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作者：丁凡煜;孙伟;张盛友;张攀科;文瑶;蔡发雄;朱艾伦;
单位：昆明理工大学国土资源工程学院;
摘要：钢铁生产过程中会产生大量的CO_2及高炉矿渣等固体废弃物，针对固废堆存及温室气体排放问题，利用矿渣矿化封存CO_2并充填至采空区，可有效控制岩层移动，减少地表塌陷。为了保证封存方法的可行性，文中在常温常压条件下，利用X射线衍射、电子显微镜?X射线光电子能谱和热重分析等方法，研究了矿渣基固废固碳充填材料（SCFM）的力学性能及微观结构和物相组成，并分析了SCFM的CO_2固化和强度强化机理。在制备SCFM过程中，硅酸盐水泥、熟石灰和矿渣粉先发生水化反应，水化产物（水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙）再与CO_2进行碳化反应生成硅胶（gel）和碳酸钙。结果表明，SCFM强度随硅酸盐水泥和熟石灰掺量的增加而提高，水泥和熟石灰掺量分别为20%和7%时的SCFM试样强度最大，3 d和28 d强度分别达到4.41 MPa和16.47 MPa。1 g SCFM的CO_2最大封存量为1.83 mg，与水泥和熟石灰掺量成正比，熟石灰为最大影响因素。SCFM提高了固废利用率和CO_2利用封存率，为实现“双碳”战略目标提供了一定的理论支持。
关键词：碳中和;;CO_2矿化;;高炉粒化矿渣;;固碳充填材料;;微观形貌
基金资助：国家自然科学基金（52474131,42467022）
