标题：煤矸石的综合利用
图书信息
  《煤矸石的综合利用》封面[1]书　　名：《煤矸石的综合利用》[1]市 场 价：￥39元
作　　者：李化建
出 版 社：化学工业出版社
上市日期：2010年5月
开　　本：16开
页　　数：199页
ISBN编号：978-7-122-07948-0
内容简介
本书以煤矸石建材资源化为主线，从基于煤矸石物化性能的综合利用原则、煤矸石活化机理、煤矸石水泥混合材、煤矸石矿物聚合材料、煤矸石混凝土矿物掺和料、煤矸石固土材料、煤矸石砖与煤矸石骨料等方面系统地阐述了煤矸石综合利用过程的基础理论问题和应用技术问题。旨在规模化利用煤矸石的同时，缓解建筑材料领域资源短缺、能源危机与环境污染的局面。 
读者对象
本书力求从基础理论入手来解决应用中的技术问题，理论联系实际，适用性强，可供从事建材、煤炭、化工、电力及相关专业的科研技术人员参考，也可作为大专院校相关专业的教学参考用书。
前　　言
中国是一个以煤炭为主要能源的发展中国家，在一次能源消耗中，煤炭占70%以上，所占比重高出世界平均水平的一倍以上，并且在今后相当长的一段时期内，中国的能源结构仍是以煤炭为主。煤矸石是煤炭生产和加工过程中产生的固体废弃物，每年的排放量相当于当年煤炭产量的10％左右，目前已累计堆存45亿吨，占地约1?2万公顷，是目前我国排放量最大的工矿业固体废弃物之一。人类在享受着煤炭作为能源所带来工业革新的同时，也遭受着煤矸石自燃、堆放等所带来的空气污染、水体污染以及土壤污染等问题。 
煤矸石山自燃、塌方、泥石流事故的频发，让我决定从事煤矸石综合利用的研究。在中国铁道科学研究院工作期间，发现赋予混凝土高工作性能、高耐久性能的矿物掺和料（以粉煤灰和矿渣为代表）随着高速铁路的规模建设日益短缺，严重影响了工程建设和工程概算；并且发现如在铁路桥梁的桥面混凝土与防撞墙上应用煤矸石轻集料混凝土，不仅能够减轻桥梁的恒重荷载，而且可以降低轻集料混凝土的成本。在京沪高速铁路总工程师赵国堂先生的鼓励下，萌生了写作本书的念头，其目的是想起到“抛砖引玉”之效，促进更多的人关注和研究煤矸石的综合利用。 
针对煤矸石的矿物组成及其物化特性，本着“物尽其用、就地取材”的原则，本书以煤矸石建材资源化为主线，从基于煤矸石物化性能的综合利用原则、煤矸石活化机理、煤矸石水泥活性混合材、煤矸石矿物聚合材料、煤矸石混凝土矿物掺和料、煤矸石固土材料、煤矸石建材制品（煤矸石砖及煤矸石轻集料）七个方面阐述煤矸石综合利用的理论问题和应用技术问题，力求全方位、立体化应用煤矸石。在基础研究方面，从硅、铝结构配位出发，选择先进的微观测试手段，试图建立煤矸石的微观性能与其宏观结构性能之间的关系，揭示煤矸石胶凝活性的本源；在应用技术研究方面，注重煤矸石建筑材料体系的耐久性能和长期性能，包括煤矸石胶凝材料耐蚀性能，煤矸石混凝土的碳化性能、抗冻性能、抗氯离子渗透性能、钢筋锈蚀性能以及收缩性能等，煤矸石固土材料的抗耐湿循环性、抗侵蚀性以及抗冻性等，其目的是消除工程界对煤矸石建筑材料耐久性的疑虑，促进煤矸石的规模化利用。本书从基础理论入手，突出煤矸石的应用技术，力求理论研究和应用研究相结合、试验研究和工程应用相结合、应用问题与解决途径相结合，可为从事建材、煤炭、化工、电力的科研技术人员以及大专院校相关专业师生参考。 
本书共7章，由我负责大纲、内容组织的撰写以及修改定稿，常州工程职业技术学院肖雪军讲师参与了第6章的撰写，清华大学博士生张吉秀参与了第7章的撰写。 
