自燃煤矸石是煤炭开采和洗选加工过程中弃置的固体废料,其可燃成分在自然条件下发生氧化反应燃烧后形成的岩石。目前,我国煤矸石已累计堆存50亿吨以上,且仍在以每年3.0～3.5亿吨的速度持续增加,预计到2020年,全国煤矸石年排放量将增至7.29亿吨,严重污染生态环境,与可持续发展相违,其危害性不可小觑。自燃煤矸石的矿物成分主要是铝硅酸盐矿物、碳等,而经过高温热处理后的煤矸石又称煅烧煤矸石,可大大提高其火山灰活性,增大其应用范围。这决定了自燃煤矸石可作为新型绿色胶凝材料——地质聚合物原材料的最佳选择,其具有强度高、硬化快、耐腐蚀、耐高温等诸多特性,且可以与其他固体废弃物（矿渣、粉煤灰）结合使用,从资源利用及环境保护角度是新型胶凝材料的最优选择,是实现“高耗能”水泥向“绿色”发展之路的转变,因此备受国内外关注,已经成为世界性的研究热点。本着“可持续发展、以废治废、循环利用”的原则,本研究课题采用传统工业废料——自燃煤矸石、矿渣、粉煤灰为地质聚合物的主要原材料,以自燃煤矸石碱激发、高温煅烧活化为主线,研究自燃煤矸石、煅烧煤矸石基地质聚合物再生混凝土的力学性能、微观结构,力求将自燃煤矸石全覆盖、多角度、立体化应用在地质聚合物再生混凝土。本文的主要研究内容如下:（1）将废弃混凝土进行破碎、筛分、清洗等工序加工的再生粗骨料,并与天然粗骨料的物理力学性能进行对比试验。主要分析天然粗骨料和再生粗骨料表观密度、吸水率和压碎值指标。研究结果表明:各再生粗骨料的物理力学性能较之天然粗骨料均有不同程度的降低。（2）采用自燃煤矸石、煅烧煤矸石为主要原材料,综合添加传统大宗工业固体废料矿渣、粉煤灰制备地质聚合物。以制备的地质聚合物代替全部水泥生产21世纪的绿色混凝土——煤矸石基地质聚合物再生混凝土。通过胶砂强度等可靠技术指标,采用试验方法设计2种煤矸石（自燃煤矸石、煅烧煤矸石）基地质聚合物再生混凝土配合比,配制5组不同再生粗骨料掺入量（0%、30%、50%、70%、100%）、3种龄期（3d、7d、28d）、共计150块的自燃煤矸石、煅烧煤矸石基地质聚合物混凝土试件。（3）采用人工级配再生粗骨料、以自燃煤矸石、煅烧煤矸石基地质聚合物为胶凝材料,基于矿物掺合料应用技术规范配合比设计方法,制备煤矸石基地质聚合物再生混凝土。并与天然粗骨料混凝土进行抗压强度、劈裂抗拉强度对比,分析不同再生粗骨料掺入量对煤矸石基地质聚合物混凝土力学性能的影响,探讨大掺量再生粗骨料在煤矸石基地质聚合物混凝土中应用的可能性。（4）采用扫描电镜（SEM）技术分别对自燃煤矸石基和煅烧煤矸石基地质聚合物再生混凝土的各龄期（3d、7d、28d）的微观结构分析。研究表明:一方面,再生粗骨料与煤矸石（自燃煤矸石、煅烧煤矸石）基地质聚合物基体之间的界面处存在微裂缝;7d自燃煤矸石、煅烧煤矸石基再生混凝土水化反应生成物主要是针状水化硅铝酸钠（钙）（N,C-A-S-H）、颗粒状C-S-H凝胶,且整个过渡区疏松多孔;随着养护龄期的增加;28d自燃煤矸石、煅烧煤矸石基地质聚合物中的孔隙被逐渐填补,使得地质聚合物的结构更加紧凑均匀,且使地质聚合物与再生粗骨料的界面区域得以强化;另一方面,自燃煤矸石基地质聚合物发生的钙溶解反应与硅铝相互作用形成孔隙结构,而随着时间推移,聚合反应进一步加强,孔隙明显较早期均匀、封闭;煅烧煤矸石基地质聚合物由于随着养护龄期增长,其水化反应需求程度越高,硅铝比过高、碱环境的不足造成体系中存在大量未反应的游离态Si O2,并且以无定型硅酸根的方式形成地质聚合物硬化体,使得煅烧煤矸石地质聚合物基再生混凝土表面生成大量裂缝,较自燃煤矸石基地质聚合物再生混凝土相比,抗压强度、劈裂抗拉强度有所降低。