PHC余浆回收利用论文PC01111401被冲突后的备份 0401174755.docx
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PHC余浆回收利用论文PC01111401被冲突后的备份0401174755
大直径PHC管桩余浆回用研究
顾文勍王海飞朱芸
（中国交通建设集团第三航务工程局有限公司上海浦东分公司）
摘要：
PHC管桩生产过程中产生大量余浆；处置费用较高，堆放在垃圾场内也容易造成环境二次污染。
因此对大直径PHC管桩余浆进行了回收利用的研究，研究结果表明：
在余浆比重在1.42、环境温度低于30℃的条件下，可以替代混凝土拌合水和部分胶凝材料，回用于PHC管桩的生产，从而达到了垃圾的减量化、资源化和无害化。
关键词：
PHC管桩余浆回收利用
1概述
由于我公司PHC管桩产量逐年增加，PHC管桩在离心成型后排出的余浆如何处置，逐渐成为一个矛盾突出的重点。
由于PHC余浆产量的大幅度增加；原有的废浆处理设施及垃圾堆场显得处理能力不足。
废浆块出运处置速度远不及产生速度，不仅仅造成了环境的二次污染，而且导致管桩生产线被迫停产。
原有的处置方法——利用余浆生产副产品，如空心砖，道路侧石——不仅生产效率低，而且易造成杨尘污染。
于是，参考有关成功经验，将余浆回用于管桩的再生产中。
2余浆回用研究
2.1余浆成分分析
PHC管桩余浆是一种较为粘稠的悬浊液，经过一段时间静止存放会凝结成固体；凝结的固体随着PHC管桩拌合料的成分不同，凝结成青灰色或土黄色固体，且其强度不高易碎，极易造成扬尘污染源。
PHC管桩生产时采用的原材料一般为：
硅酸盐水泥、（矿粉、粉煤灰）黄砂、碎石、减水剂和水；因此PHC管桩离心成型后排出的泥浆，其主要成分是砂粉、硅酸盐水泥及水化形成的固体颗粒，另有少量的中砂和减水剂。
2.2余浆特性分析
PHC管桩余浆的排放量和含固量受到多种因素影响，主要是以下几方面：
（1）PHC管桩直径的大小——PHC管桩管径越大，单位混凝土排浆量越大；
（2）PHC管桩拌合料的坍落度大小——坍落度越大，单位混凝土的排浆量越大；
（3）PHC管桩原材料的变化——掺入矿粉或粉煤灰的拌合料，其单位混凝土的排浆量高于不掺矿粉或粉煤灰的拌合料；
（4）PHC管桩配合比的变化——水灰比小的PHC管桩，其余浆产量较小；
（5）PHC管桩从喂料到离心结束的时间长短——作业时间越长，余浆产量越少。
以上因素不仅仅对PHC管桩余浆产生量有较大影响，同时也对PHC管桩余浆的粘稠度也影响较大。
2.3余浆排浆量分析
为确定直径φ800~φ1200的管桩余浆排浆量，从管桩长度、管桩直径两方面测量余浆排放量，结果见表1。
表1PHC管桩排浆统计表
序
号
管径
（mm）
桩长
（m）
管桩体积
（m3）
排浆量
（t）
每方排浆量
（kg/m3）
平均排浆量
（kg/m3）
1
800
25
5.96
0.58
97.32
115.13
2
30
7.15
0.76
106.29
3
30
7.15
1.02
142.66
4
30
7.15
0.76
106.29
5
30
7.15
0.88
123.08
6
1000
31
11.01
1.76
159.85
161.67
7
31
11.01
1.94
176.20
8
31
11.01
1.64
148.96
9
1200
30
14.84
2.38
160.38
163.75
10
30
14.84
2.00
134.77
11
30
14.84
2.84
191.37
12
30
14.84
2.50
168.46
制表人：
顾文勍日期：
2010-6-29
从表1可以得出，管桩的单位体积排浆和其管桩直径大小有关，但是随着管桩直径的逐渐增大，其单位混凝土体积的排浆量的增幅是在减小的。
根据公司日常生产情况——φ800为主要产品，因此决定以φ800为主要研究对象。
2.4余浆的比重与含固量分析
为进一步明确余浆比重与含固量的关系，因此特随即挑选了12根φ800型30米PHC管桩余浆，进行试验检测。
表2φ800管桩余浆比重和含固量检测
序
号
管径
（mm）
桩长
（m）
比重
（kg/l）
（l/kg）
含固量
（%）
1
800
30
1.46
0.685
48.0
2
800
30
1.78
0.562
65.1
3
800
31
1.66
0.602
59.8
4
800
30
1.31
0.763
33.9
5
800
30
1.40
0.714
43.9
6
800
30
1.45
0.690
47.9
7
800
30
1.36
0.735
41.2
8
800
30
1.38
0.725
43.8
9
800
30
