大理石在开采、加工制作等过程中产生大量废粉这种大理石废粉不仅污染环境还会给附近居民带来健康危害。大理石废粉处理方式一般分为堆置或填埋,利用途径少、利用率低,是大理石产业亟需解决的难题。使用不同原材料制备地聚物胶凝材料已成为诸多学者研究的热点。地聚物制备时能耗低,制备工艺简单,排放的CO2较少,同时对于废物利用、节能减排、绿色低碳有着重要的意义。基于偏高岭土地聚物的良好力学性能和体积稳定性能,本文通过碱激发制备偏高岭土地聚物,在此基础上用大理石废粉取代偏高岭土,制备大理石废粉地聚物胶凝材料,并对其基本性能进行分析研究,最终制备出大理石废粉地聚物混凝土。本文主要研究包括以下几方面:1.大理石废粉地聚物胶凝材料的制备、工作性能、力学性能与微观结构的分析。在常温常压下,通过试验研究碱含量、水玻璃模数、水胶比等研究参数对偏高岭土地聚物的影响规律,以此为研究基础。探究大理石废粉取代率为0%、30%、50%、70%、100%时,不同碱含量、水玻璃模数、水胶比和温度等影响参数对大理石废粉地聚物胶凝材料净浆流动度、初终凝时间、力学性能和微观结构的影响变化。研究表明:随着大理石废粉取代率的逐渐增加浆体的流动度不断扩大,由于大理石粉为憎水性材料,因此地聚物胶凝材料的需水量随着大理石废粉取代率的增加而不断减少;其胶凝材料的初终凝时间也随取代率的增加而增加,当取代率过大时,可通过添加促凝剂缩短凝结时间。通过对大理石废粉地聚物胶凝材料试块抗压、抗折、轴压试验可知,大理石废粉地聚物胶凝材料的破坏均为脆性破坏,且当碱含量为18%,大理石废粉掺入量为50%,激发剂模数为1.4时,制备的大理石废粉地聚物胶凝材料试件3d、14d、28d抗压强度分别为47.3MPa、53.9MPa、48MPa。虽然此组的强度不是最高组,但此组粉体取代率较大,且强度均在47Mpa以上,通过微观分析发现地聚物内部中生成了大量的C-S-H无定形凝胶物质,这些凝胶物质填充在大理石废粉与偏高岭土颗粒缝隙之间,形成了许多致密凝胶结构,因此,此组不仅满足强度要求并且对资源的利用率最大。2.大理石废粉地聚物混凝土工作性能和力学性能试验。在最优胶凝材料的配合比下,探究粉体取代与细骨料取代方式下,大理石废粉地聚物混凝土的性能影响研究。分别对地聚物混凝土进行坍落扩展度试验、3d、14d、28d抗压强度、3d、28d抗折强度与28d劈裂强度试验。可得:不同取代率地聚物混凝土坍落度均在200mm范围内;但当采用粉体取代时,其抗压、抗折、劈裂强度均随着取代率的增加而先减小再增加最后再减小,取代率为50%出现强度增加,此时表明混凝土的密实度较均匀,气泡的存在量较少,因此强度有所增加;当取代方式为细骨料取代时,其抗压、抗折、劈裂抗拉强度均随大理石废粉取代率的增加而逐渐降低。最后对其抗压强度与抗折、劈裂强度进行数学模型的建立,其相关性均较高。3.大理石废粉地聚物混凝土单轴受压本构关系的试验与分析。通过对28d不同取代方式下混凝土棱柱体的单轴压缩试验可得:以粉体取代和细骨料取代方式,探究碱含量为18%、水玻璃模数为1.4时,不同取代率大理石废粉地聚物混凝土棱柱体试件抗压强度、弹性模量、破坏形式、裂缝发展、应力-应变全曲线和超声波脉冲波速与强度之间的关系。结果表明:建立地聚物混凝土棱柱体试块与立方体试块强度之间的关系,且相关系数均接近1;对地聚物混凝土弹性模量与抗压强度拟合,拟合出的曲线相关性较好;同时发现不同取代率地聚物混凝土的破坏形式基本一致,破坏面混凝土的断裂多为胶凝材料与骨料的粘结面之间的剥落断裂;轴压荷载作用下,不同粉体目数、不同取代方法下,所得到的应力-应变曲线包括上升与下降段,并对上升段采用过镇海上升段进行拟合,拟合结果较吻合;对棱柱体超声波脉冲速度与抗压强度之间的关系,进行幂函数拟合,拟合相关性较好,并且可知随着强度的增加,波速越大,取代率越小,试块越密实。