混凝土砂石分离机浆水回收系统的可行性研究报告简要

混凝土浆水回收的可行性报告
• 一、浆水回收可行性研究报告 1、 混凝土浆水回收的必要性混凝土是土木建筑工程最重要的材料。 随着建设规模的日益扩大，钢筋混凝土结构成为建筑结构主体，这就使预拌商品混凝土的生产得到 快速发展。据统计，到1999年全国共建成搅拌站683家，设计年生产能力12700万m3 ，实际产量已 超过15400万m3。如此大量的混凝土生产，混凝土设备的浆水处理问题就成为困扰混凝土搅拌站的 一个大问题。一方面洗刷设备需要大量的水，另一方面就是浆水的处理，在水资源日益紧张，环境 保护越来越受到重视的今天，这个问题就显得尤其突出。混凝土搅拌站每天冲洗搅拌机、运输车要 用去大量的水，这些冲洗设备的浆水中含有水泥浆、骨料和骨料带入的杂质、外加剂等。从环保的 角度，清洗水泥浆或混凝土的水具有强碱性，PH值较大，可达12左右，随意排放会污染环境。另 外，使用清水冲洗运输车也是一项很大的浪费，假设冲洗一辆运输车用水1-2吨的水，每天要冲洗23次。以一家中等规模的搅拌站每天使用20辆搅拌车为例，一天就要用水40-120吨。由此看来，浆 水的再利用是有利于环境保护和节约水资源的非常有效途径。为彻底解决混凝土搅拌站每天冲洗搅 拌机、运输车而造成的废水排放问题，国内外已经有许多厂家生产混凝土回收设备，新建搅拌站大 都开始引进并使用这种回收设备，已经成为环保型搅拌站必备的冲洗回收设备。混凝土回收设备是 由分离设备、供水系统、砂石输送、筛分系统、沉淀池、搅拌池等组成，这是专门为回收运输车的 残余混凝土和冲刷水而设计。这套设备中的分离设备主要由内壁附有螺旋叶片的筛网滚筒和螺旋铰 龙构成，通过倾斜筛网滚筒和螺旋铰龙的分离输送，将残余料中的砂石分别分离出来，再用于混凝 土生产，分离后的浆水进入搅拌池，搅拌池中的搅拌器间歇周期性运转，保持浆水的均匀。浆水通 过控制箱控制，进入搅拌楼主机被合理地用于混凝土生产。 2、 混凝土拌和用水的技术要求我国 建设部JGJ63-89《混凝土拌和用水》标准将混凝土拌和用水按水源分为六大类，分别为符合国家标 准的生活饮用水、地表水（包括江、河、淡水湖中的水）、地下水（其中包括井水）、海水、工业 废水及混凝土生产厂预拌混凝土设备的浆水。标准规定混凝土构件厂、预拌混凝土搅拌站冲洗搅拌 机和运输车的浆水，作为拌和用水是可以用于混凝土生产的，但要注意浆水所含水泥和外加剂品种 对所拌和混凝土的影响。用蒸馏水或饮用水与浆水对比进行水泥浆凝结时间实验，两者初凝和终凝 时间差，均不应大于30min，其初凝时间和终凝时间还应符合水泥国家标准。配制的水泥砂浆或混 凝土28天抗压强度比不应小于90%。拌和水中氯化物、硫化物、硫酸盐的含量应在限值内，见表1。 表1 JGJ63-89拌和水物质含量限值
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废水处理有两种方案，方案一，经过沙石分离机后产生的大量污水泥浆排入沉淀池，污水排除，泥 浆产出后晒干抛弃。此方案要求现场有排污条件。随着环保要求的逐渐提高，要达到污水零排放推 荐采用方案二。 方案二，设备安装现场一般设置4个搅拌池和两个澄清水池，搅拌池上均安装有搅拌器及池面安全 镀锌格板，由控制箱系统控制搅拌器间歇周期性工作，防止浆水沉淀；各个搅拌池、澄清水池按一 定顺序排列，搅拌池之间池底相通，表面上有水泵相连；澄清水池之间表面下有水流道相通，表面 上有水泵相连；当水池水量不足时，通过水泵向水池补充清水，保持水量稳定；当搅拌池水量过多 时，又会通过搅拌池和澄清水池之间表面下的水流通道进行溢流，在溢流过程中使水得以澄清。通 过搅拌站内排水沟的引导和改造，可将整个厂区的污水通过排污沟流至沉淀池，用水泵将池内的水 抽取运用到以上回收系统中；澄清水池的水可用于车的外表冲洗或地面的冲洗等，所产生的污水又 经排水沟流到沉淀池，得到重新利用，实现了整个厂区的水资源的良性循环，真正达到污水的零排 放
