CN112756085A - 一种混凝土罐车清洗废液消絮再生利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土罐车清洗废液消絮再生利用方法。通过超声波击碎废液中的凝胶絮团，使其变成纳米级别的凝胶粒子，并通过超声的分散效应，使其均匀分散于废液中，实现混凝土罐车清洗废液消絮再生。利用超声消絮再生的废液配制混凝土时，废液中的纳米粒子不再聚集成团，而是均匀地分散在新拌混凝土中。分散的纳米粒子对水泥的水化具有晶核作用，吸引水泥水化产物在其表面继续生长，极大地促进了水泥的水化进程，从而大幅提高混凝土的各方面性能。本发明不仅从根本上克服了混凝土罐车清洗废液再生利用制备混凝土工作性能差、力学强度低等问题，而且能够将混凝土清洗废液长期、大量地循环利用到实际工程中。

Description

一种混凝土罐车清洗废液消絮再生利用方法

技术领域

本发明涉及资源回收再利用技术领域，具体涉及一种混凝土罐车清洗废液消絮再生利用方法。

背景技术

随着建筑行业高速发展，对混凝土的需求量也日益增加。由于混凝土施工时罐车内的混凝土不能完全被清空，罐车内壁则会残留一层新拌混凝土，只有将罐车冲洗干净之后才能重新使用。混凝土罐车在冲洗过程产生的废弃浆体经砂石分离机处理后形成砂石骨料和混凝土泥浆，分离出来的砂石骨料目前可以进入混凝土生产系统循环使用，而混凝土泥浆排入沉淀池后经过逐步沉淀，形成上部的强碱性澄清液和下部的沉积废渣，目前强碱性澄清液和沉积废渣均难以再生利用，沉积废渣可以通过外运填埋的方式直接处理，而上部的强碱性澄清液作为工业污水，如果直接排放将对生态环境构成很大的威胁，从而需要净化处理后才能排放。然而这种净化后排放的处理方法不仅造成了水资源的浪费，而且极大地增加了运行成本。因此，如何实现混凝土罐车清洗废液的再生利用目前已经成为一个急需解决的问题。

将混凝土罐车的清洗废液代替混凝土拌合用水进入混凝土生产系统循环使用是混凝土罐车清洗废液再生利用的有效途径。目前国内外学者对于混凝土罐车清洗废液用于生产混凝土的研究成果主要有以下几种：(1)混凝土罐车循环用水的PH值普遍偏高，碱性较强，虽然技术指标基本能满足标准要求，但具有一定的缓凝作用；(2)随着废液掺量的增大，水泥净浆流动性变差，混凝土试样后期强度增长缓慢；(3)废液掺量愈大、存放时间愈长，混凝土的工作性能越差，坍落度和扩展度越小，废液存放时间和掺入比例应该成反比；(4)不同掺量废液对于不同强度等级混凝土的性能影响不同，不同强度等级混凝土有相对应的最佳废液掺量等。目前的研究仅探讨了混凝土罐车清洗废液用作拌合水时对新拌混凝土性能的影响规律，通过控制混凝土罐车清洗废液的浓度、掺合量以及时间等因素，把废液对混凝土性能的影响控制在一定范围内来满足制备混凝土技术指标的标准要求。但这些影响因素波动较大，废液利用率低下，以至于很难有效地运用到实际当中。此外，目前的研究没有解决清洗废液带来的混凝土工作性能、力学性能和耐久性能大幅下降的根本问题，也没有给出混凝土罐车废液有效的再生利用的方法。

