预拌混凝土回收水与减水剂适应性试验

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混凝土生产过程中产生的废水指冲洗设备残余料及废料回收时，筛除一定粒径的骨料之后所产生的，含有大量悬浮固体颗粒的悬浊混合水。一般情况下，场地清洗用水、雨水等也混合在内，本文中同一称为回收水。回收水再利用的环保效益显著，如何在保证混凝土性能的前提下，实现废水零排放有着技术、经济、环保的多重意义。

一、试验设计

回收水的特点是酸碱度及含固量，主要影响减水剂的性能和水胶比，所以试验设计将围绕这两点展开。

1.原材料

1.1 采用建福P.O42.5水泥、嵩屿电厂II级粉煤灰、福建三钢S95磨细矿渣、中粗河砂、5-25连续粒级反击破碎石；要求一次性备足材料用量以保持试验可比性。

1.2 采用Mapei(聚羧酸系)、HT-100(萘系)两种高性能减水剂；

1.3 聚羧酸系配合比设计水胶比用0.35、0.40、0.45、0.50系列，固定掺加20%粉煤灰、25%矿渣；萘系配合比设计水胶比用0.40、0.45、0.50、0.55系列，固定掺加15%粉煤灰、15%矿渣；（如表1）。

表1 试验用初始配合比

2.试验用水

通过对回收水回流管口3个月期间各不同时间段的含固量测试数据统计，回收水含固量Wh=9.15%±5.0%，因此，设计了6组含固量系列：0%、3%、6%、9%、12%、15%。为确保混合比例，使用统一容器采集回收水前、后称量容器重；按混凝土用水标准检验含固量，作为调整含固量的基准；在计算之后适量调整每个容器中澄清水的重量并标识比例。

3.混凝土试验方案

在前期的试验过程中发现，以回收水直接取代拌和用水会导致单位体积混凝土实际用水量下降而胶凝材料量上升，即水胶比变小，影响了试验结果。因此在本次试验中，为了保持水胶比稳定，以保证同系列配合比之间的可比性：按回收水含固量计算实际用水量；其二为将回收水中含固量从掺和料中等量扣除。

3.1 参照水泥胶砂强度试验，设计了在减水剂作用下保持等同砂浆流动度成型的不同含固量回收水对水泥胶砂强度影响试验。

3.2 分别用6种含固量、8个配合比交叉试验（标记为类似3C、9d等以示区别），测试TL后用减水剂调整至TL在200±20mm(聚羧酸系)、180±20mm(萘系)范围。测试的数据包含减水剂调整量、强度R7、R28；对B、c配合比（即水胶比0.45）系列测试TL1h。

二、试验数据分析

1.各种含固量下胶砂流动度及水泥胶砂强度比较：

表2 水泥胶砂强度试验数据

2.混凝土试验试验数据见表3、4。

3.数据分析

3.1 保持实际用水量不变，水泥胶砂流动度随含固量增加明显下降；调整至相同流动度需增加减水剂用量，且含固量越高，增加的量越大。

3.2 采用保持水胶比不变、控制同等坍落度的试验方案，因此同样标记系列的配合比数据有横向可比性。

3.3 从聚羧酸系试验数据来看，随着回收水含固量增加至6%以上时，需要增加0.6-1.6kg/m3的减水剂以调整其和易性，该数据的不稳定说明影响聚羧酸的表现。R28强度比明显呈现逐步下降的趋势，下降的百分比在含固量3%、6%、9%、12%、15%时分别约为5%、9%、16%、22%、30%，以及7-28天强度增长亦有明显下降趋势。对0.45水胶比下1小时坍落度损失比较，回收水比清水状态下增加30-40mm，这个值与含固量变化无明显关系。

3.4 从萘系试验数据来看，随着回收水含固量增加至9%以上时，需要增加1-5kg/m3的减水剂以调整其和易性，该数据随含固量增加而明显大比例增加。R28强度比以及7-28天强度增长无明显变化。对0.45水胶比下1小时坍落度损失比较，回收水比清水状态下无明显变化，这个值与含固量变化无明显关系。

三、结论

萘系减水剂配合比使用回收水的含固量上限宜为9%，在容许范围内使用回收水，对混凝土拌和物和易性及强度等常规性能的影响可以忽略；

聚羧酸系减水剂配合比使用回收水的含固量上限宜为3%，超出容许范围内使用回收水，强度下降的趋势显著加快。从大量实践经验及相关文献报道来看，聚羧酸减水剂使用性能受到超细颗粒含量的影响程度较大，这与试验结果相符。

四、技术经济分析与注意事项

要达到同样的混凝土质量要求下使用回收水，其意义不仅要单纯考虑材料成本，还要考虑环保成本。

对含固量的监测数据表明，含固量平均值9%左右。一般下午达到高峰值20%，应就此做出预调整措施。标准的含固量测试需耗时4-5小时，作为监测手段不合适；回收水为悬浊液体，比重计测试相关性不高；容重试验则相对简单高效。

表3 聚羧酸系减水剂试验数据

表4 萘系减水剂试验数据