建筑垃圾再生微细颗粒材料对可控低强材料流变特性的影响研究

About 3.5 billion tons of construction and demolition (C&D) waste including refuse soil were generated in China each year. The ratio of resource utilization of C&D waste is very low, especially the fine particles produced in the recycling process. Controlled low-strength materials (CLSM) is a high flowability, and low-strength cementitious material with relative low technical quality requirements for raw materials. It is an available approach to utilize the recycled fine particles in the application of CLSM..The preparation of CLSM with recycled fine particles and its rheological properties of CLSM will be studied in the research. The relation between the characteristics of recycled fine particles and the performance of CLSM, such as water requirement, rheological properties, bleeding, setting time and unconfined compressive strength, is expect to be established. The compatibility of recycled fine particles and chemical admixtures will also be investigated, and mixture proportioning method and rheological index for CLSM will be supplied for subsequent research and application of CLSM.

我国目前每年产生约35亿吨的建筑垃圾（含渣土），资源化利用率低，且亟需解决大规模再生微细颗粒材料的应用问题。可控低强材料（Controlled low-strength materials，CLSM）具有高流动性和低强度等特性，用量大且对原材料的技术质量要求相对混凝土较低，采用建筑垃圾再生微细颗粒材料制备CLSM，是实现再生微细颗粒材料资源综合利用的重要途径。.项目拟基于各因素复合理论和数值分析方法，系统研究建筑垃圾再生微细颗粒材料制备可控低强材料及其对流变特性的影响规律和作用机理，建立起建筑垃圾再生微细颗粒材料种类和来源、替代量、含泥量、颗粒级配与CLSM的需水量、流变特性、泌水性、凝结时间和无侧限抗压强度之间的对应关系以及再生微细颗粒材料与外加剂的相容性，提出基于用途的可控低强材料的配合比设计方法及流变特性指标要求，为利用建筑垃圾微细颗粒材料制备CLSM提供数据基础和参考。

我国目前每年产生约35亿吨的建筑垃圾（含渣土），资源化利用率不足5%，且亟需解决大规模再生微细颗粒材料的应用问题。利用粉煤灰、炉渣等工业废弃物以及建筑弃土、基坑开挖土等土基材料制备可控低强材料已经比较普遍，积累了大量的经验和丰硕的成果，美国和我国台湾地区等也出台了相应的规范和标准。. 本项目从建筑垃圾再生微细颗粒材料对可控低强材料需水量、经时流动度、泌水性、凝结时间和无限侧压强度的影响规律和作用机理入手，通过研究建筑垃圾再生微细颗粒材料对可控低强材料（CLSM）性能的影响、外加剂相容性及其对CLSM 流变特性的影响以及建筑垃圾再生微细颗粒材料制备可控低强材料（CLSM）的配合比，探究再生微细颗粒材料对可控低强材料（CLSM）需水量、经时流动度、泌水性、凝结时间和无侧限抗压强度的影响规律和作用机理，并建立其配合比设计方法；明确了可控低强材料（CLSM）的流变特性的影响因素，揭示再生微细颗粒材料特别是再生细粉对外加剂相容性的影响机理，建立起建筑垃圾再生微细颗粒材料特性与CLSM 性能之间对应关系。. 结果表明：在总粉体用量保持不变的条件下，改变水泥、粉煤灰和再生微粉的比例，各组CLSM的坍落扩展度均控制在200-250mm，可满足自流平的要求；在胶凝材料比例对CLSM性能的影响研究基础上，综合考虑再生微粉用量对CLSM的影响，选择胶凝材料最佳比例为水泥20%、粉煤灰50%和再生微粉30%，通过改变砂灰比和水粉比来研究再生细骨料的掺入对CLSM工作性和强度的影响；依据各组CLSM的实际状态调整减水剂及增稠剂的掺量，研究了减水剂与增稠剂单掺或复合作用对CLSM性能的影响；为达到CLSM应用于实际工程所需要的流动度往往需要较大的水粉比，但高水粉比会带来收缩等一系列的耐久性问题，CLSM的干燥收缩往往引起裂缝甚至沉降，项目组以外加剂调整CLSM的工作性能，对其进行优化，研究了优化后的CLSM干燥收缩性能；综合分析了水粉比、砂灰比协同作用对CLSM性能的影响，认为水胶比和砂灰比是影响工作性和强度的主要因素。