澳大利搅拌站回收水使用报告(翻译)课件

1、水泥基混凝土&骨料-澳大利亚混凝土生产中的废水利用2007.81 简介12 目标13.方法24.术语25. 可接受的搅拌用水25.1 杂质含量准则35.1.1强制性限制和对于有疑问的杂质含量的建议35.1.2水质检验标准与体系45.2 现行标准65.3主要道路局对混凝土使用水的说明75.4混凝土生产（CPO）产生的废水75.4.1澄清的洗刷水（部分循环水）85.4.2泥浆水（完全循环水）81 简介目前澳大利亚存在缺水情况，寻找用于生产混凝土的替代水资源不仅是需要也是机会。水务局增加了循环水的应用，作为洗涤水满足家庭用水和回收水满足农业工业需要。他们也鼓励私人的开采下水道用水。此外，高比

2、例的再利用洗刷水以及混凝土生产操作中的洗刷水与泥浆的结合使用，让混凝土工业进入零排放成为可能。此报告包含目前混凝土搅拌用水的一些质量方面的要求：对杂质含量的强制性限制和指导性要求，以及在指导性的国家级和国际标准中允许的性能变化；还有CPO水对混凝土性能的影响。已经或者将来可能符合工业使用的回收水的新来源需对其性质和其对职业健康和安全的影响进行鉴定。基于此回顾内容，本报告将会对新可能、原有观念与实际上的不同进行验证。2 目标本研究的目标是：n 关于生产混凝土的适用水的状态与其中杂质含量限制的准则汇编。n 回顾混凝土生产用水的再利用n 回顾替代水资源，性质和对OH&S的影响3.方法此报告由

3、科技文献和地区水务局提供的资料汇编而成。其中，建议的杂质含量限值与它们对凝结时间和强度的影响是基于对现行标准的回顾总结，标准中允许混凝土初凝和终凝时间以及强度出现变化。其他杂质对混凝土可能的影响准则汇编自公开出版的资料。使用再循环水时对OH&S的考虑是基于维多利环保局、新南威尔士卫生厅与昆士兰环保局的相关资料。4.术语本报告使用的术语来自于水务业和国际认证的混凝土标准，例如EN-1008, ASTM C1602和 AS 1379. “再循环水”用于描述水务业中水的反复利用，而一些术语比如洗刷水和泥浆水用于描述CPO中回收的再循环水。饮用水适用于人们饮用的水循环水回收自CPO中的水或来自

4、污水、洗涤水、雨水系统的水，处理后能达到适应预期用途的标准。回收水水务局处理过的循环水，可供国内的农业和工业使用。洗涤水粪水污水混凝土生产作业中的水CPO回收自水硬性水泥基会宁天生产过程中的水，包含搅拌车的洗刷水或者混凝土拌合物中的一部分水；收集自洼地的从混凝土生产设备上冲刷过的雨水；或者是包含大量混凝土组分的水。液压稳定剂(HSA)用于处理回收混凝土的延长凝结时间的缓凝剂与混凝土生产中的水杂质存在于水中的可溶或不可溶（固体）物质，可能对使用该水生产的混凝土的性能有害或无害。NTU(比浊法浊度单位)衡量水中悬浮的胶状的和微粒物质浊度的单位，用到一种叫浊度计的设备。5. 可接受的搅拌用水对于搅拌

5、水最重要的考虑事项是它们对工作性、强度和耐久性的影响。此外，关于安全处理这种水的卫生健康问题也需要考虑。水的适用性可以根据以下进行鉴定，比如过去的使用记录或测试性能极限，即凝结时间和抗压强度等。设定了总的碱含量、氯离子和所有混凝土成分中的硫酸盐含量等搅拌水所含的物质的限值，用以控制混凝土的耐久性。为保证处理回收水时的安全，要用到生物处理和消除病菌等手段。关于混凝土搅拌用水所需性质的相关资料较少。混凝土中允许的杂质含量的相关信息来源与早期的文献。一些取值范围反应在了现行的标准中，即允许使用循环水或CPO水。近期的文献集中在讨论CPO水的使用与不完全处理的污水废水。5.1 杂质含量准则Steino