实际上混凝土清洗废液中含有大量的悬浮凝胶絮团，对废液制备混凝土的性能造成了巨大的影响。在清洗混凝土罐车前，罐车内残余混凝土中的水泥已经经历了数小时的水化，水泥粒子表面已形成了一层絮状的凝胶，这层凝胶使水泥发生了初步的凝结硬化。在混凝土罐车清洗过程中，高压水枪的强力冲刷对水泥浆体产生巨大的晃动和冲击，致使部分凝胶从水泥粒子表面脱离，进入到废液中形成了悬浮的凝胶絮团。于是将清洗废液代替混凝土拌合用水使用时，这些清洗废液中的悬浮凝胶絮团对新制混凝土的工作性能、力学性能以及耐久性均有一定程度的不利影响。一方面，废液中悬浮的凝胶絮团降低了混凝土拌合物的流动性，不利于发挥混凝土的工作性能；另一方面，如果直接再生利用含有悬浮凝胶絮团的废液制备混凝土，大量成团的絮凝物质掺和在新拌混凝土中形成大的虚空和孔隙，降低了混凝土的密实度，破坏混凝土的孔隙结构，从而降低新拌混凝土的力学性能以及耐久性能等，限制了混凝土废液的再生循环利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土罐车清洗废液消絮再生利用方法，能够有效克服混凝土罐车清洗废液再生用作拌合水配置混凝土对其性能的不利影响，提高对混凝土罐车清洗废液的利用率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种混凝土罐车清洗废液消絮再生利用方法，步骤是：首先对混凝土罐车清洗废液进行超声处理，通过超声波将混凝土罐车清洗废液中的凝胶絮团击碎成细小的纳米级别的凝胶粒子，从而实现混凝土罐车清洗废液消絮再生；然后将超声处理的废液用作混凝土拌合水制备混凝土。

本文所述的废液消絮再生是指经超声处理过的再生废液用作混凝土拌合水时，废液中纳米级别的凝胶粒子不仅在超声作用下均匀地分散于混凝土孔隙结构中，而且对水泥的水化起到晶核作用，极大地促进了水泥的水化进程，从而提高混凝土的工作性能、力学强度、耐久性能。

本文所述的晶核作用是指水泥水化产物可以直接在纳米级别的粒子表面上继续生长，从而极大地促进水泥的水化进程。

所述的混凝土罐车清洗废液是指罐车在冲洗过程中产生的废弃浆体排入沉淀池逐步沉淀后上部形成的强碱性澄清液。

所述超声的功率和时间根据混凝土罐车清洗废液中凝胶絮团被打散的效果进行调整。

超声处理的废液用作混凝土拌合水的最大取代量为100％。

本发明所述的混凝土罐车清洗废液经超声处理之前，废液的存放时间不限。超声处理后的再生废液用作混凝土拌合水之前，再生废液的存放时间也不限。

本发明利用超声波击碎废液中存在的大量凝胶絮团状物质，使其变成细小的纳米凝胶粒子。并且超声具有良好的分散效应，有利于粒子的分散，减少团聚，使纳米级别的粒子均匀地分散在混凝土孔隙结构中，分散的纳米粒子对水泥的水化具有晶核作用，吸引水泥水化产物在其表面继续生长，极大地促进了水泥的水化进程，从而提高新拌混凝土的工作性能、耐久性以及力学强度性能。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)克服了废液制备混凝土工作性能差、力学强度低的问题

目前对混凝土罐车清洗废液的再生利用忽视了废液中存在的大量悬浮凝胶絮团对新置混凝土强度和工作性能的不利影响。而本发明通过超声波打散废液中成团的凝胶絮团，使其变成极细小的纳米颗粒均匀地分散在混凝土孔隙结构中，化弊为利，不仅从根本上解决了混凝土罐车用作拌合水制备混凝土性能差的问题，还增强了混凝土的密实程度以及力学、工作性能和耐久性能。

(2)经济效益

本发明提高了混凝土罐车清洗废液的利用率，直接降低了工业用水量，大量节约用水资源，还减少了净化处理废液的成本；同时在一定程度上，促进了水泥的水化程度，更高效地发挥水泥在混凝土中的作用，减少了水泥用量。从而大幅度降低生产混凝土的成本，由此带来一定的经济效益。

(3)环保效益和可持续发展

本发明有效解决了因混凝土罐车清洗废液的排放造成的环境污染问题，真正做到实现生产废弃零排放，清洁生产；同时提高了混凝土罐车清洗废液的再生利用率，促进了企业高质量的绿色可持续发展。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本申请所述的混凝土罐车清洗废液是指混凝土罐车在冲洗过程中产生的废弃浆体排入沉淀池逐步沉淀后形成的上部强碱性澄清液。本实施例中废液取自混凝土罐车清洗沉淀池，共取两份样品，每个样品取500mL。

