在建筑材料领域，随着环保要求日益严苛与资源可持续利用理念的深入，环氧砂浆的发展备受关注。2025 年，环氧砂浆行业呈现出向高性能、绿色化转型的趋势。市场调研数据显示，预计到2025年底，采用工业固废改性的环氧砂浆产品市场份额将提升至 35%，其中煤矸石细骨料改性技术成为推动行业发展的关键力量。在此背景下，探究煤矸石细骨料改性处理对砂浆性能的影响，对环氧砂浆行业的发展具有重要意义。

  一、不同改性处理对环氧砂浆吸水率的显著影响

  在保证砂浆相同稠度的情况下，不同改性处理的煤矸石细骨料制备的环氧砂浆吸水率存在明显差异。未改性的煤矸石砂浆达到相同稠度时需水量最高，相比之下，采用粉煤灰 - 水泥浆体包裹、环氧树脂包裹、粉煤灰水泥浆体包裹协同 CO₂矿化改性处理后，砂浆需水量均有所降低。其中，环氧树脂包裹改性处理效果最为突出，在降低砂浆需水量方面表现优异。

  从 7d 龄期砂浆试块吸水率来看，未改性的煤矸石砂浆吸水率为 9.5%，而经粉煤灰 - 水泥浆体包裹、环氧树脂包裹、粉煤灰水泥浆体包裹协同 CO₂矿化改性处理后，砂浆吸水率分别降低了 9.5%、25.3%、22.1%。环氧树脂包裹改性处理的煤矸石细骨料制备的环氧砂浆吸水率最低，仅为 7.1%。这主要是因为粉煤灰的微集料填充效应和火山灰效应，以及 CO₂矿化生成的 CaCO₃细化孔径结构，而环氧树脂硬化后在骨料表面形成的致密保护膜，更是增强了骨料与水泥基体的黏结强度，使砂浆基体更为密实，有效降低了吸水率。

  二、改性处理显著提升环氧砂浆力学性能

  煤矸石经不同改性处理后制备的环氧砂浆，7d 抗折、抗压强度均有显著增加。未改性的煤矸石砂浆抗压强度为 11.8MPa，经粉煤灰 - 水泥浆体包裹、环氧树脂包裹、粉煤灰水泥浆体包裹协同 CO₂矿化改性处理后，砂浆抗压强度分别提高了 5.1%、28.8%、19.5%。其中，环氧树脂包裹改性处理的煤矸石细骨料制备的环氧砂浆抗压强度提升效果最为明显，达到 15.2MPa，抗折强度也达到 2.5MPa。

  环氧砂浆行业趋势分析指出，这种力学性能的提升有着明确的作用机理，煤矸石细骨料本身存在大量孔隙和微裂缝，强度较低，经粉煤灰浆体包裹处理后，其孔隙和裂缝被填充，活性物质发生反应增强了骨料与水泥基体间的黏结强度;CO₂矿化养护生成硬度和体积更大的 CaCO₃，细化了砂浆基体的孔径结构;而环氧树脂包裹后，随着水泥水化和环氧树脂固化成膜，形成的三维网络结构提升了环氧砂浆的整体强度。

  三、改性处理有效增强环氧砂浆弹性模量

  不同改性处理技术对环氧砂浆弹性模量的影响同样显著。未改性的煤矸石砂浆弹性模量为 11.02GPa，经粉煤灰 - 水泥浆体包裹、环氧树脂包裹、粉煤灰水泥浆体包裹协同 CO₂矿化改性处理后，砂浆弹性模量分别提高了 11.7%、32.4%、25.7%。其中，环氧树脂包裹改性处理的煤矸石细骨料制备的环氧砂浆弹性模量增加更为明显，达到 14.59GPa。

  砂浆的弹性模量与骨料强度密切相关，粉煤灰改性处理填充了煤矸石细骨料表面孔隙，CO₂矿化生成 CaCO₃提升了强度和密实度，而环氧树脂硬化后具有较高的强度和黏结性，不仅提升了骨料强度，还增加了骨料与水泥基体的黏结力，从而显著提升了环氧砂浆的弹性模量。

  四、改性处理改变环氧砂浆物相组成与微观形貌

  通过对不同改性处理的煤矸石砂浆物相组成进行分析发现，在未改性及不同改性处理后的砂浆 XRD 谱中，均存在 SiO₂峰、水化产物 Ca (OH)₂峰、未水化的 C₂S 和 C₃S 峰以及 CaCO₃峰。但经 CO₂矿化养护处理的砂浆，Ca (OH)₂峰强度降低，CaCO₃峰强度明显增加，这表明 CO₂矿化养护使水化产物与 CO₂反应生成 CaCO₃，有效捕获了 CO₂，同时强化了粉煤灰水泥浆体包裹改性的效果。

  《2025-2030年中国环氧砂浆行业发展趋势及竞争策略研究报告》从微观形貌来看，未改性的煤矸石砂浆骨料界面过渡区结构松散，存在明显裂缝和孔隙;经粉煤灰 - 水泥浆体包裹后，界面过渡区裂缝和孔隙相对减少，宽度减小;经 CO₂矿化处理和环氧树脂包裹改性处理的砂浆，骨料表面分别有大量矿化产物生成和被大量有机物包裹，且骨料界面过渡区结构更为致密，宽度明显变小。这种微观结构的改善，与环氧砂浆力学性能的提升结果一致。

  综上所述，煤矸石细骨料改性处理对环氧砂浆性能有着显著影响。在吸水率方面，环氧树脂包裹改性处理效果最佳，可使砂浆吸水率降低 25.3%;在力学性能和弹性模量上，同样是环氧树脂包裹改性处理提升效果最为显著，抗压强度提升28.8%，弹性模量提升32.4%，同时该改性处理还能明显改善砂浆界面过渡区结构。这些研究成果为煤矸石骨料的改性及其在环氧砂浆等建筑材料中的应用提供了重要的数据支撑和理论依据，也顺应了 2025 年环氧砂浆行业高性能、绿色化的发展趋势，有助于推动行业的可持续发展。