该书的大部分研究工作是在清华大学完成，感谢叶大年院士、孙恒虎教授长期以来给予我极大的鼓励、爱护与支持，特别感谢叶院士带病审阅本书并作序；中国铁道科学研究院谢永江研究员、京沪高速铁路赵国堂研究员对本书的写作风格、写作提纲提出了建设性的意见，并对书稿进行审阅，是他们的鼓励让我有信心撰写本书；东南大学孙伟院士给予我的关心与指导使本书得以顺利完成，感谢孙院士为本书作序。陈红霞博士后、李宇博士后、易忠来博士、铁旭初、谭盐宾、冯仲伟、朱长华和饶泽青等在我写作过程中提供了大量的资料与帮助，在此一并致谢。最后，感谢我的爱妻王聪慧，她的理解和支持，使我能全身心投入到我的工作中。 
本书的出版得到了中国铁道科学研究院铁道建筑研究所领导的大力支持和帮助，在此表示衷心感谢！ 
本书参考了一些文献资料，在此谨向这些文献作者们以及致力于煤矸石综合利用的研究者们表示衷心感谢！碍于煤矸石工程应用较少、涉及专业多、知识面广，再加上作者学识水平有限，书中疏漏之处在所难免，敬请指正！ 
李化建 
2009年5月于北京
目　　录
绪论 
1.1 煤矸石的来源及分类 
1.1.1 煤矸石的来源 
1.1.2 煤矸石的分类 
1.2 煤矸石的物理化学性能 
1.2.1 煤矸石的物理性质 
1.2.2 煤矸石的化学组成 
1.2.3 煤矸石的矿物组成 
1.3 煤矸石的危害 
1.3.1 对土壤环境的污染 
1.3.2 煤矸石对水体的污染 
1.3.3 煤矸石自燃造成空气污染 
1.3.4 矸石山引发地质灾害 
1.4 煤矸石的综合利用 
1.4.1 煤矸石综合利用的总体政策 
1.4.2 煤矸石综合利用的技术原则 
1.4.3 煤矸石的综合利用现状 
1.4.4 煤矸石综合利用存在的问题 
参考文献 
第2章 煤矸石的活性评价及活化机理 
2.1 煤矸石胶凝活性的评价 
2.1.1 强度评价法 
2.1.2 化学评价法 
2.1.3 微观结构评价法 
2.2 煤矸石的活化途径 
2.2.1 煤矸石的热活化 
2.2.2 煤矸石的机械活化 
2.2.3 煤矸石的化学活化 
2.3 煤矸石的活化机理 
2.3.1 煤矸石热活化机理 
2.3.2 煤矸石机械活化机理 
参考文献 
第3章 煤矸石质水泥活性混合材 
3.1 煤矸石作水泥混合材的技术要求 
3.2 煤矸石作为水泥混合材 
3.2.1 煤矸石作为水泥混合材的生产工艺 
3.2.2 煅烧煤矸石作水泥混合材的影响因素 
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 
3.3.1 煅烧时间 
3.3.2 粉磨时间 
3.3.3 配体添加量 
3.3.4 养护方式 
3.3.5 保存时间 
3.4 煤矸石?水泥体系水化机理 
3.4.1 复合盐作用下煤矸石质硅铝基胶凝材料的水化 
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 
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 
3.4.4 复合盐作用下煤矸石质硅铝基胶凝材料水化机理 
3.5 煅烧煤矸石用作水泥活性混合材应注意的事项 
3.5.1 煤矸石的选择 
3.5.2 煤矸石经济的煅烧温度 
3.5.3 煤矸石经济的粉磨细度 
3.5.4 增钙煅烧方式的选择 
参考文献 
第4章 煤矸石质矿物聚合材料 
4.1 煤矸石质矿物聚合材料的制备工艺及配体 
4.1.1 制备工艺 
