为实现煤矸石的高效利用,制作可直接用于矿井巷道地面的煤矸石混凝土,以煤矸石取代天然粗骨料的取代率、水灰比大小、外加剂掺量为影响因素,通过三因素三水平正交设计的方法对C20、C30、C40三种强度煤矸石混凝土的力学性能进行试验研究,探索各因素对煤矸石混凝土立方体试验试件的力学性能影响机制.结果 表明:煤矸石取代率对混凝土立方体抗压强度的影响最大,对于C20、C30、C40三种强度等级的煤矸石混凝土,取代率为80％的28 d混凝土立方体抗压强度分别为取代率为0时的64.1％、63.4％、62.2％,而取代率为100％的28 d混凝土立方体抗压强度分别为取代率为0时的53.0％、56.8％、61.5％,与天然骨料混凝土相比,煤矸石骨料混凝土力学性能较弱,总体上强度偏低;对7、28 d两种龄期,取代率分别为80％和100％的煤矸石混凝土的立方体抗压强度和轴心抗压强度进行回归分析,得到的结果与现行国家规范中对普通混凝土的要求相近,表明取代率为80％和100％的煤矸石混凝土轴心抗压强度能够满足要求;由于煤矸石骨料自身力学性能较差,导致煤矸石混凝土劈裂强度不能达到规范要求,弹性模量明显低于普通混凝土,泊松比试验值离散性较大,变化规律不明显.基于试验结果,确定陕北矿业公司柠条塔煤矿巷道地坪C20级强度煤矸石混凝土最佳配比为:煤矸石取代率为100％、水胶比为0.45、不掺加减水剂,即水泥、水、黄砂、煤矸石质量比为1∶0.45∶1.31∶2.67.

煤矸石;混凝土;力学性能;正交设计;配合比;特细砂

张战波;刘辉;侯世林;陈菲

陕西陕煤陕北矿业有限公司,陕西 榆林 719300;中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083

煤炭科学技术

[1]张战波;刘辉;侯世林;陈菲-.特细砂煤矸石混凝土力学性能试验研究)[J].煤炭科学技术,2022(09):57-66

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