碱激发矿渣地质聚合物具有早强、高强、能耗低、高抗渗、耐腐蚀、环境友好、热稳定性好等性能优势,是当今最具发展前景的胶凝材料。但是碱激发矿渣地质聚合物同样存在凝结快、脆性大、韧性差、易开裂等缺陷,并且到目前为止尚未找到理想的解决办法,导致其应用领域受到了极大限制。首先,课题研究了不同水玻璃模数、液胶比、温度以及不同种类、不同掺量的缓凝性物质在单/复掺条件下对碱激发矿渣地质聚合物凝结时间及抗压强度的影响。研究结果表明:水玻璃模数、液胶比、温度、缓凝剂对碱激发矿渣地质聚合物的凝结硬化过程具有重要影响。相同浓度下,低模数水玻璃溶液(M=1.0、M=1.2)中硅氧四面体以低聚状态存在,激发矿渣形成聚合物凝结硬化快、绝对强度高;液胶比在0.45~0.55范围内,随液胶比的增大,碱激发矿渣地质聚合物的凝结硬化过程趋缓,通过液胶比控制碱激发矿渣聚合物的凝结硬化速率影响不大;缓凝剂对控制碱激发矿渣地质聚合物的凝结硬化过程具有显著作用,且硝酸钡与聚合硫酸铝或硝酸钡与硼酸复合使用的缓凝效果更优。缓凝剂是控制碱激发矿物聚合物的首选措施。其次,课题研究了不同砂胶比和不同种类纤维在单掺和混掺纤维条件下对碱激发矿渣地质聚合物干燥收缩性能的影响。研究结果表明:随着砂胶比的提高,碱激发矿渣地质聚合物干燥收率显著降低,适宜的胶砂比宜控制在1.0~2.0范围内;相同掺量下,钢纤维对碱激发矿渣聚合物干燥收缩的抑制效果优于碳纤维和玄武岩纤维,当钢纤维体积掺量为1.0%时,1d和28d时的收缩率比基准降低了68.03%和68.81%。最后,课题研究了不同种类、不同体积掺量下,纤维单掺和混杂对碱激发矿渣地质聚合物力学性能及弯曲韧性的影响。研究结果表明:钢纤维掺量低于0.5%时,对矿渣地质聚合物材料的力学性能有负面影响,在低掺量时不宜单独使用钢纤维;纤维掺量大于1.0%时,相比于碳纤维和玄武岩纤维,钢纤维对矿渣地质聚合物增强、增韧效果最好;钢纤维与玄武岩纤维、碳纤维混杂使用时,能克服钢纤维比重过大、易沉降带来的缺陷,有利于钢纤维的增强、增韧效果。