煤炭科学技术

作者：郭强, 张吉雄, 霍彬彬, 李猛, 周楠, 刘思旭,

关键词：煤气化灰渣, 充填材料, 水化机理, 改性, 碳足迹,

煤气化灰渣（CGS）由于水化活性较低，制备胶凝材料替代水泥时性能不足，阻碍了其在充填材料领域中的应用。研究采用甲酸对CGS表面进行改性以改善CGS的活性，并研究了改性后CGS基充填材料（FCM）的力学性能、水化机理和碳足迹。结果表明，经甲酸改性后，CGS中的部分碳酸钙、钙长石等与甲酸发生反应生成了甲酸钙，该反应在CGS颗粒表面产生了原位孔隙。甲酸的最佳掺量为CGS的4%，在此掺量下，CGS颗粒的比表面积由6.32 m2/g增加到9.35 m2/g，总孔隙体积由0.034 2 cm3/g增加到0.040 1 cm3/g，此时，FCM的3 d和7 d的抗压强度提高了近一倍，72 h累计水化热达到最大值81.08 J/g。然而，进一步增加甲酸时，FCM水化活性降低，力学性能下降，主要是因为改性后增加的反应产物覆盖在CGS颗粒表面，导致CGS颗粒桥接结块，使得FCM中的水分子不容易渗透到颗粒内部。此外，碳足迹分析发现，使用4%的甲酸改性CGS替代水泥后，FCM的碳排放总量相比未替代水泥时减少了376.16 kg/t，显著降低了碳排放量，达到碳减排的目标。

来源：2025年第6期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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