活化煤矸石生態(tài)型混凝土長(zhǎng)期性能及水化特性的研究

趙旭東，劉開志,2，陳 杰,2，覃宇坤，陳祎明，趙宇航， 肖勛光，水中和2,

(1.武漢理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，武漢 430070；2.武漢理工大學(xué)建筑硅酸鹽材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070； 3.中山市武漢理工大學(xué)先進(jìn)工程技術(shù)研究院，中山 528437)

0 引 言

煤矸石是采煤和洗煤過程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)積存煤矸石已超過45億噸，并且每年仍繼續(xù)排放約7.5億噸[1]。煤矸石的大量堆積，不僅占用土地資源，而且會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞[2]。因此對(duì)煤矸石的開發(fā)利用已迫在眉睫。

煤矸石的主要成分為SiO2和Al2O3，經(jīng)高溫煅燒后可生成具有較強(qiáng)火山灰活性的煤系偏高嶺土[3]。煤矸石的這種特性使其具有作為混凝土活性礦物摻合料的巨大潛力。以煅燒煤矸石部分取代水泥，煤系偏高嶺土的火山灰效應(yīng)可以消耗水泥水化生成的Ca(OH)2生成更多具有膠結(jié)能力的C-S-H和C-A-S-H，不僅優(yōu)化了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，更增強(qiáng)了其力學(xué)性能和耐久性[4]。而且，煤矸石的合理摻入大大降低了水泥的用量，還減少了水泥生產(chǎn)的碳排放和能耗。因此，以煤矸石生產(chǎn)制備混凝土摻合料是實(shí)現(xiàn)煤矸石變廢為寶的有效途徑。

針對(duì)煅燒(活化)煤矸石在水泥基材料中的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者進(jìn)行了大量的研究。李少偉等[5]研究了不同取代條件下自燃煤矸石粗骨料混凝土拌合物的和易性和硬化水泥石強(qiáng)度、應(yīng)力-應(yīng)變的發(fā)展與演變。結(jié)果表明，自燃煤矸石粗骨料與天然碎石相比，表觀密度小、吸水率高。隨著自燃煤矸石粗骨料取代率提高，混凝土拌合物的坍落度、表觀密度和彈性模量降低?！?br>