煤矸石烧结透水砖的试验研究

李珠，刘家乐，刘鹏，井强山，赵林，贾冠华

（太原理工大学 建筑与土木工程学院，山西 太原 030024）

0 引言

山西是一个煤炭基地，煤矸石是煤炭开采和洗选加工过程中产生的固体废弃物，排放量约占煤矿原煤产量的8%～10%[1]。为解决城市地表硬化的问题，使城市降水更好的排到地下，缓解城市的“热岛效应”，及时缓解城市内涝，维护城市生态平衡，环保材料——透水砖得到大力发展[2-3]。目前制备透水砖的常用的原料有粉煤灰[4]、尾砂[5]、给水污泥[6]、废弃陶瓷[7-9]等，而本文利用煤矸石制备透水砖，废弃物利用率达到70%以上。既可以充分的利用固体废弃物，又为透水砖的生产找到一种廉价的原料。本研究可为煤矸石的利用提供一个有效的途径。

1 试验

1.1 原材料

（1）煤矸石：山西太原西山矿场的煤矸石，外观呈灰黑色，将煤矸石采取之后，用球磨机进行粉磨处理，过60目筛，其主要化学成分见表1，热重分析见图1。

图1 煤矸石的热重分析

从图1可以看出，煤矸石在400～800℃之间质量损失严重。

（2）黏土：取自信阳师范学院，烘干后过60目筛，其化学成分见表1。

（3）膨胀珍珠岩：来自信阳市上天梯矿场，粒径为10～20目，密度为80 kg/m3，其化学成分见表1。膨胀珍珠岩的主要作用是在高温下融化形成孔洞，与高碳粉煤灰中碳烧失后形成通孔增加透水性。

表1 煤矸石、黏土、膨胀珍珠岩的化学成分 %

（4）水：自来水。

1.2 试验工艺过程

（1）以煤矸石、黏土为主要原料制备透水砖，首先将煤矸石用破碎机进行破碎，烘干后放入球磨机进行研磨。黏土同样也是烘干后放在研磨机里研磨，研磨5 min，然后再将2种原料分别过60目筛。……