CN116119990A - 碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖及其制备方法 - Google Patents

碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖及其制备方法。所述碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，包括以下重量份数的原材料：煤矸石基地聚合物260～520份、煤矸石细骨料624～936份、裹浆煤矸石粗骨料1144～1714份、水200～300份。本发明各原料组分的协同作用，制备的碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖强度高，抗冻、抗风化、抗碳化、耐水等耐久性好，煤矸石利用率高，碳排放量低，植物适应性好，环境协调性好，符合循环经济、环保理念。

Description

碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及固废资源化利用技术领域，具体涉及一种碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖及其制备方法。
背景技术
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国。随着煤炭的开采使用，产生了大量的煤矸石。目前，我国煤矸石年排放量约8亿吨，我国煤矸石山约有1900座，堆存量约50亿～60亿吨，占用土地约1.5万公顷。由于产量基数大、缺乏大规模及高值化利用的关键共性技术，致使煤矸石未能高效资源化，给环境保护带来巨大压力。
利用煤矸石制砖是煤矸石资源化的主要方向之一。利用煤矸石全部或部分代替黏土，采用适当烧制工艺生产烧结砖的技术在我国已经成熟，煤矸石砖的产品质量可以达到甚至超过传统黏土砖的质量标准。但烧结制砖除需要专门烧结窑炉外，还存在烧结过程能耗高，环境污染大，碳排放量高等问题。因此，煤矸石制备免烧砖是一个新的发展方向。吴红等（活化煤矸石基免烧砖胶凝性能的研究，硅酸盐通报，2017年，第36卷，第1期）以活化或未煅烧煤矸石为主要原料，辅以水泥、矿渣等材料制备了免烧砖，在蒸汽下养护，制备的免烧砖性能可达MU15非烧结普通砖的技术要求。靳长国（利用煤矸石生产免烧砖，煤炭加工与综合利用，1998，第2期）则用煤矸石、水泥、河砂等生产免烧空心砌块和免烧连锁地砖，抗压强度分别为5.2MPa和15.7MPa。专利CN201710093595.3利用水泥、煤矸石、粉煤灰等制备煤矸石免烧砖，抗压强度虽可达35MPa以上，但该免烧砖需要蒸压养护（温度为31-35℃，压力为1.2～1.5MPa，时间为6～9小时），工艺复杂，且能耗和碳排放量高。现有的利用煤矸石制备免烧砖技术中，煤矸石利用率低，常温养护和蒸汽养护时，免烧砖强度低。蒸压养护方式会使生产工艺复杂，能耗和碳排放量增加，安全性降低。同时，以硅酸盐水泥作为胶凝材料存在成本高、碳排放量高、能耗高等问题。
硅酸盐水泥免烧植草砖还存在植物适应性差的问题，硅酸盐水泥硬化浆体孔隙溶液的pH值高，达到13-14，在制备成生态护坡用的多孔混凝土和护坡砖时，不利于不耐碱植物的生长，为提高植物适用性，常采用喷洒硫酸亚铁的方式降低混凝土表面pH值，但这种方式只改变了表面pH值，内部pH值并没有显著降低，长期对土壤碱度的影响仍然较大。因此，免烧植草砖的植物适应性需要进一步改进。
发明内容
本发明提供一种碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖及其制备方法，旨在解决免烧砖强度低，煤矸石利用率低，能耗和碳排放量高，成本高等问题，提高植物适应性，以实现煤矸石高效资源化利用。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，由以下重量份数的原材料制成：煤矸石基地聚合物260～520份、煤矸石细骨料624～936份、裹浆煤矸石粗骨料1144～1714份、水200～300份。