混凝土浆水回收的工作流程
• 从分离设备排放出来的浆水，通过排污沟流到搅拌池。 浆水在搅拌池内被搅拌器间歇周期性地搅拌均匀，然 后砂浆泵抽取浆水通过计量水管，加浆气动蝶阀的开 启，回流气动蝶阀的关闭，被输送到搅拌楼的计量水 秤容器中，与一定比例的清水一起成为搅拌混凝土的 材料；当加到一定量时，加浆气动蝶阀的关闭，回流 气动蝶阀的开启，多余的浆水又通过回流计量管件流 回到搅拌池；计量管件中的气动蝶阀保证计量的精度。 2、设备安装现场一般设置4个搅拌池和两个澄清水 池，搅拌池上均安装有搅拌器及池面安全镀锌格板， 由控制箱系统控制搅拌器间歇周期性工作，防止浆水 沉淀；各个搅拌池、澄清水池按一定顺序排列，搅拌 池之间池底相通，表面上有水泵相连；澄清水池之间 表面下有水流道相通，表面上有水泵相连；当水池水 量不足时，通过水泵向水池补充清水，保持水量稳定； 当搅拌池水量过多时，又会通过搅拌池和澄清水池之 间表面下的水流通道进行溢流，在溢流过程中使水得 以澄清。 3、通过搅拌站内排水沟的引导和改造，可 将整个厂区的污水通过排污沟流至沉淀池，用水泵将 池内的水抽取运用到以上回收系统中；澄清水池的水 可用于车的外表冲洗或地面的冲洗等，所产生的污水 又经排水沟流到沉淀池，得到重新利用，实现了整个 厂区的水资源的良性循环，真正达到污水的零排放
混凝土浆水回收的可行性报告
• 3、 浆水中所含物质及其对混凝土性能产生影响的分析一般来说混凝土是以水泥为胶结材料，用普通砂石为骨料，用水按一定比例拌和而成，为调节改善工艺性能和力学性 能还加入各种化学外加剂和磨吸矿质掺和料。浆水中的物质来自拌制混凝土的原材料，即水泥、砂、石、外加剂、掺和料。运输车中残留的混凝土冲洗后，经过回收设备分 离后绝大部分粗细骨料被分离出去，大于0.15mm颗粒已被除去。浆水中含有细小的水泥颗粒、骨料所带入粘土或淤泥颗粒，及可溶解的无机盐、外加剂离子等。 ⑴、 浆水中的物质分析浆水中的离子来自水泥、外加剂及骨料所带入的极少量的硫酸盐、硫化物。水泥是由水泥熟料加入适量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料。水泥 熟料是一种多矿物的聚集体，是由四种主要氧化物即CaO、Fe2O3、Al2O3、SiO2化合而成。在与水拌和后的极短瞬间，水泥的各个组分即发生复杂的物理、化学、力学与 物理化学的变化。水泥离子开始溶解，熟料中含的碱也快速溶解，使纯水立即变为含有多种离子的溶液，泥浆溶液中主要离子有Ca2、Na、K、OH-和SO２-，液相中还有极 少量的Al2O3、SiO2。因此可以认为浆水水溶液主要是含有Ca2、Na、K、OH-和SO２-的溶液。混凝土外加剂可以改善混凝土性能，是混凝土中不可缺少的组成部分。现在 使用的外加剂常具有多种功能，其化学成分可以是有机物、无机物或二者的复合产品。一般情况下混凝土搅拌站在常温季节使用缓凝型减水剂，冬施期间使用早强剂、防冻 剂。