用回收体系中的循环水对混凝土性能的影响进行分析，希望可以给同行研究者提供借鉴。

【关键词】搅拌站；回收体系；循环水；混凝土性能

【中图分类号】TU528【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）08-0186-02

国外很多国家的法规中明确规定，必须对搅拌混凝土与砂浆进行回收利用，一般使用未硬化混凝土或砂浆分离为悬浮物颗粒在0.25毫米以下的水溶液，即循环水。目前随着科学技术的发展，从剩余混凝土中得到的循化水已经应用到预拌混凝土集与预制构件中。但是循环水对新拌与硬化混凝土影响的研究较少，容易让人们产生安全担忧，因此必须对循环水对新拌混凝与硬化混凝土性能影响进行分析。

1.进行实验

1.1了解实验室条件下混凝土循环水

本次实验操作使用的搅拌水循环水在实验室条件下获取，要求从水泥名称、最初材料、掺合料及集料等进行分析。本次所使用的水泥由505CEMⅠ325R与505CEMⅡ325R混凝土组成，实现了与预拌混凝土残余物种类的匹配。水泥质量均满足EN197-1等要求，水泥总量控制在270kg/m3，根据DINEN196开展测试。集料主要是莱茵砂，颗粒分布曲线主要是A32/B32颗粒曲线，满足DIN4226要求。为了满足计算水灰比需求，将水灰比维持在0.4。

给参与混凝土加入外加剂的主要目的是了解其对循环水的影响。需要注意的是，生产循环水a的各种混凝土均不含有外加剂；生产循环水b中含有质量分数是0.5%的木质素硫酸盐；循环水c中混凝土质量分数中含有3.0%的磺酸萘；生产循环水d的混凝土中，含有质量分数为0.2%的焦磷酸钾，可根据水泥成分合理确定加入量。

1.2分析循环水物理、化学及矿物化

使用循环水前必须了解其的性能，为了使用扫描电子显微镜观察此种情况，一般满足观察时间后对循环水进行过滤，然后对过滤后的固体物质进行冷冻，并利用显微镜对样品进行镀电处理。

1.3混凝土实验

第一，根据混凝土与实验混凝土进行生产。普通混凝土补充在实验中开展了加气混凝土（B2）与高强度混凝土（B3）实验，每种实验混凝土样搅拌中由饮用水与循环水组成，利用饮用水加入模拟集料天然湿度。为了保持循环水实验混凝土饮用水配置与水灰比相同，可将循环水含有的固体物质作为外加物。为了避免不正常情况影响循环水的集料计算，可增加细颗粒实验混凝土，了解混凝土细颗粒含有量。根据实验混凝土、参考混凝土集生产循环混凝土的原料。每立方混凝土样中含有260千克CEMⅠ325R水泥或CEMⅢ/B32水泥，按水灰比0.6生产；加气混凝土按水灰比0.48配置，使用330千克的CEMⅠ325R水泥，并给其加入质量分数是0.04%的松香作为引气剂；强度较高的混凝土由50千克粉煤灰、400千克CEMⅠ425水泥及25千克石英粉与质量分数为2.0%的磺酸萘做超塑化剂。本次混凝土均根据A32/B32颗粒级配曲线分布莱茵砂。上述混凝土均进行机械搅拌，为了提升混凝土质量，可将引气剂与超塑化剂同步加入，超塑化剂含有的水计入搅拌水，外加剂加入后进行20分钟搅拌。

第二，新搅拌混凝土。参照混凝土B1与B3设计45分钟后均具有可塑性，新拌加气混凝土引气量控制在体积分数的5.0%。本次根据DIN1048-1控制新拌混凝土堆积密度与温度，并使用孔隙率测定仪测定。循环水给新拌混凝土的影响一般由坍展度a5决定，通常完成搅拌后两小时对其流化性能进行测定。一般可采用搅拌机与自动沉降氧化防止新拌混凝土水分的流失。

第三，研究硬化混凝土。使用立方体试块对所有混凝土抗压强度进行测量，主要在混凝土第2天、第7天、第28天与91天进行测量，要求第28天静弹性模量使用高度为300毫米、直接在150毫米的混凝土桩进行测定。

