[发明专利]一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料及其制备方法

说明书

本发明属于可控低强度材料制备技术领域，公开了一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料及其制备方法。该材料由包含以下质量份数的原料制备而成：建筑渣土40～65份，钢渣脱硫副产物8～20份，水泥1～5份，粉煤灰6～13份，矿渣5～10份，碱激发剂0.5～5份，分散剂0.2～2份，增稠剂0.05～1份。本发明以建筑渣土替代部分水泥作为胶凝材料，既实现了建筑渣土的资源化利用，又节约了水泥资源，减小了建筑工程废物对环境的危害，且制得的可控低强度材料用于回填土，实现了建筑资源的循环利用，同时解决了大量钢渣脱硫副产物堆放污染环境的问题，具有良好的经济效益和社会价值。

技术领域

本发明涉及可控低强度材料制备技术领域，尤其涉及一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料及其制备方法。

背景技术

可控低强度材料(controlled low strengthmaterial，简称CLSM)是一种新型的回填材料，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。与传统的回填土或其它松散材料相比，CLSM良好的流动性和自密性使其不会产生承载力不足的问题，自流平的特性尤其适用密实度高，狭窄、难以接触的特殊结构；施工时可节省振动、碾压、夯实等工序，降低施工成本，缩短工期。根据原材料的不同，CLSM的性能灵活可调，应用范围很广。目前CLSM在地下管沟、路面基础、涵洞和回填的挡渣土墙等工程中都得以成功应用。

考虑到CLSM材料组成的灵活性，以建筑渣土作为组分制备CLSM不失为一种有效资源化利用的处理方式。国内外展开了对黏土基可控性低强度填充料的研究。Ming-Zhe Lee(WuJY,Lee MZ.Benificalreuse ofconstruction surplus clay in CLSM[J].Int JPavementTechnol,2011,4(5):293-300)等人研究了关于利用施工现场的弃土配制CLSM，研究表明利用废弃渣土可以制备出可用于结构回填的CLSM，控制C/W和W/S可以获得较好的流动性和合理的泌水性，同时它的强度、压缩性和承载能力都与硬粘土相似，符合工程需求。Bhaskar Chittoori(Bhaskar Chittoori,M.ASCE；Anand J.Puppala,F.ASCE；AnilRaavi.Strength and Stiffness Characterization of Controlled Low StrengthMaterial UsingNative High-Plasticity Clay[J].J.Mater.Civ.Eng.2014.26)等人利用高塑性土可以制备出强度满足特定要求的CLSM。Kwan-Ho Lee(Kwan-Ho Lee,Ju-DeukKim.Performance Evaluation of Modified Marine Dredged Soil and Recycled In-Situ Soil as Controlled Low Strength Materials for Underground Pipe[J].KSCEJournal ofCivil Engineering,2013,17(4):674-680)等人用回收的原位土壤和海洋疏浚土配制CLSM，试验表明，CLSM的抗压强度和流动性满足建筑材料标准的要求，高于250kPa，使用CLSM可以减少管道回填的沉陷和管道所受到的压力。刘萌(刘萌.建筑渣土制备可控低强材料及性能研究[D].北京建筑大学)利用建筑渣土可以制备出工作性满足要求的、强度在0.31MPa-25.15MPa之间且强度可控的、凝结时间小于24小时的、沉降值在2mm/m-3.5mm/m之间的可控性低强度材料。保卫国(保卫国,黄崇伟,王德荣.黏土填充型可控性低强度回填材料力学性能[J].解放军理工大学学报(自然科学版))将部分或全部黏土取代细集料制备CLSM试件，认为黏土填充型CLSM的抗压强度与试件的水灰比满足反比例关系，受水泥含量和砂土比的影响显著，黏土填充型CLSM作为路基回填材料在承载能力上具有一定的优越性。