文章导读 本文系统阐述和解读了再生流态回填材料的基本概述,并围绕再生流态回填材料的制备原理、应用现状做了全面深入的分享。
文章导读
北京建筑大学教授 周文娟
建筑垃圾是最大宗的城市固体废物,在35个建筑垃圾治理试点城市中,2018年产生量为13.15亿吨、2019年为13.69亿吨,其中工程渣土(泥浆)占70%以上。以北京市为例,随着新机场、副中心等重大工程建设及疏整促工作的集中开展,建筑垃圾呈现爆发式增长, 2018年建筑垃圾总量超过1.9亿吨,2019年后有所回落但仍持续超亿吨。建筑垃圾的大量产生也随之导致了土地资源浪费、环境污染、社会安全隐患等一系列问题,因此需要加快推进建筑垃圾资源化利用,助力保障人居生活环境。
我国建筑垃圾的处理,从20世纪的沟谷丘壑填埋,到21世纪前十年的低效资源化尝试,再到近十年的“生产自动化、产品精细化”的初步实现,其资源化处理水平在不断提升。建筑垃圾经处理后得到的再生骨料可以进一步制备成再生混凝土、再生无机混合料、再生砌块/构件等再生产品,其中,产生的冗余土(也称二次渣土,指的是经除土系统分选出的小于规定粒径的粒料)占建筑垃圾总量的25%~40%,其成分复杂,不仅有砂浆、砖混颗粒,还有大量黏土颗粒,无法作为骨料利用,大多成为二次排放,且会极大的影响高附加值再生产品的制备。
流态回填材料是一种具有高流动性,在自重作用下无需或少许振捣下,便可自行填充,形成自密实结构的胶结回填材料,代替压实回填,施工效率高,能够解决空间有限的施工作业,保障狭窄沟槽中施工人员的安全,特别适用于异形、狭窄空间及深基坑的回填。流态固化土由于其高成本、项目限制等因素难以大面积推广,低等级混凝土应用相对广泛。
建筑垃圾再生流态回填材料是冗余土、砖混类骨料利用与流态回填的结合,可利用建筑垃圾再生骨料、冗余土、开槽土,加入水泥或固化剂等胶凝材料、水,搅拌成可泵送的、具有流动性的混合材料,再通过浇筑和养护,硬化后形成具有一定强度的工程材料。常见的名称有CLSM、流态固化土、流态混合料、非压实回填土、闪电回填料,其原料是以水泥或工业废渣为主的胶凝材料,填料多种,本地化,且施工高效。
从材料技术指标来看,再生流态回填材料的泌水率低于8%,材料渗透系数通常为1×10-7~1×10-8cm/s,材料承载能力与抗变形能力良好,均优于传统回填压实土。整体而言再生流态回填材料具有以下几个优势: 施工便捷 ,适应深狭、异形空间回填和管道沟槽回填,自密实,无需振捣,回填速度快; 质量可靠 ,变形沉降小,抗渗性良好,具有良好的承载能力与抗变形能力; 强度可控 ,便于二次开挖。与传统压实回填相比,可节省人工成本30%以上,回填成本显著小于低等级混凝土,且可实现全固废生产,降碳效果显著。
再生流态回填材料主要用于各类肥槽、基坑的回填浇筑,也可广泛用于道路路基、建筑物地基等加固处理领域。以北京为例,已应用于房山区长阳镇改造项目、拱辰街道综合金融、养老及居住项目的肥槽回填等,昌平区中关村国家工程技术创新基地、海淀区翠湖科技园、丰台区方庄养老项目的基槽回填等,以及朝阳区孙河乡住宅项目的基槽、汽车坡道及土井回填等等。此外,在京台高速分隔带、京化高速台背、副中心综合管廊工程等城市公路、管廊带中也有一定的应用。
建筑垃圾再生回填材料,特别是再生流态回填材料由于其独特的性能,越来越被市场所接受,有广泛的应用前景,但再生流态回填材料的性能设计、生产与施工应用可执行的标准欠缺。新发布的《建筑垃圾再生回填材料应用技术规程》(DB11/T 2205-2023)可为建筑垃圾再生回填材料的应用提供全面的技术支撑,并为回填工程的验收提供重要依据,此外,对于提高回填工程质量、促进渣土类再生产品推广应用、扩大建筑垃圾资源化利用途径、降碳减排均具有重要意义。
总体而言,建筑垃圾再生流态回填材料具有以下几个优点: 一是 原材料选材自由度较大,可大量消纳以往不易消纳的低品质再生材料,特别是冗余土,实现固废材料的高效、大量、全品类、低碳化利用,对提高区域固废综合利用水平效果显著。 二是 自密实、无需振捣压实,施工高效、回填密实、长期沉降小,可以有效提升工程质量、延长工程寿命。 三是 流态化施工技术,施工过程不产生噪音、振动、空气污染等扰民问题,施工过程绿色环保。 四是 解决了建筑垃圾二次渣土的排放问题,为低品质工业固废利用提供出路,为基础设施建设材料供给提供良好解决方案,经济、社会、环境效益显著。