以下是《煤基固体废弃物制备地质聚合物技术导则》(T/GRM 117-2025)的详细内容总结:
一、标准概述
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背景与目的
为响应“双碳”目标,解决煤矸石、粉煤灰等煤基固废污染问题,推动其资源化利用。地质聚合物(地聚物)作为低碳胶凝材料,可替代水泥,具有耐腐蚀、低能耗等优势。
- 适用范围:规范煤基固废地聚物的制备流程,涵盖原材料、配比、生产、质检等全链条技术。
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归口与起草
由中关村绿色矿山产业联盟提出,武汉大学、中国矿业大学(北京)等10家单位联合起草,参考GB/T 1.1-2020等20余项国家标准。
二、核心内容
1. 分类体系
- 按原材料:粉煤灰基地聚物、煤矸石基地聚物、多源混合地聚物(如煤矸石+粉煤灰)。
- 按工艺:现浇地聚物(现场制备)与预拌混合料制品(工厂预制)。
- 按强度:32.5至62.5四个等级(参照GB 175水泥标准)。
- 按激发剂:水玻璃类(硅酸钠/钾+氢氧化钠/钾)与非水玻璃类(纯碱激发)。
2. 原材料要求
- 煤矸石粉:需650℃煅烧活化,比表面积350±20 m²/kg,铝硅比符合GB/T 29162。
- 粉煤灰:F类Ⅰ/Ⅱ级(GB/T 1596),活性成分需满足GB/T 29423。
- 激发剂:
- 水玻璃类:模数1.0-2.0(硅酸钠GB/T 4209,氢氧化钠GB/T 209)。
- 液态激发剂需无沉淀,粉状过80μm筛。
- 其他:水质(JGJ 63)、硅灰(GB/T 27690)、外加剂(GB 8076)。
3. 配合比设计
- 关键参数:
- 固废比例:煤矸石与粉煤灰质量比(1-5):(1-7)。
- 水胶比:0.25-0.55(水/固废)。
- 激发剂用量:硅酸钠占固废6%-15%,模数1.0-1.5(公式计算氢氧化钠用量)。
- 减水剂:0.7%-1.0%固废质量。
- 示例:粉煤灰600kg+煤矸石400kg,水500kg,硅酸钠100kg(模数1.3),NaOH 23.67kg。
4. 制备工艺
- 现场制备:
- 先干混固废与激发剂,再加水搅拌;冬季可用≤60℃热水。
- 养护:自然养护≥7d(GB 50164)或蒸汽养护(75℃±3℃恒温4h)。
- 预拌制品:
- 工厂预制干混料(碱含量≤0.6%),现场加水拌合,需14d湿养护。
- 设施要求:
- 激发剂贮存需防腐(GB 18265),固废贮存按Ⅰ类场标准(GB 18599)。
5. 污染控制
- 产品安全:可浸出重金属限值(GB/T 30810)符合地下水标准(GB/T 14848)。
- 排放要求:
- 废水:GB 8978(排入污水处理厂)。
- 废气:GB 14554(恶臭限值)、GB 4915(无组织排放监控)。
- 危废:碱液泄漏按GB 18597处置。
6. 性能指标
- 新拌地聚物:
- 初凝≥45min(GB/T 1346),氯离子≤0.15%,安定性合格(煮沸法)。
- 硬化地聚物:
- 强度:3d抗压≥15-32MPa(依等级),28d抗折≥5.5-8MPa。
- 耐久性:耐酸/碱腐蚀系数≥0.8,氯离子扩散系数≤1.5×10⁻¹² m²/s(JC/T 1086)。
7. 检验规则
- 取样:每200-400t为一组,连续取样≥25kg(GB/T 12573)。
- 检验类型:
- 出厂检验:凝结时间、氯离子、安定性、强度。
- 型式检验:原料/工艺变更时,全指标检测(第9章)。
- 判定:任一指标不合格即判为不合格品。
8. 包装与储运
- 包装:预拌料50kg/袋(净含量≥99%),液态激发剂密封桶装(GB/T 9774)。
- 标志:需标注强度等级、生产者、生产日期等。
- 储运:防潮防混,激发剂单独贮存(GB 18265)。
三、技术路线与案例
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制备流程:

(原材料→配比→搅拌→养护→成品)
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应用案例:
- 现浇案例:粉煤灰600kg+煤矸石400kg,水500kg,硅酸钠100kg(模数1.3),自然养护7d。
- 预拌案例:粉煤灰1000kg,水400kg,硅酸钠80kg(模数1.5),湿养护14d。
四、参考文献
引用36篇中外文献,涵盖地聚物力学性能(如[16][27])、固废活化(如[3][6])、耐久性(如[24][30])等研究,佐证技术可行性。
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