中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，2025年，全國原煤產(chǎn)量預(yù)計(jì)42億噸，同步產(chǎn)生的煤矸石仍將突破7.5億噸，累計(jì)堆存已超60億噸。在“雙碳”考核與黃河流域生態(tài)修復(fù)雙重壓力下，把煤矸石從“占地+自燃”變成“資源+強(qiáng)度”成為行業(yè)唯一出路。下面這組拉拔試驗(yàn)，用0%、50%、100%三種骨料替代率，給出鋼筋與煤矸石混凝土“能怎么用、該用多長”的硬邊界。
《2025-2030年中國煤矸石行業(yè)項(xiàng)目調(diào)研及市場前景預(yù)測評估報(bào)告》指出，拉拔試件150mm×150mm×150mm，HRB400鋼筋直徑16mm，錨固長度5d。數(shù)據(jù)顯示：
0%替代時極限黏結(jié)強(qiáng)度8.6MPa
25%替代降至7.7MPa，降幅10.9%
50%替代降至6.7MPa，降幅21.7%
75%替代降至5.9MPa，降幅31.4%
100%替代跌至5.7MPa，降幅33.7%
煤矸石顆粒表觀密度2465kg/m3，比天然砂低119kg/m3，壓碎指標(biāo)22.8%高于天然砂7.6個百分點(diǎn)，界面過渡區(qū)變薄是黏結(jié)力下滑的主因。
同一50%替代率、16mm直徑條件下：
3d錨固極限強(qiáng)度8.6MPa，滑移位移2.3mm
5d錨固極限強(qiáng)度6.7MPa，滑移位移1.8mm
7d錨固極限強(qiáng)度5.3MPa，滑移位移1.2mm
錨固長度每增加1d，平均黏結(jié)強(qiáng)度再降約11%，而材料用量增加17%。綜合強(qiáng)度-成本曲線，5d被認(rèn)定為工程推薦值，可節(jié)省鋼筋7%左右。
保持50%替代率、5d錨固不變：
14mm鋼筋極限黏結(jié)強(qiáng)度9.3MPa
16mm降至6.7MPa，降幅28%
18mm再跌至5.3MPa，總降幅43%
直徑增大導(dǎo)致相對黏結(jié)面積減小，同時大直徑鋼筋表面泌水通道增多，孔隙率平均提高1.4%，黏結(jié)滑移提前結(jié)束。
水泥325kg、水195kg、粗骨料1090kg不變
天然砂由790kg→395kg，煤矸石細(xì)骨料0→299.8kg，附加水20.5kg
28d立方體強(qiáng)度31.4MPa，彈性模量31.3×103MPa，比天然砂基準(zhǔn)僅下降9%，滿足C30結(jié)構(gòu)要求
壓碎值與吸水率同步上升，需額外附加水10.3~41kg/m3以保證工作度。
煤矸石行業(yè)分析指出，0%替代試件：劈裂破壞，裂縫沿鋼筋縱長爆發(fā)
50%替代+3d錨固：劈裂-拔出混合，裂縫寬0.8mm
50%替代+5d/7d錨固：純拔出破壞，混凝土保持完整
破壞形態(tài)表明，只要錨固長度≥5d，煤矸石混凝土仍可發(fā)揮足夠約束，避免脆性劈裂。
2025年，7.5億噸煤矸石正在從“生態(tài)負(fù)債”轉(zhuǎn)向“建材資產(chǎn)”。拉拔試驗(yàn)用鐵數(shù)據(jù)劃出安全紅線：替代率50%以內(nèi)、錨固長度5d、鋼筋直徑≤16mm，可讓煤矸石混凝土黏結(jié)強(qiáng)度保持在6.7MPa以上，兼顧結(jié)構(gòu)安全與造價優(yōu)勢。守住這條邊界，煤矸石不僅能吃掉存量固廢，還能為黃河流域、華北礦區(qū)提供一條“固廢-建材-減排”的新賽道。
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