煤系固廢基綠色充填材料制備及其性能研究

董 猛，李江山，陳 新，金佳旭，魯龍釗

(1.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 土木工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000；2.中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所 巖土力學(xué)與工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430071)

充填技術(shù)是綠色開采的重要組成部分，充填材料強(qiáng)度是充填技術(shù)的核心，研發(fā)成本低廉、性能可靠、低碳環(huán)保的充填材料[1]，是發(fā)展充填技術(shù)的關(guān)鍵。煤矸石(CG)作為煤礦開采和洗滌過程中的主要固體廢棄物，占煤炭總量的15%～20%[2-3]。堆積的煤矸石廢渣不僅會(huì)占用大量土地資源，而且還有可能會(huì)引起地表沉降、土壤污染等災(zāi)害[4-5]。就地取材，原地利用，開發(fā)煤系固廢基綠色充填材料，不僅可解決煤礦開采帶來的環(huán)境問題，同時(shí)還能最大程度提高“三下”壓煤采出率。因此，將煤矸石轉(zhuǎn)化為清潔型充填材料，符合我國(guó)綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略需求。

煤矸石中含有大量的金屬和非金屬資源，如Al、Si、Fe、C、O 等[6-7]，已有多項(xiàng)研究提出煤矸石的處理方法和利用途徑。傳統(tǒng)處理方法是利用煤矸石余能發(fā)電[8]，但這種方法將煤矸石煅燒后仍會(huì)產(chǎn)生大量殘?jiān)菀自斐啥挝廴?。近年來，研究人員對(duì)潛在活性較低的煤矸石作為建筑、充填材料開展廣泛研究，如煤矸石用作水泥基材料添加劑，對(duì)煤矸石進(jìn)行預(yù)處理可以激發(fā)其火山灰活性[9]，從而提高水泥基材料的強(qiáng)度。用作混凝土骨料，不僅可以滿足混凝土的力學(xué)強(qiáng)度，也能滿足混凝土的耐久性要求[10]。Wang Hao 等[11]將煤矸石和粉煤灰混合制成漿料，直接用于采空區(qū)充填，減少了煤矸石對(duì)環(huán)境的危害。部分學(xué)者[12-13]采用煤矸石和礦粉等制作一種路基回填材料，復(fù)合材料的流變特性、抗壓強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間等均滿足路基回填材料的技術(shù)要求。盡管此類煤矸石得到了一定的應(yīng)用，但其潛在活性低、級(jí)配需定向調(diào)整對(duì)復(fù)合材料的強(qiáng)度均有很大影響。另外，由于附加值較低，依賴于運(yùn)輸距離，作為建材、路基填料等應(yīng)用前景具有一定的局限性。

另一類與煤層伴生的硬質(zhì)高嶺土煤矸石，含碳量低，黏土礦物含量高[14]，潛在活性高，經(jīng)800℃煅燒脫羥基后可制備煤系偏高嶺土。由于偏高嶺土的主要成分是二氧化硅和氧化鋁，已經(jīng)成為堿激發(fā)材料的重要組成部分，具有較高的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)[15]。偏高嶺土作為礦物添加劑或水泥摻合料已經(jīng)得到廣泛研究[16]，替代部分水泥不僅可以減少CO2排放，而且可以改善水泥強(qiáng)度[17]。D.L.Pillay 等[18]采用偏高嶺土制作地聚物混凝土，發(fā)現(xiàn)在海洋工程中可以有效抵抗氯離子的侵蝕。此外，偏高嶺土地聚物具有良好的抗?jié)B性，也可作為危險(xiǎn)廢物的封裝，有效減少放射性元素的浸出[19]。V.S.Le 等[20]也發(fā)現(xiàn)堿激發(fā)偏高嶺土具有較強(qiáng)的抗火性，可以作為耐火性涂料等。煤系偏高嶺土的堿激發(fā)膠凝特性為其作為充填材料資源化利用提供了可能，但其反應(yīng)需水量大、流動(dòng)性差，限制了其作為礦山充填材料的應(yīng)用。