所述煤矸石基地聚合物由以下重量份的原料制成：固废超细粉体110～220份、烧成煤基固废超细粉体110～220份、纳米煤矸石粉体0～22份、碱性物质10～118份、石膏0～45份、无机盐0～25份；
所述裹浆煤矸石粗骨料由下述方法制得：将粒径为5mm～15mm的煤矸石粗骨料颗粒浸没至煤矸石基地聚合物浆液中，振荡后静置，并重复1～2次后滤去浆液，然后置阴凉处养护25～30d，养护温度≥15℃，期间使物料保持湿润状态；所述煤矸石基地聚合物浆液由煤矸石基地聚合物与水按1：0.3～0.5的质量比组成。
所述无机盐为碳酸盐、硝酸盐、氯盐、偏硅酸盐、硅酸盐、水玻璃中的至少一种。
以重量百分比计，所述固废超细粉体由如下比表面积≥600m2/kg的细粉料组成：超细粒化高炉矿渣粉50～100%、超细粉煤灰0～50%。
所述碱性物质由如下比表面积≥600m2/kg的细粉料组成：电石渣50～100%、超细钢渣粉0～50%，赤泥0～50%。
所述纳米煤矸石粉体比表面积＞240m2/g，粒径＜30nm；
所述石膏为脱硫石膏、磷石膏中的至少一种。
以重量百分比计，所述烧成煤基固废超细粉体由如下比表面积≥600m2/kg的细粉料组成：煅烧煤矸石超细粉体50～100%、煅烧煤泥超细粉体0～50%。
所述煅烧煤矸石超细粉体的制备方法如下：
由煤矸石粉混合0～20%的电石渣，粉磨至比表面积≥300m2/kg，筛下粉体在730～750℃下煅烧25～35min，然后粉磨至比表面积≥600m2/kg；所述煤矸石粉是由洗选后的煤矸石经颚式破碎机和/或辊式破碎机破碎至颗粒＜5mm，再由球磨机中粉磨30～90 min后筛去粒径＞0.212mm的颗粒所得粉料。
所述煅烧煤泥超细粉体的制备方法如下：
取洗煤过程中产生的煤泥混合0～20%的电石渣，在600℃下煅烧25～35min，然后粉磨至比表面积≥600m2/kg。
所述煤矸石细骨料是由掘进煤矸石经破碎筛分而得到粒径＜5mm的颗粒料。
所述碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖的制备方法，包括如下步骤：
A.预拌料制备：按所述原料配比配置各原料，先将除煤矸石细骨料和裹浆煤矸石粗骨料以外的其余各原料倒入强制式搅拌机中搅拌，搅拌机先慢速搅拌30 s，然后匀速加入煤矸石细骨料和裹浆煤矸石粗骨料，继续慢速搅拌60 s后静置60 s，接着再快速搅拌60s，完成预拌料的制备；
B. 免烧植草砖成型：将预拌料倒入模具中，开启制砖机下侧振动泵，直至预拌料与模具上沿处于同一水平面上，关闭振动泵；将压板移回初始位置并打开压板控制阀，使压板向下移动并与预拌料充分接触；开启上侧振动泵，待压板下移至设定位置时关闭振动泵，脱模，制得砖坯；
C. 免烧植草砖养护：制备好的免烧植草砖坯静置24 h，成型后用保鲜膜包裹，放在15～25℃下的不通风室内进行养护至3～5d，然后在密闭容器中进行碳化养护3～5d，其中碳养护条件为：温度15～25℃、湿度50%～70%、CO2体积分数＞15%。
与现有技术相比，本发明的主要有益技术效果在于：
本发明中各原料组分协同作用，使所得碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖强度高，抗冻、抗风化、抗碳化、耐水等耐久性好，植物适应性好；本发明对煤矸石利用率高，制备过程中碳排放量低，符合循环经济、环保理念，环境协调性好。
本发明中各主要原料之间的配合作用机理简述如下：
1．煤矸石原料优化处理机理：煤矸石由多种矿物组成，不同地区、不同采选过程产生的煤矸石的矿物组成不同，甚至差别较大，其潜在活性也差别较大，因此需要优化处理，以满足高强煤矸石对高品质煤矸石粉的技术要求。煤矸石中的高岭石、蒙脱石和伊利石等黏土类矿物本身硬度小（摩氏硬度值在1～2.5之间），显著低于石英、方解石、黄铁矿、赤铁矿等矿物，硬度小的矿物在破碎和粉磨过程中，比硬度大的矿物更容易变成尺寸更小的粉末颗粒。基于黏土类矿物硬度与其它矿物硬度的显著差异，本发明将洗选煤矸石经颚式破碎机和辊式破碎机破碎至颗粒小于5mm，并在球磨机中粉磨30～90min，用70目筛筛去大于0.212mm的颗粒，剩余粉体中高岭石等黏土矿物含量较处理前提高30%以上；最后得到的高品质煤矸石粉的主要矿物是高岭石、蒙脱石和伊利石等黏土类矿物，可以通过机械活化和热活化大大激发其潜在活性；所得高品质煤矸石粉进一步经高温煅烧后，呈现黄色，粉磨至比表面积≥600m2/kg，28d活性指数比未处理的煤矸石提高35%以上。
