煤矸石中含有 一定量的氧化铝和氧化硅成分。在煤矸石的利用中，将铝硅质量比（w（Al2O3）/w（SiO2））大于0．5的煤矸石作为制造墙体砖、高级陶瓷、煅烧高岭土及分子筛的原料；将铝硅质量比小于0．5的煤矸石（以砂岩质煤矸石为主），配以适当的铝铁质校正原料生产水泥熟料；而铝硅含量（w（Al2O3 SiO2））较高的煤矸石，经过适当活化处理，可用于生产水泥。
煤矸石具有一定热值，煤矸石用于生产水泥和熟料可节约部分燃料。但是，煤矸石品质波动较大，容易影响水泥熟料质量，而且煤矸石中硬质砂岩含量较高，应用于水泥生产过程中磨矿能耗大，所以煤矸石用于水泥生产的技术推广比较缓慢。
然而，煤矸石用于道路工程建设在国外已经有很长的历史。从相关文献看，法国、美国将燃烧过的煤矸石渣用于道路充填材料，俄罗斯巴斯顿煤矿将加工后的自燃煤矸石铺筑在沥青混凝土路面之下，作为底基层材料，英国将煤矸石与铝土矿按照4∶1比例混合，制成防滑简易路面。
我国于1998年京福高速利用煤矿石铺筑了10km路段，2003年平顶山至临汾高速也有10．2km路段填筑了煤矸石，这些路况至今良好。煤矸石颗粒表面粗糙并具有棱角性，碾压后相互嵌挤而比较紧密，产生一定的摩擦力，与水泥胶结作用，更具有良好的路用性能。煤矸石颗粒的组成、膨胀性、密实性、水稳性等理化性能优良，表明煤矸石可应用于道路工程中。
王晴等通过正交试验，采用电通量法来评价煤矸石混凝土氯离子渗透性能。发现水胶比对煤矸石混凝土抗氯离子渗透性能的影响较为显著，硅灰掺量影响较大，煤矸石掺量和减水剂掺量对混凝土抗氯离子渗透性能影响较小。制备最佳抗氯离子渗透性能的煤矸石混凝土组合，水胶比为0．30，煤矸石掺量为40 %，减 水 分 剂 掺 量 为0．75 %，硅灰掺量为7 %，此时煤矸石混凝土的6h电通量为943．25C，具有较强的抗氯离子渗透性能。
张玉庆采用不同替代量的煤矸石集料制备透水性生态混凝土。随着煤矸石替代量的增加，透水性生态混凝土的28d抗压强度和抗折强度逐渐降低，并且都存在着近似的线性关系。替代量不大于40%时，煤矸石集料透水性生态混凝土可满足路面的应用要求。
揣丹等以陕西铜川煤矸石为主要原料，以水泥为粘结剂，制成煤矸石－水泥基泡沫混凝土，研究了PVA掺量对泡沫混凝土孔隙结构、力学性能及导电性能的影响。结果表明，掺入PVA可明显改善泡沫混凝土的孔隙结构且分布更均匀，干密度及吸水率有所降低，当PVA掺量为2 %时，28d抗压强度、抗折强度分别为6．72、2．04 MPa，且导热系数相对较低。
王晴等研究了煤矸石取代碎石对混凝土抗冻性的影响，并且通过使用矿物掺合料和外加剂来提高混凝土的抗冻性。研究结果表明，随着煤矸石取代量的增加，抗冻性逐渐下降，适宜掺量不超过60%；粉煤灰、高效减水剂、引气剂的掺入可以改善混凝土的孔结构，减缓随冻融次数增加而增长的孔的劣化速率，显著提高混凝土的抗冻能力。粉煤灰的最佳掺量为胶凝材料的10%；减水剂与引气剂复合使用效果更好，当掺量分别在0．40 %和0．02 %时，混凝土抗冻能力最强。
煤矸石沥青混凝土的研究在国内开始兴起。牛存良等在北京市担下路铺筑了首条温拌WAC－25C煤矸石沥青混凝土路面底面层，该工程的配合比为：石灰岩（10～30mm）∶石灰岩（10～20mm）：煤矸石（5～10mm）∶机制砂：矿粉=26∶22∶21∶29∶2，最佳油石比为4%，试验技术指标优良，其 中 车 辙 试 验（60 ℃）动稳定度 为1968次/mm，残留马歇尔稳定度 为93．2 %，冻融劈 裂 残 留 强度比为81．7 %。该 工 程 共 铺 筑7cm厚煤矸石沥青混凝土31898．71m2，使用煤矸石417m3。经检测和实践表明，温拌煤矸石沥青混凝土是低碳环保型的路面底面层材料。
煤矸石可以配制成煤矸石沥青混凝土，并成功运用在道路建设中。
我国20世纪80年代开始研制煤矸石陶粒轻集料混凝土，但是目前煤矸石轻集料混凝土尚处于工业试验阶段，多数企业采用回转窑法生产膨胀性的煤矸石陶粒，实际混凝土工程中仍普遍存在混凝土开裂现象。
因此，一般被迫采取增加胶凝材料用量、掺加高效减缩剂和活性矿物掺合料的技术措施来防止开裂，但又造成了混凝土的明显收缩、开裂和耐久性下降，严重制约了其在结构工程上的应用。
因此，提高煤矸石轻集料混凝土的体积稳定性，减少收缩开裂是决定煤矸石轻集料混凝土应用的关键。邱景平等开展了减缩剂、陶粒预湿对煤矸石陶粒轻集料混凝土体积稳定性的影响研究，发现增加减缩剂掺量与提高煤矸石陶粒预湿程度，均会造成煤矸石陶粒轻集料混凝土试件的收缩率明显下降，体积稳定性明显改善。两者复合应用更有利于降低 试件的收缩率、提高试件的稳定性。
