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技術(shù)文(wén)章/ Technical Articles
更新時間：2015-04-21 
瀏覽次數(shù)：32301 引言(yán)
在今天的建築行業中(zhōng)，混凝(níng)土管樁已(yǐ)得到(dào)廣泛(fàn)的(dí)應用(yòng)，其質優價廉，地(dì)質適(shì)應性好(hǎo)，施工方(fāng)便(biàn)等特點使其(qí)在各類型(xíng)樁基礎施工中占(zhān)有的優(yōu)勢。隨著(zhuó)管(guǎn)樁*的高速(sù)擴大，其(qí)生產過程中(zhōng)排(pái)出的(dí)廢漿也(yě)成為越來(lái)越(yuè)不可忽(hū)視的(dí)汙染源(yuán)。為(wéi)了(liǎo)解(jiě)決廢漿的(dí)廢棄問(wèn)題，我公司經(jīng)過(guò)一(yī)係(xì)列的試(shì)驗(yàn)研究(jiū)，終(zhōng)於摸索(suǒ)出一套(tào)廢漿再利用(yòng)的(dí)方(fāng)法，並(bìng)在(zài)實際生產過(guò)程中不(bù)斷探索和改(gǎi)善。
2 理(lǐ)論分析(xī)
2.1 廢漿排(pái)放量(liáng)的(dí)測(cè)定
管樁生產在離心作業後排(pái)出(chū)的廢(fèi)漿成為(wéi)造成(chéng)二(èr)次汙(wū)染的(dí)主要根源，為(wéi)了(liǎo)對(duì)回(huí)收(shōu)的(dí)管(guǎn)樁廢漿進行(háng)再(zài)利用(yòng)，我(wǒ)們對不同規格(gé)的(dí)管樁(zhuāng)廢漿排(pái)放量進行(háng)了測(cè)定，其(qí)統(tǒng)計結果如表(biǎo)1。
從(cóng)表1 的統(tǒng)計(jì)結果可(kě)以看出每立方(fāng)米(mǐ)混凝土(tǔ)的廢(fèi)漿排(pái)放量約100㎏，若每(měi)年攪(jiǎo)拌(bàn)25 萬m3 混(hùn)凝土的管樁(zhuāng)廠（產(chǎn)量約200 萬m），排出的廢漿(jiāng)約2.5 萬噸(dūn)。而廢(fèi)漿中主要(yào)成分水(shuǐ)，水泥，減(jiǎn)水劑和磨(mó)細砂(shā)的(dí)比例(lì)約為(wéi)0.40:0.39:0.02:0.19，若按這(zhè)個比例計算(suàn)每(měi)100㎏廢漿約(yuē)可(kě)節約成本(běn)1.2 元(yuán)。每年可節(jié)約的生(shēng)產(chǎn)成(chéng)本約(yuē)300 萬元(yuán)。
2.2 摻(chān)廢漿的配比原理
管樁(zhuāng)離心作業後產生的(dí)廢漿(jiāng)中(zhōng)除水(shuǐ)份(fèn)外，主要成(chéng)份為(wéi)磨細(xì)砂和矽(guī)酸(suān)鹽水泥，還(huán)有(yǒu)少(shǎo)量(liáng)減(jiǎn)水劑和(hé)細(xì)砂。由於用(yòng)一般(bān)的(dí)方(fāng)法很難測定廢(fèi)漿(jiāng)中各成(chéng)份(fèn)的百份(fèn)比。所(suǒ)以(yǐ)在進(jìn)行配比試驗設計時我(wǒ)們(mén)假定(dìng)廢漿中各(gè)成份比(bǐ)例與(yǔ)管樁下(xià)料(liào)時(shí)比(bǐ)例相同(tóng)。經(jīng)過大量的試驗測定離心(xīn)後(hòu)的廢漿(jiāng)含(hán)水率一般在30%～40%範圍(wéi)內(nèi)。所以(yǐ)我(wǒ)們在進(jìn)行(háng)配比試驗(yàn)設計(jì)時(shí)假(jiǎ)定廢漿(jiāng)的(dí)含水(shuǐ)率為(wéi)40%，然後(hòu)通過計算(suàn)等量(liáng)代(dài)換原配(pèi)比(bǐ)中(zhōng)的(dí)水泥，磨細砂和(hé)減(jiǎn)水劑(jì)量(liáng)。
