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第1章 绪论 1

1.1 煤矸石的来源及分类 1

1.1.1 煤矸石的来源 1

1.1.2 煤矸石的分类 2

1.2 煤矸石的物理化学性能 4

1.2.1 煤矸石的物理性质 5

1.2.2 煤矸石的化学组成 6

1.2.3 煤矸石的矿物组成 8

1.3 煤矸石的危害 10

1.3.1 对土壤环境的污染 10

1.3.2 煤矸石对水体的污染 11

1.3.3 煤矸石自燃造成空气污染 11

1.3.4 矸石山引发地质灾害 12

1.4 煤矸石的综合利用 13

1.4.1 煤矸石综合利用的总体政策 13

1.4.2 煤矸石综合利用的技术原则 13

1.4.3 煤矸石的综合利用现状 14

1.4.4 煤矸石综合利用存在的问题 18

参考文献 19

第2章 煤矸石的活性评价及活化机理 22

2.1 煤矸石胶凝活性的评价 22

2.1.1 强度评价法 22

2.1.2 化学评价法 24

2.1.3 微观结构评价法 34

2.2 煤矸石的活化途径 44

2.2.1 煤矸石的热活化 44

2.2.2 煤矸石的机械活化 46

2.2.3 煤矸石的化学活化 47

2.3 煤矸石的活化机理 48

2.3.1 煤矸石热活化机理 48

2.3.2 煤矸石机械活化机理 57

参考文献 59

第3章 煤矸石质水泥活性混合材 62

3.1 煤矸石作水泥混合材的技术要求 62

3.2 煤矸石作为水泥混合材 62

3.2.1 煤矸石作为水泥混合材的生产工艺 62

3.2.2 煅烧煤矸石作水泥混合材的影响因素 63

3.3 煅烧煤矸石作为硅铝基胶凝材料主体材料的影响因素 69

3.3.1 煅烧时间 70

3.3.2 粉磨时间 71

3.3.3 配体添加量 71

3.3.4 养护方式 72

3.3.5 保存时间 72

3.4 煤矸石-水泥体系水化机理 73

3.4.1 复合盐作用下煤矸石质硅铝基胶凝材料的水化 73

3.4.2 复合盐作用下煤矸石质硅铝基胶凝材料水化热力学探讨 73

3.4.3 复合盐作用下煤矸石质硅铝基胶凝材料水化动力学研究 75

3.4.4 复合盐作用下煤矸石质硅铝基胶凝材料水化机理 77

3.5 煅烧煤矸石用作水泥活性混合材应注意的事项 81

3.5.1 煤矸石的选择 82

3.5.2 煤矸石经济的煅烧温度 82

3.5.3 煤矸石经济的粉磨细度 83

3.5.4 增钙煅烧方式的选择 83

参考文献 84

第4章 煤矸石质矿物聚合材料 85

4.1 煤矸石质矿物聚合材料的制备工艺及配体 85

4.1.1 制备工艺 85

4.1.2 配体 86

4.2 煤矸石质矿物聚合材料的影响因素 89

4.2.1 煤矸石、矿渣和粉煤灰不同比例 90

4.2.2 碱金属硅酸盐种类 91

4.2.3 碱金属硅酸盐添加量 93

4.2.4 添加芒硝（Na2SO4） 93

4.2.5 养护温度 94

4.2.6 添加Ca(OH)2 94

4.3 煤矸石质矿物聚合材料水化产物微观分析 97

4.3.1 水化浆体的X射线衍射（XRD）分析 97

4.3.2 水化浆体的红外光谱（IR）分析 99

4.3.3 水化浆体的固体核磁共振（MAS NMR）分析 102

4.3.4 水化浆体的表面形貌分析 107

4.3.5 复合阳离子作用下煤矸石胶凝过程中硅、铝配位变化 110

4.4 偏高岭石质矿物聚合材料 112

4.4.1 偏高岭石质硅矿物聚合材料的力学性能 112

4.4.2 偏高岭石质矿物聚合材料水化过程中硅、铝配位变化 112

4.5 煤矸石质矿物聚合材料胶凝机理 114

4.5.1 煤矸石质矿物聚合材料的水化热 114

4.5.2 煤矸石质矿物聚合材料胶凝机理分析 116

4.6 煤矸石矿物聚合材料的应用 121

4.6.1 煤矸石矿物聚合材料的性能 121

4.6.2 煤矸石矿物聚合材料应用的注意事项 122

参考文献 125

第5章 煤矸石质高性能混凝土矿物掺和料 127

5.1 煤矸石质矿物掺和料对混凝土工作性能和力学性能的影响 127

5.1.1 煤矸石质矿物掺和料对混凝土工作性能的影响 127

5.1.2 煤矸石质矿物掺和料对混凝土力学性能的影响 128

5.1.3 自燃煤矸石混凝土工作性能和力学性能 129

5.2 煤矸石质矿物掺和料对混凝土耐久性的影响 130

5.2.1 煤矸石质矿物掺和料对混凝土碳化性能的影响 130

5.2.2 煤矸石质矿物掺和料对混凝土抗氯离子渗透性能的影响 133

5.2.3 煤矸石质矿物掺和料对混凝土抗化学侵蚀性能的影响 136

5.2.4 煤矸石质矿物掺和料对混凝土抗冻性能的影响 142

5.2.5 煤矸石质矿物掺和料对混凝土钢筋锈蚀的影响 145

5.3 煤矸石质矿物掺和料对混凝土体积稳定性的影响 148

5.4 煤矸石矿物掺和料技术要求的探讨 149

参考文献 150

第6章 煤矸石质固土材料 152

6.1 煤矸石质固土材料应用概况 152

6.1.1 煤矸石固土的应用现状 152

6.1.2 加固对象——土的性能 153

6.2 煤矸石质固土材料的性能 155

6.2.1 煤矸石固化土试验原材料及试验方法 155

6.2.2 煤矸石固化土力学性能（无侧限抗压强度）影响因素 156

6.2.3 煤矸石质固化土的耐久性能 161

6.2.4 煤矸石质固土材料强度形成机理 164

6.3 煤矸石质固土材料的应用 169

6.3.1 煤矸石质固土材料施工工艺 170

6.3.2 煤矸石质固土材料施工注意事项 170

6.4 煤矸石在铁路路基中的应用 170

6.4.1 铁路路基用材料的要求 171

6.4.2 路基材料用煤矸石的技术要求 172

6.4.3 煤矸石铁路路基施工 173

6.4.4 煤矸石铁路路基检测项目 174

6.4.5 煤矸石在铁路路基工程中的应用实例 174

参考文献 175

第7章 煤矸石砖与煤矸石骨料 177

7.1 煤矸石砖 177

7.1.1 煤矸石烧结砖 178

7.1.2 煤矸石非烧结砖（免烧砖） 184

7.1.3 煤矸石砖常见问题 185

7.2 煤矸石骨料 186

7.2.1 煤矸石轻集料 186

7.2.2 煤矸石用作普通混凝土骨料 197

7.2.3 煤矸石用作骨料的注意事项 197

参考文献 198