2．煤矸石粗骨料裹浆改性原理：相比普通的天然骨料，煤矸石硬度低、压碎值高、坚固性差，作为免烧植草砖骨料易导致砖体强度低，为提高煤矸石粗骨料力学性能，本发明采用煤矸石基地聚合物浆液对煤矸石粗骨料进行裹浆改性。地聚合物是硅铝质原材料在激发剂作用下，发生溶解—重构—缩聚等过程，生成无定形的胶体，该胶体具有三维网络状结构，具有优良的粘结性能、抗压强度和化学稳定性；裹浆后的煤矸石粗骨料表面形成一层力学性能和耐久性能优良的地聚合物壳体，并与煤矸石粗骨料具有很好的粘结；另外，煤矸石在破碎过程中易产生微裂纹，地聚合物浆液进入微裂纹后，产生的反应产物能够填充微裂纹，使得微观结构更致密。经上述裹浆处理，能显著增强煤矸石粗骨料的力学性能，压碎值降低40%以上；坚固性试验中，质量损失降低50%以上。基于以上机理，能使得制备免烧植草砖具有更高的力学和耐久性能。
3. 碳化养护改性机理：在免烧植草砖碳化养护过程中，混合物料体系中的电石渣、钢渣粉等碱性或者含钙物质（C-S-H凝胶等），在一定湿度下，与CO2发生反应，生成碳酸钙等碳酸盐，在孔隙和微裂纹位置沉积，填充孔隙和微裂纹，使得免烧植草砖微观结构更致密，强度更高。
4．纳米煤矸石作用机理：纳米煤矸石对免烧植草砖增强作用主要归结为填充效应、火山灰效应和成核效应。填充效应是纳米煤矸石作为纳米级微骨料，与超细粉体颗粒、煤矸石细骨料、裹浆煤矸石粗骨料等构成一个紧密堆积体系，纳米煤矸石颗粒尺寸达到纳米级，可以更好填充纳米级空隙，使得堆积体系更致密。火山灰效应是指纳米煤矸石里活性的氧化硅、氧化铝、氧化铁可以与电石渣、无机盐发生反应，生成水化硅酸钙凝胶、水化铝酸钙、水合铁钙凝胶，产生胶结能力；水化铝酸钙还可以跟副产品石膏中的二水石膏发生反应生成钙矾石，填充微细裂纹。成核效应是指纳米煤矸石表面存在大量断键和结构缺陷，具有较强吸附离子的能力，可作为新的成核位点，使得水化产物由均匀成核转变成非均匀成核，成核势垒大幅降低，水化产物容易结晶长大。基于以上机理，纳米煤矸石的使用使得制备的地聚合物具有更好的性能。
5.植物适应性提升机理：本发明的地聚合物体系中，碱性物质中的OH-参与了地聚合物的溶解-重构-缩聚反应，反应后硬化浆体孔隙溶液的OH-浓度低，pH值低（12左右），显著低于硅酸盐水泥硬化浆体孔隙溶液的pH值；另外，在碳化养护阶段，CO2在有水分存在的条件下，溶于水生成碳酸，碳酸与高碱性物质发生反应，使得pH值进一步降低至8以下，这就大大提高了免烧植草砖的植物适应性。
6．固废超细粉体效应：固废在超细粉碎时，物料受到强烈的冲击、摩擦、剪切、碰撞，矿物晶体将沿着晶体构造中键合力最弱的地方断裂；其表面分子排列分布结构发生变化，产生了奇特的表面与界面效应；超细粉体随着粒径减小（中位径5μm左右），表面积急剧增大（≥600m2/kg），引起表面原子数迅速增多，不饱和键数量增多，大大增大了粒子的活性，从而大大提高体系的反应程度，使得制备的地聚合物具有更高的反应程度和更好的性能。
7. 煤基固废增钙煅烧活性提升机理：煤矸石、煤泥等煤基固废通过增加电石渣，在500～900℃温度下煅烧，黏土矿物脱水，生成无定形产物，提高了煤基固废参与反应的程度；电石渣中的Ca(OH)2与部分Al2O3和SO3反应生成CaO·Al2O3和CaSO4，进一步增加反应程度与速度；煤基固废增钙煅烧后，反应活性大幅度提高，反应时间大大缩短；基于以上机理合理复配原料使制备得到的地聚合物具有更高的力学和耐久性能。
