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作者：杨秋宁;娄亮;张天昊;张东生;毛明杰;
单位：宁夏大学土木与水利工程学院;Research Group RecyCon, Department of Civil Engineering, KU Leuven;
摘要：大量煤矸石露天堆积会对周围环境造成巨大危害，对其进行资源化利用刻不容缓。由于煤矸石存在天然的火山灰活性，将其作为制备地聚合物的前驱体是实现煤矸石资源化利用的有效途径，符合我国绿色可持续发展的理念。研究将机械活化后的煤矸石与矿渣作为地聚物的前驱体，探究玄武岩纤维(Basalt Fiber, BF)体积分数对煤矸石-矿渣基地聚物(Gangues-Slag Geopolymer, GSG)抗压强度、单轴拉伸性能、断裂性能和干燥收缩的影响，并通过X射线衍射、热重分析对其进行机理分析。研究结果显示：随着BF体积分数的增加，GSG抗压强度先增大后减小，当BF体积分数为0.4%时，GSG的抗压强度达到峰值，为17.2 MPa,较无纤维组提升了37.6%。GSG的断裂性能和单轴拉伸性能随BF体积分数的增加先增大后减小，在纤维体积分数为0.4%时均达到最优。研究引入应变硬化指数来综合评价纤维体积分数对GSG的增韧效果，当体积分数为0.4%时，其应变硬化指数(f_(psh))达到最大，为3.613,较无纤维组提升了68.2%。掺入BF可使GSG的干燥收缩性能得到改善，当BF体积分数为1%时，其28 d干缩率较无纤维组降低6.48%。综合试件抗压强度、单轴拉伸性能、断裂性能、干燥收缩各项性能指标可知，BF在GSG中的最优体积分数为0.4%。研究可为玄武岩纤维增强煤矸石-矿渣基地聚物的应用提供理论参考和数据支撑。
关键词：环境工程学;;煤矸石粉;;玄武岩纤维;;断裂性能;;微观特征
基金资助：宁夏回族自治区重点研发项目(2021BEG02014)
