地聚物是一种有潜力的水泥替代品,具有不亚于水泥的力学性能,且绿色环保。地聚物的生产一般是采用碱性溶液激发硅铝质前体材料,由于碱性溶液在储存和运输方面的不便限制了地聚物的大规模工程应用。若能使用固体碱激发剂代替液体激发剂溶液,提前将干粉状的碱性激发剂与前体材料混合,现场只需加水搅拌,即可配制形成地聚物,则能极大提高地聚物混凝土的施工方便性。目前鲜有人比较干粉激发与液体激发地聚物的反应机理及由此带来的力学性能差异,而干粉激发地聚物混凝土构件的力学性能研究更是少见。本文通过多次反复试验,获得了干粉激发地聚物混凝土的优化配方,揭示了干粉激发与液体激发地聚物的反应机理及力学性能差异,提出了干粉激发地聚物混凝土梁的抗弯设计方法,从而为地聚物混凝土的工程应用提供试验数据支撑和理论依据。本文的主要研究工作及结论如下:1、对尺寸为40×40×160mm的7组干粉激发地聚物砂浆和5组液体激发地聚物砂浆试件进行了流动度和抗折、抗压试验,开展了干粉激发和液体激发地聚物7天内的反应热以及7天龄期的反应度测试,揭示了激发剂类型、激发剂浓度和模数以及地聚物配制方式等因素对地聚物砂浆工作性能和力学性能的影响,查明了干粉激发地聚物的反应机理。结果表明:（1）在相同的试验条件下,干粉激发地聚物砂浆的抗折强度和抗压强度均低于对应的液体激发地聚物砂浆,前者的抗折强度为后者的88%～94%,抗压强度为后者的65%～95%,但干粉激发地聚物砂浆的流动性稍好;（2）干粉激发地聚物砂浆也具备快硬早强的特点,7天以后的强度增长很小;（3）在相同激发剂浓度和模数下,以无水硅酸钠作为单一碱激发剂比含水硅酸钠和氢氧化钠的组合激发剂更有效,使用前者配制的干粉激发地聚物地聚合反应度更高,释放的反应热更多;（4）当使用含水硅酸钠和氢氧化钠的组合作为激发剂时,在干粉激发地聚物试件中降低激发剂模数对地聚物强度的提高效果小于液体激发地聚物的。2、对54个尺寸为150×150×150 mm的立方体和54个Ф150×300 mm的圆柱体地聚物混凝土试件进行轴压试验,考察了矿渣占比、碱含量和水胶比对干粉激发地聚物混凝土抗压强度、弹性模量和形状效应的影响,并分析了不同矿渣占比下的最优碱含量和生产成本,获得了地聚物混凝土的优化配方。结果表明:（1）使用矿渣部分替代前体材料中的偏高岭土可以降低地聚物的碱用量,而力学性能不显著下降。（2）在粉煤灰、偏高岭土和矿渣混合组成的前体材料中,当矿渣占比分别为10%、20%和30%时,最优的碱含量分别为11%、8%和7%;总的来说,随着Si/Ca的降低,最优碱含量逐渐降低;（3）水胶比增大,干粉激发与液体激发地聚物混凝土在抗压强度上的差异减小,但弹性模量上的差异变化不大;（4）相比于普通混凝土,干粉激发地聚物混凝土抗压强度的形状效应不显著;（5）干粉激发地聚物混凝土的弹性模量可达到采用ACI规范公式预测的同等强度普通混凝土的75%以上。3、开展了5根钢筋混凝土梁的抗弯性能试验,对比了干粉激发、液体激发地聚物混凝土梁和普通混凝土梁抗弯性能的差异,考察了配筋率对干粉激发地聚物混凝土梁抗弯性能的影响,提出了地聚物混凝土梁抗弯承载力、开裂荷载以及挠度的计算公式。研究结果表明:（1）干粉激发地聚物混凝土梁与普通混凝土梁的裂缝发展及破坏模式基本相同,开裂荷载和抗弯承载力大致相当,但前者的延性稍差,在相同荷载下的挠度稍大;（2）干粉激发与液体激发地聚物混凝土梁的抗裂性能相近,但前者在纯弯段的裂缝延伸高度稍高于后者,前者延性更好;（3）普通混凝土梁的抗弯承载力、开裂荷载以及挠度计算公式适用于干粉激发地聚物混凝土梁;（4）干粉激发地聚物混凝土梁的最小配筋率稍高于普通混凝土梁,最大配筋率稍低于普通混凝土梁,适筋梁配筋率范围比普通混凝土梁稍小。