6、ur 的发现如下：n 天然淡水很少含有高于2000ppm(0.2%)的溶解性固体，整体上适用于搅拌用水。n 被工业废弃物污染的水，但没有悬浮固体，在低浓度时也大体上适用。n 含有很多杂质的天然淡水也可以勉强使用，除了含碱金属碳酸盐和碳酸氢盐的，不然即使在2000ppm时也会产生显著的影响。n 其他无机杂质，可能源于工业，在低浓度时即可产生有害作用的是硫化物、碘酸盐、磷酸盐、砷酸盐、硼酸盐和铅、锌、铜、锡、锰的化合物。n 有机溶质也很可能有害，特别是糖类。n 海水，虽然含有3.5%的溶解性固体，使混凝土具有好的早期强度，但是常常降低后期强度。用于钢筋混凝土时可能会使得内部金属受到腐蚀，因此限制其

7、使用。Ryan和Samarin总结了搅拌水中杂质对混凝土性能的一般影响，如表1所示。Netterberg指出，整体上看，建筑用水中的有害盐类包括NaCl、Na2SO4、MgSO4、不常见的NaHCO3、Na2CO3以及可能性较小的CaCl2、MgCl2和硝酸盐。表1搅拌水中杂质对混凝土某些性能的影响杂质影响油、脂肪或者洗涤剂可能引入空气氯化钙或其他一些钙盐可能凝结加速糖、盐或锌、铅以及其他无机和有机材料可能导致缓凝氯离子很可能导致钢筋腐蚀5.1.1强制性限制和对于有疑问的杂质含量的建议除了这些发现成果中的限值外，在表2中列举了各文献中和国标与国际标准中，对于搅拌水中的化学物质和总的固体含量的强

8、制限制。表3列出了对于搅拌水中有疑问的杂质含量的建议。此表可用于选择可用搅拌水的标准。表2 强制性化学物质和其他搅拌水的有关限制化学物质ppm*试验方法备注（引自）氯化物5001000ASTM D512预应力素混凝土、砂浆、钢筋混凝土硫酸盐3000ASTM D516EN 1008限值，含盐量高的水也可满足使用（建研所BRS）碱金属，例如（Na2O+0.658 K2O）1500ASTM C114或EN196-21为避免使用活性骨料时发生碱骨料反应，混凝土所有组分中总的钠离子和钾离子，以Na2Oeq计算，不得超过2.8kg/m3。固体总含量5000ASTM C1603ASTM C9411可选条件。

9、见5.4.2节对于固体含量超标的水的可能的使用范围。有害物质:糖类磷酸盐，P2O3硝酸银，NO3-铅, Pb2+锌，Zn2+100100500100100AS1141.35地标ISO 7890-1ASTM D3559ASTM D1691AS 1379 和EN1008标准要求。首先，需要进行定性试验。如果定性试验结果显示良好，则应定出物质的含量或者测定凝结时间，并且检验抗压强度。PH>5.0AS 1580.505.1AS 1379 相关要求油或油脂<50美公共卫生协会5520*AS 1379 相关要求表中的标准检验方法有ASTM D512 水中的氯离子含量测试方法ASTM D516

10、水中硫酸盐离子含量测试方法ASTM C114 or EN 196-21 水硬性水泥的化学分析测试方法AS 1141.35 骨料的抽样和检验方法 糖类ISO 7890-3 水质 硝酸银定量 第三部分：磺基水杨酸光谱测定法ASTM D3559 水中铅含量测定法ASTM D1691 水中锌含量测定法AS 1580.505.1 漆和相关涂料 检验方法 水基涂料PH值.*1ppm=1mg/L, 0.1%=1000ppm*Standard methods for the examination of water and waste water, 18th edition, AmericanPublic H

11、ealth Association 1992. (水和废水的标准建材方法，第18稿，美国公共卫生协会1992。)5.1.2水质检验标准与体系表2中列出了AS1379,ASTM C94和EN1008中规定的检验方法。首先，进行定性分析试验（EN1008附录B）。对于有害物质，如果定性分析显示有利结果，则需测定物质含量或测定凝结时间和抗压强度。表3 混凝土搅拌水中杂质含量的总则和指南杂质最大值备注（来源）水溶性固体杂质2000ppm超量后，据BS3148*进行试验1000ppm碱金属碳酸盐或碳酸氢盐存在时需检验Na2CO3 、NaHCO3 或二者总量2000ppm超量的Na2CO3 会造成速凝，超

