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成绩

中国矿业大学

2013级博士争论生课程考试试卷

考试科目型土木工程材料考

试时间2014.1

学生姓名陈晓淼

学号ZS

所在院系力建学院

任课教师吕恒林教授

中国矿业大学争论生院培育治理处印制

煤矸石混凝土性能争论

陈晓淼Z力建学院

摘要：煤矸石是煤炭行业发生的废物之一，对环境有严峻的污染。目前我国现有

煤矸石储量巨大，且逐年剧增，假设不进展合理的利用，将产生巨大的社会、经

济和环境的损失。利用煤矸石生产集料来拌制水泥混凝土，可以大量削减土木工程

中对自然集料的使用量，具有较好的经济效益和社会效益。煤矸石混凝土主要包括

两种，一种是掺入水泥中作为胶凝材料；另一种是作为粗细骨料替代自然砂和自然

石。煤矸石混凝土的性能主要包括耐久性和力学性能，力学性能主要以抗压强度和

抗折强度作为衡量指标，耐久性主要以抗渗、抗冻、枯燥收缩、透水系数、抗裂性、

抗氯离子渗透、耐磨性、护筋性、碱骨料反响等作为衡量指标。本文主要从煤矸

石混凝土的耐久性和力学性能两方面对现有两种煤矸石混凝土的争论进展综述

，分析利用煤矸石进展制作混凝土的可行性，为实际中进一步应用煤矸石混凝土供

给可用的配比和应用指导。

关键词：煤矸石；混凝土；耐久性；力学性能；

1引言

煤矸石是煤炭开采和加工过程中排出的废弃岩石，是一种在煤形成过程中与

煤层伴生的含碳量较低的岩石。当煤矸石受到降雨等因素而处于浸水状态时，其

[1]

中的粉尘和有害离子就会污染环境。综上所述，今后相当长时间内，煤炭在能

源中将仍占主要地位，其产生的煤矸石严峻危害生态环境，如能对其进展开发利用

，便可实现废弃物重利用且削减对环境的危害，具有显著经济社会环境效益，用

煤矸石生产混凝土是一条很好的路径。目前已有很多学者进展相关争论，然而目

前为止的争论，其内容过于简单，本文仅从宏观上对煤矸石混凝土力学性能和耐久

性进展争论综述。分析影响煤矸石混凝土力学性能和耐久性的影响因素，以期通

过转变优化影响因素实现煤矸石混凝土性能的提升，并提出适合实际工程的优化

协作比，对实际工程应用提出指导建议。

2煤矸石在混凝土应用现状

煤矸石的化学成分主要是SiO、AlO和C。其次是FeO、CaO、MgO、NaO、

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KO、SO、PO、N和H等。此外，也常含有少量Ti、V、Co和Ga等金属

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[2]

元素。煤矸石的矿物成分以黏土矿物和石英为主，常见矿物为高岭土、蒙脱石、

伊利石、石英、长石、云母和绿泥石类。现在对于煤矸石在混凝土中的应用主要

包括两种，一种是将煤矸石作为粗细骨料掺入混凝土中，另一种是将煤矸石作为胶

凝材料掺入混凝土中。

2.1煤矸石作为粗细骨料

煤矸石经裂开后，粒径在0.16mm~4.75mm的经过筛分试配制成煤矸石砂，

也称为矸砂，用矸砂替代自然砂的使用，可削减对于河砂等得使用，避开环境损

坏。而裂开后粒径大于4.75mm的颗粒作为粗骨料使用。现应用较多的是将煤矸

石裂开后作为粗细骨料同时使用，以到达最大限度的使用煤矸石的目的。

〔a〕煤矸石粗骨料〔b〕煤矸石细骨料