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技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。具有良好的经济效益和社会价值。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术涉及可控低强度材料制备
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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
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Zhe Lee(WuJY,Lee MZ.Benificalreuse ofconstruction surplus clay in CLSM[J].Int J PavementTechnol,2011,4(5):293
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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；Anil Raavi.Strength and Stiffness Characterization of Controlled Low Strength Material UsingNative High
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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
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Ho Lee(Kwan
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Ho Lee,Ju
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Deuk Kim.Performance Evaluation of Modified Marine Dredged Soil and Recycled In
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Situ Soil as Controlled Low Strength Materials for Underground Pipe[J].KSCE Journal ofCivil Engineering,2013,17(4):674
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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
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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
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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。
[0004]另一方面，冶金钢铁行业产生大量废钢渣，钢渣中含有大量的f
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CaO，将废弃钢渣
为脱硫剂，消耗钢渣磁选尾矿渣，吸收烧结烟气中的SO2是钢渣资源化利用的热点。目前，宝钢、包钢、唐山德龙钢铁、福建亿鑫钢铁、湘潭钢铁建设等相继采用了钢渣法烧结烟气脱硫技术。随着钢渣脱硫的完成，Si和Fe含量大大降低，f
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CaO和Mg含量减小，SO3含量增加。因此，钢渣脱硫副产物的主要成分为二水硫酸钙，但其中包含有亚硫酸钙等产物，并且Fe2O3和Cl
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含量较高。目前脱硫副产物主要应用于盐碱地改造，还未有用于制备CLSM的研究报告。因此，亟需提供一种回收利用钢渣脱硫副产物以及建筑渣土制备CLSM的技术方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供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，解决现有技术对钢渣脱硫副产物资源化利用低的问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供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，由包含以下质量份数的原料制备而成：
[0008]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。
[0009]优选的，在上述一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料中，由包含以下质量份数的原料制备而成：
[0010]建筑渣土65份，钢渣脱硫副产物20份，水泥5份，粉煤灰10份，矿渣8份，碱激发剂5份，分散剂0.5份，增稠剂0.05份。
[0011]优选的，在上述一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料中，所述建筑渣土含水率为30～60％。
[0012]优选的，在上述一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料中，所述钢渣脱硫副产物的二水合硫酸钙含量大于75％，亚硫酸钙含量小于10％。
[0013]优选的，在上述一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料中，所述碱激发剂为氢氧化钠或生石灰。
[0014]优选的，在上述一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料中，所述分散剂为硅酸钠。
[0015]优选的，在上述一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料中，所述增稠剂为PAM。
[0016]本专利技术还提供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的制备方法，包括以下步骤：
[0017](1)将钢渣脱硫副产物干燥，研磨，与干燥的水泥、粉煤灰、矿渣、碱激发剂、分散剂、增稠剂混合，搅拌，得到干混料；
[0018](2)将建筑渣土和水混合，搅拌，得到泥浆料；
[0019](3)将干混料和泥浆料混合，搅拌，得到可控低强度材料。
[0020]优选的，在上述一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料的制备方法中，所述步骤(2)中水的用量按照水固质量比为0.3～0.5添加。其中，所述固体是指干混料和除去含水率后的建筑渣土的总质量。
[0021]本专利技术使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料，其特征在于，由包含以下质量份数的原料制备而成：建筑渣土65份，钢渣脱硫副产物20份，水泥5份，粉煤灰10份，矿渣8份，碱激发剂5份，分散剂0.5份，增稠剂0.05份。3.根据权利要求1或2所述的一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料，其特征在于，所述建筑渣土含水率为30～60％。4.根据权利要求2所述的一种利用钢渣脱硫副产物及建筑渣土的可控低强度材料，其特征在于，所述钢渣脱硫副产物的二水合硫酸钙含量大于75％，亚硫酸钙含量小于10％。5.根据权利要求1、2或4任...

【专利技术属性】
技术研发人员：温小栋，冯蕾，张胜权，殷刚吉，陈诺，
申请(专利权)人：宁波工程学院，
类型：发明
国别省市：