随着天然集料的日益缺乏以及国家对固体废弃物再利用的高度重视，煤矸石集料的应用已引起广泛关注，但不同地区煤矸石粗集料理化性质和形状特征差异较大，会显著影响混凝土性能。本文选取陕西省不同矿区的煤矸石，采用宏观指标(压碎指标、吸水率、坚固性、表观密度、含泥量)和细观指标(矿物组成、化学成分、微观形貌和内部孔结构)评价煤矸石粗集料的理化性质，并分析了两者之间的关联性。针对煤矸石与天然碎石的形状差异，提出了球度、角数和纹理指数等煤矸石粗集料形状统计指标，并结合煤矸石粗集料宏观指标分析了对混凝土工作性与强度的影响规律。研究结果表明，石英、高岭石和伊利石含量高、微观形貌密实、孔隙率小的煤矸石粗集料，吸水率和压碎指标较低；与天然碎石相比，煤矸石粗集料球度较低，多呈不规则形状，角数和纹理指数高，表现为棱角较多且尖锐、表面更粗糙；压碎指标和吸水率低的煤矸石集料配制的混凝土，和易性好、强度高；当煤矸石粗集料压碎指标差异小时，其形状统计指标决定了混凝土强度，球度越高、角数和纹理指数越小，混凝土强度越低。

国家自然科学基金（52078414,52078415）；陕西省教育厅重点科学研究计划基金（20JY037）；

1 试 验
1.1 试验材料
1.2 混凝土配合比设计
1.3 样品制备
1.4 试验方法
(1) 形状，由球度(ψ)表征。
(2) 棱角，由角数(AN)表征。
(3) 粗糙度，由纹理指数(LAPST)表征。
2 试验结果及分析
2.1 不同地区煤矸石理化性质与形状特征
2.1.1 基本物理性质
2.1.2 矿物组成与化学成分
2.1.3 微观形貌与内部孔结构
2.1.4 形状特征
2.2 煤矸石粗集料混凝土性能
2.2.1 拌合物和易性
2.2.2 抗压强度与劈裂抗拉强度
2.2.3 混凝土界面过渡区(ITZ)
2.3 煤矸石粗集料对混凝土性能影响分析
2.3.1 宏观指标对混凝土性能影响分析
2.3.2 形状统计指标对混凝土性能影响分析
3 结 论

王艳,左震,文波,高冠一.煤矸石粗集料理化性质和形状特征对混凝土强度的影响[J].矿业科学学报,2022,7(05):554-564.DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2022.05.006.