周文娟：建筑垃圾再生流态回填材料的制备与应用

　　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。

　　北京建筑大学教授 周文娟

　　一、 建筑垃圾产量现状

　　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。

　　二、建筑垃圾资源化趋势

　　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。

　　三、流态回填材料

　　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。

　　四、再生流态回填材料

　　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。

　　五、再生流态回填材料优势

　　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。

　　六、再生流态回填材料制备

　　水泥基：采用冗余土、砖混再生细骨料为基料，水泥、粉煤灰为胶凝材料，经测试对比其工作性能、抗压强度及抗冻性能，发现通过对胶凝材料总量及粉煤灰、水泥掺量的调整，能够实现建筑垃圾再生流态混合料在0.4 MPa～5.0 MPa范围内的强度控制。研究表明，建筑垃圾再生流态混合料大量利用了建筑垃圾末端材料，可助力提高建筑垃圾资源化水平，加强工程回填质量控制，对于绿色可持续发展也具有重要意义。

　　固废基：采用碱性废渣、矿渣、粉煤灰替代传统水泥，大量利用冗余土，并辅以再生骨料调整其级配。经分析检测发现，试验范围内的全固废再生流态混合料28 d抗压强度均大于1 MPa，矿渣掺量对全固废再生流态混合料的早期和后期抗压强度增长影响最显著，碱性废渣和粉煤灰的掺量对后期强度增长有明显影响。研究表明，全固废再生流态混合料将固体废物转化为有价值的材料实现了资源的循环利用，可降低土地和空气的污染，减少对自然资源的需求，避免过度开采和消耗，促进可持续发展。此外还有助于减少温室气体的排放，对降低碳足迹和应对气候变化起到积极影响。

　　七、再生流态回填材料应用

　　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。

　　八、再生流态回填材料标准

　　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。

　　九、结语

　　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。