混凝土剩退料处理及废料性能研究

2017-09-25刘一粟卜俊张盛胡力

商品混凝土 2017年9期

关键词：胶砂搅拌站微粉

刘一粟，卜俊，张盛，胡力

（1. 扬州市建伟建设工程检测中心有限公司，江苏扬州 225002；2. 江苏诚意工程技术研究院，江苏徐州 221131；3. 扬州平维混凝土有限公司，江苏扬州 225100）

混凝土剩退料处理及废料性能研究

刘一粟1，卜俊1，张盛2，胡力3

本文从管理的角度对混凝土剩、退、废料原因进行统计分析，与技术人员分享、交流笔者多年工作经验总结的一些处理及预防措施，并将搅拌站不同废料烘干后磨成粉料，按一定比例取代水泥，研究了不同废料微粉掺量对水泥净浆流动度、胶砂力学性能的影响。

剩料；退料；处理；废料微粉

随着国内建筑行业的快速发展，商品混凝土的用量逐年递增，呈现的问题也多种多样。例如在实际工程浇筑过程中，由于种种原因导致商品混凝土剩、退料现象已经成为一般搅拌站生产中的常态，如何及时有效地处理这些混凝土是搅拌站技术人员所面临的问题。本文从剩、退料形成的原因进行统计、分析，提出一些处理及预防措施。同时将搅拌站内废料烘干后磨成的粉料按一定比例取代水泥，研究不同废料微粉掺量对水泥净浆流动度、胶砂力学性能的影响。与广大技术人员一起分享交流，为减少社会资源的浪费和环境污染贡献一份绵薄之力。

1 退料产生的原因分析

商品混凝土是建筑行业的重要材料，由于其为半成品，实际工程浇筑过程中混凝土的工作状态变得非常重要。笔者统计江苏某集团（集团化管理模式，200 万方混凝土）四个搅拌站有资料记录可追溯 2017年1月至7月的退料事件共计 278 次，大致共分为三类原因，统计如图1所示。

图1 混凝土退料统计

从图1中可知，混凝土坍落度大或离析造成的退料占 81%；混凝土坍落度小等原因造成的退料虽然只占所有退料的 16%，但实际情况要远高于离析料发生的概率，因为坍落度小而被要求退料的情况大部分已由搅拌站技术人员第一时间在现场直接调整符合要求后解决或部分工地自己偷偷加水解决类似问题；混凝土黏聚性差造成的退料相对较少，只占3%。

1.1 坍落度小或失去工作性能

造成此现象的原因有很多种，如由原材料变化等导致的混凝土（文中均以普通混凝土为叙述对象）本身坍落度损失快、施工现场长时间中断浇筑、搅拌车等设备故障、城市交通运输堵塞、不能满足特殊部位大流动性要求等，归纳一点为混凝土未能在一定的时间内保持良好的工作性能。

1.2 坍落度大及离析

外加剂掺量过高或保坍成分多、搅拌车罐内有水、混凝土生产过程中砂含水率设定值偏低、不能满足特殊部位浇筑要求（如斜屋面、吊模等）、现场加水失控、生产设备计量误差大等是造成此类现象的主要原因，归纳为混凝土浇筑前实际用水量或外加剂掺量超出设计合理用量。

1.3 黏聚性差

混凝土黏聚性差体现为外露石子面积大、料散包裹性差等，这会导致现场施工振捣困难、泵车泵送压力大或难以泵送。此类现象表明混凝土的原材料性能有变化，需要进行配合比调整或重新设计。

2 混凝土退料的处理措施及预防

由于混凝土工作性能不能满足现场施工要求，往往会被施工单位、监理单位、甲方或搅拌站泵工等人员要求退料。在保证质量的前提下，结合搅拌站实际利益，技术人员应及时对退料进行有效处理，从而节约社会资源、减少环境污染。