8．多源固废协同作用机理：多源固废协同作用使得反应速度和级数增加，大幅度提高基体强度。协同作用主要包括四部分：①热活化、机械活化和化学活化多活化手段协同作用：煅烧煤矸石、煅烧煤泥都是固废经煅烧热活化，黏土矿物发生脱水反应，形成无定形硅铝质产物，从而具有较高的反活性；固废超细粉体、烧成煤基固废超细粉体均经过机械粉磨后，比表面积大于600m2/kg，发挥机械活化效应，从而具有更高活性；在多种化学激发剂的各种阴阳离子复合作用下，具有更高的化学活化效应；②多源固废化学成分和矿物成分协同作用：各种固废均各自具有不同的化学成分和矿物成分，呈现复合超叠加效应，大大提高了反应速率和反应程度；③多种激发剂协同作用：电石渣、副产品石膏、无机盐等激发剂各自为系统提供不同的离子和碱性环境，在碱性环境下这些离子发生相互促进的交互作用，大大加速了固废成分的溶解、重构和聚合的反应过程与程度；④多产物协同作用：多源固废在多种活化手段下，生成了种类繁多的产物，主要有碱金属铝硅酸盐凝胶、C-S-H凝胶、C-A-S-H凝胶、C-N-A-S-H凝胶等无定形胶体，以及沸石类矿物、长石类矿物、钙矾石等晶体矿物，各种无定形胶体和各种晶体矿物相互镶嵌，相互填充，相互增强、增韧，从而使得制备的地聚合物具有更高的强度和耐久性。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。
在以下实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的制备方法，如无特别说明，均为常规方法。
以下实例中所涉及的材料：固废超细粉体的最大粒径小于20μm；超细粒化高炉矿渣粉的28d活性指数≥120%；超细粉煤灰的28d活性指数≥90%；煅烧煤矸石超细粉体的28d活性指数≥110%；煅烧煤泥超细粉体的28d活性指数≥115%；纳米煤矸石粉体粒径在30nm以下；电石渣中氢氧化钙含量大于85%；超细钢渣粉和赤泥比表面积≥600m2/kg；脱硫石膏中二水硫酸钙含量大于92%；高品质煤矸石粉中黏土矿物含量在70%以上；无机盐均为满足相关国家标准的工业品级产品；煤矸石细骨料由为掘进煤矸石经破碎筛分值制得，粒径在5mm以下。
以下实例中裹浆煤矸石粗骨料由下述方法制得：
①掘进煤矸石经破碎筛分，粒径在5mm～15mm范围内的颗粒为煤矸石粗骨料；
②煤矸石粗骨料浸泡至地聚合物浆液（煤矸石基地聚合物与水的质量比为1：0.3～0.4）里，浆液完全没过煤矸石粗骨料，放振动台上振动90s，静置60s，再振动90s，静置60s；
③用筛网滤掉浆液，然后放阴凉处，1d内翻动3～5次，初始两次翻动时间在3h内进行，避免颗粒粘结；
④继续放阴凉处（气温15℃以上），如有颗粒表面有干燥现象，喷雾使表面呈潮湿状态，至28d。
以下实例中高品质煤矸石粉由下述方法制得：洗选煤矸石经颚式破碎机和辊式破碎机破碎至颗粒小于5mm，并在球磨机中粉磨30min，用70目筛筛去大于0.212mm的颗粒，即得高品质煤矸石粉。
烧煤矸石超细粉体由下述方法制得：高品质煤矸石粉和15%的电石渣混合，粉磨至比表面积≥300m2/kg，筛下粉体在749℃下煅烧30min，然后粉磨至比表面积≥600m2/kg，自然冷却后即得。
煅烧煤泥超细粉体由下述方法制得：煤泥和15%的电石渣混合，粉磨至比表面积≥300m2/kg，在600℃下煅烧30min，然后粉磨至比表面积≥600m2/kg，自然冷却后即得。
以下实例中免烧植草砖均包括以下制备步骤：
（1）预拌料的制备：先将称量好的原材料（除煤矸石细骨料和裹浆煤矸石粗骨料以外）倒入强制式搅拌机中搅拌，搅拌分为两个阶段，第一个阶段是搅拌机慢速搅拌30 s，然后匀速加入煤矸石细骨料和裹浆煤矸石粗骨料，继续慢速搅拌60 s后静置60 s，接着再快速搅拌60 s，完成预拌料的制备。
（2）免烧植草砖坯制备：将预拌料倒入模具中，开启下侧振动泵，直至预拌料与模具上沿处于同一水平面上，关闭振动泵；将压板移回初始位置并打开压板控制阀，使压板向下移动并与预拌料充分接触；开启上侧振动泵，待压板下移至设定位置时关闭振动泵，脱模，制得砖坯。
（3）免烧植草砖养护：制备好的免烧植草砖坯静置24 h，成型后用保鲜膜包裹，放在(20±5)℃的不通风室内进行养护至3～5d，然后在密闭容器中进行碳化养护3～5d，其中碳养护条件为温度（20±5）℃、湿度为50%～70%、CO2体积分数大于15%。
