用于未硬化废弃混凝土循环利用的外加剂

　　在建筑施工中，由于预拌混凝土在运输过程中坍落度损失过大，或生产的预拌混凝土量比实际浇注量多等各种原因，每年都有大量未硬化的混凝土（以下简称废弃混凝土）被废弃。另外，混凝土搅拌车在每天完成作业后，其车罐内约残留有约300kg的水泥砂浆，需要用约1500L的水量进行冲洗1.在美国和大多数欧洲国家，废弃混凝土和清洗混凝土罐的废水被视为有害物质，对其处理要受到各国环保法规的高度限制，且各地所允许的堆积面积也将大幅度降低，因此，废弃混凝土的处理量及其处理费用将会增加。

　　进入新千年之际，在国民经济稳定快速发展的同时，我国的环境保护立法也逐步健全，环境保护的执法力度不断加大，特别是2008年奥运会的申办成功，对城市环境保护提出更加严格的要求，如北京对于废弃混凝土及清洗混凝土罐的废水处理也将更严格地管制。在这种形势下，采用积极有效的技术措施来解决建筑施工中的这些废弃材料与环境问题成为现实与可能。

　　1废弃混凝土的处理方法1传统的处理方法对废弃混凝土传统的处理方法有：在工地或贮存地堆积；倒入混凝土（旧料）复拌机或循环利用系统；生产高速公路栅栏或其他少量预制品；用于建设预制混凝土工厂的建筑物基础或隔堵墙等。对于清洗混凝土罐的废水处理，可用一套相连通的池子进行，使水泥或其他粒子分级沉降。大多数粗颗粒在个池子中沉降，细粒子在第二个池子里沉降；然后进入第三个池子的水就相对干净了，可用于清洗卡车或混凝土搅拌车罐2. 1.2缓凝控制方法这是一种新的处理方法，它是使用缓凝控制剂进行废弃混凝土和清洗废水的处理。例如，近年来开发出的一种双组分化学体系Delv<体系，用它能使混凝土的废弃量降至低。这种物质的第1种组分称为稳定剂“由羧酸和含有有机酸和盐的磷化物组成。它包裹在水泥粒子的表面，使水化延缓，并使溶解了的水化产品相互反应。在一定的掺量下，可使新拌混凝土的钝化状态维持数小时或数天（长可达3d）。第2种组分叫做激活剂”又称为水化加速剂），它能够除掉水泥颗粒的包裹层，使水化加速。稳定剂和激活剂均不含有氯离子。2外加剂的作用及其机理1缓凝剂众所周知，缓凝剂很容易延缓水泥水化，且通常是在水溶液中发挥作用，并通过在水泥颗粒表面形成表面包裹层来影响水化速度。缓凝剂对C3S、C2S的水化影响作用大，而对C3A的水化影响小。因此，使用缓凝剂会影响混凝土的早期强度发展，但不会改变新拌混凝土的初始流变性能。

　　使用量热器可以容易地观察水泥的水化过程和缓凝剂的缓凝效果。为掺加了缓凝剂的水泥样与基准样的典型放热曲线对照。由可知，缓凝剂的掺入并不改变C3A的水化进程（左峰），然而却显著地延缓了C3S和C2S的水化进程（右峰）。

　　2.2稳定剂稳定剂的反应机理与普通缓凝剂有极大的不同，其作用及其机理分析如下：它能延缓所有水泥熟料矿物的水化，并能降国水泥应用低CaSO的溶解速度。根据量热分析和扫描电镜分析可以发现，在惰性的和激活的C3S表面，稳定剂能够阻止CSH和Ca（OH）2的成核。

　　稳定剂可以控制水泥水化的所有阶段，包括C3A的破裂。因稳定剂是一种表面活性剂，可以阻止富钙离子水化物的表面成核；当已形成晶核后，稳定剂可以延缓其生长速度，改变已形成的水化物的外部形貌。