2.3 生(shēng)產過(guò)程(chéng)中廢漿的控(kòng)製(zhì)
由於收(shōu)集到的廢漿隨著時間的(dí)推(tuī)移，將(jiāng)會漸漸(jiàn)失去(qù)流動(dòng)性(xìng)。另(lìng)外，由(yóu)於不(bù)同規(guī)格的管樁離心作業(yè)後產生的(dí)廢(fèi)漿比重也(yě)有(yǒu)所(suǒ)不同(tóng)，所(suǒ)以我(wǒ)們收(shōu)集(jí)廢漿重(zhòng)新(xīn)利用必(bì)須要解決(jué)兩個技(jì)術(shù)性(xìng)問(wèn)題(tí)。①想辦(bàn)法(fǎ)延緩廢漿內水泥的水(shuǐ)化(huà)反應(yīng)速度(dù)使其(qí)在重新(xīn)利用前保持有(yǒu)一定的(dí)流(liú)動性。②要對(duì)收(shōu)集(jí)後(hòu)的廢漿進(jìn)行(háng)比(bǐ)重(zhòng)測定和(hé)調(tiáo)配以(yǐ)滿(mǎn)足生產工(gōng)藝配合(hé)比要求(qiú)。
如今我公(gōng)司摻用廢漿(jiāng)的(dí)工(gōng)藝流(liú)程為：廢(fèi)漿收(shōu)集(jí)→比(bǐ)重(zhòng)測(cè)定(dìng)→調(tiáo)整(zhěng)比(bǐ)重(zhòng)→儲存→稱(chēng)量→摻(chān)入(rù)混(hùn)凝土(tǔ)攪拌。在此(cǐ)過程中，要(yào)視廢(fèi)漿(jiāng)從(cóng)收集到(dào)使用的時(shí)間長短，當時的環境溫(wēn)度來添加適當的(dí)緩(huǎn)凝劑和水，並(bìng)根(gēn)據(jù)當天的(dí)砂石(shí)含水(shuǐ)率大(dà)小(xiǎo)來(lái)采(cǎi)用含不(bù)同(tóng)廢漿量的(dí)混凝(níng)土生產配(pèi)比(bǐ)。
2.3.1 廢(fèi)漿的(dí)收(shōu)集(jí)
管(guǎn)樁(zhuāng)離(lí)心結(jié)束後吊(diào)至廢(fèi)漿收集(jí)點(diǎn)，把廢(fèi)漿倒(dǎo)至收(shōu)集(jí)鬥內。此時(shí)的廢(fèi)漿比重(zhòng)一(yī)般會(huì)大(dà)於1600kg/m3，對比(bǐ)起我們(mén)設(shè)計(jì)配(pèi)比使用的(dí)廢漿比(bǐ)重(zhòng)1500±50 kg/ m3 稍大，所(suǒ)以(yǐ)我們一般先(xiān)在收(shōu)集鬥(dǒu)內加(jiā)入約10 多kg 的自(zì)來(lái)水，使(shǐ)其和(hé)廢(fèi)漿混和(hé)後比重(zhòng)降低(dī)。此(cǐ)外(wài)，經過多(duō)次試(shì)驗可(kě)知：在60min 內(nèi)，廢漿(jiāng)含固量(liáng)隨(suí)時間(jiān)的變(biàn)化(huà)很(hěn)小，含膠(jiāo)量(liáng)亦基本保(bǎo)持在(zài)50%以上，但隨著收集到使(shǐ)用的時間延長，漿體內(nèi)的(dí)水化反應(yīng)速度會(huì)加(jiā)快，導致漿體逐漸變稠，從(cóng)而使(shǐ)廢漿的(dí)有(yǒu)效含(hán)膠(jiāo)量(liáng)發(fā)生變(biàn)化，影(yǐng)響混凝土的(dí)質量。