地质聚合物由各种活性铝硅酸盐矿物或固体废弃物经过碱激发或者酸激发而成,是一种由[AlO4]和[SiO4]四面体构成具有三维结构的新型无机高分子材料。这种材料具有高强早强、耐久性优良、耐热耐腐蚀性能良好和绿色环保等特性,在建筑高强材料、无机涂料、分子筛吸附催化和固核固废等方面表现出了优异的应用前景。本论文在课题组前期研究的基础上,主要采用矿渣、粉煤灰和偏高岭土作为主要原料,模数为2.0-2.6的粉状速溶水玻璃为激发剂,开发了一种类似水泥施工工艺的无机聚合物灌浆型路用材料;同时还对碱基地质聚合物材料与路用乳化沥青的复合工艺进行了有效探讨,制备了一种力学性能良好,弹性模量较低的地质聚合物/乳化沥青复合材料。论文首先考察了路用灌浆材料水灰比、粉煤灰/矿渣比、激发剂掺量等方面对灌浆材料的凝结时间、力学性能、流动度和干缩性能的影响;然后通过缓凝剂探索实验,确定了最佳缓凝剂掺量并对其机理进行了初步分析;同时引入细集料控制材料干缩率,探索了不同砂率对材料各方面性能的影响,并通过正交实验综合分析确定了地质聚合物基灌浆材料最佳配比;最后引入流变学仪器,探讨了最佳配比灌浆材料在不同温度和不同剪切速率下的粘度变化规律。此外论文还探讨了地质聚合物/乳化沥青复合材料的不同成型工艺、不同养护温度对复合材料力学性能的影响;研究了不同乳化沥青掺量对复合材料强度和弹性模量的影响;结合其断面SEM和材料XRD,通过其形变-应力曲线对复合材料的性能进行了分析。研究主要结论如下;(1)制备地质聚合物基灌浆材料最佳工艺参数为:水灰比为0.34,粉煤灰/矿渣质量比为0.5,速溶水玻璃/活性粉体质量比为0.2,缓凝剂/水玻璃质量比为0.06,砂率为0.6。此条件下,制备的灌浆材料的初始流动度可达292 mm,30min流动度为269 mm;1天抗压强度为22.5 MPa,3天抗压强度为42.6 MPa,28天抗压强度为65.0 MPa;灌浆料浆不泌水;对钢筋无锈蚀作用;基本满足水泥基灌浆材料(Ⅲ类)性能要求。(2)磷酸二氢钾作为灌浆材料的缓凝剂,在其掺入量占速溶水玻璃质量比为0.06时,缓凝效果好,凝结时间稳定可控,材料各方面性能合适。同时通过探索实验发现其缓凝效果的产生可能源于磷酸二氢钾中化对反应料浆碱度的改变。(3)采用先制备地质聚合物浆料再混合乳化沥青的成型工艺有利于制备性能稳定的地质聚合物/乳化沥青复合材料,制备的复合材料最佳养护温为60℃。随着乳化沥青掺量的提高,复合材料的抗压强度有所降低,抗折强度先小幅升高,后下降趋于平稳,在乳化沥青掺量为8%时,其抗折强度最高,达到17.9 MPa。(4)结合地质聚合物/乳化沥青复合材料断面SEM和样品XRD,通过对其形变-应力曲线图的分析,发现乳化沥青的掺入能显著降低地质聚合物的弹性模量,复合材料弹性模量最低可至400 MPa。这有效改善了地质聚合物的脆性断裂方式,增加其断裂功,展现了在混凝土道路修补、防水基层、建筑装饰等方面的应用前景。