歐陽孟學，李國新，任慧超

（1. 西安建筑科技大學材料與礦資學院，陜西 西安 710055；2. 中建西部建設北方有限公司，陜西 西安 710086）

0 前言

近年來我國建筑業(yè)飛速發(fā)展，然而我國水資源卻是相當匱乏。在建筑產(chǎn)業(yè)鏈中，混凝土攪拌站是用水大戶，每天需要消耗大量的水資源，但混凝土攪拌站產(chǎn)生的廢水具有堿度高、懸浮顆粒（水泥水化產(chǎn)物及礦粉）多的特點[1]，如何將攪拌站生產(chǎn)廢水回收利用，與自來水進行混合作為拌合用水應用于混凝土生產(chǎn)中，成為眾多學者爭先研究的問題[2]。

程永偉[3]通過掃描污水和普通飲水的微觀結(jié)構(gòu)，比較完善地分析了污水用于拌合水的反應機理以及對混凝土力學性能的影響；李章健、冷發(fā)光、丁威等[4]發(fā)現(xiàn)循環(huán)水混凝土拌合物工作性能與普通自來水混凝土相差不多，但具有一定的緩凝作用。何廷樹、李小玲、王福川等[5]通過試驗表明，隨著混凝土拌合用水中廢水摻量的增大，水泥凈漿的流動度相對變差，試樣的早期抗壓強度提高，但后期強度增長慢，其對于強度的影響不大。俞黎明[6]對預拌混凝土“三廢”進行回收綜合利用，將分離出的廢漿、沉渣、分離水重新利用，達到了零排放的標準。

本文主要通過不同濃度廢水按不同摻量與自來水混合作為拌合用水，研究其對混凝土工作性能和力學性能的影響，為混凝土試配以及最終的生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)保證與技術依據(jù)。

1 試驗原材料、配合比

1.1 試驗原材料

（1）水泥：陜西冀東水泥生產(chǎn)的冀東牌 P·O42.5級水泥，其性能指標見表1。

（2）骨料：細骨料，西安渭河中砂，細度模數(shù)2.1，含泥量為 2.9%；粗骨料，5～31.5mm 連續(xù)級配卵石，含泥量 1.3%，針片狀含量 2%，壓碎指標 5.0%。

（3）礦物摻合料：陜西渭南電廠，Ⅱ級粉煤灰，其 45μm 方孔篩余量為 15.4%；陜西韓城電廠，德龍牌S95 級礦渣粉，其比表面積為 455m2/kg。

（4）外加劑：西安某外加劑廠生產(chǎn)的聚羧酸減水劑，含固量 18.5%。

（5）拌合水：自來水，pH 值 7.0；廢水，西安某商混站沖地、沖洗攪拌車、攪拌機和報廢混凝土分離廢水，經(jīng) 2 級沉淀池沉淀后，取得濃度為 1.0%。

表1 所用水泥的物理性能

1.2 試驗配合比

試驗開展選用西安某公司 C30 商品泵送混凝土配比，在此基礎上進行一定調(diào)整，具體配比見表2。

2 試驗內(nèi)容

2.1 廢水—水泥膠砂試驗研究

流動度試驗、膠砂抗壓強度試驗參照 GB/T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》及 GB/T 17671—1999《水泥膠砂強度檢驗方法》標準進行。通過不同摻量（0%、20%、40%、60%、80%、100%）廢水替代試驗用水，觀察廢水對整個膠凝體系流動性、膠砂抗壓強度（3d、28d）的影響規(guī)律及變化情況。

表2 試驗配合比 kg/m3

2.2 廢水對混凝土工作性能及力學性能影響的試驗研究

試驗參考 GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》、GB/T 50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》規(guī)范，通過不同摻量（0%、20%、40%、60%、80%、100%）廢水替代試驗用水，觀察廢水對混凝土工作性能及抗壓性能的影響。

3 試驗結(jié)果與分析

3.1 廢水—水泥膠砂試驗結(jié)果分析

3.1.1 水泥凈漿流動度

通過試驗，不同廢水摻量對水泥凈漿流動度的影響如表3 所示。

表3 不同廢水摻量下水泥凈漿流動度

從表3 數(shù)值來看，摻入廢水的水泥凈漿流動度均小于基準試樣，但隨廢水摻量的增加，水泥凈漿流動度減小程度呈現(xiàn)出先大后小的變化趨勢，分析原因可能是摻量較少時廢水中含有的水泥、粉煤灰等活性成分，變相增加了膠凝材料用量，而實際用水量卻有所減少，故引起凈漿流動度減小的情況；隨廢水摻量的增加，其內(nèi)部引入的外加劑（主要為聚羧酸減水劑）含量也在增加，有效減少了用水量，從而引起流動度的增大。

