一种管状水泥混凝土制品中余浆的回收再利用方法
【专利摘要】本发明公开了一种管状水泥混凝土制品中余浆的回收再利用方法，具体包括：1）余浆组分的分析评价：检测余浆的密度、胶材含量、细集料含量和水含量；2）余浆回收、均化及改性：对余浆进行收集，确定其密度及胶材含量，然后加水进行稀释，并加入缓凝剂进行改性；3）余浆再利用：将步骤2)得到的余浆代替部分水泥用于生产新的水泥制品；通过上述步骤，完成余浆的回收再利用。本发明不仅能够将余浆有效的回收利用，变废为宝，进行综合利用，还能降低企业的生产成本和废弃物处理成分，具有经济效益和环保社会效益。
【专利说明】
一种管状水泥混凝土制品中余浆的回收再利用方法
技术领域
[0001] 本发明属于水泥混凝土制品生产技术领域，具体涉及一种离心法成型管状水泥混 凝土制品（如管粧、电杆、输水管等)生产过程中余浆回收再利用的技术。
【背景技术】
[0002] 采用离心法生产水泥制品过程中，水泥混凝土的各种颗粒在强大的离心力作用 下，沿径向向外壁挤压移动。由于各种颗粒的密度、粒度等性质不同，制品沿厚度方向最终 形成不均匀的密实体，其中靠近制品外壁处粗骨料含量较高，而制品的内壁附近细颗粒材 料含量较高。水泥等微粉与水混合成为悬浮状态的浆体，部分浆体在砂石的挤压下逐渐在 制品内壁处集中，并逐渐从管状制品内孔道排出。
[0003] 余浆中包含的主要颗粒物质是水泥、矿物掺合料、水及少量的细骨料。据统计，在 离心法生产管状制品过程中，由于余浆废弃导致的胶凝材料损失达到胶凝材料总量的1%-2%，对于布筋密集的水泥制品，胶凝材料损失的比例更大，达10%以上。以管粧生产为例， 典型的管粧企业每万米管粧将产生大约50m 3的余浆。因此，对于一个千万米级生产规模的 管粧企业，余浆年产生量可能达到数万立方米。目前对于此类余浆的回收再利用存在三个 问题:其一，将余浆回收入余浆池，然后直接栗入搅拌机进行制品的再生产，但此时的余浆 仅仅作为额外加进去的材料，并没有起到节约水泥或胶凝材料的作用;其二，尤其是在高温 季节，余浆快速凝固结块，无法再投入生产过程循环，只好废弃;其三，也有在余浆使用之前 加缓凝剂改性的，但余浆的收集、改性都集中在一个池子里完成，余浆的水化历程差别大， 缓凝效果差别大，这样的改性余浆在使用时质量波动大，余浆的利用效率大打折扣。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种管状水泥混凝土制品中余浆的回收再利用方法，其通过 将余浆回收处理后，替代线杆生产中的部分原材料，能够解决余浆处理的难题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种管状水泥混凝土制品中 余浆的回收再利用方法，包括以下步骤：
[0006] 1)余浆组分的分析评价:检测余浆的密度、胶材含量、细集料含量和水含量；
[0007] 2)余浆回收、均化及改性:对余浆进行收集，确定其密度及胶材含量，然后加水进 行稀释，并加入缓凝剂进行改性；
[0008] 3)余浆再利用:将步骤2)得到的余浆代替部分水泥用于生产新的水泥制品；
[0009] 通过上述步骤，完成余浆的回收再利用。
[0010] 具体检测余浆的成分及密度时，其操作方法为：
[0011]取约2000g余浆用高速搅拌机匀化，准确称匀化后的余浆500g，于200目铁质方孔 标准筛上水洗并过筛，将筛上物洗净烘干称量，得到余浆中细骨料质量ml;另准确称取匀化 后的500g余浆，倒入已知重量的铁盘，铺开，要求余浆厚度小于3mm，400°C快速烘干称量，得 到余浆中固含量m2。余浆中各主要成分的百分含量由下式计算， Cl)
(2)
[0015] 其中，Mb-余浆中胶材的百分含量，％ ;Ma-余浆中细骨料的百分含量，％ ;Mw-余 浆中的水的百分含量，％。
[0016] 余浆密度P的测量方法：用天平称量质量为m3的余浆，并用量筒测量其体积为V3， 则余浆密度P=m3/V3。
[0017] 对于制品工艺稳定的生产线，经过一段时间的多次取样检测密度、胶材含量、细集 料含量和水含量，然后绘制出余浆密度分别与胶材含量、细集料含量和水含量的关系曲线， 进而得出线性关系式，最后根据余浆密度进行估算各成分含量。通过该方法可实现余浆组 分快速分析评价。