1.68
0.595
60.7
10
800
30
1.86
0.538
66.8
11
800
30
1.69
0.592
62.1
12
800
30
1.71
0.585
63.2
平均
53.1
制表人：
顾文勍日期：
2010-6-29
图1含固量与比重的关系图
制图人：
顾文勍日期：
2010-6-30
由图1可知，PHC余浆含固量与余浆比重的关系曲线为
。
因此余浆比重约大，含固量约高；因此可以通过现场检测余浆比重，从而简单估计余浆的含固量。
2.5余浆流动性的分析
表3温度和搅拌对余浆流动性的影响试验表
序号
气温（℃）
比重（kg/m3）
浆体失去流动性时间
是否搅拌
1
10
1460
5hr50min
是
2
10
1460
5hr20min
否
3
15
1460
5hr52min
是
4
15
1460
5hr30min
否
5
20
1460
5hr40min
是
6
20
1460
5hr20min
否
7
25
1460
4hr30min
是
8
25
1460
4hr15min
否
9
30
1460
3hr40min
是
10
30
1460
3hr10min
否
11
35
1460
2hr45min
是
12
35
1460
2hr33min
否
制表人：
顾文勍日期：
2010-6-30
从表3可以看出气温对余浆的流动性影响较大，随着气温的升高，余浆凝固的时间越来短，但对浆体进行搅拌可以延缓余浆凝固的时间。
2.5.1余浆流动性保持研究
为了确保在天气炎热的夏天，从离心作业后出浆到余浆回用过程中，PHC余浆的流动性都能保持在150mm左右，因此在决定在余浆中掺入稳定剂，以延长余浆失去流动性的时间。
为检验掺入稳定剂的余浆对PHC管桩强度的影响，因此进行了一组对比试验，试验结果见表4。
表4稳定剂对PHC管桩混凝土抗压强度影响试验表
编号
稳定剂
（kg）
固溶物
（kg）
塌落度
（mm）
抗压（MPa）
普蒸
高压
1.基准
0
0
70
65.5
97.3
2.固溶物30kg+稳定剂0.4%
0.12
30
50
61.8
99.1
3.固溶物30kg+稳定剂0.6%
0.18
30
50
65.7
96.6
4.固溶物50kg+稳定剂0.4%
0.2
50
50
63.0
93.9
5.固溶物50kg+稳定剂0.6%
0.3
50
48
67.5
103.6
制表人：
顾文勍日期：
2010-6-30
图2稳定剂掺量对混凝土抗压强度的影响
制图人：
顾文勍日期：
2010-6-30
从图2可以看出按照余浆的固体含量，即固溶物的0.4%~0.6%掺入稳定剂，既可以延长余浆的失去流动性的时间1.5hr至2hr，又不会影响管桩混凝土的抗压强度。
3试验室余浆回用试验
为了保证余浆回用对PHC管桩混凝土的强度不会产生太大的不良影响，因此在设计配合比时，仅将其作为水的替代物，而不是直接作为混凝土拌合料中的水泥和细砂的替代物进行考虑。
试验室按照实际生产配合比进行了多组对比试验，试验结果如下表。
表5余浆回用混凝土抗压强度试验表
序号
水灰比
代水量
余浆掺量
（kg/m3）
余浆比重
（kg/L）
坍落度
（mm）
1d自养抗压强度（Mpa）
压蒸养护抗压强度（Mpa）
1
0.28
0.00%
0.00
1.70
20.00
28.90
88.30
2
0.28
20%
80.60
1.70
20.00
42.20
80.20
3
0.28
30%
121.00
1.70
10.00
47.50
96.60
4
0.28
40%
161.30
1.70
10.00
47.90
93.90
5
0.28
50%
201.60
1.70
5.00
46.10
88.30
第一组平均值
42.52
89.46
6
0.29
0.00%
0.00
1.41
50.00
90.40
7
0.29
15%
42.80
1.41
45.00
86.50
8
0.29
25%
64.20
1.41
46.00
94.90
9
0.29
35%
85.70
1.41
23.00
91.60
第二组平均值
90.57
10
0.30
0.00%
0.00
1.42
80.00
32.80
82.50
11
0.30
50%
132.00
1.42
45.00
50.70
84.50
12
0.30
60%
177.00
1.42
35.00
54.00
83.20
13
0.30
80%
221.00
1.42
15.00
48.10
78.70
第三组平均值
46.40
82.23
14
0.29
0.00%
0.00
1.44
55.00
55.10
95.70
15
0.29
15%
42.80