　　稳定剂能阻止初级的C-S-H的形成，并具适度延缓C3A水化的能力。这表明在硅酸盐水泥中，稳定剂可阻止C3S水化形成的初级C-S-H的外延生长，但只能稍微影响C3A的水化，溶液中依然有沉淀生成。其作用只是稍微减缓了C3A水化产物从溶液中析晶。

　　为基准水泥的放热曲线，C3A（左峰）和C3S、CS的水化放热峰可以很容易地分开来。为掺加了稳定剂后的水泥试样的放热曲线。很明显，稳定剂显著地降低了峰的高度，并且完全延缓了第二个峰值的上升。

　　生塑性混凝土温度、需处理混凝土的品质及需稳定的时间等。其掺量控制如下：混凝土要求至当天、隔夜或周末稳定的，其稳定剂掺量建议为：每100kg水泥用0.065L~8.5L.但与普通的缓凝剂不同，稳定剂掺量高时不会引起如闪凝、强度发展慢等副作用。

　　对清洗混凝土罐的废水，需至隔夜处理时，其稳定剂的参量一般为：每罐1L~2L；需至周末处理时，其稳定剂的掺量一般为：每卡车2L~3L.要激活稳定的混凝土，激活剂的掺量一般为：每100kg水泥用0 3.2缓凝控制剂在混凝土生产中的应用缓凝控制剂有两大主要用途：使塑性混凝土至隔夜或至周末稳定。如果稳定剂的掺量合适，罐车或集中起来的新拌混凝土可以保持12h618h的隔夜稳定；或保持近72h的周末稳定。稳定的混凝土在第二天或周末后，加入激活剂激活并和新拌混凝土混合，就可送至浇注地点正常使用。

　　需至隔夜或至周末稳定的混凝土，水和稳定剂必须混合使用，并应确保混凝土有较高的坍落度。其中，至隔夜稳定的混凝土，要求坍落度h=（1015）cm；至周末稳定的混凝土，要求坍落度h=（1824）cm.但当新拌混凝土和稳定混凝土混合使用时，必须注意稳定混凝土中多加的水量，以能确保终混凝土的质量。除了加水量较多外，稳定混凝土与新拌混凝土具有同样的性能。使用中，新拌混凝土与稳定混凝土的比例大约在3<1.新拌混凝土需要稳定几天，混凝土制造商可将混凝土返回厂里稳定。这样在使用前，只要将新拌混凝土在稳定混凝土的表面拌制就可马上使用。但对再生的新拌混凝土，只能稳定较短一段时间，能够满足施工时间即可。对长距离运输的混凝土，其长距离稳定主要是控制混凝土中水泥水化的速度。此时不王栋民等：用于未硬化废弃混凝土循环利用的外加剂水泥应用仅凝结时间被延缓，混凝土的稠化也被推迟。在稳定期间，坍落度不损失，水化温度不升高。当混凝土运至浇注地点时，混凝土开始恢复正常的凝结性能，因此混凝土的终凝时间和成型操作不受影响。

　　对清洗混凝土罐废水的隔夜或周末处理，可在废水中加入100L~200L的水和稳定剂，就可以使罐车中的废水稳定。稳定后的废水可再次用于搅拌混凝土或者在第二天或周末后使用。

　　4结论一种新的用于减少或循环利用废弃混凝土的化学体系已投入使用，这种体系由两部分化学物质所组成，一种叫稳定剂“可停止水泥的水化；另一种叫激活剂，可使水化重新激活。这种体系能够稳定隔夜或周末塑性混凝土，也可以使混凝土长距离（长时间）运送而流动性能不变。它能够稳定罐车中的隔夜或周末的废水，并能在下次拌制混凝土时继续使用。

　　与普通的缓凝剂不同，当稳定剂和水一起加入时，CSH和Ca（OH）2晶核的形成在诱导期变慢阶段，稳定剂不对新拌混凝土或已硬化了的混凝土主要性能起副作用，它也不影响混凝土与耐久性有关的参数。

　　这种化学体系在普通混凝土中的应用，可以大大减轻工作的难度，减少废弃量，节省费用，具有明显的技术优势。