搅拌站废水直接利用会对混凝土的生产和应用产生系列问题。本文研究了不同浓度的废水对聚羧酸减水剂减水效率、混凝土工作性能、混凝土力学性能以及混凝土收缩的影响，研究结果表明，废水浓度的增加使得混凝土聚羧酸减水率降低、混凝土工作性能下降，高浓度的废水对混凝土力学性能劣化明显，对混凝土后期收缩影响显著。
0 前言
出于清洁生产的需要，混凝土搅拌站每天产生大量的废水，这些废水主要来源于生产设备和运输车辆的清洗，同时含有生活污水，这导致了搅拌站废水成分复杂[1]。学者研究发现，搅拌站排放的废水含碱量高，固体物质含有未水化的水泥、矿物掺合料和部分泥状颗粒[2,3]。为了节约成本和环保要求，有些搅拌站将高浓度的废水直接应用混凝土生产，并未考虑废水浓度对混凝土性能及外加剂应用产生的负面影响，这容易造成混凝土坍落度损失大、强度发展不良等问题[4]。本文通过采集搅拌站废水与自来水进行混合得到不同浓度的拌合水，研究废水浓度对聚羧酸减水剂性能的影响，以期为混凝土生产和外加剂应用提供理论和实际参考。1 原材料及试验方法
1.1 原材料
（1）水泥采用南方 P·O42.5R 普通硅酸盐水泥，粉煤灰采用Ⅱ级灰，矿粉采用 S95。水泥的主要性能指标见表 1，水泥、煤灰和矿粉的化学组成见表 2。
（2）外加剂采用科之杰聚羧酸减水剂，固含量为 18.5%，推荐掺量为 0.8%～2.5%。（3）细集料中天然砂细度模数为 1.6，机制砂细度模数为 2.9，石粉含量 6.0%；粗集料采用小石（5～10mm）和大石（10～20mm）混合使用。（4）拌合水：取搅拌站废水沉淀池的污泥经过烘干过 100 目方孔筛，去除杂质和有机物，将获得的粉体与自来水进行混合，获得固含量为0%、1.5%、3.0%、4.5%、6.0% 的废水作为备用。对所取搅拌站废水进行烘干粉磨，测试固体物质化学组成，结果见表 3。
1.2 试验方法
（1）聚羧酸减水剂相关试验参照 GB 8076—2008《混凝土外加剂》和 GB/T 8077—2012《混凝土外加剂匀质性试验方法》进行。（2）混凝土工作性能试验按照 GB/T 50080—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行。混凝土力学性能试验按照 GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行，成型 100mm×100mm×100mm 混凝土试件，测定混凝土 7d 和 28d 的抗压强度。（3）采用接触法测试混凝土不同龄期的收缩变形性能。按照混凝土配比成型尺寸 100mm×100mm× 515mm 的棱柱体试件，每组 3 块，并预埋测头，带模养护 1d 后脱模，放置温度为 (20±2)℃、相对湿度为 95% 的养护室进行养护，测试不同龄期的混凝土收缩率，计算公式如下：εt=(L0-Lt)/Lb
式中：
Lt——试件在试验期 t(d) 时测得的长度读数，mm；
1.3 试验配合比及原材料用量
为测试搅拌站废水对混凝土拌合物工作性能及硬化后混凝土的强度和提及稳定性的影响，采用固定聚羧酸外加剂掺量，掺入不同浓度的废水进行试验。采用 C30 等级，试验配合比及原材料用量见表 4。
2 试验结果及讨论
2.1 外加剂减水率
聚羧酸减水剂本身特殊的分子结构特征表现出对原材料变化较为敏感，废水中固体物质成分复杂，可能对外加剂减水效率的发挥产生一定影响。采用聚羧酸掺量1.8%，测试初始胶砂流动度在 (180±5)mm 时的水泥胶砂减水率，结果见图 1。结果表明废水中固体杂质都造成聚羧酸减水剂减水率的下降，尤其当废水浓度超过 3% 后聚羧酸减水剂作用显著下降，这可能是废水含有泥对聚羧酸形成了竞争吸附，同时废水碱含量较高，对减水剂减水率也造成不利影响[6]。
2.2 掺外加剂的混凝土工作性能
为研究不同废水浓度对掺外加剂的混凝土工作性能的影响，采用表 5 所示配合比进行试验。
采用废水拌和后的混凝土初始坍落度和初始扩展度都有所降低，且随废水浓度增加混凝土1h 坍落度和扩展度损失加快，当废水浓度达到 6.0% 时，混凝土初始扩展度相比基准降低 22%，1h 后流动性较差，施工性能大幅下降。
2.3 掺外加剂混凝土力学性能
混凝土的强度好坏关乎建筑结构服役后的安全和耐久性，对掺加外加剂后的混凝土力学性能进行研究，结果见表 6 和图 2。
结果显示，混凝土力学性能随废水浓度增加，混凝土抗压强度都有所下降。当废水浓度在1.5%以下时混凝土抗压强度降低幅度较小，之后混凝土早期和后期强度都出现较大下降。这可能是由于废水中的粉体对聚羧酸产生吸附，造成混凝土工作性能下降，混凝土内部缺陷增多，抵抗外力荷载的能力减弱。
2.4 掺外加剂的混凝土收缩
对掺加聚羧酸外加剂的混凝土体积稳定性进行研究，测试了室内养护（温度 (20±2)℃，相对湿度(60±5)%）下的混凝土收缩值。结果见表 7 和图 3。
图 3 结果显示室内养护条件下，掺加废水后混凝土 1d、3d 龄期相比基准收缩差别较小，随着龄期增加，浓度较高的废水混凝土收缩增大，尤其是当浓度超过3% 时，混凝土后期收缩较为明显。这可能是因为废水造成聚羧酸减水效率降低，水泥水化程度不足，水化生成的凝胶和钙矾石无法对混凝土收缩起到补偿作用[7]。
3 结论
（1）废水中粉体会对聚羧酸减水剂分子产生竞争吸附，造成聚羧酸减水剂减水效率下降。（2）用搅拌站废水拌合后的混凝土初始坍落度和扩展度都有所下降，1h 经时坍落度和扩展度损失加快，当废水浓度达到 6% 时，混凝土工作性能损失明显，施工性能大幅降低。（3）当废水浓度超过 1.5% 后混凝土强度降低较为明显，这可能是废水对聚羧酸减水剂分子产生吸附，胶凝材料水化程度下降，导致混凝土强度发展不良。（4）高浓度废水使得混凝土在室内养护下的收缩率增加，这也增大了混凝土在服役过程中的收缩开裂风险。
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