[0018] Mb = AiP+Bi (4)
[0019] Ma=A2P+B2 (5)
[0020] Mw=A3P+B3 (6)
[0021] 其中，^、"、知^:^:^^"勺具体数值可以根据关系曲线得出^卩通过以上关系式， 只要测量余浆的密度，便可以估算出余浆各成分的含量。
[0022]所述余浆加水稀释时，最终密度为1.50 ±0.05kg/L。
[0023]根据对生产过程余浆密度长期的测量结果，确定余浆密度范围，选择将余浆稀释 到某一目标密度P〇,假设一批次余浆质量为m，所需加入水的体积Vo计算过程如下：
(7) (8)
[0026] 加入缓凝剂时，根据胶材含量确定缓凝剂的掺量，确保浆体凝结时间为6-10h。
[0027] 缓凝剂的加入量为余浆中胶材质量的0.02%-0.20%。所述缓凝剂为羟基羧酸类、 糖蜜类或经试验确认有效的缓凝剂。
[0028] 根据需要收集的余浆量及余浆的密度，计算稀释用水和缓凝剂的用量，提前将水 及缓凝剂加入收集池中，收集的过程中不断进行搅拌。
[0029] 余浆中胶材含量与可被替代的水泥质量之比为1.0-1.5:1。
[0030] 余浆回收、均化及改性的整个过程中，余浆均采用机械设备进行搅拌。
[0031] 采用两个浆料池对余浆进行回收再利用，第一个浆料池中预先加入稀释用水和缓 凝剂，收集到所需的余浆后，将其全部转移到另一个浆料池，第一个浆料池进行下一个循 环。
[0032] 余浆再利用并不局限于管状水泥制品生产线的循环，也可用于其他水泥制品的生 产。
[0033]本发明的有益效果：
[0034] (1)本发明使余浆的凝结时间可调，杜绝了因余浆硬化过快不能利用而浪费的现 象，实现余浆的百分之百高效回收再利用，减轻环境负荷。
[0035] (2)按照本发明的办法科学利用余浆，使用余浆替代混凝土中的部分水泥，可降低 水泥制品企业的生产成本。
[0036] (3)双池隔离收集余浆，一个浆料池中预先加入稀释用水和缓凝剂，收集到所需的 余浆后，将其全部转移到另一个浆料池，第一个浆料池进行下一个循环。同时进行改性，保 证了改性余浆的均匀性，从而充分利用了余浆中胶凝材料的潜在活性，也保证了水泥制品 质量的稳定性。
[0037] (4)利用本发明，快速测定余浆各成分的含量，根据主要组分含量波动情况，可以 快速判断离心法管状水泥制品的生产工艺是否稳定。
[0038] 本发明先对余浆进行检测（包括检测余浆的密度、胶材含量、细集料含量和水含 量），然后再根据结果加入缓凝剂进行改性，最后进行使用，其中均表明了具体的操作方法， 可操作性强。
[0039] 本发明可以通过特定浓度的余浆快速推算胶凝材料、细骨料和水的含量;通过双 池隔离收集和改性，定时、定量和均匀地得到改性余浆，从而保证余浆在替代部分水泥或 胶凝材料的同时，保证水泥制品的质量。避免因余浆凝结过快或过慢而造成浪费，实现余浆 的高效再用。该项发明可节约水泥，降低水泥制品企业生产成本，提高经济效益显著。
【具体实施方式】
[0040] 下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施 例表述的范围。实施例只是用来阐明本发明的实际应用过程，帮助更深入的理解本发明。 [0041 ] 实施例：
[0042] 一种离心法管状水泥混凝土制品余浆高效回收再利用技术，其步骤包括:余浆组 分快速分析评价，余浆回收-均化-改性，余浆再利用。
[0043] 用本发明所述技术对某管粧生产线产生余浆的密度和成分进行长期检测，发现该 生产线余浆密度维持在1.50kg/l以上，余浆主要成分百分含量与余浆密度满足下面关系 式：
[0044] Μβ = 25·4Ρ+15·5 (9)
[0045] Μα=25·3Ρ_36·7 (10)
[0046] Mw=-50.8P+121.1 (11)
[0047] 利用原有余浆池，一分为二改造成收集-改性双池，两池之间由泥浆栗输送余浆。 选择将余浆稀释至1.50kg/l，一定重量的余浆稀释至该目标密度，其用水量按式(8)计算。 根据式(9)算出每批余浆胶材含量，按照胶材质量的0.15%加入葡萄糖酸钠缓凝剂，搅匀， 提前全部倒入余浆池A中，与此后逐渐加入进来的余浆均化，当浆池A中余浆达到设定的体 积时，将A浆池余浆栗入B浆池，如此循环。当日高温31°C，低温19°C，对改性好的余浆样品进 行检验，发现改性后余浆样品在8小时内可保持很好的流动度。
