張亞斌，楊輝，趙社民

（運(yùn)城市海鑫海天混凝土有限公司，山西 運(yùn)城 044000）

0 前言

管樁因具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、施工貫入性好、耐錘擊性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)承載力高、性價(jià)比高等特點(diǎn)，在建設(shè)工程中已廣泛應(yīng)用。管樁加工制作采用的是一種高速離心密實(shí)工藝，過程中會(huì)產(chǎn)生大量余漿，其主要成份為水、水泥、礦物摻合料、細(xì)砂、外加劑等。目前，許多管樁生產(chǎn)廠家處理余漿的方法是利用余漿生產(chǎn)道路的路沿石、空心磚等副產(chǎn)品，但利用效果不佳，經(jīng)濟(jì)效益不明顯，個(gè)別廠家直接排放，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

結(jié)合節(jié)能減排、低碳環(huán)保、資源綜合利用的總體要求，如何使管樁產(chǎn)生的余漿得到充分利用成為我們研究的新課題。文章通過在余漿中加入一定量的緩凝劑和水，來調(diào)整控制余漿的濃度、失去流動(dòng)性的時(shí)間，使其能夠在管樁的生產(chǎn)中正?；厥帐褂?，在降低能耗、減少污染和節(jié)約成本等方面是最直接有效的方法。

1 管樁余漿的應(yīng)用

1.1 不同規(guī)格管樁余漿產(chǎn)生量的確定

管樁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為 C80，水膠比在 0.28～0.30之間。試驗(yàn)結(jié)果表明，規(guī)格為 400×90mm 管樁平均排量為 18kg/m，規(guī)格為 500×100mm 的管樁平均排量為 23kg/m，規(guī)格為 500×125mm 的管樁平均排量為28kg/m。如果把各種規(guī)格管樁折合成混凝土用量，則每立方米混凝土的余漿排量平均為 150kg。

1.2 余漿含固量（密度）的確定

在管樁生產(chǎn)穩(wěn)定的情況下，通過長(zhǎng)時(shí)間的多次取樣檢測(cè)，余漿的密度為 (1.7±0.2)g/cm3，其含固量約為70%。

在余漿回收利用過程中，為了抑制余漿的水化速度，延長(zhǎng)余漿的凝結(jié)時(shí)間，同時(shí)便于管道的輸送，根據(jù)環(huán)境溫度在余漿中加入一定量的緩凝劑和清水，將余漿稀釋到一定濃度并持續(xù)攪拌，以滿足生產(chǎn)使用。

管樁混凝土屬塑性混凝土，水膠比較小，混凝土拌合物坍落度也較小，在余漿回收利用過程中，將原漿的含固量（密度）分別稀釋至 60%（1.6g/cm3）、50%（1.5g/cm3）、40%（1.4g/cm3）進(jìn)行試驗(yàn)。

（1）余漿含固量為 60% 時(shí)，濃度較大不利于余漿利用管道輸送。

（2）余漿含固量為 50% 時(shí)，假設(shè)每方混凝土中加入 60kg 的余漿固體，則每方混凝土的加余漿量為120kg，其中水占 60kg，固體占 60kg，這種情況下每方混凝土清水用量為 80kg。假設(shè)每方混凝土中加入 80kg的余漿固體，則每方混凝土的加余漿量為 160kg，其中水占 80kg，固體為 80kg，這種情況下每方混凝土清水用量為 60kg?？紤]砂石原材料的含水，每方混凝土的清水用量在 50kg 左右，其濃度能滿足余漿利用管道輸送的要求，使用效果較為理想。

（3）余漿含固量為 40% 時(shí)，假設(shè)每方混凝土中加入 80kg 的余漿固體，則每方混凝土的加余漿量為200kg，其中水占 120kg，固體占 80kg。目前每方混凝土單位用水量為 140kg，余漿中含水 120kg，這種情況下每方混凝土清水用量?jī)H為 20kg。其濃度滿足管道輸送的要求，但考慮砂石原材料的含水，每方混凝土清水用量?jī)H幾公斤，生產(chǎn)難以有效控制。

綜合以上試驗(yàn)結(jié)果分析，余漿加水稀釋到含固量為50% 的濃度最為理想。

1.3 余漿的回收應(yīng)用

余漿利用設(shè)備工作原理見圖 1。

（1）輸送余漿循環(huán)泵為液下泥砂泵，1 號(hào)罐體與 2號(hào)罐體成圓錐體，循環(huán)泵是從底部吸液經(jīng)管道從罐體上部進(jìn)入，在進(jìn)入罐體時(shí)管道直徑變小壓力增大，使余漿在罐體內(nèi)翻滾達(dá)到充分?jǐn)嚢璧淖饔?。圓錐體下有閥門，為排污口。

（2）1 號(hào)罐體加三點(diǎn)式計(jì)量設(shè)備，最大稱量為3000kg，最小稱量為 0.5kg，保證余漿的穩(wěn)定性。

（3）1 號(hào)罐體與2號(hào)罐體間距為 6m，為減少管道的磨損，在1號(hào)罐體的余漿進(jìn)入2號(hào)罐體時(shí)加（孔徑為 10mm 的鋼絲網(wǎng)）過濾網(wǎng)，對(duì)石子和雜質(zhì)進(jìn)行過濾。（在一號(hào)罐體加過濾網(wǎng)，防止水泥漿外濺，所以改到二號(hào)罐體入口處。）

