站內(nèi)廢水砂石回收再利用生產(chǎn)C60商品混凝土施工工法

1、帶攪拌器的廢水池 清洗罐車 回收廢水、砂、石試拌混凝土 項目施工-混凝土澆筑 項目主體完工項目主體完工 一、前言一、前言 商品混凝土行業(yè)長期存在資源消耗高、重復利用率低的問 題，在生產(chǎn)過程中排放的廢水、廢渣嚴重污染周邊環(huán)境。 成都中鐵二局鐵達商品混凝土有限公司通過回收清洗攪拌 站、清洗攪拌車、沖洗砂石運輸帶所產(chǎn)生的廢水、砂石， 再用于C60商品混凝土生產(chǎn)，取得了良好的經(jīng)濟效益和環(huán) 保效益，經(jīng)總結(jié)形成本工法。 二、工法特點二、工法特點 廢水、砂、石回收采用自動化處理系統(tǒng)，設備投資少， 安裝改造簡單，操作方便，運行可靠，占地面積小， 基本實現(xiàn)零排放。 C60混凝土工作性能良好，能夠滿足強度、耐久性

2、要 求。 三、適用范圍適用范圍 本工法適用于城市商品混凝土攪拌站生產(chǎn)C60及以下 強度等級的商品混凝土，鐵路、公路、水電、港務等 工程的大型攪拌站可參考實施。 四、工藝原理四、工藝原理 利用光電開關(guān)和PLC控制器實現(xiàn)水泵自動計時抽水沖 洗攪拌車，砂石分離機自動運轉(zhuǎn)分離砂石，廢水進入 廢水池。廢水回收系統(tǒng)共有8個水池，2個為廢水池， 2個為次廢水池，2個為澄清池，2個為清水池，按類 別兩兩相通。 廢水池、次廢水池安裝管式水位計，澄清池、清水池 安裝浮球式水位計。清水池向澄清池補水，澄清池向 次廢水池補水，次廢水向廢水池補水。相鄰水池靠水 位控制實現(xiàn)補水和溢流抽水功能，保證廢水濃度不致 過高。廢水

3、從廢水池抽入攪拌樓上帶有管式水位計的 暫存槽，清水和廢水單獨計量，可滿足不同配合比對 清水和廢水的用量要求。試驗證明，回收砂石可直接 用于混凝土拌制，不影響混凝土質(zhì)量。 五、施工工藝流程及操作要點五、施工工藝流程及操作要點 5.1施工工藝流程施工工藝流程 5.2原材料技術(shù)要求及選擇原材料技術(shù)要求及選擇 5.2.1水泥水泥 采用強度等級為42.5質(zhì)量符合國家標準通用硅酸鹽水 泥（GB 175-2007）的硅酸鹽水泥（PII）或普通硅 酸鹽水泥（PO），水泥中C3A含量不大于8.0%，氯離 子含量0.06%，堿含量0.6%。 5.2.2礦渣粉礦渣粉 比表面積宜控制在350440 m2/kg；流動度

4、比不大于 95%；燒失量不大于3.0%； 28d活性指數(shù)應符合用于 水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉（GB/T 18046- 2000）要求。 5.2.3粉煤灰粉煤灰 混凝土的粉煤灰(FA)摻合料必須來自燃煤工藝先進的電 廠，選用組分均勻各項性能指標穩(wěn)定的低鈣灰，而且粉 煤灰的燒失量不大于8.0%，需水量比不大于105%，三 氧化硫含量不大于3.0%，細度不大于25%。 5.2.4細骨料細骨料 細集料應滿足建筑用砂（GB/T14684-2001）之第2級配 區(qū)要求。選擇料場時必須對集料進行堿集料潛在活性的檢測， 不得采用可能發(fā)生堿集料反應的活性集料。砂宜選用中砂， 細度模數(shù)為2.42.9，2.3

