[发明专利]一种可控性低强度材料

说明书

本发明提供了一种建筑弃土再生可控性低强度材料(CLSM)及应用，由包括以下原料搅拌制得：建筑弃土、建筑垃圾再生细骨料、粉煤灰、水泥和水；所述建筑弃土为建筑垃圾处置厂生产建筑垃圾再生骨料时产生的含土弃料；所述建筑垃圾再生细骨料为由建筑垃圾破碎加工而成的不大于4.75mm的颗粒；所述可控性低强度材料为具备自流平特性的拌合物，其28d无侧限抗压强度为1.2～8.4MPa。本发明制备的CLSM水化后具有一定的无侧限抗压强度，既可替代传统回填材料，又可用于道路基层和底基层同时有效利用了目前日益增多的建筑弃土和建筑垃圾，减少了土地的占用，节省了天然资源。

技术领域

本发明涉及建筑工程废弃物利用领域，尤其涉及一种可控性低强度材料。

背景技术

可控低强材料(Controlled low-strength material，CLSM)是一种具有高流动性，在自重作用下无需或少许振捣下，可自行填充，形成自密实结构的替代传统回填材料的水泥基低强度回填材料。美国混凝土协会(ACI 116R)将CLSM定义为28d抗压强度不大于8.3MPa(1200psi)的材料。可控低强材料是一系列具有不同用途的低强度材料的总称，有可控密实填充材料(controlled density fill,CDF)、流动砂浆(flowable mortar，flowablefill)、流动填充材料(lean mix back-fill)、贫水泥回填材料等别称。

可控低强材料的显著特点是高流动性、自流平和低强度，具有原料来源广、制备工艺和设备简单、易于浇筑、多功能、坚固耐用、允许快速恢复交通、可开挖及挖掘成本低、提高施工人员安全、可全天候施工、可大量利用废弃资源等，可用于工程回填、结构填充、绝缘和隔离填充、路面基层、管道垫层、浸湿控制(水土保持)、孔洞填充、核设施、矿井填充和桥台等工程和构造中。制备CLSM的主要原料为水、水泥、粉煤灰、骨料等，相比一般混凝土材料，CLSM对于原材料的技术质量要求相对低得多，用量却要大得多。原则上讲，从技术、经济的角度出发，只要CLSM混合料能够达到工程的要求与目的，其组成材料并不一定要符合相关规范或标准的规定，各种骨料、工业附产品及废弃资源均可用来制备CLSM。

Amnon Katz和Konstantin Kovler研究了水泥窑灰、沥青混凝土的尾砂、粉煤灰、炉底灰和采石场尾砂这五种工业副产物对可控低强度材料(CLSM)性能的影响。其中发现水泥窑灰具有较强的胶结能力，可以在早期增大拌合物的稠度，有利于降低拌合物的泌水性。M.A.Gabr和John J.Bowders采用矿山酸性排渣矿泥和粉煤灰制备CLSM。矿山酸性排渣矿泥取自沉降池，是地下矿井水通过沉降池用消石灰Ca(OH)2处理后得到的。这种石灰基工业废弃物，与粉煤灰混合后，表现出与水泥相似的自硬化特性。水库污泥的主要组成成分是蒙脱石粘土，当与水混合时会引起一定程度的有害膨胀。Wen-Yih Kuou等对水库污泥进行了有机改性，用改性后的水库污泥代替可控低强度材料中的细骨料。

建筑垃圾经破碎、筛分、分选等处置工艺后，得到再生骨料。其中，再生粗骨料的性质与普通机制砂石较为接近，目前在混凝土等方面有较多应用。而再生细骨料需水量大，在混凝土中利用较为困难，特别是处置过程中产生的含土弃料更是难以利用，除用来制备非烧结实心砖外，一直没有找到合适的可大量应用的途径。

因此，本发明专利主要解决如何有效利用目前日益增多的建筑弃土和建筑垃圾制造CLSM材料(可控性低强度材料)。

发明内容

为了解决利用目前日益增多的建筑垃圾制造CLSM(可控性低强度材料)的问题，本发明提供了一种可控性低强度材料，由包括以下原料搅拌制得：建筑弃土、建筑垃圾再生细骨料、粉煤灰、水泥和水；所述建筑弃土为建筑垃圾处置厂生产再生骨料时产生的含土弃料；所述建筑垃圾再生细骨料为由建筑垃圾破碎加工而成的不大于4.75mm的颗粒。

优选地，建筑弃土的质量为建筑弃土、建筑垃圾再生细骨料和粉煤灰的质量之和的5％～30％。