12、量NaHCO3会加速减慢凝结.它们超过1000 ppm 时需检验。Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2400ppm碳酸钙和和碳酸镁溶解度低，可以忽略不计，但碳酸氢盐不可。其他普通盐类NaNO3 和 KNO3无限制与氯化钠相比，硝酸钠、钾对强度影响较小MgSO4 和MgCl2阴离子含量的4%硫酸镁和氯化镁占溶液中阴离子总量的4%，在控制下强度良好。CaSO4没限制硫酸钙饱和溶液满足水泥浆体的液相条件，并且常常是饱和或过饱和的。Ca(NO3)2水泥重量的1.7%含1.7%水泥含量的硝酸钠在加快凝结的同时会导致强度下降10%Na2SO4, MgCl2,MgSO4 和CaCl210,000 ppm含1

13、%这些离子的溶液，除了碳酸和碳酸氢根的，都对强度无显著影响。杂质总量5,000-10,000 ppm若用水缺水记录，则要保证耐久性就要检验试件的体积稳定性和在干湿环境下的长期强度硫酸铁范围不限在搅拌水中占阴离子含量0.5%、1%、2%和水质量的4%时，28天和3年的抗拉强度超过基准组10-15%.Fe2(SO4)3·7H2O和硫酸亚铁范围不限占水泥质量的2%时，与基准组的3-28天强度相似或略高。凝结时间略有延迟但尚可接受。PH6.0-8.0无显著影响H2SO46250 ppm含大量硫酸铁和6250ppmH2SO4的电镀废水，会导致强度降到底线，其中SO3会改变水泥中石膏的含量HCl

14、10150ppm一般的凝结时间，优异的7-和28d强度。CO2未提供限值溶液中的自由二氧化碳形成了储备的酸性物质，可以以氢离子的形式参与反应。未被污染的自然水中很少超过10ppmNaOHKOH2.0%质量0.65%质量1.2%明显的强度下降。Ca2SO4作为缓凝剂时效力被降低矿物油没有给出限值高掺量的石油的“液态残油”可被水泥浆体乳化至完全消失。10%的掺量会导致25%-35%的强度下降。2.5%的掺量会导致8%的湿气养护强度下降和20%干燥养护强度下降。锡、镁、锌、铜的氯化物和铅（硝酸盐）2%水泥重量的CaCl2*（*等分子的质量）五种盐中，后面三种活性较高，氯化锌和铜会导致强烈的缓凝，以至

15、于没有强度。硝酸铅具有完全的破坏性。钠盐（碘盐、磷酸盐、砷酸盐、硼酸盐）初始强度显著下降，更多内容见Steinour3的报告氯化物或硝酸盐（溶解度较低的），包括锂、钡、铁、钠、锶、钾、镍、铵、镉、钴、镁、钙和铬，还有其他钠盐（略去），在高浓度时产生的有害作用不明显，在低浓度时被假定为相对安全，例如被工业污染的搅拌水。氧化锌水泥重量的0.01%没有显著影响但0.1%导致强烈的缓凝作用和低强度。更多内容见Steinour3的报告亚硝酸钠0.01-0.1%早期强度下降。高掺量对强度发展有不利影响铵离子没有明确限制氯化铵会提高强度。占水质量0.4%、0.8%或更高的百分比的硝酸铵与相同含量的氯化钠对强

16、度的影响一致。藻类待测可能会导入空气。见BS 3148*.有机酸腐植酸或其他有机酸可能会对混凝土的硬化产生反作用。糖油和油脂<100mg/L<50mg/LAS 1379淤泥或悬浮土颗粒2000ppm(浑浊度)USBR 混凝土手册*就其对混凝土强度的影响而言，可容许更高的含量*BS 3148 Methods of test for water for making concrete（英国标准 混凝土生产中的水质检验）* US Bureau of Reclamation Concrete Manual.（美国混凝土回收管理局手册）5.2 现行标准国标中生产新混凝土所用的水和循环水标准如

17、下：n AS 13791997 Specification and supply of concrete（混凝土的规格与供应）n ASTM C9405 Specification for Ready Mixed Concrete, 预拌混凝土说明，参考ASTM C1602 -06中注浆混凝土搅拌用水标准。n EN 10082002 Mixing water for concrete（混凝土搅拌用水）用于抽样、检验和评价水的适用性，包括混凝土工业中的水回收为搅拌用水。评价搅拌水最常采用的性能指标是相对强度和凝结时间，而规定限值的通常有氯离子、硫酸根离子和凝结时间。这些指标的对比和总结见表4.AS