另一方麵，從我們的(dí)日常操作上(shàng)看(kàn)，實際的廢漿(jiāng)收集到(dào)使(shǐ)用(yòng)時間(jiān)經常超(chāo)過60min，因(yīn)此(cǐ)在生產(chǎn)中(zhōng)需(xū)要往漿(jiāng)體裏(lǐ)摻(chān)加緩(huǎn)凝劑，延(yán)緩其(qí)水(shuǐ)化(huà)反應(yīng)的速度，延長其(qí)有(yǒu)效(xiào)的留(liú)存時(shí)間。由於緩凝(níng)劑本(běn)身的抑(yì)製(zhì)性，要(yào)在不同的廢漿(jiāng)留存(cún)使用時間(jiān)間(jiān)隔(gé)下(xià)摻(chān)入不同比例的(dí)緩凝劑，經(jīng)試驗可得兩者(zhě)之(zhī)間(jiān)的關(guān)係(xì)，如表(biǎo)2。
在實際使用過程(chéng)中，我(wǒ)們發現環境溫度(dù)對(duì)廢漿的水化反(fǎn)應速度(dù)有著較大(dà)的(dí)影響(xiǎng)。在高溫時(shí)（30℃以上(shàng)），水化反應(yīng)速(sù)度(dù)明(míng)顯加快，廢漿有效(xiào)留(liú)存(cún)時(shí)間(jiān)縮(suō)短；反之，低(dī)溫時(shí)(15℃以(yǐ)下(xià))，速(sù)度相(xiāng)對(duì)緩慢，而有(yǒu)效(xiào)留存時(shí)間(jiān)延(yán)長(cháng)。於是，我(wǒ)們通(tōng)過試驗，在不同(tóng)的環境溫度下，對相應(yīng)的廢漿(jiāng)留存(cún)使用時(shí)間間(jiān)隔下(xià)的緩(huǎn)凝劑摻量作(zuò)出適(shì)當的(dí)調(tiáo)整，如表3，表4。
⑴緩凝劑是由糖鈣(gài)粉劑(jì)配製成(chéng)濃度為(wéi)10%的溶液，幹粉摻量比(bǐ)例(lì)即(jí)每1 m3廢(fèi)漿中(zhōng)緩凝劑摻量(liáng)與廢漿含固(gù)量的(dí)比例(廢(fèi)漿比重取1550 kg/ m3，含固量取(qǔ)60%)。
⑵配(pèi)合比中廢(fèi)漿的(dí)含水率按40%計(jì)算，在(zài)生(shēng)產時要不(bù)斷進(jìn)行(háng)檢測(cè)，若(ruò)廢漿(jiāng)的含(hán)水率(shuài)偏(piān)差超(chāo)過±5%，則要(yào)采用(yòng)相應(yīng)的措施。
⑶時間間隔(gé)的(dí)結果來自廢(fèi)漿摻緩(huǎn)凝劑(jì)後測出流(liú)動(dòng)度(dù)接近150mm 的(dí)時間。
⑷由(yóu)於剛(gāng)摻(chān)入緩(huǎn)凝(níng)劑(jì)的廢漿(jiāng)不適宜立即(jí)用於(yú)生(shēng)產，特(tè)別是摻量(liáng)大的時候，將(jiāng)會大(dà)大降低混凝土(tǔ)的強度(dù)，所以(yǐ)摻(chān)入(rù)緩凝劑的廢漿是廢漿(jiāng)的(dí)流動度(dù)達到150mm前半(bàn)小時(shí)到一(yī)小(xiǎo)時這段時間(jiān)使用。
從以上分析可以看(kàn)出(chū)摻緩(huǎn)凝劑這一(yī)工序要有專人嚴格把關，因為(wéi)如果(guǒ)摻緩凝劑量過(guò)大(dà)會導(dǎo)致管樁在原規(guī)定(dìng)的(dí)蒸(zhēng)養時間內達不(bù)到(dào)規定的脫(tuō)模(mó)強(qiáng)度，這就(jiù)要延(yán)長蒸(zhēng)養時間(jiān)，影響了管(guǎn)樁的(dí)周轉(zhuǎn)，防(fáng)礙生產；但(dàn)如(rú)果摻的緩凝劑量過少，就會達(dá)不(bù)到延(yán)緩(huǎn)廢(fèi)漿(jiāng)水化反(fǎn)應的效(xiào)果。處(chǔ)理不當還會造(zào)成(chéng)廢(fèi)漿(jiāng)在收(shōu)集(jí)鬥(dǒu)內(nèi)結塊而(ér)損(sǔn)壞設(shè)備。