5、6 mm篩孔的累計篩余量宜大于 15%，0.3 mm篩孔的累計篩余量宜在85%92%范圍內(nèi)。含 泥量應低于3.0%，泥塊含量應低于0.5%；堅固性硫酸鈉溶 液法5次循環(huán)后的質(zhì)量損失應小于8%；水溶性氯化物折合氯 離子含量應不超過集料重的0.02%。 5.2.5粗骨料粗骨料 粗骨料應符合現(xiàn)行國家標準建筑用卵石、碎石（GB/T14685- 2001）的一般技術(shù)要求。必要時，集料應予清洗和過篩，以除去 有害物質(zhì)。應采用兩級配碎石或符合525mm連續(xù)級配的碎石。 選擇料場時必須對集料進行堿集料潛在活性的檢測，不得采用可能 發(fā)生堿集料反應的活性集料；巖石的抗壓強度與混凝土強度等級 之比不應小于2；粗集料

6、中的含泥量應低于0.5%，泥塊含量應低于 0.25%；堅固性硫酸鈉溶液法5次循環(huán)后的質(zhì)量損失應小于8%；壓 碎指標不大于12%，針片狀顆粒含量不大于10%，硫化物及硫酸鹽 含量（按SO3質(zhì)量計）小于0.5%；粗集料松散堆積密度一般大于 1500 kg/m3，對較致密石子如石灰?guī)r大于1600 kg/m3。 5.2.6外加劑外加劑 質(zhì)量應符合混凝土外加劑（GB/T 8076-2008）的 規(guī)定，減水率應至少達到25%；與水泥的相容性良好， 坍落度損失?。宦入x子含量不得大于混凝土中膠凝材料 總重的0.01%。 5.2.7水水 混凝土的拌合用水應優(yōu)先選用飲用水，當采用其他來源 的水攪拌混凝土時，水的品

7、質(zhì)應滿足混凝土用水標準 JGJ63-2006 的規(guī)定；不得使用含有超量SO42- 、Mg2+、 Cl-的水攪拌混凝土。 5.2.8回收砂石回收砂石 依據(jù)普通混凝土用砂石質(zhì)量標準及檢驗方法JGJ52-2006對從 廢渣中分離出來的砂、石進行分析，考察其使用的符合程度，制定 處理方法：對砂、碎石的顆粒級配、含泥量壓碎指標、針片狀含量 等指標進行有針對性檢驗，其中廢水渣漿經(jīng)過充分的攪拌混合，其 產(chǎn)生的砂石渣料泥塊含量可考慮不檢測，但含泥量指標必檢；顆粒 級配作為以后使用的參考依據(jù)，也必檢；碎石的壓碎指標、針片狀 含量在原先砂石料使用前，已作檢驗，其基本性質(zhì)無變化，可考慮 不檢；渣料含水率關(guān)系到渣漿分

8、離設備出料的純度，作為定期檢測 項目；砂石渣料在沖洗后的含水率作為以后使用的參考依據(jù)。經(jīng)過 上述分析檢驗，一般回收粗、細骨料可直接用于混凝土生產(chǎn)。 5.2.9廢水廢水 依據(jù)混凝土用水標準JGJ63-2006 規(guī)定，混凝土企業(yè)設 備洗刷水、再生水，可用作混凝土拌合用水，且最終拌合用 水質(zhì)應符合混凝土用水標準JGJ63-2006 中的要求。廢 水的水泥凝結(jié)時間符合JGJ63-2006、GB/T1346規(guī)范要求， 與自來水水泥凝結(jié)時間差不超過30min。廢水的濃度直接影 響混凝土拌合物性能，濃度控制是關(guān)鍵，含固量不宜超過 7.0% 。廢水的摻量宜控制在40%。 5.3配合比設計配合比設計 5.3.1

