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本文以工业废弃物——粉煤灰和煤矸石为原料在碱性激活剂作用下，采用适当工艺过程制备地质聚合物。考察了地质聚合物形成的养护制度，水玻璃模数，激发剂掺入量，水灰比等主要影响因素。研究结果表明：制备粉煤灰地质聚合物的最佳工艺参数为：水玻璃模数为1.5，水灰比为0.26，激发剂与粉煤灰之比为0.20，其地质聚合物28 d的抗压强度高达109.84 MPa。论文采用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)配备的X-射线能谱(EDS)、场发射扫描电镜(FESEM)等现代分析手段对碱激发粉煤灰地质聚合物不同水化龄期的反应产物及水化过程进行了较系统的研究。XRD和FTIR结果表明：在养护7d后，粉煤灰中的玻璃质与碱激发剂发生解聚-缩聚反应，形成了新的玻璃相铝硅酸盐凝胶体，并生成了一定量的黝帘石矿物晶相。EDS结果表明：由于碱激发剂硅酸钠的水解，粉煤灰中Na的含量在水化早期急剧增加，而形成NaOH覆盖在粉煤灰颗粒的表面，与玻璃体反应，加速粉煤灰中的Si-O-Al，Si-O-Si，Al-O-Al键断裂。随水化时间的延长有较多量的Ca从粉煤灰中析出进入凝胶体中，同时，Na／(Si+Al)和Ca／(Si+Al)的比值在水化后期都趋于稳定，Si／Al在1.5-2.0之间，表明主要形成了PSS型地质聚合物。研究发现，当粉煤灰颗粒表面Si／Al＞3时，粉煤灰颗粒不易与碱发生反应。SEM形貌观察结果表明：粉煤灰在碱激发下首先生成一种纳米级的粒子，而在水化后期形成致密的网络状凝胶体。高分辨FESEM结果表明：各个水化龄期，生成的地质聚合物凝胶相是由骨架单元相互通过搭接形成的三维网络结构，这些骨架单元都是约为50nm范围内的纳米粒子。而且随着水化时间的延长，网络结构变的更加密实。