關鍵詞：煤矸石；力學性能；固體廢棄物
0 引言
煤是我國最重要能源。煤矸石是一種在煤炭形成過程中與煤伴、共生的巖石，是在煤炭開采和加工過程中排放出的固體廢棄物，約占煤產量的10%左右。這些煤矸石數量巨大，堆積如山，煤矸石山已成為我國煤礦的一個特有標志。目前我國有煤矸石山1500 多座，累計堆存量己達30 多億噸，占地1.3 萬公頃，并隨著煤炭工業的發展以每年1.0～1.3 億噸的速度增加[1]。
這些煤矸石不僅占用了大量土地和農田，而且也造成了不同程度的環境污染，煤矸石山坡也時常發生坍滑、坍塌，造成人員傷亡事故。因此，如何將煤矸石資源化綜合利用，不但可以減少環境污染，降低環境污染負荷，保護和改善環境，節約能源，而且還可以造福子孫后代[2]。
本文的研究目的就在于利用當地豐富的固體廢棄物煤矸石資源，制備混凝土。并與用普通天然骨料制備的混凝土相對比的方式，從力學性能方面探討了煤矸石作為混凝土用骨料實際應用的可能性。
1. 試驗原材料
1.1 水泥
水泥采用河北省唐山冀東水泥廠生產的盾石牌P.O42.5 普通硅酸鹽水泥。所測各項指標見表1。
1.2 砂子
采用阜新市他本鎮他本河中砂，堆積密度為
1.3 水
試驗用水采用普通飲用自來水。
1.4 煤矸石
本次試驗研究選用的是阜新高德礦區的自燃煤矸石，其化學成份、物理性質見表3-表6。
2. 試驗設計
2.1 試驗配合比
LC30 試驗用混凝土的配合比表示在表7。
普通C30 混凝土配合比見表8。
本文試驗主要測試試件7 天，28 天，56 天抗壓強度。試驗在遼寧工程技術大學建材實驗室完成。試驗中各試件成型參數、數量、質量、養護條件及測試內容，參照《普通混凝土力學性能試驗方法》[3]。
2.2 試驗結果
表9 所示各齡期混凝土的抗壓強度。圖1 表示混凝土抗壓強度與齡期關系對比圖。
3 試驗結果與分析
3.1 試驗結果
從實驗結果可以看出，自燃煤矸石混凝土抗壓強度隨著齡期的增長而增長，與普通混凝土相比，7 天強度提高了5.5%，28 天強度提高了6.2%，56 天強度增長7.0%。
3.2 自燃煤矸石強度增長機理分析
自燃煤矸石混凝土由于采用多孔的煤矸石，其組成與結構與普通混凝土相比發生了明顯的變化。普通高強水泥混凝土界面過渡區富集Ca(OH)2 晶體量多于水泥石基體，界面區存在Ca(OH)2 富集現象，使界面區存在較多的裂紋和孔洞。在輕骨料混凝土中存在兩種微孔微管系統，即水泥石中的微孔微管系統和多孔骨料中的微孔微管系統。輕骨料的微孔、微管系統在新拌混凝土中具有吸水和供水作用。吸水作用使得輕骨料附近處于局部低水灰比狀態，因此減少或避免了骨料下部由于內分層作用而形成的“水囊”，避免了界面處Ca(OH)2 的富集和定向排列，提高了骨料與水泥石的界面粘結力;供水作用使得骨料附近的水泥石能夠水化充分，從而增加了骨料表面附近水泥石的密實性。界面區基本沒有裂紋，水泥水化產物嵌入輕骨料內，形成了水泥與輕骨料“嵌套”在一起的整體結構。因此，水泥石與輕骨料具有很好的界面粘結，大大改善了界面結構。輕骨料混凝土的這種特殊的界面結構是其比普通混凝土早期強度發展快的主要原因。
4 結論
1．煤矸石混凝土的7 天抗壓強度以及28 天抗壓強度都能達到普通混凝土的抗壓強度。
2．煤矸石混凝土的早期強度與后期強度增長數度較快，與普通混凝土并沒有多大異，從力學性能上看，煤矸石作為混凝土用骨料應用是完全可行的。
參考文獻
[1] 王福元，吳正嚴, 粉煤灰利用手冊，中國電力出版社，2004.10
[2] 錢覺時，粉煤灰特性與粉煤灰混凝土，科學出版社，2002.5
[3] 王忠德，張彩霞等. 應用建筑材料試驗手冊，中國建筑工業出版社，2006.