9、基準配合比設計基準配合比設計 依據(jù)現(xiàn)行行業(yè)標準普通混凝土配合比設計 JGJ55-2000確定C60基準配合比見表5.3.1。 強度等級 配合比，kg/m3 W/BCFA+BFSGWVF-5 C600.28358192658107315514.30 5.3.2回收再利用的原材料配合比設計回收再利用的原材料配合比設計 據(jù)基準配合比，使用不同廢水摻量的C60混凝土 抗壓、抗折強度及其拌合物性能對比試驗結(jié)果見表。 內(nèi)容/項次12345 廢 水（%）1006040300 清 水（%）0506070100 坍落度（mm）220225240240240 擴展度（mm）520640705715710 抗壓強度

10、 MPa 7d55.053.655.254.956.0 28d73.072.574.274.075.1 抗折強度 MPa 7d4.124.084.234.204.09 28d6.306.186.506.486.10 由下表可看出，廢水與自來水混凝土在C60中抗壓、抗折強度波動也不太大， 但隨著廢水摻量的增加，混凝土擴展度不斷降低，流動性差異變化更大。 強度等級廢水摻量% 坍落度/擴展 度mm 坍落度保留值mm 1h2h3h C60 0240/710240/705225/640210/530 30240/715240/700230/650215/570 40240/700240/705225/6

11、50215/580 60225/640210/540195/490165/420 100220/550200/510180/450160/380 結(jié)論：廢水與自來水的混凝土強度無明顯變化；隨著廢水 摻量的不斷增加，廢水與自來水兩者之間流動性差異變大。 混凝土坍落度和坍落度保留值均隨廢水摻量的增加而逐漸減 小；廢水固含量的多少直接影響混凝土拌合物的流動性；摻 30%40%的廢水對混凝土拌合物的流動性無明顯影響。 5.3.3配合比檢驗配合比檢驗 1、 混凝土耐久性能試驗 將40%廢水摻量C60混凝土與基準混凝土進行耐 久性能對比檢驗，檢測結(jié)果見表5.3.3-1。 強度等 級 28d碳深度 mm 2

12、8d收縮值 （10-6） 60d收縮值 （10-6） 28d靜力受壓性 模量（104）， MPa 28d電通量 C 自來水廢水自來水廢水自來水廢水自來水廢水自來水廢水 C601.01.13804004604603.283.27567590 耐久性性能試驗結(jié)果滿足JGJ/T193-2009混凝土耐久性檢驗評定標 準要求，回收廢水對混凝土耐久性能無影響。 2、 抗壓強度試驗 將40%廢水摻量C60混凝土與基準混凝土進行抗 壓強度檢驗。對工地現(xiàn)場澆筑的混凝土構(gòu)件對比28d 混凝土芯樣強度、試塊抗壓強度、回彈法檢測強度。 強 度 等 級 試件抗壓強度，MPa （100100mm） 芯樣抗壓強度，MPa

13、 （100mm） 回彈檢測抗壓強度， MPa 自來水廢水自來水廢水自來水廢水 C6070.169.865.866.061.962.3 注：芯樣及回彈取至在建工程實體結(jié)構(gòu)，試塊為同條件試塊（均為同一天澆注的混凝土） 3、 混凝土抗?jié)B透試驗 將40%廢水摻量C60混凝土與基準混凝土進行抗 滲透對比試驗。 水 壓 （Mpa） 試 件 編 號 123456 0.1未滲水未滲水未滲水未滲水未滲水未滲水 1.4未滲水未滲水未滲水未滲水未滲水未滲水 試件滲水高度353045403530 水 壓 （Mpa） 試 件 編 號 123456 0.1未滲水未滲水未滲水未滲水未滲水未滲水 1.4未滲水未滲水未滲水未滲