圖1 余漿應(yīng)用工作流程圖

1.4 余漿應(yīng)用中緩凝劑的控制

管樁余漿是一個(gè)收集、處理、儲(chǔ)存、利用的循環(huán)過程，因此在不同溫度下，余漿失去流動(dòng)性時(shí)間的測(cè)定也是一個(gè)關(guān)鍵。

管樁的余漿可循環(huán)利用，在環(huán)境氣溫為 30～40℃時(shí)，余漿的失去流動(dòng)性的時(shí)間約 1.5h，在環(huán)境氣溫為10～30℃ 時(shí)，余漿的失去流動(dòng)性的時(shí)間約 2h。經(jīng)過試驗(yàn)證明，在余漿中加入緩凝組分，當(dāng)環(huán)境溫度處于10～30℃ 時(shí)，在余漿中按 300g/t 加入緩凝劑，可將余漿失去流動(dòng)性的時(shí)間調(diào)整為 (20±2)h；在環(huán)境溫度處于30～40℃ 時(shí)，在余漿中按 500g/t 加入緩凝劑，可將余漿失去流動(dòng)性的時(shí)間調(diào)整為 (20±2)h。這個(gè)時(shí)長(zhǎng)滿足正常生產(chǎn)對(duì)余漿的使用，同時(shí)利用余漿生產(chǎn)的管樁混凝土凝結(jié)時(shí)間正常。

緩凝劑的作用是在新鮮的漿體中加入后使水泥顆粒延緩水化進(jìn)入休眠狀態(tài)，把這種漿體加入混凝土中攪拌，漿體中的水泥顆粒重新激活，開始正常水化。在余漿中加入一定量的緩凝劑，突破漿體重復(fù)利用的時(shí)間限制，提高余漿的使用率，改善了摻入余漿后混凝土的工作性能，同時(shí)滿足了入?；炷涟韬衔锾涠鹊囊?。

試驗(yàn)證明，加入緩凝劑的余漿在混凝土中的摻量為120kg/m3時(shí)，混凝土拌合物的操作性和離心效果呈正常狀態(tài)。余漿在輸送過程不會(huì)出現(xiàn)堵管道的現(xiàn)象。如發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)有異常情況（攪拌樓設(shè)備故障，管樁生產(chǎn)設(shè)備故障等）生產(chǎn)停歇時(shí)間超過 2h 時(shí)，儲(chǔ)存桶內(nèi)的余漿還可以繼續(xù)使用，生產(chǎn)正常時(shí)可以連續(xù)正常使用。

1.5 余漿回收應(yīng)技術(shù)參數(shù)對(duì)比試驗(yàn)

余漿回收循環(huán)利用工藝見圖 2。

圖2 余漿回收循環(huán)利用工藝流程

1.6 管樁蒸養(yǎng)蒸壓制度

管樁常溫蒸氣養(yǎng)護(hù)；靜停 0.5h，均勻升溫 1～1.5h，恒溫 4.5h（溫度控制在 80～85℃），降溫開蒸養(yǎng)池蓋即可。

管樁高壓蒸氣養(yǎng)護(hù)；升壓，2h 均勻升溫；恒壓，4.5h（壓力 (1.0±0.05)MPa），降壓，2h 均勻降溫，開門，半開釜門通風(fēng) 0.5h，拉樁出釜即可。

1.7 混凝土配合比及力學(xué)性能

在余漿處理的罐體加上計(jì)量稱，對(duì)余漿的濃度配制的穩(wěn)定性有保證。1t 余漿中添加 270kg 的水進(jìn)行稀釋，加入一定量的緩凝成分，根據(jù)氣溫確定用量。管樁混凝土的配合比見表 1，抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果見表 2。

表1 試驗(yàn)所用 C80 混凝土的配合比 kg/m3

表2 混凝土抗壓強(qiáng)度對(duì)比 MPa

2 結(jié)論

（1）在余漿應(yīng)用時(shí)，須按環(huán)境溫度變化，調(diào)整和控制緩凝劑組分的摻入量。當(dāng)環(huán)境氣溫處于 10～30℃時(shí)，每噸余漿中可約加入 300g 緩凝劑，氣溫處于30～40℃ 時(shí)，每噸余漿中可約加入 500g 緩凝劑，對(duì)混凝土拌合物的凝結(jié)時(shí)間無影響，能夠改善混凝土工作性能并能滿足入模混凝土拌合物對(duì)坍落度的控制和要求。

（2）摻入余漿后混凝土在蒸壓后強(qiáng)度均能達(dá)到80MPa 以上。

（3）對(duì)于混凝土抗壓強(qiáng)度，根據(jù)目前統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，摻入余漿后混凝土強(qiáng)度會(huì)有較小變化，但余漿循環(huán)再利用后摻入量控制在約 120kg/m3以內(nèi)時(shí)均能滿足 C80 管樁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。

3 社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益

在 PHC 管樁生產(chǎn)過程中，在余漿的回收循環(huán)再利用的科研項(xiàng)目中，保證了混凝土拌合物的工作性能和混凝土抗壓強(qiáng)度的穩(wěn)定。同時(shí)做到了廢棄資源的綜合利用，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。有效地減少了余漿傾倒所造成的環(huán)境污染，符合社會(huì)的節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)、綜合治理的產(chǎn)業(yè)政策。

余漿的回收循環(huán)再利用，可顯著節(jié)約管樁生產(chǎn)的膠凝材料，降低混凝土的綜合生產(chǎn)成本。平均每立方混凝土降低成本約 10～12 元，每沿米降低1元。