煤矸石的潛在活性較低，難以提供充填材料所需的膠凝強(qiáng)度，而潛在活性高的煤系偏高嶺土(MK)，存在需水量大、流動(dòng)性差的應(yīng)用缺陷?；诖耍P者將兩類煤矸石進(jìn)行資源化協(xié)同利用，探討復(fù)配制備煤系固廢基綠色充填材料的可行性。綜合評(píng)估兩類固廢摻比和堿激發(fā)劑對(duì)該充填材料強(qiáng)度和流動(dòng)性的影響規(guī)律，采用XRD、FTIR、TG 和SEM-EDS 等表征手段，揭示煤系固廢基充填材料反應(yīng)機(jī)理，結(jié)合強(qiáng)度、流動(dòng)性和環(huán)境指標(biāo)，優(yōu)化了材料配比。本研究可為充填技術(shù)發(fā)展和綠色礦山建設(shè)提供更為廣闊的空間。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

煤矸石取自山西運(yùn)城某煤礦堆土場(chǎng)，煤系偏高嶺土由該礦煤系高嶺土煤矸石煅燒制得。采用機(jī)械活化的方式對(duì)煤矸石進(jìn)行預(yù)處理，基于以往研究工藝，將煤矸石球磨至所需粒徑[21]，粒徑分布曲線如圖1 所示。由圖1 可知，偏高嶺土不均勻系數(shù)Cu=4.35＜5，曲率系數(shù)Cc=0.90＜1；煤矸石不均勻系數(shù)Cu=24.89＞5，曲率系數(shù)Cc=0.60＜1，表明煤矸石和偏高嶺土的級(jí)配均不良。XRD 礦物組成如圖2 所示，原材料的主要礦物是以石英為主，伴隨有白云母、高嶺石和銳鈦礦。2 種原材料的化學(xué)成分見表1，主要成分為二氧化硅和氧化鋁。堿激發(fā)材料選用Na2SiO3和NaOH 固體顆粒，按照0.7 的水膠比稱取去離子水，將堿顆粒充分溶解冷卻后待用。

表1 原材料的化學(xué)組成Table 1 Chemical composition of raw materials

圖2 原材料礦物組成Fig.2 Mineral composition of raw materials

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

較單獨(dú)使用NaOH 類的激發(fā)劑，Na2SiO3與NaOH的混合激發(fā)效果較好[22]，常規(guī)的堿激發(fā)材料往往需要高濃度堿溶液[23]。為節(jié)約成本，本文固定總堿外摻量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，Na2SiO3與NaOH 質(zhì)量之比分別為1∶2、1∶1、2∶1、3∶1，編號(hào)為A、B、C、D，共4 種堿激發(fā)劑用于激發(fā)偏高嶺土與煤矸石組成的充填材料。按照標(biāo)準(zhǔn)NB/T 51070-2017《煤礦膏體充填材料試驗(yàn)方法》[24]開展流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)和抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)。將煤矸石與偏高嶺土按照不同的比例混合，配比設(shè)計(jì)見表2，采用行星式攪拌機(jī)攪拌，攪拌3 min 后加入配好的堿溶液，再攪拌3～5 min 后將拌好的漿體注入50 mm×50 mm 的圓柱形模具中，在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)3 min 排除漿體中的氣體，成型后試樣如圖3 所示。試樣拆模后用自封袋密封，在20℃、95%濕度條件下進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)至所需齡期后開展抗壓強(qiáng)度測(cè)試，強(qiáng)度結(jié)果為3 個(gè)平行樣的平均值。

圖3 抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)樣品制備Fig.3 Preparation of samples used for compressive strength experiment