开展抗冻融实验时，可应用边长在100毫米的立方体试块在28天操作。每天对其进行两次冻融循环测试，总共进行100次。加气混凝土加去冰盐后可使用立方体实验法在第28天开展，一般在35的氯化钠溶液中进行，将其暴露在冻融循环中进行100次冻融循环。

混凝土抗碳化实验在100mm×100mm×500m混凝土梁上操作。去离子水混凝土萃取特性应用100毫米立方体试块在养护28天进行，测试完成后将其暴露24小时，并对其中的Cd、Zn、Cl、No3等含量进行测定。

2.分析实验结果

2.1循环水

第一，了解循环水物理、化学及化学矿物学性质。悬浮液ⅠⅡ密度被调成1.07kg/dm3和1.15kg/dm3，经计算得到固体物质质量分数是12%与24%，实验方法在实验生产水Ⅰ固体物质分数是12%，循环水Ⅱ是21%。陈化进行后3小时，密度为2.4kg/m3，养护72小时候密度降低未2.3kg/m3，受到新搅拌混凝土缓凝分焦磷酸钾的影响，固体密度可达到25km/m3。

与预想相同，受水泥持续水化影响，导致养护72h循环水化学结合百分数明显高于养护3h，随着缓凝剂的加入，循环水固体物质携带的化学结合水也开始减小。一般当残余混凝土搅拌3小时后，循环水中就会出现5%的水泥结合，而且可达到20%水化，曲线连续上升也表明了水泥在循环水中所发生的水化。养护进展72小时循环水水泥组分化学结合水是养护3小时的两倍。水泥颗粒比表面积也会根据形态学不断变化，一般可由电子显微镜图得出，养护72小时循环固体颗粒比表面明显大于养护3小时。如下图1所示。

2.2研究新拌混凝土

经过研究发现，循环水配置混凝土硬度密度是1.07kg/dm3的循环水I不会对硬化行为与初始粘度造成影响。从图2中可知，45分钟后，混凝土试样Bla流动度开始变化，加入塑化剂也未能复原。经研究发现，冲洗后固体物质循环水Ⅱ工作性得到显著提升，陈化72小时循环水粘度开始增加，曲线陡降，表明时间较短的循环水开始硬化，也说明养护进展一段时间后，循环水开始硬化，要去配置时必须对循环水进行72小时陈化。.经研究发现,循环水固体物质体积包含在搅拌设计中，尤其进行固体物质含有较多循环水时。研究中还发现，不包含固体物质的循环水，其内部溶解物不会对新制混凝土硬度与粘度造成影响。

图2不同密度与陈化时间的循环水对混凝土流动性产生的影响

2.3研究硬化混凝土

经过研究发现，CEMⅠ325R水泥与循环水Ⅰ或循环水Ⅱ不同，所配置的混凝土抗压强度也不相同。循环水密度、陈化时间及循环水溶解外加剂活性对第2、7、28、及91天强度及28天静弹性模量均未产生较大影响，研究中发现，高炉矿渣配置的混凝土应用于循环水高强混凝土时，强度下降幅度较低。

从循环水对混凝土收缩行为影响来看，影响幅度较小，当应用养护72小时俺有固体物质循环水Ⅱ配置混凝土时，参照混凝土会出现小幅度增加。

从研究结果来看，可使用循环水Ⅱ进行加气混凝土配置，而且各项研究均证实，含固体较少的循环水不会对加气混凝土性能造成影响。循环式对加气混凝土性能未产生任何影响。循环水也没有改变加气混凝土结构体系，受气候因素产生的质量损失较小，所有混凝土均具有较强的抗盐蚀能力。

总之，混凝土抗冻融循环性、实验混凝土去离子水萃取性及抗碳化能力等均未受到循环水的影响。

3.结语

本文主要对搅拌站应用回收体系中循环水对混凝土性能的影响进行研究，从研究结果来看，循环水配置混凝土耐久性较强，与淡水或应用水配置的混凝土性质相同。随着研究力度的深入，相信将会在更广的领域中进行应用。

参考文献

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作者简介：樊小燕,女,1981-5-15,大学本科,中级工程师,无机非金属材料。