陈儀涛，葛雪祥，李 杰，董毅萌，郭小雨，樊传刚

（安徽工业大学材料科学与工程学院，安徽马鞍山 243032）

煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固废，其主要化学成分为SiO和AlO。我国是世界上最大的煤炭生产和消费国，产生的煤矸石固废为世界之最。目前堆置待处理量超过80亿t，多为露天堆放，除占用大量土地资源外，还对堆场周边环境、水体、土壤造成污染与破坏。随着我国城市化进程加速，庞大的混凝土基础设施建设耗用大量的天然砂石资源。若将煤矸石用作普通混凝土集料，则可缓解天然砂石资源短缺压力，又可减轻煤矸石固废对环境的负面影响。但大量研究表明，煤矸石替代普通集料超过20%（质量分数），混凝土结构的力学性能会大幅度降低。Wang等采用煤矸石为集料制备混凝土，发现煤矸石粗细集料混凝土的抗压强度与其级配有关，最优级配下的煤矸石混凝土28 d 抗压强度仅37 MPa，且煤矸石混凝土的抗冻性能不佳。表明煤矸石难以作为高标号混凝土的集料，但将其发展为中低标号绿色混凝土，也有较广泛的应用前景。

本课题组以原状钛石膏（占比35%以上）为主要原料，制备钛石膏基过硫酸盐水泥。若将该水泥和煤矸石集料配制中低标号的绿色混凝土，直接就地用于煤矿开采过程中的混凝土支护结构和采毕矿井回填，则能解决煤矸石、钛石膏等固废的资源化处置问题，又能减少使用硅酸盐水泥导致的大量CO排放。因此，采用济宁矿务局二号矿的煤矸石为集料、钛石膏基过硫酸盐水泥为胶凝材料，制备系列钛石膏基煤矸石混凝土，并对其力学性能进行表征。……