中国报告大厅网讯，2025年，全国原煤产量预计42亿吨，同步产生的煤矸石仍将突破7.5亿吨，累计堆存已超60亿吨。在“双碳”考核与黄河流域生态修复双重压力下，把煤矸石从“占地+自燃”变成“资源+强度”成为行业唯一出路。下面这组拉拔试验，用0%、50%、100%三种骨料替代率，给出钢筋与煤矸石混凝土“能怎么用、该用多长”的硬边界。

  一、煤矸石骨料替代：极限黏结强度随替代率增加而阶梯下降

  《2025-2030年中国煤矸石行业项目调研及市场前景预测评估报告》指出，拉拔试件150mm×150mm×150mm，HRB400钢筋直径16mm，锚固长度5d。数据显示：

  0%替代时极限黏结强度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%

  煤矸石颗粒表观密度2465kg/m³，比天然砂低119kg/m³，压碎指标22.8%高于天然砂7.6个百分点，界面过渡区变薄是黏结力下滑的主因。

  二、煤矸石锚固长度：5d成为“性价比”临界点

  同一50%替代率、16mm直径条件下：

  3d锚固极限强度8.6MPa，滑移位移2.3mm

  5d锚固极限强度6.7MPa，滑移位移1.8mm

  7d锚固极限强度5.3MPa，滑移位移1.2mm

  锚固长度每增加1d，平均黏结强度再降约11%，而材料用量增加17%。综合强度-成本曲线，5d被认定为工程推荐值，可节省钢筋7%左右。

  三、煤矸石钢筋直径：越粗黏结越弱，14mm比18mm强度高43%

  保持50%替代率、5d锚固不变：

  14mm钢筋极限黏结强度9.3MPa

  16mm降至6.7MPa，降幅28%

  18mm再跌至5.3MPa，总降幅43%

  直径增大导致相对黏结面积减小，同时大直径钢筋表面泌水通道增多，孔隙率平均提高1.4%，黏结滑移提前结束。

  四、煤矸石混凝土配合比：50%替代率28d强度31.4MPa，弹性模量31.3GPa

  水泥325kg、水195kg、粗骨料1090kg不变

  天然砂由790kg→395kg，煤矸石细骨料0→299.8kg，附加水20.5kg

  28d立方体强度31.4MPa，弹性模量31.3×10³MPa，比天然砂基准仅下降9%，满足C30结构要求

  压碎值与吸水率同步上升，需额外附加水10.3~41kg/m³以保证工作度。

  五、煤矸石破坏模式：3d锚固易劈裂，5d以上转拔出

  煤矸石行业分析指出，0%替代试件：劈裂破坏，裂缝沿钢筋纵长爆发

  50%替代+3d锚固：劈裂-拔出混合，裂缝宽0.8mm

  50%替代+5d/7d锚固：纯拔出破坏，混凝土保持完整

  破坏形态表明，只要锚固长度≥5d，煤矸石混凝土仍可发挥足够约束，避免脆性劈裂。

  总结

  2025年，7.5亿吨煤矸石正在从“生态负债”转向“建材资产”。拉拔试验用铁数据划出安全红线：替代率50%以内、锚固长度5d、钢筋直径≤16mm，可让煤矸石混凝土黏结强度保持在6.7MPa以上，兼顾结构安全与造价优势。守住这条边界，煤矸石不仅能吃掉存量固废，还能为黄河流域、华北矿区提供一条“固废-建材-减排”的新赛道。