利用工業(yè)廢棄物制備可控低強度材料（CLSM）概述

摘要：可控低強度材料的具有強度低、流動性好、有效利用廢棄物的典型特點。以粉煤灰、水泥窯灰、礦山酸性排渣等為例介紹了當前CLSM 在大量利用工業(yè)廢棄物研究的一些規(guī)律。最后文中還討論了CLSM 的優(yōu)點和在應用過程中應該注意的一些問題。
關鍵詞：CLSM，低強度，高流動性，工業(yè)廢棄物
1 CLSM 的定義
針對目前工業(yè)廢棄物的排放日益增加，不僅占用大量的土地資源，造成諸多的二次污染問題，同時與環(huán)境保護要求不斷提高愈發(fā)不相協(xié)調(diào)。有關工業(yè)廢棄物的有效再利用日益成為各個高校和研究所的研究熱點?？煽氐蛷姸炔牧暇褪瞧渲兄?，可控低強度材料由美國混凝土協(xié)會定義為：28 天抗壓強度不大于8.3MPa 的材料。CLSM 的典型組成為水泥、粗細集料、水和以粉煤灰為代表的其它工業(yè)廢棄物。
CLSM 的其它名稱有：可控密實填充材料；流動砂漿;：流動填充材料：貧水泥回填材料等等。事實上，可控低強度材料是一系列具有不同用途的低強度材料的總稱。例如，強度較高的材料可用于建筑物下的建筑回填，而經(jīng)摻入泡沫材料的低強度、低密度的可控低強度材料則可以用于隔熱回填料。所以對于具體的應用，應當從技術、經(jīng)濟的角度出發(fā)，選擇CLSM的類型。
可控低強度材料不同于混凝土，也不同于水泥，這種材料不需要養(yǎng)護或者壓實，其強度比混凝土低得多，但是可以與壓實回填料相當?？煽氐蛷姸炔牧喜灰笥休^好的抗凍融性、抗磨蝕、抗化學侵蝕能力。這種材料比土質或者砂粒回填材料貴，但是這種材料比傳統(tǒng)的回填材料有許多優(yōu)越的性能。
2 CLSM 的顯著特點
2.1 低強度
大多數(shù)用于回填的CLSM 抗壓強度變化范圍是0.35-2.00MPa，保證在以后能夠進行二次回填，通過適當調(diào)整材料組分的含量可以獲得更高的抗壓強度。CLSM 的水泥含量一般為50-100Kg/m3，用以提供所需的強度。與結構混凝土相比較低性能要求使得可以利用工業(yè)廢棄物為原料生產(chǎn)CLSM。S. T¨urkel[1]研究得出由含有低摻量火山灰水泥、高摻量的C 級粉煤灰和壓碎石灰石制備的CLSM 在365 天的抗壓強度為1.16—2.80MPa 范圍內(nèi)。
2.2 高流動性　　CLSM 不是一種結構材料，因此不能認為是混凝土。CLSM 是一種能夠代替密實土壤主要用作回填材料的流動性膠凝材料，這種流動性填充材料要求不經(jīng)過搗筑和壓實就能夠獲得要求的強度，所以可以設計為流態(tài)狀，CLSM 主要用于難以或者不可能應用可以填充材料的土木工程的回填中，因為在那些地方澆注和搗實是很困難的。在致密或者密集的地方，回填材料的擴展和壓實通常通過人工完成，耗費操作時間，提高操作成本。
通過加入大量水或者摻入引氣劑、塑化劑等外加劑從而獲得較好的工作性。具有高度流動性的類似混凝土的材料一般粘結性較差，所以需要大量摻入細集料，否則有離析的危險。因為CLSM 的力學性能低于混凝土的力學性能，所以在生產(chǎn)CLSM 時可以大量摻入細粒物料來改善材料的工作性能而不破壞其力學性能。這也是大量工業(yè)廢物得以有效利用的原因。
M.A. Gabr 和John J. Bowders[2]研究了以礦山酸性排渣和粉煤灰制備的典型CLSM，其擴展度達到229mm，在許多試驗中根據(jù)這個擴展度來確定需水量，而且當波特蘭水泥的含量為2.5％，石灰的含量為2.5％時，CLSM 能夠獲得229ｍｍ的合適擴展度，當波特蘭水泥的含量大于2.5％，擴展度接近215ｍｍ，認為是合適工程應用的，而當石灰的含量大于2.5％時，擴展度為180ｍｍ，認為流動度太低，而不適合工程應用。
以粉煤灰為典型代表的工業(yè)廢棄物，顆粒形狀為球形，能夠充分發(fā)揮其形態(tài)效應，提高了CLSM 的流動性，以至于這種材料容易施工，需要一點或者不需要搗筑和壓實。

本新聞共5頁,當前在第1頁12345