朱愿愿，王爱国，孙道胜，刘开伟，李 燕，楚英杰

(安徽建筑大学 安徽省先进建筑材料重点实验室，安徽 合肥 230022)

中国是世界上最大的煤炭生产和消费国[1]。煤矸石是采煤和洗煤过程排放的固体废弃物，其产量占采煤总量的10%～25%[2]。我国年产原煤在35亿～40亿t，煤矸石年排放量在5亿～8亿t[3]，是排量最大的工业固废之一[4]。煤矸石的长期堆积给水源、土壤、空气和生态环境造成了严重污染，其资源化综合利用从未停滞，多集中在填埋、筑路、发电、制砖和化工等领域[5-7]，但其利用率和附加值仍较低[8]。煤矸石含有丰富的黏土矿物资源，经煅烧活化、粉磨后可用作水泥混合材、混凝土掺合料和碱激发胶凝材料的硅铝质原料[9-11]，但煤矸石成分复杂且波动大、掺量小等问题也限制了其规模化应用。

目前，天然砂石骨料日益短缺，过度开采给生态环境造成了巨大压力，解决骨料资源供给、寻找砂石骨料替代原料成为重要课题。煤矸石作为大宗固废具有制备砂石骨料的潜在价值。但煤矸石骨料的物理性能、微结构与天然碎石骨料差异较大[12]，通常可利用其制备强度等级为C20～C30的普通混凝土[13]，且混凝土的强度随煤矸石骨料掺量增加而下降[14]。煤矸石一般难以达到高性能混凝土用骨料要求，煅烧是改善其性能的主要方式[15]。煅烧可除去煤和有机杂质等弱组分，一定温度下可使煤矸石表面Si,Al组分产生活性。且煤矸石作骨料的煅烧能耗较其充分活化、粉磨后作为活性粉体材料用于水泥混凝土更低，一般仅需除去骨料表层弱组分、活化其表层硅铝质矿物，不需完全烧透[16]，经济成本相对较低。……