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地质聚合物是一种高性能的新型胶凝材料,具有耐腐蚀、抗渗透、耐高温等特殊的理化性能,而且,与普通硅酸盐水泥相比,具有原料来源广泛、价格低廉、绿色环保、制备工艺简单等优点。众多优异的性能使地质聚合物成为国内外研究的热点,具有广阔的发展和应用空间。本论文主要以粉煤灰和镍铁渣为原料,在碱性激发剂的作用下制备地质聚合物胶凝材料。主要研究了水玻璃模数、碱性激发剂掺量、水灰比等工艺参数对地质聚合物材料性能的影响,并对所制备地质聚合物材料的耐久性进行研究,主要包括抗冻性、耐高温性和抗化学侵蚀性等。论文主要研究工作及成果如下:以粉煤灰为原料,采用水玻璃和氢氧化钠作为碱性激发剂制备粉煤灰地质聚合物胶凝材料。粉煤灰地质聚合物材料的最佳制备工艺参数为:水玻璃模数1.4、碱性激发剂掺量14%、水灰比0.24;在标准养护、自然养护、薄膜养护和水中养护四种养护方式中,薄膜养护是粉煤灰地质聚合物最为理想的养护方式。以最佳工艺参数制备的粉煤灰地质聚合物28d抗压强度为60.33MPa。以镍铁渣为原料,通过碱激发制备地质聚合物胶凝材料。对镍铁渣进行粉磨处理,通过研究粉磨时间对镍铁渣的细度、比表面积和活性的影响规律,选择粉磨70min,即比表面积461m2/kg、45μm筛余7.03%的镍铁渣作为后续实验的原料。研究结果表明:水玻璃对镍铁渣的激发效果最好。制备镍铁渣地质聚合物的最佳工艺参数为:水玻璃模数2.2、碱性激发剂掺量12%、水灰比0.28。以最佳工艺参数制备的镍铁渣地质聚合物胶凝材料28d抗压强度高达110.32MPa,且具有较好的热稳定性和耐久性。经30次冻融循环后,试样的质量损失率小于2%,抗压强度仍可达83.93MPa;经800?C热处理后,镍铁渣地质聚合物试样的质量损失率为18.2%,抗压强度降为59.61MPa。在典型的抗化学侵蚀实验中,镍铁渣地质聚合物试样在5%的HCl溶液中的质量损失最大,浸泡60d的质量损失率为9.7%,抗压强度虽下降了31.7%,但是仍可达73.25MPa。以粉煤灰和镍铁渣为原料,以水玻璃和氢氧化钠为碱性激发剂制备粉煤灰-镍铁渣地质聚合物胶凝材料,研究粉煤灰掺量对粉煤灰-镍铁渣地质聚合物抗压强度的影响。研究结果表明:随着粉煤灰掺量的增加,粉煤灰-镍铁渣地质聚合物材料的抗压强度逐渐降低。当粉煤灰掺量为50%时,粉煤灰-镍铁渣地质聚合物的抗压强度虽下降了33.0%,但仍可达71.83MPa,远高于以最佳工艺参数制备的纯粉煤灰地质聚合物的抗压强度,且具有较好的热稳定性和耐久性。试样经30次冻融循环后的质量损失率小于2%,抗压强度虽下降了21.7%,但仍可达54.93MPa。经800?C热处理后,粉煤灰-镍铁渣地质聚合物试样的质量损失率达到17.3%,28d抗压强度下降为38.76MPa。在典型的抗化学侵蚀实验中,粉煤灰-镍铁渣地质聚合物试样在HCl溶液中的质量损失最大,浸泡60d的质量损失率为9.3%,抗压强度下降了19.5%,但仍可达57.31MPa。