1.44
25.00
55.00
91.30
16
0.29
25%
64.20
1.44
50.00
55.40
88.40
17
0.29
30%
85.70
1.44
20.00
60.50
88.60
第四组平均值
56.50
91.00
18
0.29
0.00%
0.00
1.66
50.00
90.40
19
0.29
10%
33.30
1.66
46.00
93.70
20
0.29
15%
50.00
1.66
32.00
86.50
21
0.29
20%
66.70
1.66
24.00
94.60
第五组平均值
91.30
制表人：
顾文勍日期：
2010-6-29
试验结果表明：
余浆回用于管桩，对PHC管桩强度有一定影响，但影响强度有高有低；五组实验结果中只有一组不合格；表明1.42kg/L比重的余浆代替拌合水量的80%以上对PHC管桩混凝土抗压强度影响较大。
图3、余浆掺量与混凝土抗压强度关系图
制图人：
顾文勍日期：
2010-6-30
由图3可知，余浆掺量在125kg/m3时，对混凝土抗压强度影响较小；考虑的生产现场的一些不可预计的客观因素，为确保现场回用余浆不会对管桩抗压强度产生不良影响，因此在现场生产过程中的混凝土掺浆量定在100kg/m3。
4试生产验证
用PHC余浆代替拌合水，其含固量将影响到拌合水的用量，因此为简便施工现场混凝土配合比控制，将余浆设定到1.40±0.02kg/L，通现场检测快速确定余浆比重，将余浆稀释至1.40kg/L左右，再回用于混凝土拌制。
图4、现场测定余浆比重图5、加水稀释至设定的余浆比重
现场余浆回收利用系统设备安装完毕后，即投入试生产；从2008年8月至11月余浆回用试生产桩中，抽样进行了检验，检验数据见表6。
表6、余浆回用试生产检验数据表
制表人：
顾文勍日期：
2010-6-30
图6、未回用余浆的管桩强度与回用余浆的管桩对比图
制图人：
顾文勍日期：
2010-6-30
从图6中可以看出回用余浆的管桩强度差异较小，因此余浆完全可以回用于φ800及以上管桩的生产。
5结论
5.1掺入余浆对混凝土坍落度影响很大，须引起高度重视。
5.2使用余浆须在余浆中添加稳定剂，稳定剂不仅可以延长余浆的使用时间，同时对混凝土的熟料和硬化后的混凝土的性能都有不同程度的提高，建议在高温季节使用余浆掺加稳定剂。
5.3使用余浆必须有专业人员对混凝土配合比进行设计，使用方必须严格执行配合比，经常对掺余浆的混凝土进行配合比验证。
5.4余浆基本可以在普通混凝土使用，因奈系减水剂与聚羧酸类减水剂存在不相容的情况，因此使用的关键点是余浆中含有的外加剂成分与拌制的混凝土所用外加剂的是否一致。
余浆回收项目有突破年节省开支五十余万
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[大中小]发布日期：
2008-08-30浏览次数：
2信息来源：
邱隘镇
“余浆回收利用的关键性技术终于得到突破了，这一技术即将在各生产基地全面推广。
”近日，浙东建材集团上海水制公司传来喜讯，经过半年多的专项研发，公司研究了7年多的余浆回收技术终于取得了阶段性成果，据初步测算，回收利用率达到95%以上，整个集团每年可节省50多万元的开支。
据介绍，管桩余浆是管桩在离心生产过程中产生的废料，目前，多数管桩生产企业将这部分余浆倒入特制的容器，运送到垃圾填埋场丢弃。
而事实上，这些余浆因含有大量碱性化学物质，直接填埋也会对土壤和水产生污染。
浙东建材集团自2001年起，就开始重视余浆排放的污染问题，希望能通过技术改造，实现余浆的回收利用，既减少污染，又降低成本。
但直到三年前，公司所能做到的也只是将少量的余浆在生产中重复利用，利用率一直在8%左右徘徊。
今年三月，上海水制公司就余浆的回收利用专门成立了项目组，开始系统的研究试验。
经过数百次的攻关，终于取得了突破性的进展：
工作人员能够通过加水稀释，控制余浆的含固量，同时使余浆的重复利用不影响混凝土的塌落度。
在攻克这些技术难题的同时，研发人员还意外地发现，掺入余浆后，生产出来的管桩混凝土不但达到了符合要求的强度设计，而且与未掺余浆生产的管桩相比，脱模强度更高。
根据上海公司去年的管桩生产量测算，若实现余浆回收，能够节约生产成本约4.56万元。
同时，以往用于处理余浆铲除及运输的成本也大幅度减少，预计可减少劳动成本17.76万元。
以此推算，若这一技术在集团内全面推广，将为浙东建材集团年节省开支50余万元。
目前，这一技术已经作为集团今年节能减排的重要工作，在宁波、上海、温州三个生产基地全面落实。
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