14、水未滲水未滲水 試件滲水高度504045353540 注：按GB/T50082-2009普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準試驗。 以上對比試驗表明：自來水和廢水所拌制的混凝土抗?jié)B透性能無明顯差異。 5.4操作要點 5.4.1廢水、砂石回收廢水、砂石回收 1、 分離廢水中的砂、石 待清洗攪拌車停在洗車位，光電開關(guān)抓到信號后反饋給PLC控制器，控制器有 四個輸出信號：a、開啟次廢水池中的水泵，向車輛加水，并在1min40s后關(guān) 閉；b、開啟廢水池中的水泵，向清洗槽供水；c、開啟砂石分離機，砂石分 離機運轉(zhuǎn)；d、關(guān)閉砂石分離機出口蝶閥。 駕駛員旋轉(zhuǎn)罐體，清洗車輛罐體。完成清洗工作后，駕駛員將罐

15、體內(nèi)的廢水放 入清洗槽內(nèi)，廢水流入砂石分離機，砂石分離機從廢水中分離出砂、石。 車輛排完罐體內(nèi)廢水后，離開洗車位，光電開關(guān)將信號反饋給PLC控制器，控 制器在5min后控制廢水池中的水泵停止向清洗槽供水，并將砂石分離機蝶閥 打開，廢水排至廢水池。 砂石分離機蝶閥開啟1min后，控制器啟動清水池中的水泵向砂石分離機供清 水，清洗砂石分離機，2min后自動關(guān)閉。分離后的砂石，由裝載機運至料倉。 2 廢水池間的水循環(huán) 廢水回收系統(tǒng)共有8個水 池，1、2號為廢水池，3、 4號為次廢水池，5、6號 為澄清池，7、8號為清水 池，水池按類別兩兩相通。 1、2號廢水池，3、4號次廢水池各安裝一臺攪拌器，用于

16、 防止廢水中水泥細顆粒沉淀、凝結(jié)。理想工作狀態(tài)是清水 池向澄清池補水，澄清池向次廢水池補水，次廢水池向廢 水池補水。如果按相反方向溢流，說明生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的 廢水不能完全消耗（偶爾少量的溢流是允許的）。 3 廢水的利用 攪拌樓安裝帶有管式水位計的暫存槽，暫存槽下部設氣動蝶閥， 由攪拌樓自動化生產(chǎn)軟件控制。在廢水池中安裝有一臺7.5KW 的廢水泵向兩個暫存槽供廢水。當需要使用廢水時，蝶閥開啟 供水，廢水依靠自重下流至水稱，達到計量要求時，閥門關(guān)閉。 水稱另一個進水口用于供應清潔水，清水和廢水計量通過疊加 方式實現(xiàn)，先計量清水，再計量廢水，實現(xiàn)了清水和廢水的單 獨計量，可以滿足配合比對清水和廢水任

17、何用量要求。 5.4.2混凝土拌制混凝土拌制 1 開盤前及時測定砂、石含水率，將理論配合比換算為施工配合比，除檢查原材料是否與設計用原材料相符外，在施 工前，還按施工配合比進行試拌。 2 拌合設備的計量裝置應按期進行計量鑒定并維持在良好狀態(tài)中，每周至少進行一次自校。其稱量的允許偏差：粗、 細集料2%，其它材料1%。每個臺班應不少4次對其稱量進行核查，并及時調(diào)整落差設置，使其稱量誤差滿足要 求。 3 為了防止正式攪拌時，因水泥漿粘附攪拌筒造成砂漿損失，事先都要對攪拌機進行涮膛處理。 4 投料順序：混凝土拌制按照“先細集料、膠凝材料、外加劑，待拌合均勻后再加入粗集料，再加水”的投料順序進 行。 5

18、 攪拌時間控制：為了確定合理的混凝土攪拌時間（既能滿足混凝土質(zhì)量的需要，也能滿足混凝土灌注速度的需要）， 應通過試驗確定，一般不得少于120s。 6 混凝土工作性的控制：混凝土工作性不僅要滿足施工灌注的需要，同時也是混凝土質(zhì)量的重要保證，所以必須嚴格 控制坍落度值20020mm，擴展度值最好大于600mm。 5.4.3混凝土的運輸混凝土的運輸 混凝土采用運輸罐車運送混凝土，裝載量約為攪拌筒幾何容量的2/3，應確 保澆筑工作連續(xù)進行。混凝土運輸過程中，罐體以24r/min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動， 保持運輸?shù)缆菲教箷惩?，減少轉(zhuǎn)載次數(shù)和運輸時間，保證混凝土在運輸過 程中保持均勻性，運到澆筑地點時不分層、不離析、