以下所涉及的免烧植草砖性能检测或评价方法：免烧植草砖的抗压强度按照《混凝土实心砖》（GB/T 21144-2007）进行。免烧植草砖的密度等级、吸水率、干燥收缩率、碳化系数和软化系数测试均按照《混凝土试块和砖试验方法》（GB/T 4111-2013）所规定的方法检测。抗冻性按照《混凝土砌块和砖试验方法》（GB/T 4111-2013）和《混凝土实心砖》（GB/T21144-2007）进行。泛霜试验均按《砌墙砖试验方法》（GB/T2542-2012）中的相关规定进行。
实施例1 一种碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，由以下重量份的原料制成：
煤矸石基地聚合物395份、煤矸石细骨料594份、裹浆煤矸石粗骨料1382份、水176份。其中，煤矸石基地聚合物胶凝材料由以下重量份的原料制成：超细粒化高炉矿渣粉123份、煅烧煤矸石超细粉体167份、超细钢渣粉35份、电石渣35份、脱硫石膏35份。裹浆煤矸石粗骨料制备过程中，煤矸石基地聚合物与水的质量比为1：0.38。
实施例2 一种碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，由以下重量份的原料制成：
煤矸石基地聚合物415份、煤矸石细骨料599份、裹浆煤矸石粗骨料1472份、水166份。其中，煤矸石基地聚合物胶凝材料由以下重量份的原料制成：超细粒化高炉矿渣粉126份、煅烧煤矸石超细粉体165份、超细钢渣粉40份、电石渣63份、氯化钙21份。裹浆煤矸石粗骨料制备过程中，煤矸石基地聚合物与水的质量比为1：0.35。
实施例3 一种碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，由以下重量份的原料制成：
煤矸石基地聚合物520份、煤矸石细骨料575份、裹浆煤矸石粗骨料1342份、水165份。其中，煤矸石基地聚合物胶凝材料由以下重量份的原料制成：超细粒化高炉矿渣粉196份、煅烧煤矸石超细粉体206份、煅烧煤泥超细粉体58份、电石渣50份、碳酸钠10份。裹浆煤矸石粗骨料制备过程中，煤矸石基地聚合物与水的质量比为1：0.38。
实施例4 一种碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，由以下重量份的原料制成：
煤矸石基地聚合物467份、煤矸石细骨料563份、裹浆煤矸石粗骨料1438份、水168份。其中，煤矸石基地聚合物胶凝材料由以下重量份的原料制成：超细粒化高炉矿渣粉109份、煅烧煤矸石超细粉体177份、煅烧煤泥超细粉体42份、电石渣50份、赤泥56份、水玻璃33份。裹浆煤矸石粗骨料制备过程中，煤矸石基地聚合物与水的质量比为1：0.38。
表1 免烧植草砖性能测试结果
。
由以上各实施例的性能试验检测结果可知，本发明制备煤矸石基低碳免烧植草砖强度高，抗冻、抗风化、抗碳化、耐水等耐久性好，固体废弃物利用率高，碳排放量低，植物适应性好，环境协调性好、节能环保，符合循环经济、环保理念。
上面结合实施例对本发明作了详细的说明；但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者是对相关材料及方法步骤进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (10)

1.一种碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，其特征在于，由以下重量份的原料制成：煤矸石基地聚合物260～520份、煤矸石细骨料624～936份、裹浆煤矸石粗骨料1144～1714份、水200～300份；
其中，所述煤矸石基地聚合物由以下重量份的原料制成：固废超细粉体110～220份、烧成煤基固废超细粉体110～220份、纳米煤矸石粉体0～22份、碱性物质10～118份、石膏0～45份、无机盐0～25份；