表2 原材料配比設(shè)計(jì)Table 2 Mix proportion design of raw materials

微觀試驗(yàn)時(shí)，將抗壓強(qiáng)度測(cè)試后的試樣破碎后用無水乙醇終止水化反應(yīng)，干燥后取塊狀樣品進(jìn)行SEMEDS 試驗(yàn)，將樣品粘到導(dǎo)電膠上，并使用Oxford Quorum SC7620 濺射鍍膜儀噴金，隨后使用TESCAN MIRA LMS 型號(hào)的掃描電子顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試。另取樣品研磨成粉末分別進(jìn)行XRD、FTIR 和熱重測(cè)試，使用日本Rigaku SmartLab SE 型X 射線衍射分析儀對(duì)樣品進(jìn)行XRD 測(cè)試，掃描衍射角范圍為5°～70°；使用Thermo Scientific Nicolet iS20 傅立葉紅外光譜儀測(cè)試樣品的FTIR 頻譜，測(cè)試波數(shù)400～4 000 cm-1；使用NETZSCH STA 449F3 熱重分析儀測(cè)試不同溫度下樣品的質(zhì)量損失。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)

圖4 為不同齡期下試樣的抗壓強(qiáng)度，可以看出，隨著偏高嶺土摻量的增加，抗壓強(qiáng)度逐漸增大。以3 d齡期的A 組為例，從A6 到A5，強(qiáng)度增長(zhǎng)了35%；而從A2 到A1，強(qiáng)度增長(zhǎng)了42%；說明當(dāng)偏高嶺土摻量在50%以內(nèi)時(shí)，增長(zhǎng)幅度較慢，當(dāng)摻量在50%以上時(shí)，抗壓強(qiáng)度的增長(zhǎng)幅度較大。對(duì)于不同堿激發(fā)劑，B3 強(qiáng)度比A3、C3、D3 分別高56%、69%、115%，說明隨著Na2SiO3摻量的增加，抗壓強(qiáng)度呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，其中當(dāng)Na2SiO3∶NaOH=1∶1 時(shí)，抗壓強(qiáng)度最大。此外，隨著養(yǎng)護(hù)齡期的增長(zhǎng)，膠凝材料的抗壓強(qiáng)度也呈現(xiàn)不同程度的增長(zhǎng)，其中3～7 d 強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，14～28 d強(qiáng)度相對(duì)增長(zhǎng)較快。偏高嶺土的主要化學(xué)成分是SiO2和Al2O3，在堿性環(huán)境下，偏高嶺土中的硅、鋁化合物會(huì)溶解產(chǎn)生硅酸根離子和鋁酸根離子，堿溶液中的Na+充當(dāng)陽離子與其進(jìn)行鍵合，在重組和縮聚作用下產(chǎn)生大量的硅鋁酸鹽凝膠，將煤矸石顆粒黏結(jié)在一起，從而形成致密結(jié)構(gòu)。對(duì)于偏高嶺土與煤矸石混合的體系中，骨架的形成很大程度上依賴于偏高嶺土產(chǎn)生的凝膠，而堿激發(fā)劑直接影響其溶解效果，合適的堿溶液能夠使單體顆粒產(chǎn)生更多的反應(yīng)鍵，從而增強(qiáng)混合物中分子間的鍵合強(qiáng)度[25]。煤矸石中雖然也有很多的SiO2和Al2O3，但由于活性較差，并且粒徑相對(duì)較大，若要激發(fā)煤矸石的活性可能需要更高濃度的堿溶液，額外的經(jīng)濟(jì)成本不利于推廣應(yīng)用。

圖4 不同齡期下試樣的抗壓強(qiáng)度Fig.4 Compressive strength of samples at different ages

2.2 流動(dòng)性

圖5 給出了試樣的流動(dòng)度結(jié)果，從圖中可以看出，隨著偏高嶺土摻量的增加，試樣的流動(dòng)性逐漸減弱；相反偏高嶺土的摻量減少，即煤矸石的摻量增加，可以有效改善膏體的流動(dòng)性。一方面可以延緩膠凝產(chǎn)物的水化速率，另一方面煤矸石級(jí)配不良，磨細(xì)的球形顆粒有利于充填材料流動(dòng)擴(kuò)展，因此，80%摻量的煤矸石膏體流動(dòng)性最好。當(dāng)煤矸石摻量大于40%時(shí)，均優(yōu)于前人研究結(jié)果[26]。此外，對(duì)于不同配比的堿激發(fā)劑，隨著堿激發(fā)劑中Na2SiO3占比的增大，試樣的流動(dòng)性增強(qiáng)，表明Na2SiO3可以改善膏體的流動(dòng)度，結(jié)果與前人研究一致[27]。

