在实际使用过程中,我们发现环境温度对废浆的水化反应速度有着较大的影响。在高温时(30℃以上),水化反应速度明显加快,废浆有效留存时间缩短;反之,低温时(15℃以下),速度相对缓慢,而有效留存时间延长。于是,我们通过试验,在不同的环境温度下,对相应的废浆留存使用时间间隔下的缓凝剂掺量作出适当的调整,如表3、表4。
⑵配合比中废浆的含水率按40%计算,在生产时要不断进行检测,若废浆的含水率偏差超过±5%,则要采用相应的措施。
⑶时间间隔的结果来自废浆掺缓凝剂后测出流动度接近150mm 的时间。
⑷由于刚掺入缓凝剂的废浆不适宜立即用于生产,特别是掺量大的时候,将会大大降低混凝土的强度,所以掺入缓凝剂的废浆最好是废浆的流动度达到150mm前半小时到一小时这段时间使用。
从以上分析可以看出掺缓凝剂这一工序要有专人严格把关,因为如果掺缓凝剂量过大会导致管桩在原规定的蒸养时间内达不到规定的脱模强度,这就要延长蒸养时间,影响了管桩的周转,防碍生产;但如果掺的缓凝剂量过少,就会达不到延缓废浆水化反应的效果。处理不当还会造成废浆在收集斗内结块而损坏设备。
2.3.2 废浆的搅拌
为防止废浆在储存过程中沉积,必须进行搅拌。在收集斗收集过程中的废浆也需要搅拌,以使废浆与预放在斗底的缓凝剂混和均匀。最好采用机械搅拌,那样无论时间和均匀性都得到有效的保证。
2.3.3 废浆比重的检测和调配
因为我们现在再利用废浆是对原配方的水泥、磨细砂和减水剂进行相应代换。如果收集的废浆比重大于设计要求就会导致之后离心后产生的废浆比重更加大、更粘稠,情况严重时会出现“倒浆困难” 的现象。因此我们在重新利用废浆前必须对收集的废浆进行检测和调配,以满足使用要求。每当有新收集的废浆倒入搅拌桶内,就要测比重,不符合使用范围的,应加水稀释后再测定,直至符合使用要求为止。比重的测定方法有比重法和婆美计法,但当废浆比重较大或非常粘稠时,用婆美计测出其出的比重偏差比较大且现场环境容易打坏玻璃制的婆美计。所以我们厂采用了比重法测定废浆比重。我们经过大量试验测定管桩离心作业后产生出的废浆比重一般会大于1600㎏/ m3,而配比设计按废浆比重1500±50㎏/m3 控制,因此收集后的废浆一般都要经加水调配以达到生产需要。
为了便于操作我们对废浆进行加水调配的原理采用了如下几条假定:
⑴在废浆中加入X㎏清水后,废浆的总体积同时增加X/1000 m3。
⑵1000㎏清水的体积为1 m3。
在以上假定条件下,假设测定的废浆比重为P1,在测定的废浆中加入X㎏水后再测定的废浆比重为P2。则:
X=1000(P1-P2)/(P2-1000)(㎏)
X=(P1-P2)/(P2-1000)( m3)
以上的假定设计原理存在一定误差,但经测定这个误差并不大,误差的范围不会影响配方的实际用灰量。根据以上的计算原侧我们设计了一个不同比重的废浆稀释时需要添加的水量对照给生产工人使用,如表5。
2.3.4 废浆的称量
在保证废浆比重达到要求范围内后,我公司按废浆的含胶量为50%代换相应的混凝土中的水泥和磨细砂,制定混凝土配合比投入生产,并确定了三种不同废浆掺量的配合比用来调节使用。其中当废浆存量不足或砂石含水率过大时,可采用较少废浆掺量的配合比或采用不掺废浆的配合比进行生产,以免坍落度过大影响了混凝土的和易性。所以整个掺废浆过程是一个动态过程,根据不同的情况进行调整以适应生产的需要。
2.3.5 混凝土生产
根据混凝土配比掺入废浆的混凝土,实际用水量和坍落度都大致相近,这说明了废浆成分的稳定性。同时,假定含胶量为50%的废浆加入混凝土中后,与基准混凝土比较,其蒸养强度质量可以得到保证。对于废浆的循环利用方面,经过长期的试验和使用过程中监测可得:通过提高掺废浆混凝土的坍落度(40~70mm)和降低废浆掺量,可使管桩的离心效果满足质量要求,而管桩的初蒸强度相对基准混凝土会有一定降低,但依然在设计要求范围内,至于高蒸强度则可以保持与基准混凝 土相近的水平。
总体来说,由于废浆本身存在的不稳定因素和容易受到外来条件(时间、温度等)的影响,因而在其使用的全过程中宜由专职的检测员负责监控,配备专门的检测工具,保证其有效性和稳定性。
3 经济效益分析
回收利用管桩废浆再生产,不仅解决了废浆对环境的污染问题,而且通过回收利用废浆中的水泥、磨细砂和减水剂而降低了成本,也因此减少了处理废浆的费用。回收利用废浆经济效益分析如下:
⑴在生产过程中为了充分利用废浆,我们对不同规格的管桩产生的废浆进行测定,统计结果见表1。
⑵减少废浆结块的处理费用:包括用风炮凿烂、装车、运走的人工费及堆放场地租金(5000~6000 元/年)计算每天6 车,每车按100 元计算即每天耗用600元,每年350 天算即21 万元。总达21.5 万元以上。
以上两样合计每年共可节约成本321.5 万元。
4 结语
通过废浆在管桩生产过程中的再利用,我们既降低了胶凝材料的用量,节约了生产成本,又节省了处理废浆所需要的财力和物力,减少了废浆对社会环境的污染,达到一定经济效益和社会效益。对于管桩废浆的有效利用方面,还有很多其他的方面可以继续挖掘,希望在不久的将来,管桩废浆的利用能得到更大普及和发展。