2.3.2 廢漿的(dí)攪(jiǎo)拌
為防(fáng)止廢(fèi)漿在儲(chǔ)存過程(chéng)中沉(chén)積(jī)，必(bì)須進(jìn)行攪拌。在收(shōu)集鬥(dǒu)收集(jí)過(guò)程(chéng)中的(dí)廢漿也需要(yào)攪(jiǎo)拌(bàn)，以使廢(fèi)漿與預(yù)放在鬥(dǒu)底的(dí)緩凝(níng)劑(jì)混(hùn)和(hé)均(jūn)匀。采用機械攪拌，那(nà)樣無(wú)論(lùn)時(shí)間(jiān)和均匀性(xìng)都(dū)得(dé)到有效的保證(zhèng)。
2.3.3 廢(fèi)漿比(bǐ)重(zhòng)的(dí)檢測和調配(pèi)
因為(wéi)我(wǒ)們(mén)現(xiàn)在(zài)再(zài)利用(yòng)廢漿是(shì)對原(yuán)配方的水泥，磨細砂和(hé)減(jiǎn)水(shuǐ)劑(jì)進行(háng)相應代換(huàn)。如果(guǒ)收集(jí)的廢(fèi)漿(jiāng)比(bǐ)重大(dà)於(yú)設計要求就會導(dǎo)致之(zhī)後(hòu)離(lí)心後產生(shēng)的廢(fèi)漿比重更(gēng)加(jiā)大，更(gēng)粘(nián)稠，情(qíng)況嚴(yán)重(zhòng)時(shí)會(huì)出(chū)現“倒漿(jiāng)困難" 的現象。因此我(wǒ)們在(zài)重(zhòng)新利用(yòng)廢漿(jiāng)前(qián)必(bì)須對(duì)收集(jí)的廢(fèi)漿進(jìn)行(háng)檢(jiǎn)測(cè)和調配(pèi)，以滿足使用(yòng)要(yào)求(qiú)。每(měi)當(dāng)有新(xīn)收集(jí)的(dí)廢(fèi)漿(jiāng)倒入(rù)攪(jiǎo)拌(bàn)桶內，就要測比重，不符(fú)合使(shǐ)用(yòng)範圍的(dí)，應加水稀釋後再測定(dìng)，直(zhí)至(zhì)符合使用要(yào)求為(wéi)止。比(bǐ)重(zhòng)的測定方(fāng)法有(yǒu)比(bǐ)重法(fǎ)和婆美計法，但(dàn)當(dāng)廢(fèi)漿(jiāng)比重較大或非常(cháng)粘(nián)稠時，用婆美(měi)計測(cè)出(chū)其出的比重偏(piān)差比較(jiào)大且現場環境(jìng)容易打(dǎ)壞(huài)玻璃(lí)製的(dí)婆美計(jì)。所以(yǐ)我們(mén)廠(chǎng)采用(yòng)了(liǎo)比重(zhòng)法(fǎ)測定(dìng)廢漿(jiāng)比重(zhòng)。我(wǒ)們(mén)經過大量(liáng)試驗測定管樁(zhuāng)離心(xīn)作業後(hòu)產(chǎn)生(shēng)出的(dí)廢漿比重一般(bān)會大於1600㎏/ m3，而(ér)配比設計按廢(fèi)漿比重1500±50㎏/m3 控製，因此收集(jí)後(hòu)的(dí)廢漿(jiāng)一般都(dū)要(yào)經(jīng)加(jiā)水(shuǐ)調配以(yǐ)達到生產需要。
為(wéi)了(liǎo)便於(yú)操(cāo)作我們(mén)對廢(fèi)漿進行加水調(tiáo)配的原理采用了(liǎo)如下(xià)幾(jī)條(tiáo)假定(dìng)：