圖5 試樣的流動(dòng)度Fig.5 Fluidity of samples

2.3 微觀機(jī)理

2.3.1 XRD 分析

圖6 給出了3 d 和28 d 齡期試樣的XRD 圖譜。以A1、A3、A6 為例探究不同偏高嶺土摻量的水化產(chǎn)物；以A3、B3、D3 為例，探究不同堿激發(fā)劑對(duì)水化產(chǎn)物的影響。可以看出，水化產(chǎn)物主要由N-A-S-H、SiO2、沸石組成。隨著偏高嶺土摻量的增加，N-AS-H 的衍射峰逐漸增強(qiáng)，并且產(chǎn)生沸石類晶相，這與Liu Yi 等[28]的發(fā)現(xiàn)一致，硅鋁酸鹽在堿的活化作用下會(huì)通過固態(tài)轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)換為沸石晶相。由于煤矸石與偏高嶺土中Ca 的含量較低，所以只形成少量的C-AS-H。對(duì)于A3、B3、D3 試樣，隨著堿激發(fā)劑中Na2SiO3占比的增加，N-A-S-H 和沸石類相的衍射峰先增強(qiáng)后減弱，在Na2SiO3與NaOH 比例為1∶1 時(shí)，激發(fā)效果最好，產(chǎn)生更多的硅鋁酸鈉凝膠，增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的密實(shí)度。從圖6 可以看出，28 d 齡期的N-A-S-H和沸石峰更強(qiáng)，表明28 d 齡期下產(chǎn)生更多的水化產(chǎn)物，有利于強(qiáng)度的發(fā)展。

圖6 3 d 和28 d 齡期試樣的XRD 譜Fig.6 XRD graph of samples at the ages of 3 d and 28 d

2.3.2 FTIR 分析

圖7 給出了不同偏高嶺土摻量在不同減激發(fā)劑下試樣的紅外光譜圖，光譜范圍為400～4 000 cm-1。3 695、3 620 cm-1為OH 的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，對(duì)于5 個(gè)試樣在1 654、3 440 cm-1均出現(xiàn)振動(dòng)峰，并且峰位未發(fā)生偏移，是由于水化水羥基引起的振動(dòng)峰，表明體系中存在一定的化學(xué)結(jié)合水。1 090、1 086、1 033 cm-1為堿激發(fā)作用下T-O-Si(其中T 可為Si 或Al)的典型非對(duì)稱伸縮振動(dòng)，是堿激發(fā)聚合的重要特征[29]，此處衍射峰最寬，峰值也最強(qiáng)。在800～1 200 cm-1波段內(nèi)，偏高嶺土發(fā)生聚合轉(zhuǎn)化為無定型結(jié)構(gòu)，Si-O-Si 鍵發(fā)生聚解，四面體Al-O 鍵部分取代Si-O 鍵，由(SiO4)4-變成(AlO4)4-，頻帶發(fā)生偏移，且頻率向低頻移動(dòng)得越多說明取代率越高[30]。在此波段內(nèi)，A1 試樣相對(duì)A6頻率更低，B3 試樣相對(duì)于A3 和D3 試樣頻率更低，說明偏高嶺土摻量較高時(shí)，且堿激發(fā)劑為Na2SiO3與Na-OH 質(zhì)量比為1∶1 時(shí)，四面體配位的Al 取代率更高，堿激發(fā)效果更好，因此強(qiáng)度更高。539 cm-1為Si-O-Al 彎曲振動(dòng)峰，該峰振動(dòng)越劇烈，說明Si-O-Al基團(tuán)含量越多，A1 和B3 試樣產(chǎn)生更多的硅鋁酸基團(tuán)，與前文XRD 結(jié)果相一致。799、780 cm-1為Si-OSi 的典型對(duì)稱伸縮振動(dòng)；696 cm-1為Si-O-Si 彎曲振動(dòng)峰，467 cm-1為O-Si-O 的彎曲振動(dòng)。

