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煤矸石是煤的伴生巖石，隨著我國煤炭的大量開采，廢棄煤矸石大量堆積，成片的矸石山給礦區(qū)周邊的生態(tài)環(huán)境及人們日常生活帶來一系列問題。

隨著我國道路建設的發(fā)展，道路建設材料已經(jīng)由傳統(tǒng)的土石、二灰等耗材變得更為多元化、節(jié)能化。將煤矸石用于高速公路建設不僅可以大量消耗掉礦區(qū)附近的廢棄煤矸石以實現(xiàn)環(huán)境治理的目的，更能降低高速公路的建造成本以達到節(jié)能減排的目標，因此將煤矸石用于道路工程不失為經(jīng)濟環(huán)保之舉。

然而煤矸石因質地較軟，大多含蒙脫石、伊利石及高嶺土等，往往強度較低且表現(xiàn)出較高的浸水膨脹性及崩解性，在筑路工程中存在諸多隱患，因此需進一步研究煤矸石的路用性能。

煤矸石理化性質分析

1、物理性質

 在路基填筑工程中，通常對煤矸石進行顆粒集配、壓碎值、膨脹性及崩解性試驗以測試其物理性能，其中顆粒集配和壓碎值直接影響路基的承載能力。

 顆粒集配關系到路基壓實后的最大干密度，集配越良好的土體粒徑越不均勻。土體中主要承力骨架由粗顆粒實現(xiàn)，細顆粒的作用是填充骨架間隙以降低孔隙率。被充分碾壓后，土體中各粒徑土顆?？蛇_到致密而緊湊的平衡態(tài)以提供承載能力，顆粒集配越優(yōu)良，碾壓后土體越致密，承載能力越強。

 壓碎值為衡量集料抗壓強度的指標。盡管路基承載能力為土體壓實后顆粒強度及顆粒間作用力的整體表現(xiàn)，但骨架的粗顆粒強度決定承載力上限。公路工程集料中粗顆粒壓碎值越大，路基承載力越高，且添加其他無機結合料后承載能力的提升潛質越大。

 膨脹性及崩解性是衡量路用材料抵抗浸水損傷的重要指標。土體碾壓后可達到一定承載能力，而受浸水作用后承載能力會大幅減弱。

 2、化學性質

煤矸石的主要化學成分為SiO2、Al2O3，還含有少量MgO、CaO、Na2O、K2O、FeS及微量Mn、Cu、As和Cr6+。本工程所用為蒙脫石質煤矸石，蒙脫石是重要的黏土礦物，具較高的吸水膨脹力，因此在施工中做好防水排水對提升煤矸石路用性能尤為重要。

 煤矸石中含有大量的SiO2、Al2O3，其中游離的SiO2、Al2O3活性較強。未燃或天然煤矸石的晶格結構較為穩(wěn)定，SiO2、Al2O3多為復合態(tài)，因此其活性較低。而在已燃煤矸石中，SiO2、Al2O3大多已經(jīng)脫水分解呈高活性的游離態(tài)，易在一定條件下與其他物質發(fā)生反應。同時活性SiO2、Al2O3可在一定條件下與Ca（OH）2發(fā)生火山灰反應生成水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣或水化硫鋁酸鈣等產(chǎn)物以提高強度。

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