超声消絮前废液存放时间不限，本实施例所取废液的存放时间为3天。

将超声处理过的再生废液用作混凝土拌合水之前，废液的存放时间不限，本实验废液经超声消絮后立刻制备混凝土。

将超声处理的废液用作混凝土拌合水的最大取代量为100％，本实施例中取代量为100％。

所述超声仪器为超声波处理器这一类的超声设备，本实施例所用超声波处理器型号为：FS-300N。

所述超声的频率为设备固定频率，本实施例所用超声波处理器的固定频率为20KHz，功率为0-300W，处理废液的时间为2-5min。

实施例1

从混凝土罐车清洗沉淀池取样，共取沉淀池上部澄清液2份，每份各为500mL，该废液存放时间为3天，废液中含有大量可视的白色悬浮凝胶絮团。将其中1份样品通过超声波消絮再生，超声波处理器功率调至180W，在样品中超声搅拌约3min。3min后原本可视的凝胶絮团已经被打散肉眼无法识别，再将超声处理后的废液用作混凝土拌合水立刻制备混凝土，废液取代量为 100％。

混凝土配合比如下：每立方米混凝土包含240kg普通硅酸盐水泥P.O42.5， 60kg矿渣微粉，80kg二级粉煤灰，760kg小石子，600kg大石子，170kg超声消絮处理后的再生废液，5kg脂肪族减水剂。本实施例1制备的混凝土，其和易性、坍落度和抗压强度试验结果见表1。

对照例1

除用超声波处理废液的方法不同，对照例1中其他试验方法和原料与实施例 1均相同。试验方法如下：利用和实施例1相同的另一份未经超声处理的样品废液，在实施例1制备混凝土的同时直接制备混凝土，其中废液取代量也为100％。其混凝土配合比如下：每立方米包括240kg普通硅酸盐水泥P.O42.5，60kg矿渣微粉，80kg二级粉煤灰，760kg小石子，600kg大石子，170kg未处理废液，5kg 脂肪族减水剂。本对照例1制备的混凝土，其和易性、坍落度和抗压强度试验结果见表1。

对照例2

除用水不同，对照例2中其他原料和试验方法与实施例1均相同。其试验方法如下：利用自来水配置混凝土，其配合比如下：每立方米包括240kg普通硅酸盐水泥P.O42.5，60kg矿渣微粉，80kg二级粉煤灰，760kg小石子，600kg大石子，170kg自来水，5kg脂肪族减水剂。本对照例2制备的混凝土，其和易性、坍落度和抗压强度试验结果见表1。

本发明实施例和对照例分别按照GB/T500-80-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》和GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行各组混凝土的制备、养护，测定新拌混凝土的和易性、坍落度和相应龄期的混凝土抗压强度如表1。

表1实施例和对照组的混凝土性能

由表1可看出，实施例1即超声波消絮处理后的废液制备的混凝土和对照例 1即未经处理的废液制备的混凝土相比，工作性能更好；超声消絮的再生废液新制备的混凝土初期以及后期的抗压强度也优于未经处理的废液制备的混凝土。另外，实施例1相比对照例2即普通用水制备混凝土而言，工作性能无明显差异，前期以及后期的抗压强度甚至优于普通混凝土。由此可见，超声消絮再生废液的方法，从根本上克服了废液制备混凝土的不利影响，真正实现了混凝土罐车清洗废液的再生利用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种混凝土罐车清洗废液消絮再生利用方法，其特征在于，步骤是：首先对混凝土罐车清洗废液进行超声处理，通过超声波将混凝土罐车清洗废液中的凝胶絮团击碎成细小的纳米级别的凝胶粒子，从而实现混凝土罐车清洗废液消絮再生；然后将超声处理的废液用作混凝土拌合水制备混凝土。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土罐车清洗废液消絮再生利用方法，其特征在于，所述的混凝土罐车清洗废液是指罐车在冲洗过程中产生的废弃浆体排入沉淀池逐步沉淀后上部形成的强碱性澄清液。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土罐车清洗废液消絮再生利用方法，其特征在于，所述超声的功率和时间根据混凝土罐车清洗废液中凝胶絮团被打散的效果进行调整。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土罐车清洗废液消絮再生利用方法，其特征在于，超声处理的废液用作混凝土拌合水的最大取代量为100％。