2.1 坍落度小等原因退料处理措施

目前混凝土施工现场初凝时间一般在 8h 左右，对于时间短（从生产到退料时间≤3h）、未初凝的退料（混凝土），在浇筑工地附近或搅拌站内通过外加剂调整使混凝土满足工作状态，并且现场协调好后，一般原工地返回浇筑使用。如果调整好工作状态的退料，现场施工单位或监理单位等不认可（技术交流不是万能的），一般可以将调整好的退料转给另一车号的搅拌车（搅拌站内建一个高平台转料漏斗或泵车分车转料）返回原工地进行浇筑，或者转其余同强度等级工地，或者分成几车料调整（退料车内有足够空间也可直接调整），提高强度等级转其余工地（原工地已及时补发料或无同强度等级工地时），当然也可直接转其余低强度等级工地使用等。

对于时间＞3h 且未初凝的退料，为防止结构部位出现冷缝，一般情况下通过外加剂调整好工作状态后转其余工地同强度等级非结构部位使用或转其余低强度等级工地使用。

对于接近初凝或已初凝的退料混凝土，在主任或技术人员确认后，退料通过砂石分离机直接进行分离。

2.2 坍落度大、离析原因退料处理措施

对于坍落度大但未离析的退料混凝土，处理方法相对比较简单。退料混凝土坍落度略大时，一般安排司机将搅拌车停留在工地附近快速强搅车罐，在混凝土满足工作性能后返回原工地进行浇筑，如施工现场不认可，协调无果时，根据料的情况适当调整后转其余同强度等级工地使用。如果退料坍落度过大，技术人员可直接添加适量纤维素进行调整使其满足工作性能要求，也可根据车罐内空间及搅拌站生产情况分车调整使用或直接调整，如加干硬混凝土、干砂浆、干粉料等。

对于轻微离析的退料混凝土，处理方式与坍落度过大的退料处理类似。对于严重离析的退料，一般先将罐车停到砂石分离机处（应有斜坡高度）反转，正反转几次将过多的砂浆水放出，根据剩料质量及实际情况首先考虑分车调整（调整强度等级空间大）使用，其次是直接调整适宜转低强度等级使用。

2.3 黏聚性差退料处理措施

对于这类情况的退料，有空间可以分车进行调整或直接调整，如加水泥浆、砂浆等，但退料混凝土配合比后期肯定要进行调整，如适当提高砂率，增加胶凝材料用量，外加剂复配一些增稠成分，降低一些不稳定因素材料用量等。

2.4 退料的预防措施

管理工作贯穿于混凝土全寿命周期，预防退料的措施更是混凝土质量管理工作中的一部分。造成混凝土退料的原因有很多种，但归纳后的原因始终离不开“人、机、料、法、环”这五个重要的影响因素范围。由于篇幅有限，不能将所有退料的预防措施一一说明，仅以混凝土黏聚性差原因造成的退料为例，简述两点预防措施。

混凝土黏聚性差的原因中，原材料的变化是料黏聚性变差的客观原因，“法”的因素是主要原因，“人”的因素是次要原因。“法”，顾名思义，是“法则”，指生产过程中所需遵循的规章制度。制度是做好工作的基本保证，要做好工作就应该有完善、可行的规章制度。

原材料的日常管理和生产控制管理是搅拌站质量管理体系中的重要环节。一方面对原材料性能方面的了解与控制，是做好配合比设计的基础，必须掌握原材料的品种规格、技术性能、质量及其波动情况、供应能力和价格等技术经济数据。另一方面按批次进行抽样检测能直观地反映混凝土的工作状态，便于及时调整。做好这两项管理工作都能预防降低混凝土因黏聚性差的原因而造成的退料现象。

3 混凝土剩料产生的原因、处理措施及预防

3.1 混凝土剩料产生的原因

混凝土剩料一般泛指工程结构混凝土浇筑完毕后施工现场剩余的混凝土。产生剩料的原因很多。

（1）施工现场技术人员在工程结构预算混凝土方量时计算错误或未考虑钢筋体积。

（2）目前很多商品混凝土合同中明文规定固定容重并允许在±50kg 范围内，而混凝土湿容重与干容重有一定的误差（搅拌站配合比设计一般以质量法进行计算），如果湿容重偏小在施工浇筑方量需求大时剩余混凝土会明显变多。

