基于煅烧煤矸石的复合水泥强度研究

1.火山灰配方

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2.火山灰烧烤

国外如古巴和印度的研究机构对石灰石和煅烧黏土复合水泥（Limestone calcined clay cement， LC3）体系做了大量深入的研究相关研究表明，黏土经过高温煅烧和机械粉磨等处理后，黏土中的高岭石的晶相结构发生变化，形成了具有较强火山灰活性的偏高岭石。

3.火山灰用处

用煅烧黏土（Supplementary cementitious materials， SCMs）替代部分水泥熟料，能协同硅酸盐水泥水化，相较于普通硅酸盐水泥，其早期强度稍有所降低，但中后期强度明显增强。

4.火山灰粉末

LC3水泥具有较低的水泥熟料系数，另外黏土煅烧分解不产生CO2，仅燃料燃烧产生少量的CO2，是极具应用前景的水泥行业碳减排技术煤矸石通常为高岭岩型矸石，由碳、高岭土、碳酸盐、石英等组成，因其含有一定量的高岭土，也被称为煤系高岭土，属于低品质黏土的一种，煅烧后形成的偏高岭土具有较好的火山灰活性，与煅烧黏土相似，同样可用于制备LC。

5.火山灰的药用价值

3水泥鉴于煅烧煤矸石作为低碳水泥辅助胶凝材料的潜力，科研工作者做了大量的研究工作不过，目前研究对象普遍是高品位煤矸石，其烧失量大于10%，Al2O3 的含量大于30%，以此制备的活化煤矸石-石灰石复合水泥的力学性能较优，对于低品位煤矸石应用的相关研究较少。

6.火山灰反应的作用

国内很多地区堆存着大量品位较为一般的煤矸石，其烧失量在10%左右，Al2O3含量在20%左右，累计库存达45亿吨，如此大量的固体废弃物不仅占用大量土地，还存在易引发地质灾害和导致土地退化的风险本文以邯郸某地低品位煤矸石为研究对象，研究了在不同掺量下，煅烧煤矸石、石灰石对基准水泥抗压强度的影响，为煤矸石资源化利用提供参考。

7.火山灰里面有什么营养

实验原材料及方法基准水泥：P·I42.5硅酸盐水泥，煤矸石：河北省邯郸市某煤矿的煤矸石（图1），Al2O3含量为22.04%，石灰石：河北某水泥厂石灰石将块状煤矸石样品破碎后放入匣钵中，使用马弗炉进行煅烧，升温至850℃，保温2h后将样品取出自然冷却，煅烧样品见图2。

8.火山灰怎么处理

随后用球磨机粉磨直至比表面积达到550m2/kg，样品见图3。石灰石样品用球磨机粉磨至比表面积为550m2/kg。煤矸石、石灰石化学分析检测结果见表1。水泥净浆配合比（以质量百分比表示）见表2。

9.火山灰可以食用吗

为了系统研究煅烧煤矸石制备辅助性胶凝材料的活性，按照表2的配合比制备水泥净浆参照标准GBT 17671—2021进行胶砂强度测试，采用40mm×40mm×160mm棱柱试体，选定在 20℃标准温度下进行饱水养护，到试验龄期时进行抗压强度测试，图4所示为试块照片。

10.火山灰有什么营养

结果与分析图5显示了不同比例煅烧煤矸石掺入后，试验水泥在不同龄期的抗压强度可以看到，当煅烧煤矸石的掺量为10%时，试验水泥的各龄期抗压强度均略高于标准水泥，其3d、28d活性指数（试验水泥与标准水泥的抗压强度比值）为101%，抗压强度高于425R标号硅酸盐水泥（GB 175—2007）的要求；。

随着煅烧煤矸石掺量的增加，试验水泥的抗压强度呈减小趋势；当掺量为20%、30%时，3 d活性指数下降至70%左右，但28d活性指数约87%，仍保持较高的活性；当掺量达到50%时，试验水泥各龄期抗压强度显著下降。

M. Antoni等人的研究表明，LC3水泥水化反应机理可简述为：在存在过量钙离子的水溶液中，1mol偏高岭土与1mol碳酸钙（石灰石）可反应生成1mol单碳铝酸盐水化物故从化学反应计量系数来看，偏高岭土与碳酸钙的物质的量比应维持在1∶1，此时偏高岭土和碳酸钙的质量比近似为2∶1。

试验考察了煅烧煤矸石和石灰石质量比为2∶1时，不同复配料掺量对试验水泥不同龄期抗压强度的影响，试验结果见图6由图6可以看出，随着掺量的增加，试验水泥的28d抗压强度逐步下降；当煅烧煤矸石和石灰石复配料掺量为15%时，3d和28d强度活性系数分别为123%和87%；

当煅烧煤矸石与石灰石复配料掺量为45%时，28d抗压强度仅有35.8MPa，3d龄期的样品强度太低，样品未成型故无检测数据。

基于文献提供的理论信息，偏高岭土与碳酸钙的物质的量比应维持在1∶1，但煤矸石属于低品质黏土，其高岭土含量低且不稳定，故当煅烧煤矸石和石灰石质量比为2∶1时，偏高岭土和碳酸钙的实际物质的量比低于1∶1因此固定水泥配比为70%，考查了煅烧煤矸石和石灰石复配比例对抗压强度的影响，寻求采用低品位煤矸石制备LC。

3水泥时的最优配比，试验测试结果见图7由图7可知，当提升煅烧煤矸石与石灰石比例时，强度有一定程度的提升，其中样品PM24L6的抗压强度也高于425R标号硅酸盐水泥的技术要求说明对于低品位煤矸石，在配比过程中应适当提高煅烧煤矸石用量，以免过量的石灰石对水泥水化后期强度产生抑制作用。

另外，在总掺量相同的情况下，单掺煅烧煤矸石样品的抗压强度优于煅烧煤矸石和石灰石复配样品的抗压强度。

以河北邯郸较低品质的煤矸石为原料，制备了添加煅烧煤矸石、煅烧煤矸石和石灰石复配料的复合水泥，并对其抗压强度进行了测试和分析，主要结论如下：(1) 煅烧煤矸石具有明显的火山灰活性，即使煅烧煤矸石掺量达到30%时，制备的水泥试体仍具有较高的强度，28d强度活性指数为87%。

(2) 对低品位煅烧煤矸石，石灰石的掺入对水泥的强度发展起到了抑制作用，适当增加复配料中煅烧煤矸石的比例，可在一定程度上改善水泥强度。（全文结束）

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