《Geotechnics》：Properties of Coal Gangue-Based Alkali-Activated Cementitious Materials: Effects of Combined Chemical, Thermal, and Mechanical Activation
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摘要翻译
工业固体废弃物的处置在全球可持续发展背景下构成重大挑战。这一问题对于低钙固体废弃物尤为严峻，该类废弃物产生量大且堆积规模庞大。由于其反应活性低，此类废弃物的高值化利用仍面临困难。本研究选取了三种具有代表性且易得的工业固体废弃物——煤矸石（coal
摘要翻译
工业固体废弃物的处置在全球可持续发展背景下构成重大挑战。这一问题对于低钙固体废弃物尤为严峻，该类废弃物产生量大且堆积规模庞大。由于其反应活性低，此类废弃物的高值化利用仍面临困难。本研究选取了三种具有代表性且易得的工业固体废弃物——煤矸石（coal gangue, CG）、粉煤灰（fly ash, FA）和高炉矿渣（blast furnace slag, BFS）——作为研究对象。研究人员采用化学、热和机械处理相结合的方式对CG进行活化，并通过实验改善CG基碱激发胶凝材料的工作性能。采用等温量热法（isothermal calorimetry）、核磁共振波谱法（nuclear magnetic resonance spectroscopy）和X射线衍射法（X-ray diffraction, XRD）表征了材料的微观结构特征。结果表明，在所评估的激发剂中，生物质灰复合改性硅酸钠溶液提供了最佳的工作性能，优于常规NaOH溶液和硅酸钠溶液。热活化参数对胶凝体系的影响大于粉磨时间。在所研究的条件下，CG经粉磨2 h后于800 °C煅烧4 h表现出最高的胶凝反应活性。这些发现为大量低反应活性固体废弃物的高效活化提供了参考，并支持其大规模、高值化利用。
论文解读
全球可持续发展背景下，工业固体废弃物的全链条管理已成为关键议题。中国低钙固废堆存量超过100亿吨，年新增超10亿吨，其中煤矸石（coal gangue, CG）、尾矿等虽具有潜在胶凝活性，但反应活性低，主要用作骨料、掺合料和砖块等低端用途，不仅附加值低，还造成土地占用、自燃、滑坡和重金属浸出等环境问题。CG等低钙固废主要由铝硅酸盐矿物组成，可在碱液中反应形成胶凝网络，具备绿色建材应用潜力。然而现有研究多依赖高活性矿渣（blast furnace slag, BFS）补偿，传统碱激发剂如NaOH和硅酸钠溶液对低钙固废的激发效果有限，复合激发剂的协同作用研究不足；同时，化学活化对惰性矿物相