（3）现场施工单位人员在浇筑最后补混凝土方量时估算偏多或按经验报方量（包括预算总方量）偏多造成的混凝土剩余。

（4）商品混凝土按施工单位要求进场后，由于工程浇筑部位验收不合格导致停工整顿；施工现场机械设备损坏或停电等其它环境因素造成混凝土的剩余。

（5）混凝土浇筑过程中，现场施工单位人员与调度或调度与混凝土生产操作人员在沟通中产生障碍；生产人员操作失误或生产机械设备误差等原因导致最后浇筑完毕后有混凝土剩余。

（6）由于现场放料人员责任心不强或不熟悉，让搅拌车未放完混凝土便签单使其回厂等其他原因造成的混凝土剩余。

3.2 混凝土剩料的处理措施

由于大部分剩料是施工单位原因造成的，施工单位一般认购剩余混凝土方量，而施工现场大部分无法消化剩余混凝土，所以剩余的混凝土一般由搅拌站自行处理。由于剩余混凝土大部分已由施工单位认购，所以搅拌站技术人员在处理剩料时，一般都相对保守处理，处理方法跟上述退料方法类似。

3.3 混凝土剩料的预防措施

“人”是生产管理中最大的难点，也是剩料预防措施的重要管理部分。预防剩料的措施有很多，简单说两点：

（1）施工单位技术人员在方量预算时，要加强专业知识学习，积累工作经验，多与施工班组、泵工、调度进行沟通。

（2）调度人员是搅拌站对外服务的窗口，也是搅拌站日常生产管理的枢纽，是预防混凝土剩料的关键因素之一。每个工程浇筑过程中，调度应定时与现场泵工进行沟通交流，了解现场浇筑情况，在总方量还剩5%未生产时，应与泵工、现场技术人员加强联系，确定剩余所需生产混凝土的方量。

4 废料性能研究

混凝土报废料一般是由于施工现场剩、退料无法调整使用或已达到报废要求的废弃混凝土。江苏某商品混凝土站，4条生产线，平均年产量 160 万方以上，文中研究其废料是指混凝土剩、退、报废料直接或间接在搅拌站日常生产过程中形成的四类废弃物，分别为：罐车冲洗和砂石分离机形成的废浆液、混凝土试块垃圾、搅拌机和搅拌车内的混凝土积料以及搅拌站内垃圾场的混合废料。如何对这些建筑垃圾采取有效的循环再利用措施，是一件十分迫切的事情。若加以利用，一方面可以改善搅拌站的工作环境，另一方面可以适当的节约综合成本。文中将搅拌站内废料烘干后磨成粉料按一定比例取代水泥，研究了不同废料微粉掺量对水泥净浆流动度、胶砂力学性能的影响。

4.1 原材料

（1）水泥：P·O42.5水泥，标准稠度用水量为 29.4%，28d 抗压和抗折强度分别为 47.4MPa 和9.2MPa。

（2）废料a：罐车冲洗和砂石分离机形成的废浆液。

（3）废料b：混凝土试块垃圾。

（4）废料c：搅拌机和搅拌车内的混凝土积料。

（5）废料d：搅拌站内垃圾场的混合废料。

（6）砂：ISO 标准砂。

（7）减水剂：高效泵送减水剂，减水率 25%。

（8）水：自来水。

将废料在 (105±5)℃下烘干后，用球磨机进行研磨，研磨时间因材料而异，分别制得微粉a、b、c、d，各粉料的化学成分分析和部分物理性能分别见表1 、表2。

4.2 试验方法

各微粉按照不同的比例5%、10%、15%、20% 作为胶凝材料等量取代水泥，参照 GB/T 8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》、GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法》进行相关试验。