圖7 不同偏高嶺土摻量在不同減激發(fā)劑下的FTIR 譜Fig.7 FTIR graph of different mixing amounts of metakaolin under different alkali activators

2.3.3 TG-DSC 分析

膠凝體系內(nèi)主要由N-A-S-H 提供膠結(jié)作用，為了進(jìn)一步分析水合程度，圖8 和圖9 給出了3 d 和28 d 齡期下試樣的TG 和DTG 曲線。結(jié)合圖8 和圖9可知，在0～200℃范圍內(nèi)出現(xiàn)第1 個(gè)失重峰為N-AS-H[31]，失重峰的大小可在一定程度上反映水化程度的強(qiáng)弱，可以看出主要火山灰活性材料偏高嶺土的摻量越多，失重越大，3 d 齡期時(shí)偏高嶺土最多的A1 組在200℃失重約為7.3%，生成的水化產(chǎn)物最多，樣品表現(xiàn)出的強(qiáng)度也最高，水化產(chǎn)物的礦物相也說明了該結(jié)果。在400～600℃出現(xiàn)第2 個(gè)失重峰，基于該膠凝材料體系，該失重峰的原因可歸結(jié)為原材料中的高嶺石脫羥基水[32]、水化產(chǎn)物氫氧化鈣脫羥基水。由于原材料中含有少量的鈣，導(dǎo)致原材料中的高嶺石和水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣相互雜糅形成了該階段的失重峰，且變化規(guī)律不明顯。因此，該膠凝體系水合程度的多少主要依賴于0～200℃的熱重分析，發(fā)展規(guī)律和強(qiáng)度具有一致性。

圖8 3 d 齡期下試樣的TG 和DTG 曲線Fig.8 TG and DTG curves of samples at the age of 3 d

圖9 28 d 齡期下試樣的TG 和DTG 曲線Fig.9 TG and DTG curves of samples at the age of 28 d

2.3.4 SEM 分析

為進(jìn)一步探究水化產(chǎn)物的微觀形貌，圖10 給出了28 d 齡期下的SEM 圖。觀察可知，偏高嶺土與煤矸石的混合物與偏高嶺土基地聚物相似，呈現(xiàn)出松散的微觀結(jié)構(gòu)[33]，具有明顯的片狀和層狀結(jié)構(gòu)。由于固液反應(yīng)可以看成是低水膠比的膠凝體系，所以聚合過程中會(huì)保留基本的原始特征形狀。偏高嶺土摻量為20%的A6 試樣可以明顯看到煤矸石大顆粒，N-AS-H 凝膠較少且分布不均，無法充分填充到煤矸石的孔隙中，因此結(jié)構(gòu)性較差。相比于偏高嶺土摻量為70%的A1 試樣，N-A-S-H 凝膠較多且分布均勻，煤矸石自身的多孔特性，有一定的吸附作用，會(huì)將凝膠吸附到顆粒表面，界面附著力較好，能與煤矸石有效結(jié)合成密實(shí)結(jié)構(gòu)。對(duì)于不同的堿激發(fā)劑，相比于A3 和D3 試樣，Na2SiO3∶NaOH 為1∶1 的B3 試樣的表面團(tuán)狀、絮狀膠凝晶體明顯均勻密實(shí)，同時(shí)從EDS 結(jié)果也可以看出，N-A-S-H 凝膠附著在煤矸石表面時(shí)，Na 會(huì)與煤矸石微量的Ca 元素發(fā)生置換，形成少量的C-A-S-H。

圖10 28 d 齡期下試樣的SEM-EDS 圖Fig.10 SEM-EDS diagram of samples at the age of 28 d

2.4 綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)