4.1.2 配体 
4.2 煤矸石质矿物聚合材料的影响因素 
4.2.1 煤矸石、矿渣和粉煤灰不同比例 
4.2.2 碱金属硅酸盐种类 
4.2.3 碱金属硅酸盐添加量 
4.2.4 添加芒硝（Na2SO4） 
4.2.5 养护温度 
4.2.6 添加Ca（OH）2 
4.3 煤矸石质矿物聚合材料水化产物微观分析 
4.3.1 水化浆体的X射线衍射（XRD）分析 
4.3.2 水化浆体的红外光谱（IR）分析 
4.3.3 水化浆体的固体核磁共振（MAS NMR）分析 
4.3.4 水化浆体的表面形貌分析 
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 
4.4 偏高岭石质矿物聚合材料 
4.4.1 偏高岭石质硅矿物聚合材料的力学性能 
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 
4.5 煤矸石质矿物聚合材料胶凝机理 
4.5.1 煤矸石质矿物聚合材料的水化热 
4.5.2 煤矸石质矿物聚合材料胶凝机理分析 
4.6 煤矸石矿物聚合材料的应用 
4.6.1 煤矸石矿物聚合材料的性能 
4.6.2 煤矸石矿物聚合材料应用的注意事项 
参考文献 
第5章 煤矸石质高性能混凝土矿物掺和料 
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 
5.1.1 煤矸石质矿物掺和料对混凝土工作性能的影响 
5.1.2 煤矸石质矿物掺和料对混凝土力学性能的影响 
5.1.3 自燃煤矸石混凝土工作性能和力学性能 
5.2 煤矸石质矿物掺和料对混凝土耐久性的影响 
5.2.1 煤矸石质矿物掺和料对混凝土碳化性能的影响 
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 
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 
5.2.4 煤矸石质矿物掺和料对混凝土抗冻性能的影响 
5.2.5 煤矸石质矿物掺和料对混凝土钢筋锈蚀的影响 
5.3 煤矸石质矿物掺和料对混凝土体积稳定性的影响 
5.4 煤矸石矿物掺和料技术要求的探讨 
参考文献 
第6章 煤矸石质固土材料 
6.1 煤矸石质固土材料应用概况 
6.1.1 煤矸石固土的应用现状 
6.1.2 加固对象——土的性能 
6.2 煤矸石质固土材料的性能 
6.2.1 煤矸石固化土试验原材料及试验方法 
6.2.2 煤矸石固化土力学性能（无侧限抗压强度）影响因素 
6.2.3 煤矸石质固化土的耐久性能 
6.2.4 煤矸石质固土材料强度形成机理 
6.3 煤矸石质固土材料的应用 
6.3.1 煤矸石质固土材料施工工艺 
6.3.2 煤矸石质固土材料施工注意事项 
6.4 煤矸石在铁路路基中的应用 
6.4.1 铁路路基用材料的要求 
6.4.2 路基材料用煤矸石的技术要求 
6.4.3 煤矸石铁路路基施工 
6.4.4 煤矸石铁路路基检测项目 
6.4.5 煤矸石在铁路路基工程中的应用实例 
参考文献 
第7章 煤矸石砖与煤矸石骨料 
7.1 煤矸石砖 
7.1.1 煤矸石烧结砖 
7.1.2 煤矸石非烧结砖(免烧砖) 
7.1.3 煤矸石砖常见问题 
7.2 煤矸石骨料 
7.2.1 煤矸石轻集料 
7.2.2 煤矸石用作普通混凝土骨料 
7.2.3 煤矸石用作骨料的注意事项 
参考文献