地质聚合物作为一种绿色环保胶凝材料,且具有早强、快硬,耐高温、耐腐蚀等优异性能,现在成为了材料领域的研究热点。固硫灰作为一种大宗工业固体废弃物,从化学组成和矿物组成来看,具备合成地聚物的条件。但固硫灰体积稳定性和火山灰活性差,导致其作为地质聚合物原材料使用受到很大限制。本文针对固硫灰体积稳定性和火山灰活性差的性能缺陷,研究了激发剂种类、激发剂用量、养护条件以及固硫灰/矿渣复合比例对所制备地质聚合物的体积稳定性及强度的影响,并结合XRD、IR等微观测试手段分析了地质聚合物的微观性能。研究得到的主要结果如下:(1)干燥环境下,水玻璃、氢氧化钠及碳酸盐激发固硫灰地聚物中没有钙矾石、石膏等膨胀性产物生成,体积变形主要以C-A-S-H凝胶失水产生的干燥收缩为主,三种激发剂激发固硫灰地聚物的干燥收缩率从小到大的顺序为:碳酸盐<氢氧化钠<水玻璃;碱当量在3%~7%范围内,水玻璃激发固硫灰地聚物的干燥收缩率随激发剂掺量增加而增大,NaOH、碳酸盐激发固硫灰地聚物的干燥收缩率随激发剂掺量增加而降低。三种激发剂激发固硫灰地聚物的抗压强度从小到大的顺序为:水玻璃<氢氧化钠<碳酸盐;碱当量在3%~7%范围内,水玻璃、碳酸盐激发固硫灰地聚物的抗压强度随激发剂掺量的增加而增长,NaOH激发固硫灰地聚物的抗压强度随激发剂掺量的增加而先增长后降低。水养护条件下,化学激发固硫灰地聚物中存在二水石膏膨胀产物,对固硫灰地聚物存在膨胀破坏;同时水养护条件下,不利于化学激发固硫灰地聚合物聚合反应的发生,使得C-A-S-H凝胶生成量降低,抗压强度降低。(2)水玻璃、氢氧化钠及碳酸盐激发矿渣地聚物的水化产物存在明显差异;水玻璃激发矿渣地聚物的干燥收缩最大,氢氧化钠与碳酸盐激发矿渣地聚物的干燥收缩大小接近;三种激发剂激发矿渣地聚物的28 d抗压强度从小到大的顺序为:氢氧化钠<碳酸盐<水玻璃,但水玻璃掺量≥5%时,矿渣地聚物14 d后抗压强度发生倒缩;水养护条件下化学激发矿渣地聚物的体积变形规律都一致,早期体积都发生微收缩变形,后期体积都发生微膨胀变形;与干燥养护相比,水养护会使得矿渣地聚物抗压强度有一定下降。(3)固硫灰-矿渣复合地聚物的抗压强度随矿渣复合比例增加而增大;随着矿渣的复合比例增加,固硫灰-矿渣复合地聚物中的Si-O和Al-O键的交替缩聚加剧,Si-O-Al的不对称伸缩增强,有助于C-S-A-H凝胶的形成;干燥环境下,固硫灰-矿渣复合地聚物的干燥收缩随矿渣复合比例的增加而增大;水养护条件下,固硫灰-矿渣复合地聚物的线性膨胀率随着矿渣复合比例的增加而降低。