為綜合評(píng)定偏高嶺土與煤矸石充填材料的適用性，首先對(duì)早期強(qiáng)度和流動(dòng)性指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果如圖11所示。結(jié)合圖中強(qiáng)度和流動(dòng)性的交叉點(diǎn)，可初步選取配比如下：Na2SiO3∶NaOH=1∶2 時(shí)，偏高嶺土∶煤矸石=4∶6；Na2SiO3∶NaOH=1∶1 時(shí)，偏高嶺土∶煤矸石=3∶7；Na2SiO3∶NaOH=2∶1 時(shí)，偏高嶺土∶煤矸石=5∶5；Na2SiO3∶NaOH=3∶1 時(shí)，偏高嶺土∶煤矸石=6∶4。山西沁水盆地煤礦煤層平均厚度一般在5 m[34]，對(duì)于山西煤礦充填體早期強(qiáng)度的計(jì)算方法采用下式[35]計(jì)算：

圖11 流動(dòng)度和3 d 齡期強(qiáng)度指標(biāo)Fig.11 Fluidity and strength indexes at the age of 3 d

式中：y為膠結(jié)充填體高度，m；x為膠結(jié)充填體強(qiáng)度；MPa；a為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。

經(jīng)過計(jì)算5 m 充填體高度的充填體強(qiáng)度要求為0.35 MPa，因此，滿足強(qiáng)度要求的充填材料為Na2SiO3∶NaOH=1∶2 時(shí)，偏高嶺土∶煤矸石=4∶6；Na2SiO3∶NaOH=1∶1 時(shí)，偏高嶺土∶煤矸石=3∶7。同時(shí)，在這2 種配比情況下，流動(dòng)性均滿足礦山充填管道輸送標(biāo)準(zhǔn)[36]。

制備的煤系固廢基綠色充填材料是一種低成本、環(huán)保型材料，原材料CO2排放量[37-40]見表3。其中煤矸石為原位取材，不考慮運(yùn)輸過程中的碳排放，只考慮分選時(shí)少量的CO2排放，選取文獻(xiàn)[41]的計(jì)算方法，采用碳排放指數(shù)CI 來計(jì)算充填材料的CO2排放量，如下式，結(jié)果如圖12 所示。對(duì)比上述配比可知，當(dāng)Na2SiO3∶NaOH=1∶1，偏高嶺土∶煤矸石=3∶7 時(shí)，CI 為0.257，碳排放最低。

圖12 碳排放指標(biāo)Fig.12 Carbon emission index

表3 原材料二氧化碳排放量Table 3 Carbon dioxide emissions of raw materials

3 結(jié)論

a.以煤矸石制備綠色充填材料，隨著偏高嶺土摻量的增加，充填材料的強(qiáng)度增大，流動(dòng)性減弱。煤矸石可以改善充填材料的流動(dòng)性，煤矸石摻量越多，流動(dòng)性越強(qiáng)，但是不利于強(qiáng)度的發(fā)展。當(dāng)Na2SiO3和NaOH的比例為1∶1，強(qiáng)度最高，且Na2SiO3的摻量越多，流動(dòng)性越好。

b.在堿性環(huán)境下，偏高嶺土的Al-O 基團(tuán)取代部分Si-O 基團(tuán)，形成N-A-S-H 凝膠和沸石類產(chǎn)物，并且隨著偏高嶺土摻量的增加，可以加速沸石和硅鋁酸鹽凝膠的生成，在堿激發(fā)劑Na2SiO3和NaOH 的比例為1∶1 下，水化產(chǎn)物最多。

c.在偏高嶺土與煤矸石的混合體系中，水化產(chǎn)物N-A-S-H 附著在煤矸石表面，煤矸石中少量的Ca可以取代部分Na，形成C-A-S-H。偏高嶺土的水化產(chǎn)物可以充分填充煤矸石顆粒的孔隙，致密化結(jié)構(gòu)，從而改善體系的強(qiáng)度，其中70%偏高嶺土摻量的形貌最為密實(shí)。

d.結(jié)合強(qiáng)度、流動(dòng)性與環(huán)境性指標(biāo)對(duì)充填材料性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，推薦堿激發(fā)劑中Na2SiO3與NaOH的最優(yōu)配比為1∶1，偏高嶺土與煤矸石的最優(yōu)配比為3∶7，此時(shí)強(qiáng)度和流動(dòng)性均可以滿足充填要求，并且碳排放指標(biāo)低至0.257。