缓凝性减水剂一般为表面活性剂，这些化合物以离子状态存在，吸附在水泥颗粒表面，能降低水的表面张力，起到分散、润滑和湿润作用。作为早强、防冻组分的氯盐 会加强混凝土中钢筋的锈蚀，目前趋势是掺量减少，使用限量日益严格。现在我们所使用的早强剂、防冻剂均不含氯盐。因此除外加剂带入的碱即Na、K外，浆水中的外加 剂离子不会对混凝土产生有害的影响。在天然砂石中常含有害杂质，主要有泥、泥块、硫化物、硫酸盐。粗颗粒中含有有害杂质如粘土、淤泥、一些硫酸盐、硫化物等。砂 石中的含泥量应符合JGJ52—92、JGJ53—92的规定，因此溶进浆水的泥量是非常微小的。 ⑵、 浆水所含物质对混凝土产生影响的分析浆水中影响混凝土性能的有害离 子主要为Na、K、S２－和SO２-。硫酸盐会影响混凝土的耐久性。一方面当水泥石与含硫酸盐的水接触时，生成二水石膏，二水石膏不但可在水泥石中结晶产生膨胀，也可 以和水泥石中的水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙，含有大量结晶水（膨胀性更大），对水泥石具有严重破坏作用。降低混凝土耐久性。另一方面SO２-对钢筋有腐蚀作用， 特别是与预应力钢筋相接触时，产生的腐蚀后果更为严重，往往导致预应力钢筋的脆性断裂。因此，对预应力混凝土拌和用水中的SO２-控制要严格的多。硫化物会造成钢筋 脆断。一些研究者认为，硫化氢与铁作用产生氢原子，导致钢筋脆断，即产生氢脆。研究发现，当硫化物含量为100mg/l时，就达到有害程度。关于碱骨料反应：当水泥含碱 量较高时，在有水存在的条件下，水泥中的碱与混凝土骨料中的活性组分发生化学反应，使混凝土产生不均匀膨胀，导致混凝土出现裂缝，强度和弹性模量下降，从而威胁 到工程的安全使用。碱骨料反应已引起世界各国的普遍关注，近年来，我国在预防碱骨料反应方面提出了相应的措施。根据工程所处环境进行分类，限定混凝土的总碱量， 达到预防碱骨料反应的目的。现在各水泥厂家已将其生产的水泥的总碱量控制在0.6以下，以减少碱骨料反应的危害。水泥中的总碱量以当量Na2O计，即 R2O=Na2O%0.658K2O% 参加碱骨料反应的碱是指水泥、外加剂、掺和料中的游离的Na、K含量。浆水中的Na、K来自水泥、外加剂、掺和料，那么使用浆水带入每立方米 混凝土的碱量有多少呢？每辆运输车1%的混凝土残料中水泥浆占其中的50%，计算得出所含碱量为：0.015%，其含量微乎其微，因此可以认为使用浆水不会增加碱骨料反 应带来的危害。浆水中含有一定量的水泥浆，使水中含有一定量的不溶物。一般来说，混凝土运输车的残留混凝土量为0.5%，由此计算得出浆水中含泥浆的量应为2%-3%左 右。而我们实际上测得的残留量大概在1%，实验室取样结果，水泥浆的浓度值基本都在4-6%。有关这部分没有活性的细粉对混凝土性能影响的问题，国外对此进行过大量测 试研究，结果表明，在4-6%范围内，不会影响混凝土的性能。我们按水泥浆浓度5%计算，加入每立方米混凝土中的细粉量7.5kg，相当于骨料提高1%的含泥量。这样总的含 泥量也是小于我国砂石标准中对C30以下混凝土的含泥量规定的5%。 ⑶ 、浆水水质的测定根据以上分析，首先应取洗刷车的高峰期即每天交接班后和非高峰期即不集中洗 刷车时的洗车台中经过沉淀的澄清水进行测定，经检测机构检测，结果表明洗刷车中含有害离子的含量在洗刷车高峰期和非高峰期并没有明显差别，且低于标准规定。 ⑷ 、 凝结时间差和抗压强度比的测定凝结时间差的测定依据标准GB1346-1999《水泥标准稠度，凝结时间、安全性检验方法》，用饮用水和浆水分别进行水泥凝结时间实验，用 水量采用饮用水时水泥标准稠度用水量，计算初凝和终凝时间差。以上实验结果表明：使用浆水对水泥凝结时间和抗压强度没有产生有害影响，其凝结时间差均在30分钟以 内，且其初凝时间和终凝时间符合国家标准，3d和28d抗压强度比在90%以上。 ⑸ 、浆水中的水泥浆对混凝土性能影响的研究我们分别用不同水泥浆浓度和饮用水对比进 行实验，使用相同配比、用水量、相同水泥、相同外加剂、粉煤灰，不同强度等级（C20-C30）的样本量各10组，结果发现早期强度几乎没有差异，个别样本早期强度还略 高于饮用水。后期强度相对于饮用水略低，但强度比都在90%以上。抗渗实验C30达到P6。当水泥浆浓度达到10%以上时，混凝土流动性明显差，增加用水量或外加剂后流 动性恢复。增加用水量会导致强度降低，增加外加剂成本会提高。因此在流动性或坍落度不满足要求时，不能用提高水量的方法调整。我们用浆水中细粉量等量取代粉煤灰， 并补充细粉量一半的水泥，进行实验，结果证明效果不错。为检验用浆水混凝土的抗冻性能，我们按GBJ80-85《普通混凝土长期和耐久性能实验方法》中的慢冻法进行了抗 冻实验，冻融周期为50次循环，结果表明基本无抗压强度损失。 4、浆水的合理使用大量的实验结果，证明浆水中离子量对混凝土不会造成有害影响。问题的关键是浆水中 水泥浆，根据实验，将4%的浓度值定为安全使用值，当浓度高于4%时，可以用两种方法解决：一是降低浆水使用量，补充部分清水；二是当浓度超过4%时，不降低浆水使 用量，超过部分的细粉量等量取代粉煤灰用量，并相应提高水泥量，以保证混凝土强度。实际生产中为确保混凝土质量，在使用时应注意以下问题： ⑴ 、技术质量部门应 根据实际生产情况，制定使用方案； ⑵ 、为确保混凝土质量，C30以上强度等级的混凝土不使用浆水，C30以下同等级抗渗混凝土使用50%的浆水； ⑶ 、每天应对浆水 中的不溶物进行不少于两次的浓度测定，根据浓度值调节使用量，或采取其他措施； ⑷ 、应适当延长搅拌时间； ⑸ 、更换水泥、外加剂品种后，应清空蓄水池，避免因 水泥、外加剂不同而对拌和混凝土产生影响； ⑹ 、冬季期间。使用时应能保证混凝土出机温度，必须具备水加热和显示水温装置 5、社会效益和经济效益在国外严格的反污 染措施使用混凝土搅拌站非常重视混凝土设备浆水的回收使用，骨料及水泥浆都被回收并用于混凝土生产，在我国随着人们环保意识的不断提高，这一问题必将引起重视。 这项技术不仅能够取得一定的经济效益，其社会效益更是无法低估。综上所述，浆水的再利用非常值得混凝土行业中推广，尤其在当今环境治理越来越受到重视的情况下， 这项技术的引进及合理使用是一件非常有意义的事，具有先进性、科学性。
混凝土浆水回收的可行性报告
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项目
PH值 不溶物mg/l 可溶物mg/l CL-mg/l SO42-mg/l 硫化物S2mg/l
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钢筋混凝土 预应力钢筋 素混凝土 混凝土
＞4 ＜2000 ＜5000 ＜500 ＜600 ＜100 ＞4 ＜2000 ＜2000 ＜1200 ＜2700 -----＞4 ＜5000 ＜10000 ＜3500 ＜2700 ------