煤矸石在建筑材料領域的綜合利用方式主要取決于其礦物組成。對于以高嶺土等黏土類為主要礦物成分的煤矸石，由于其含有豐富的潛在活性硅鋁酸鹽，可以作為天然黏土的替代品生產水泥原材料或燒制陶粒等，同時，這些具有潛在活性的硅鋁酸鹽礦物成分經活化后也可以作為摻合料，制備煤矸石水泥，然而存在反應活性不足無法完全替代黏土的問題。以長石等礦物為主的煤矸石，由于其潛在活性較低，需要通過煤矸石磨粉機加工后提高其活性。作為煤矸石磨粉機生產廠家，今天桂林鴻程為您介紹一下煤矸石加工建材技術

1、用于生產水泥

生產混合水泥熟料是各類工業固體廢棄物綜合利用的主要方式。煤矸石中以黏土礦物為主，其中SiO2、A12O3和Fe2O3等總含量一般在80%以上，可以替代或部分替代黏土作為水泥生產原材料。煤矸石與生石灰和其他的原材料按照一定比例進行研磨，經煅燒后形成水泥礦物。由于煤矸石中含有一定量殘留的碳，在煅燒過程中可以持續放出熱量，有效降低水泥生產能耗。研究表明，煤矸石的加入可以使水泥煅燒溫度下降50~100℃。然而，煤矸石中也含有大量的石英，其反應活性遠低于黏土材料中的活性硅鋁酸鹽，嚴重制約著煤矸石作為黏土替代品在建筑行業的應用。

2、混凝土礦物摻合料

煤矸石雖然化學結構相對穩定，但由于其內部含有黏土類礦物，需借助一定的物理和化學方法改變其結構狀態，進而提高其反應活性用于混凝土礦物摻合料。當煅燒溫度為750℃、保溫時間為4h時，熱活化后的煤矸石-水泥體系水化反應程度較高，表明這一煅燒溫度下煤矸石的活性。然而對于煤矸石的***煅燒溫度，不同學者研究結果也存在一定爭議；FR?AS等將煤矸石在650℃的電爐中煅燒2h后，混凝土強度卻發生***降低。機械活化后進一步熱活化可以有效地提高煤矸石的活性，混凝土抗壓和抗折強度都得到小幅提高；郭偉等討論了不同煅燒溫度和機械活化對煤矸石水泥早期水化強度的影響，結果表明，700℃的煅燒溫度下煤矸石水泥的早期水化***快，產生的水化凝膠產物多，抗壓強度高，總孔隙率低。隨著煤矸石比表面積的增大，復合水泥的水化加速期放熱速率降低，水化減速期放熱速率升高。

3、混凝土骨料

以長石和石英為主要礦物的煤矸石具有***的強度，因此利用煤矸石作為骨料制備混凝土建材是一種很有前途的綜合利用方式。張大明等分別用堿性干粉和氫氧化鈉溶液作為激發劑制備煤矸石混凝土，結果表明，利用煤矸石和激發劑制備的混凝土抗壓和抗折強度分別比普通混凝土高27.9%和21.3%，主要緣于堿性活化劑中的NaOH可以促進硅鋁相的溶出，與Ca(OH)2反應形成硅酸鈣和鋁酸鹽，而利用堿性干粉激發劑制備的混凝土強度要優于氫氧化鈉溶液制備的混凝土。此外，煤矸石中殘留的碳及有機質在混凝土長期的養護過程中會持續發生氧化反應放出熱量，容易導致混凝土開裂等問題。

4、燒制陶粒

用輕集料配制混凝土具有質量輕、強度高、隔熱保溫效果好等諸多優點。煤矸石燒制輕質陶粒已有大半個世紀的歷史，我國自20世紀80年代開始對煤矸石燒制陶粒及混凝土制備進行研究。邱繼生等長期開展對煤矸石燒制陶粒的相關研究，結果表明煤矸石陶粒的摻入有助于改善混凝土的微觀孔隙結構，摻量達到40%時，抗壓強度***。***利用煤矸石陶粒制備輕質混凝土，降低了混凝土收縮率，提高了混凝土產品的穩定性。目前，由于輕質混凝土存在性能***、施工***低等優點，燒制陶粒成為煤矸石綜合利用的主要方向之一。

5、制備燒結磚

煤矸石中含有豐富的高嶺土、長石等硅鋁酸鹽類礦物，這些礦物與燒結磚所使用的黏土成分類似，因此為煤矸石作為主要原材料用于制備燒結磚提供了可行性。在制備工藝中，煤矸石中剩余的碳、有機物等成分在高溫作用下發生氧化反應，放出熱量，起到降低燒結溫度的作用。研究表明，在1200℃的溫度下，利用煤矸石燒結出的磚具有***的性能。***利用煤矸石和粉煤灰作為主要原材料制備燒結磚，結果表明，當粉煤灰和煤矸石各自比例為60%和35%時，燒結磚可達到MU30水平。***利用10%污泥、40%煤矸石和50%頁巖，經1050℃燒結制備出強度等級達MU15的燒結磚；***利用煤矸石和赤泥燒制多孔磚，二者的總摻量達到75%，強度等級達到MU18。然而，燒結磚在建筑材料中應用范圍較狹窄，因此該方式制約著煤矸石的高效綜合利用。

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