所述裹浆煤矸石粗骨料由下述方法制得：将粒径为5mm～15mm的煤矸石粗骨料颗粒浸没至煤矸石基地聚合物浆液中，振荡后静置，并重复1～2次后滤去浆液，然后置阴凉处养护25～30d，养护温度≥15℃，期间使物料保持湿润状态；所述煤矸石基地聚合物浆液由煤矸石基地聚合物与水按1：0.3～0.5的质量比组成。
2.根据权利要求1所述的碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，其特征在于，所述无机盐为碳酸盐、硝酸盐、氯盐、偏硅酸盐、硅酸盐、水玻璃中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，其特征在于，以重量百分比计，所述固废超细粉体由如下比表面积≥600m2/kg的细粉料组成：超细粒化高炉矿渣粉50～100%、超细粉煤灰0～50%。
4.根据权利要求1所述的碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，其特征在于，以重量百分比计，所述碱性物质由如下比表面积≥600m2/kg的细粉料组成：电石渣50～100%、超细钢渣粉0～50%，赤泥0～50%。
5.根据权利要求1所述的碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，其特征在于，所述纳米煤矸石粉体比表面积＞240m2/g，粒径＜30nm；所述石膏为脱硫石膏、磷石膏中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，其特征在于，以重量百分比计，所述烧成煤基固废超细粉体由如下比表面积≥600m2/kg的细粉料组成：煅烧煤矸石超细粉体50～100%、煅烧煤泥超细粉体0～50%。
7.根据权利要求6所述的碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，其特征在于，所述煅烧煤矸石超细粉体的制备方法如下：
由煤矸石粉混合0～20%的电石渣，粉磨至比表面积≥300m2/kg，筛下粉体在749℃下煅烧25～35min，然后粉磨至比表面积≥600m2/kg；所述煤矸石粉是由洗选后的煤矸石经颚式破碎机和/或辊式破碎机破碎至颗粒＜5mm，再由球磨机中粉磨30～90 min后筛去粒径＞0.212mm的颗粒所得粉料。
8.根据权利要求6所述的碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，其特征在于，所述煅烧煤泥超细粉体的制备方法如下：
取洗煤过程中产生的煤泥混合0～20%的电石渣，在600℃下煅烧25～35min，然后粉磨至比表面积≥600m2/kg。
9.根据权利要求1所述的碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖，其特征在于，所述煤矸石细骨料是由掘进煤矸石经破碎筛分而得到粒径＜5mm的颗粒料。
10.权利要求1所述碳化养护高强煤矸石基低碳免烧植草砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.预拌料制备：按权利要求1所述原料配比配置各原料，先将除煤矸石细骨料和裹浆煤矸石粗骨料以外的其余各原料倒入强制式搅拌机中搅拌，搅拌机先慢速搅拌30 s，然后匀速加入煤矸石细骨料和裹浆煤矸石粗骨料，继续慢速搅拌60 s后静置60 s，接着再快速搅拌60 s，完成预拌料的制备；
B. 免烧植草砖成型：将预拌料倒入模具中，开启制砖机下侧振动泵，直至预拌料与模具上沿处于同一水平面上，关闭振动泵；将压板移回初始位置并打开压板控制阀，使压板向下移动并与预拌料充分接触；开启上侧振动泵，待压板下移至设定位置时关闭振动泵，脱模，制得砖坯；
C. 免烧植草砖养护：制备好的免烧植草砖坯静置10～30h，成型后用保鲜膜包裹，放在15～25℃下的不通风室内进行养护至3～5d，然后在密闭容器中进行碳化养护3～5d，其中碳养护条件为：温度15～25℃、湿度50%～70%、CO2体积分数＞15%。
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