摘要
煤炭开发会产生大量煤基固体废物（煤矸石、炉渣、粉煤灰）和大量二氧化碳排放，对矿区造成严重的生态负担。本研究将煤基固体废物料固结充填与二氧化碳矿化封存相结合，对煤基固体废物料和二氧化碳进行联合处置，实验研究了在不同二氧化碳浓度下矿化养护的煤基固体废物料固结（CSCB）的二氧化碳封存性能和单轴抗压强度（UCS）。采用TG-DTG、SEM-EDS和XRD研究了二氧化碳矿化封存过程和CSCB的强度衰减。基于TG-DTG计算的CSCB二氧化碳固存量与二氧化碳浓度呈正相关，随着浓度从1.5%增加到10%，固存量从2.52%上升到4.71%，增幅达86.9%。相比之下，当二氧化碳浓度从0增加到10%时，CSCB的单轴抗压强度从6.05 MPa急剧下降至0.72 MPa，降幅达88.1%。综合微观表征结果表明，二氧化碳与CSCB中的碱性物质和水化产物（CH、C-(A)-S-H凝胶、AFt）反应生成碳酸盐。单轴抗压强度的降低主要归因于碱性环境减弱（根据实验结果推测）、C-(A)-S-H凝胶退化以及AFt-CO2置换反应。在本研究条件范围内（单一配合比和14天养护龄期），本研究为煤基固体废物料充填与二氧化碳矿化封存相结合提供了参考；针对其他配合比、更长养护龄期或现场规模应用的外推需要进一步验证。
