1. 研究目的与意义（文献综述）

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。其主要成分是al₂o₃、sio₂，另外还含有数量不等的fe₂o₃、cao、mgo、na₂o、k₂o等。煤矸石丰富的化学和矿物组成，决定了其资源特性，由于具有3344~5016kj的热值，可以作为低热值燃料加以煅烧利用。煤矸石单独燃烧很困难，可以破碎制成粉末状配合高热值燃煤在煤粉炉中燃烧，也可以单独作为燃料在特殊设计的沸腾炉中燃烧。在煤矸石的众多综合利用方式之中，煤矸石发电无疑是当前最有前景，也是最能让煤矸石得到清洁化、高效化利用的方式。目前煤矸石发电已经占到我国煤矸石综合利用的30%，随着矸石电厂的发展迅速，国内循环流化床（cfb）煤矸石发电技术也已经到达国际先进水平，但经循环流化床锅炉煅烧发电后具有高活性和高热量的矸石渣绝大多数都被废弃掉。

煤矸石炉渣就是以低热值的煤矸石为燃料，采用循环流化床（cfb）锅炉工艺发电后所排放的废渣。除了部分用于作为生产水泥或混合材的原料，绝大部分堆积或填埋，不仅造成资源和能源的巨大浪费，而且侵占土地、污染环境。煤矸石炉渣的最佳出路是无害化处理，资源化利用，产业化发展。煤矸石炉渣的形状似天然砂颗粒，多由5 mm以下的颗粒组成。所选用所选用煤矸石炉渣主要矿物组分为fe₂o₃，sio₂，al₂o₃，cao，mgo。物理性能接近普通水泥砂浆和混凝土中使用的天然砂，如将煤矸石炉渣为处理对象，将其作为细集料替代砂，用于配制水泥砂浆和混凝土，将极大促进能源、空间的节约与环境的改善。

本课题从工程实际出发，加强矸石电厂炉渣的组分、结构与特性等基础方面的研究，根据它们的特性和实际需要，开发新的利用途径，加快炉渣的综合利用步伐。结合建筑节能减排的要求，将其应用于道路材料，研究使用炉渣来替代水泥砂浆和混凝土中的天然集料，拟以实现固体废弃物的无害化、减量化、规模化的应用，减少对天然砂石资源的开采，可以降低建筑工程的二氧化碳的排放，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益，有着很好的前景和重要的意义。同时也符合国家节能减排方针政策，减少环境污染变废为宝。

2. 研究的基本内容与方案

本研究将主要对矸石电厂炉渣作细集料的可行性进行研究。分析其与天然砂物理性能的差异，探究炉渣机制砂的制备方法，充分研究炉渣机制砂的掺入对砂浆性能的影响，提出关于电厂炉渣综合利用的方式途径、以及炉渣作机制砂在砂浆中应用的最佳掺量。

研究目标

1. 文献调研，了解国内外相关研究概况及发展趋势

2. 电厂炉渣基本性能分析

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解实验所需的原料、仪器及设备。确定方案，完成开题报告。

第2-10周：进行系统的水泥砂浆实验，并完成相关性能测试。

第11-13周：数据整理及结果分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 田博宇,周梅.自燃煤矸砂用作混凝土细集料的可行性研究[j].工业建筑. 2015，45:147-151.

[2] 王稷良.机制砂特性对混凝土性能的影响及机理研究[d].武汉：武汉理工大学，2008.

[3] 孙家瑛.用煤矸石炉渣取代天然砂的混凝土性能研究[j].建筑材料学报. 2012, 15 (2):170-183.