⑴在廢漿中(zhōng)加(jiā)入(rù)X㎏清水後(hòu)，廢漿(jiāng)的總體(tǐ)積同時增加X/1000 m3。
⑵1000㎏清(qīng)水的體積為(wéi)1 m3。
在以上假(jiǎ)定(dìng)條件(jiàn)下(xià)，假(jiǎ)設測定的廢漿(jiāng)比重為(wéi)P1，在(zài)測定的廢漿中加(jiā)入X㎏水後再測(cè)定的廢(fèi)漿比(bǐ)重為(wéi)P2。則(zé)：
X=1000(P1-P2)/(P2-1000)(㎏)
X=(P1-P2）/(P2-1000)( m3)
以上(shàng)的(dí)假定設(shè)計原(yuán)理(lǐ)存在(zài)一(yī)定(dìng)誤差，但(dàn)經測(cè)定這個(gè)誤(wù)差(chà)並不(bù)大(dà)，誤差的範圍不會(huì)影響(xiǎng)配方的實際(jì)用灰量。根據(jù)以(yǐ)上(shàng)的(dí)計算(suàn)原側我(wǒ)們設(shè)計(jì)了一(yī)個不(bù)同(tóng)比重的廢漿稀釋時需(xū)要添(tiān)加的(dí)水量對照(zhào)給生產工人使用，如表5。
2.3.4 廢(fèi)漿的(dí)稱(chēng)量
在保(bǎo)證廢漿(jiāng)比重達(dá)到(dào)要求範圍內(nèi)後(hòu)，我(wǒ)公司按廢漿的(dí)含膠量(liáng)為50%代換相應的混(hùn)凝土(tǔ)中的(dí)水(shuǐ)泥和(hé)磨細(xì)砂，製(zhì)定混凝土(tǔ)配合比投入(rù)生產(chǎn)，並確定(dìng)了(liǎo)三種(zhǒng)不同(tóng)廢(fèi)漿摻量的配合比用(yòng)來調節使用(yòng)。其(qí)中當(dāng)廢漿存(cún)量不足(zú)或(huò)砂(shā)石含(hán)水率過(guò)大時，可采(cǎi)用(yòng)較少廢(fèi)漿摻量(liáng)的配合(hé)比(bǐ)或(huò)采(cǎi)用不(bù)摻廢(fèi)漿(jiāng)的配合(hé)比(bǐ)進(jìn)行(háng)生(shēng)產，以(yǐ)免坍落(là)度過(guò)大(dà)影(yǐng)響(xiǎng)了混(hùn)凝(níng)土(tǔ)的(dí)和(hé)易(yì)性(xìng)。所以(yǐ)整個摻(chān)廢漿過程是一(yī)個(gè)動(dòng)態(tài)過程，根據不(bù)同(tóng)的(dí)情(qíng)況(kuàng)進(jìn)行調(tiáo)整以(yǐ)適應生(shēng)產(chǎn)的(dí)需(xū)要。
2.3.5 混(hùn)凝(níng)土(tǔ)生(shēng)產(chǎn)
根據混凝(níng)土(tǔ)配(pèi)比摻(chān)入廢(fèi)漿的混凝(níng)土(tǔ)，實際用水(shuǐ)量(liáng)和坍(tān)落(là)度都大致(zhì)相近，這說明了(liǎo)廢(fèi)漿(jiāng)成分(fēn)的(dí)穩定(dìng)性(xìng)。同時，假定含膠(jiāo)量為(wéi)50%的廢(fèi)漿加(jiā)入混(hùn)凝土中後，與(yǔ)基(jī)準混凝土比較(jiào)，其蒸(zhēng)養(yǎng)強度質量可(kě)以得到(dào)保證。對於(yú)廢(fèi)漿的(dí)循環利(lì)用方(fāng)麵，經(jīng)過(guò)長(cháng)期(qī)的(dí)試驗和使用過(guò)程中監(jiān)測可得：通過提(tí)高摻廢(fèi)漿混凝土(tǔ)的(dí)坍落度(dù)(40～70mm)和降(jiàng)低(dī)廢(fèi)漿(jiāng)摻量(liáng)，可(kě)使(shǐ)管樁的離(lí)心效果滿(mǎn)足(zú)質量(liáng)要(yào)求(qiú)，而管樁的(dí)初(chū)蒸強度相對基準(zhǔn)混凝土會有一定降低，但依然在設計(jì)要求範(fàn)圍內，至(zhì)於高蒸(zhēng)強度則(zé)可以(yǐ)保(bǎo)持(chí)與(yǔ)基準(zhǔn)混(hùn)凝 土相近的水(shuǐ)平。
