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由于无机矿物聚合物组成配比复杂,导致在碱激发剂激发后形成的无机矿物聚合物水化产物不同,且强度各异;而且无机矿物聚合物水化产物多以凝胶状态存在,很难直接检测出水化产物中凝胶的种类,使得无机矿物聚合物强度预测的难度增大。本文采用滴定分析法对原料活性氧化物进行测定,以无机矿物聚合物体系中活性Si02、A12O3和CaO含量为变量,制得无机矿物聚合物。利用灰色关联分析法和二分法结合,研究无机矿物聚合物中强度的主导因素,将无机矿物聚合物分为两个区域,Ⅰ区CaO含量小于25%(ωCaO<25%),该区强度受活性SiO2/A12O3主导。Ⅱ区CaO含量大于25%(ωCaO>25%),该区强度受CaO含量的影响更大。在Ⅰ、Ⅱ两个区域内配制一系列无机矿物聚合物并测试其力学性能,将不同激发条件下的强度在三维坐标图底部进行投影。Ⅰ区无机矿物聚合物强度范围为0～100 MPa,当水玻璃模数为1.2～1.6时,用碱度高、低模数的水玻璃激发无机矿物聚合物强度更高。Ⅱ区无机矿物聚合物强度范围为40～90 MPa,大部分强度集聚在70 MPa左右,水玻璃模数范围在1.2～1.6时,该区域使用的水玻璃模数越大,越有利于无机矿物聚合物强度的提高。水化热的测定发现Ⅰ区(ωCaO<25%)无机矿物聚合物水化历程包括起始期、诱导期、加速期、减速期以及稳定期。Ⅱ区(ωCao>25%)无机矿物聚合物水化历程经历7个阶段:起始期、诱导期、加速期、减速期、二次加速期、二次减速期以及稳定期。矿渣中的CaO会使诱导期结束时间延长,使加速期结束时间提前。通过溶胶凝胶法制得C-S-H、N-A-S-H凝胶,并与无机矿物聚合物进行比对分析。FTIR测试发现Ⅰ区无机矿物聚合结构类似于架状结构的N-A-S-H凝胶,-Si-O-Si-桥氧结构较多,结构紧密;Ⅱ区无机矿物聚合物结构类似于层状C-S-H凝胶,-Si-O-非桥氧键增多,层链状产物增多。TG-DSC、XRD检测发现Ⅰ区无机矿物聚合物和N-A-S-H凝胶一样主要存在沸石结构;Ⅱ区无机矿物聚合物中含有水化硅酸钙以及沸石结构。对Ⅰ区、Ⅱ区无机矿物聚合物进行元素面扫描分析(Mapping)发现:Ⅰ区无机矿物聚合物主要含有Si/Al=2的N-A-S-H凝胶,且空间分布不均匀;Ⅱ区无机矿物聚合物中含大量C-(A)-S-H凝胶,富钙C-(A)-S-H凝胶填充于体系缺陷及缝隙处,使体系更致密。