[0048]根据该生产线余浆的实际产量，选择每方混凝土中掺入170kg改性后的余浆。根据 式(9)可知170kg余浆中含有91kg水泥，此处选择余浆替代水泥的替代比例为1.2,根据所述 替代比例的定义知可替代水泥的质量为83kg。
[0049] 按照该生产线管粧生产要求的混凝土工作性能(坍落度30-60mm)和养护制度(静 停0.5h，85°C常压蒸养3h)进行基准组(未掺改性余浆)和试验组（已掺改性余浆）的对比试 验，基准组和试验组新拌混凝土的工作性能和脱模强度如表1所示。
[0050] 表1掺入余浆前后新拌混凝土的工作性能和硬化混凝土脱模强度
[0053] 如上表所示，试验组强度比基准组强度高4.4%，说明本发明切实可行。混凝土的 坍落度按照GBJ 80-85《普通混凝土拌合物性能试验方法》进行，抗压强度(脱模强度)按照 GB/T 50081 -2002《混凝土力学性能试验办法》进行。
【主权项】
1. 一种管状水泥混凝土制品中余浆的回收再利用方法，其特征在于，包括以下步骤： 1) 余浆组分的分析评价:检测余浆的密度、胶材含量、细集料含量和水含量； 2) 余浆回收、均化及改性:对余浆进行收集，确定其密度及胶材含量，然后加水进行稀 释，并加入缓凝剂进行改性； 3) 余浆再利用:将步骤2)得到的余浆代替部分水泥用于生产新的水泥制品； 通过上述步骤，完成余浆的回收再利用。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:对于制品工艺稳定的生产线，经过一段时 间的多次取样检测密度、胶材含量、细集料含量和水含量，然后绘制出余浆密度分别与胶材 含量、细集料含量和水含量的关系曲线，进而得出线性关系式，最后根据余浆密度进行估算 各成分含量。3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述余浆加水稀释时，最终密度为1.50 ± 0.05kg/L〇4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:加入缓凝剂时，根据胶材含量确定缓凝剂 的掺量，确保浆体凝结时间为6-1 Oh。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于：缓凝剂的加入量为余浆中胶材质量的 0.02%-0.20%〇6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:根据需要收集的余浆量及余浆的密度，计 算稀释用水和缓凝剂的用量，提前将水及缓凝剂加入收集池中，收集的过程中不断进行搅 拌。7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:余浆中胶材含量与可被替代的水泥质量之 比为 1.0-1.5:1。8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:所述缓凝剂为羟基羧酸类、糖蜜类或经试 验确认有效的缓凝剂。9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:余浆回收、均化及改性的整个过程中，余浆 均采用机械设备进行搅拌。10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于:采用两个浆料池对余浆进行回收再利用， 第一个浆料池中预先加入稀释用水和缓凝剂，收集到所需的余浆后，将其全部转移到另一 个浆料池，第一个浆料池进行下一个循环。
【文档编号】B28C5/00GK106079071SQ201610485102
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】吴赤球, 水中和, 杨新峰, 孙涛, 吕伟, 王云摇
【申请人】湖北昌耀新材料股份有限公司