3.1.2 水泥膠砂強度

膠砂試件養(yǎng)護到達相應齡期時取出擦拭晾干，采用電動抗折試驗機進行抗折測試，抗折做完后用進行抗壓測試，各摻量廢水膠砂試塊強度發(fā)展趨勢如表4、圖1所示。

表4 各摻量廢水膠砂試塊抗壓強度表

圖1 不同摻量廢水膠砂試件抗壓強度變化趨勢圖

由圖1 可知，3d、28d 齡期時，試件強度均隨廢水摻量的增加呈現(xiàn)出先減后增的變化趨勢，在廢水摻量為20% 時，試件各齡期強度最低，其 3d、28d 抗壓強度分別為 24.9MPa 及 47.3MPa；廢水摻量為 100% 時，試件 3d、28d 齡期抗壓強度分別為 30.1MPa 及 53.0MPa，且 28d 齡期強度高于基準。分析原因可能是廢水中含有水泥、粉煤灰、外加劑等活性成分，由于強度主要決定于骨料漿體界面之間的過渡區(qū)及漿體內(nèi)部的毛細孔缺陷等，而廢水中水泥漿體比較細，剛好填充空隙，提高密實度，可以提高強度。因此，在水灰比相同情況下，摻入比例較高的廢水后水泥膠砂試樣的抗壓強度有一定的增加。

3.2 C30 混凝土工作性能及抗壓強度

通過混凝土試配，可以得到不同廢水摻量的 C30 混凝土工作性能及抗壓強度的變化，結(jié)果如表5 所示。

表5 不同廢水摻量下混凝土工作性能及抗壓強度

在試配過程中發(fā)現(xiàn)，隨廢水摻量的增加，混凝土工作性能波動較大，且混凝土黏性較大；不同齡期時，混凝土抗壓強度均隨廢水摻量的增加先增后減。3d、7d 齡期時，混凝土抗壓強度在 40% 廢水摻量時達到峰值，28d 齡期時，混凝土強度在 20% 廢水摻量下最高，達到了 41.4MPa；商混站廢水中含有水泥、粉煤灰、礦粉、外加劑等活性成分，因此在水灰比相同的情況下，混凝土的強度會有一定程度的增加。但是，廢水中也會含有一些懸浮顆粒以及活性不高的成分，這些成分的存在會增加用水量，更重要的是會降低強度。因此，廢水中活性成分與惰性成分比重的高低，會影響廢水對于混凝土強度的影響。

4 結(jié)論

（1）隨 1.0% 濃度廢水摻量的增加，水泥凈漿流動度先減后增，100% 摻量時水泥凈漿流動度為 215mm，但仍低于基準值。

（2）水泥膠砂試件抗壓強度隨廢水摻量的增加先減后增，100% 廢水摻量 28d 齡期試件抗壓強度達到53.0MPa，相比基準值提高了 6%。

（3）隨廢水摻量的增加，混凝土工作性能波動較大，且混凝土黏性變大。

（4）28d 齡期時，混凝土強度在 20% 廢水摻量下最高，達到 41.4MPa。

[1]曾光，張玉平，湯天明，等．攪拌站生產(chǎn)廢水在混凝土中的應用研究[J]．建筑設計管理，2009(3): 61-63．

[2]李小玲，何廷樹．攪拌站生產(chǎn)廢水對水泥性能的影響[J]．混凝土，2011(3): 139 -141．

[3]程永偉．污水回用于混凝土拌合用水方面的應用研究[D]．昆明：昆明理工大學，2007．

[4]李章建，冷發(fā)光，丁威，等．攪拌站循環(huán)水在混凝土中應用研究[J]．建筑設計管理，2008，17(3): 13-16．

[5]李小玲，何廷樹，王福川，等．攪拌站廢水對不同摻合料配制的 C80 高強混凝土強度的影響[J]．硅酸鹽通報，2011(4): 385-388．

[6]俞黎明．預拌混凝土“三廢”回收綜合利用技術[J]．施工技術，2016,45(3): 53-55．