19、不漏漿，具有要求的 坍落度和含氣量等工作性能。當罐車到達澆筑現(xiàn)場時，使罐車高速旋轉(zhuǎn) 2030s，再將混凝土拌合物喂入泵車受料斗或混凝土料斗。必要時，運 輸混凝土過程中應對運輸設備采取保溫隔熱措施，防止局部混凝土溫度升 高（夏季）或受凍（冬季）。采取措施防止水份進入運輸容器或蒸發(fā)，嚴 禁在運輸過程中向混凝土內(nèi)加水。 六、材料與設備六、材料與設備 七、質(zhì)量控制七、質(zhì)量控制 1 嚴格執(zhí)行有關(guān)標準、規(guī)范，健全落實質(zhì)量保證體系，實行原材料進場檢驗控制制度。 2 準確設計混凝土配合比，將配合比涉及到的各種原材料數(shù)據(jù)存檔備查及可以追溯。 3 試驗室具有相應的資質(zhì)，試驗人員必須持證上崗，工作重點放在原材料檢驗

20、和混凝土拌 合物的現(xiàn)場及時檢驗上。 4 攪拌機械及其他機械設備的稱量裝置，必須定期由計量單位進行標定，經(jīng)常檢查設備的 稱量裝置運行情況。 5 經(jīng)過對混凝土拌合物的均勻性及坍落度檢驗合格后混凝土才能出廠，并做好備案記錄。 6 攪拌運輸車的運輸延續(xù)時間，不宜超過測得的混凝土初凝時間的1/2，已超過混凝土初凝 時間而沒有使用的混凝土，不得使用。嚴禁向攪拌筒內(nèi)的混凝土加水調(diào)整。 7 嚴格控制商品混凝土現(xiàn)場的交貨檢驗?；炷吝M入施工現(xiàn)場時，施工單位應當在建設或 監(jiān)理單位的監(jiān)督下，對進場的每一車商品混凝土進行驗收，并簽認交貨檢驗記錄。 8 施工單位應在施工組織設計中針對預拌混凝土的特點編制澆筑、振搗、養(yǎng)護

21、等施工方案。 9 及時清理砂石分離機分離出的砂、石，不能堵塞砂石分離機出料口。 10 每周清洗一次砂石分離機篩網(wǎng)，保持篩網(wǎng)清潔，不被異物堵塞。篩網(wǎng)堵塞后會出現(xiàn)石夾 砂的現(xiàn)象，應立即對篩網(wǎng)進行清洗。 11 試驗室每天派人對廢水進行3次濃度測試。 八、安全措施八、安全措施 1 電控柜是廢水回收處理設備的自動化處理核心，沒有技術(shù)人員，操作手嚴禁打開電控柜 進行操作，當電控柜報警時，應向電工或技術(shù)人員報修。 2 正常生產(chǎn)時，應將電控柜內(nèi)所有功能選擇開關(guān)置于自動檔。未經(jīng)許可，嚴禁使用手動功 能模式。 3 對設備進行必要的維護保養(yǎng)，對設備運行狀況進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常，及時報告。 4 水道內(nèi)設鋼絲網(wǎng)，以防止纖

