[发明专利]一种无侧限抗压强度可调的可控低强度材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种无侧限抗压强度可调的可控低强度材料的制备方法，将粉状煤矸石与粉状CLSM材料以0.05~0.25:1的质量比混合均匀后，高温煅烧得到混合物，再将冷却后的混合物制成粉状，即得可控低强度材料；将可控低强度材料与水混合，搅拌均匀后作为回填材料代替现有水泥基低强度回填材料进行回填，该回填材料经过28天后其无侧限抗压强度比未加煤矸石的CLSM材料降低20~65%。本发明制备方法能够降低CLSM材料的无侧限抗压强度，且能够相对精确地调整并控制无侧限抗压强度降低的比例，从而降低CLSM材料的开挖和施工成本，处理利用作为工业废物的煤矸石，以废治废，减少污染物；本发明制得的可控低强度材料呈粉状，与水混合后分布均匀，易于回填施工。

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种无侧限抗压强度可调的可控低强度材料的制备方法。

背景技术

可控低强度材料(CLSM)是一种替代传统回填材料的水泥基低强度回填材料，其28d无侧限抗压强度不得超过8.3MPa，在实际应用中，一般要求CLSM材料28d无侧限抗压强度不超过2.1MPa。当CLSM材料28d无侧限抗压强度在0.3MPa～1.1MPa时，有利于将来开挖，不需要动用大型的机械设备，小型开挖机械即可，当强度小于0.3MPa时，人工即可开挖，节约能源，降低工程成本。但是CLSM材料由于其无侧限抗压强度往往超过2.1MPa，且其无侧限抗压强度不易调节，往往需要动用大型机械设备进行开挖。若是能够有效降低并相对精确调节CLSM材料的无侧限抗压强度，则将十分有利于实现小型机械开挖甚至人工开挖，从而节约开挖成本。

我国每年产生大量工业废物，如煤矸石约占煤炭产量的15％左右。目前我国煤矸石的总积存量己达30亿吨以上，形成矸石山1000多座，占地20多万亩，而且每年还以约1亿吨的速度递增，每年新增占地6000多亩，危害越来越严重，急需予以解决。常见的煤矸石的组成见表1。

表1 煤矸石化学成分(质量分数/％)

本申请发明人在研究过程中意外发现，煤矸石加入至CLSM材料中可以使CLSM材料的无侧限抗压强度降低，且具有规律性。这十分有利于CLSM材料的无侧限抗压强度的降低与精确控制，既可以降低CLSM材料的开挖和施工成本，又可以处理利用作为工业废物的煤矸石，避免其占地浪费和危害，一举多得。因此，本发明提出一种无侧限抗压强度可调的可控低强度材料的制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种无侧限抗压强度可调的可控低强度材料的制备方法，能够降低CLSM材料的无侧限抗压强度，且能够相对精确地调整并控制无侧限抗压强度降低的比例，从而降低CLSM材料的开挖和施工成本，处理利用作为工业废物的煤矸石，以废治废，减少污染物。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无侧限抗压强度可调的可控低强度材料的制备方法，将粉状煤矸石与粉状CLSM材料以0.05～0.25:1的质量比混合均匀后，高温煅烧得到混合物，再将冷却后的混合物制成粉状，即得可控低强度材料；将所述的可控低强度材料与水混合，搅拌均匀后作为回填材料代替现有水泥基低强度回填材料进行回填，该回填材料经过28天后其无侧限抗压强度比未加煤矸石的CLSM材料降低20～65％。

作为优选，所述的粉状煤矸石由干燥的煤矸石经粉磨后过50目筛得到。

作为优选，所述的高温煅烧的煅烧温度为800～1200℃，煅烧时间为2～5h。该高温煅烧温度和煅烧时间可保证煅烧后得到的半成品的脆性，使其易于制成粉状。

作为优选，将所述的冷却后的混合物制成粉状后过10目筛，即得可控低强度材料。过筛处理能够保证可控低强度材料后续与水混合而成的回填材料组成的均匀性，确保施工效果。

作为优选，将所述的可控低强度材料与水以1:0.2～0.5的质量比混合，搅拌均匀后作为回填材料代替现有水泥基低强度回填材料进行回填。