本论文在四川省科技厅应用基础研究项目：利用粉煤灰生产地聚水泥的研究(批准号：051061)的经费资助下完成的。 针对硅酸盐水泥生产过程能耗大、污染严重、资源没有充分利用以及我国每年排放的粉煤灰量大(达到2亿t以上，其累计堆放量约为40亿t，占地4～5万公顷)，粉煤灰年利用率不高，没有充分发掘粉煤灰这一宝贵的硅铝资源价值的问题而开展的。本文利用正交实验设计方法，以粉煤灰为主要原料(掺量超过目前水平)，在不掺水泥或水泥熟料及不使用高岭土的情况下，研究了粉煤灰的种类，碱激发剂种类，粉煤灰细度和养护制度以及各因素之间的交互作用等因素对制备地聚水泥的影响。研究结果表明： (1)以粉煤灰为主要原料，通过活化改性处理在复合碱激发剂的作用下，采用常温养护、标准养护以及蒸汽养护等养护制度，采用现行水泥工业简单、适用的工艺制备了强度指标高于32.5R硅酸盐水泥，并具有一定耐久性能的粉煤灰地聚合水泥材料。 (2)正交实验表明，体系中钙的含量，对粉煤灰地聚合水泥材料的强度影响较大，一定程度上增加CaO的含量有利于强度的提高。掺25％Ca0的正交最优配方强度高于掺20％CaO的正交最优配方。前者40×40×160mm胶砂试块在90℃蒸汽养护条件下28d抗压强度几乎为后者的2倍；在常温养护条件下，二者差距不大。其混凝土强度性能结论相同。 (3)对于蒸汽养护制度，并不是养护时间越长对粉煤灰地聚合水泥材料的强度增长越有利。制备粉煤灰地聚合水泥的最优配方为：粉煤灰采用江油干排灰，石灰掺量为20％，细度为800Kg/m<2>，可以通过球型磨和振动磨粉磨混合，也可以采用粉磨后磨外人工混合，建议采用振动磨粉磨混合；采用NaOH与水玻璃复合的碱性激发剂进行活性激发，复合激发剂模数为0.8；养护制度为60℃蒸气养护时间为24h，90℃蒸气养护时间为12h。 (4)利用XRD、SEM、IR等对粉煤灰地聚合水泥材料进行了微观结构的分析。表明制备的粉煤灰地聚合水泥材料为Si-O-Al网状结构。粉煤灰反应不完全，保留了部分原有的石英晶体。另外，在水化过程生成了部分Ca(OH)<,2>和CaCO<,3>晶体。 (5)在正交实验最优配方的基础上，研究了其它矿物掺和料(含钙工业废渣1<＃>和2<＃>，简标IW1<＃>和IW2<＃>)代替石灰后的配合料制备粉煤灰地聚合水泥材料的可行性。发现，在90℃蒸汽养护条件下，IW1<＃>掺量为5％和10％的40×40×160mm胶砂试块，7d抗压强度分别为54.SMPa、62.5MPa；28d抗压强度分别为123.9MPa和107.1MPa；常温养护下，IW1<＃>掺量5％时28d抗压强度为40.7MPa，均高于32.5R硅酸盐水泥。而IW2<*>10％、15％和20％的40×40×160mm胶砂试块，90℃蒸汽养护条件下7d抗压强度分别为68.1MPa、69.2MPa和43.1MPa；28d抗压强度分别为100MPa、132.9MPa和75MPa，掺量为5％的各龄期强度也均高于32.5R硅酸盐水泥。常温养护条件下，IW2<＃>掺量为15％时的配合比40×40×160mm胶砂试块，各龄期强度均高于32.5R硅酸盐水泥，28d抗折、抗压强度分别为8.8MPa和40.1MPa。 (6)国家现行粉煤灰活性表征的标准，对于生产地聚合水泥材料的粉煤灰不具有普适性。本项目的初步研究发现，用于制备粉煤灰地聚合水泥材料的粉煤灰活性的评价可以用以下指标来衡量：粉煤灰化学成分中CaO含量高、Si/Al比值越接近1、碳含量越低以及粉煤灰的比表面积越大(或粉煤灰颗粒的中位粒径越小)，其活性越高，相应制备的地聚合水泥材料强度越强。