22、維或石子進入廢水池，對水泵進水口造成堵塞或卡死水泵葉 輪，操作人員應每天對鋼絲網(wǎng)進行清潔。 5 每周對拌合設備和廢水回收處理系統(tǒng)設備各潤滑點進行潤滑。 6 廢水回收處理系統(tǒng)空壓機的開啟壓力為0.4MPa，當作為正常氣的攪拌樓空壓機或氣路出 現(xiàn)故障時，系統(tǒng)空壓機才會工作。所以應及時排除故障，使用正常氣源。 7 設備檢修時，應切電控柜電源，并懸掛維修指示牌，嚴禁其它人員合閘送電。 8 保持防護設施完好，設備運轉(zhuǎn)時，嚴禁對設備進行維護保養(yǎng)作業(yè)。 9 車輛駕駛員在車輛進入洗車位前，不能張開泄料斗，以防料斗和清洗槽碰撞。 九、環(huán)保節(jié)能措施九、環(huán)保節(jié)能措施 1 嚴格執(zhí)行國家、行業(yè)和項目所在地關(guān)于禁止與限制

23、使用的落后淘汰技術(shù)、工藝、產(chǎn)品的 現(xiàn)行有關(guān)規(guī)定。 2 成立節(jié)能減排領導小組，明確各部門人員職責。 3 編制節(jié)能減排規(guī)劃,制定年度節(jié)能減排目標和指標。 4 建立健全制度體系，嚴格獎懲，突出生產(chǎn)過程中節(jié)能減排。實施單車核算辦法、 嚴格執(zhí)行車輛加油管理制度、加強攪拌運輸車管理、工程決算管理辦法等 內(nèi)控制度，做到有章可循。 5 加強科學研究，推廣應用粉煤灰和礦粉，替代部分水泥。 6 加強生產(chǎn)組織，增加運力，減少夜間施工。裝載機作業(yè)區(qū)安裝隔音墻，攪拌站采取封閉 維護措施，白天噪聲不超過65分貝，夜間不超過55分貝。 7 基本實現(xiàn)零排放，杜絕廢水、廢漿對河流、農(nóng)田的污染。 8 硬化原材料場地，不定時對場地

24、撒水清洗，杜絕粉塵對空氣的污染。 9 凝固混凝土、試件等固體廢棄物集中堆放，集中處理。 十、效益分析十、效益分析 按2臺攪拌站年生產(chǎn)55萬方混凝土計算，應用本 工法，可實現(xiàn)經(jīng)濟效益95.72萬元，一年即可回收原設 備的技術(shù)改造費用。 1.節(jié)約費用 節(jié)約場地打掃人工費7.5萬元；節(jié)約廢渣專業(yè)運輸費 20萬元，隨著市政府對環(huán)保收費的增加，專業(yè)運輸費還將 增加；節(jié)約回收砂、石7000方，成本49.2萬元；節(jié)約水 35000噸，費用11.2萬元；節(jié)約沉淀池清淤費7.2萬元（每 1個月清一次，每次費用6000元）；節(jié)約環(huán)保部門的排污 費、污染河流及農(nóng)田的賠償費用15萬元，隨著市政府對環(huán) 保檢查力度加大，

25、違法成本將進一步提高。合計110.1萬元。 2.支出費用 設備折舊：61.9萬元/5年，即12.38萬元；運行 費用：2萬元。合計：14.38萬元。 3.經(jīng)濟效益 110.1萬元-14.38萬元=95.72萬元。 十一、應用實例十一、應用實例 本工法在成都中鐵二局鐵達商品混凝土有限公司文家 攪拌站成功應用，已利用廢渣、廢水拌制20多萬方商品混 凝土用于房建工程，其流動性、粘聚性、保水性好，并能 夠滿足結(jié)構(gòu)強度及耐久性要求。具有很高的實踐效果和推 廣價值，有明顯的社會、經(jīng)濟、環(huán)境效益。相應的商品 混凝土站內(nèi)回收廢水、砂、石及再利用研究成果總體達 到國內(nèi)領先水平。 工程應用證明工程應用證明 成果鑒定意見成果鑒定意見 評審委員會名單 謝謝各位謝謝各位專家！專家！