總體(tǐ)來說(shuō)，由(yóu)於(yú)廢漿本身存(cún)在(zài)的不穩定因素和(hé)容(róng)易受(shòu)到(dào)外來條件（時(shí)間，溫度等）的(dí)影(yǐng)響，因而在其使用的全過程中(zhōng)宜(yí)由(yóu)專(zhuān)職(zhí)的檢(jiǎn)測員(yuán)負責(zé)監控，配(pèi)備(bèi)專門(mén)的檢(jiǎn)測工(gōng)具，保證(zhèng)其(qí)有(yǒu)效性(xìng)和穩定(dìng)性。
3 經濟效益分(fēn)析(xī)
回(huí)收利(lì)用(yòng)管(guǎn)樁廢(fèi)漿再生產，不僅解(jiě)決(jué)了(liǎo)廢漿(jiāng)對(duì)環境(jìng)的汙染(rǎn)問題，而且通過(guò)回收利用廢漿中(zhōng)的水泥，磨細(xì)砂(shā)和減水劑(jì)而降(jiàng)低了成本(běn)，也(yě)因此減(jiǎn)少(shǎo)了處理廢漿(jiāng)的費用。回收利(lì)用廢漿經(jīng)濟(jì)效(xiào)益(yì)分(fēn)析如(rú)下(xià)：
⑴在(zài)生產(chǎn)過程中為了充分(fēn)利用廢(fèi)漿，我(wǒ)們對(duì)不(bù)同規(guī)格的(dí)管樁產生(shēng)的(dí)廢漿(jiāng)進行(háng)測定(dìng)，統(tǒng)計結(jié)果(guǒ)見表1。
⑵減(jiǎn)少廢漿結塊(kuài)的(dí)處理(lǐ)費(fèi)用：包括用風(fēng)炮鑿爛，裝(zhuāng)車(chē)，運走的人工費及(jí)堆(duī)放場地租金（5000～6000 元/年(nián)）計算(suàn)每天6 車，每(měi)車按100 元計(jì)算(suàn)即每(měi)天(tiān)耗(hào)用(yòng)600元，每年350 天算即(jí)21 萬元。總(zǒng)達(dá)21.5 萬元以上。
以上兩樣合計每年共可(kě)節約成(chéng)本321.5 萬元(yuán)。
4 結語
通(tōng)過(guò)廢漿在管樁生產(chǎn)過程中的再(zài)利(lì)用(yòng)，我(wǒ)們既降低了膠凝(níng)材(cái)料的用量，節約(yuē)了(liǎo)生產成(chéng)本，又節(jié)省了(liǎo)處(chǔ)理(lǐ)廢漿(jiāng)所需(xū)要的(dí)財力(lì)和物力(lì)，減少(shǎo)了(liǎo)廢(fèi)漿對(duì)社會(huì)環境的(dí)汙染(rǎn)，達到一(yī)定(dìng)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效(xiào)益(yì)。對於(yú)管樁廢漿的有效(xiào)利(lì)用(yòng)方(fāng)麵，還有(yǒu)很(hěn)多其(qí)他的(dí)方麵可(kě)以(yǐ)繼(jì)續挖掘，希(xī)望在不(bù)久(jiǔ)的(dí)將來(lái)，管樁(zhuāng)廢漿(jiāng)的(dí)利(lì)用能(néng)得到(dào)更大(dà)普(pǔ)及(jí)和發(fā)展(zhǎn)。
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