18、 1379指出，搅拌水必须从有保证的水源取用。从搅拌机洗刷设备中回收的水如果要用于搅拌，则该水应被储存以避免遭受对混凝土有害的其他物质的污染，并且从储存设备中放出的水的水质满足要求。水质条件相关规定来源于过去的使用记录或者验证后满足表3和表4中的标准。表3包含了对7d和28d抗压强度与初始凝结时间的要求。表4列出了水中糖类、油脂和PH最大值的限制。ASTM C94 规定，搅拌水包括水和水中冰块、骨料表面润湿的水分，卡车上搅拌筒里的水分，任何留在桶中可供下一批次混凝土使用的水分。水质需符合ASTM C1602的标准，其中定出了对水源的要求，并且为单独的或混合的水源提供了相关要求和测试频率。任何情

19、况下买方与规范中要求不同时，以买方的要求为主。ASTM C94允许使用满足表4中各项要求和选择性标准的非饮用水或者CPO中的水。洗刷水中的各种杂质含量应低于标准中的最高水平，具体如下：氯离子（500ppm），硫酸盐如SO4,碱性物质如Na2O等价物（600ppm）,总固体含量（50000ppm）.PCA12也允许使用总含固量达50000ppm混凝土洗刷水作为搅拌水。ASTM C1602附录A1中提供了对比两种混凝土拌合物需要遵守的内容，而附录X1给出了搅拌用水水质的检验频率。EN1008指出了生产混凝土用水需要达到的要求，根据EN206-1，并且描述了评价其适用性的方法。标准包含生产钢筋混凝土

20、时的使用饮用水、回收自混凝土生产过程中的水，地下水，自然水和工业废水需要满足的条件，以及生产无钢筋或其他金属增韧的混凝土使用水或含盐水的情况，但是认为下水道水不适于混凝土生产。具体要求见表4，包含主要评价内容，化学含量、凝结时间和强度。附录A提供了当使用回收自混凝土生产水时需满足的详细要求。表4 EN1008、ASTM C94和AS1379中对于搅拌用水的评价控制因素EN1008ASTM C94AS 1379氯离子含量500mg/L(预应力混凝土、砂浆)1000mg/L（钢筋混凝土）4500mg/L（素混凝土）推荐可选范围：500ppm（预应力混凝土或者桥墩）；1000mg/L(钢筋混凝土)混

21、凝土中的总的可溶酸性氯化物的含量不能超过0.8kg/m3硫酸根含量2000mg/L(否则，水只适用于某些特定情况)可选要求：硫化物按硫酸根计算，3000ppm混凝土中的总的酸性可溶SO3含量不能超过50g/kg水泥分散的固体颗粒推荐：1%的混凝土中骨料的总量可选要求：总固体含量占总体50000ppm无特别规定其他杂质主要检验油脂、清洁剂、颜色、气味、酸性和碱性物质（见表1中标准）碱性物质例如Na2Oeq+计<1500mg/L糖类<100mg/L磷酸盐，以P2O3<100mg/L硝酸盐，以NO3-<500mg/L铅，Pb2+<100mg/L锌，Zn2+100mg/L

22、碱性物质例如Na2Oeq+计<600mg/L将密度作为混合水的质量控制手段油脂<50mg/LPH>5.0对比的样品强度使用洗刷水的砂浆或混凝土样品平均的7d和28d强度至少达到90%基准组的强度（使用自来水或地下水）混凝土或砂浆的7d的平均抗压强度至少达到90%基准组的强度（使用自来水或地下水）使用无质量记录的水的砂浆或混凝土样品平均的7d和28d抗压强度至少达到90%基准组的强度（使用有稳定来源的饮用水）凝结时间初凝>1h或终凝<12h与基准组之间的差别皆不大于25%迟于基准组1到1.5小时 初凝迟于基准组1到1.5小时*即最终评价结果取决与对各个独立因素的评价或是与基准组的对比试验Na2Oeq即Na2O+0.658K2O5.3主要道路局对混凝土使用水的说明根据AS1379，VicRoads中限定氯离子和含氯量为水的0.03%。5.4混凝土生产（CPO）产生的废水目前已有一些关于CPO水适用性的研究：比如澄清的洗刷水（部分回收的洗刷水）或泥浆水（完全回收水）。完全回收利用洗刷水和泥浆水是混凝土生产含有迈向零排放的重要一步。Lobo和Mullings报道了US的NRMCA和加拿大多伦多大学所做的关于在预拌混凝土中循环水