碱激发材料是一种新型的绿色胶凝材料,因其强度高、凝结快优点近年来被广泛应用于各类工程建设中,然而常规的液态碱激发剂受限于其具有腐蚀性、不易运输储存的问题,极大限制了碱激发胶凝材料的应用发展,而固态碱激发剂却能够避免这些施工方面的难题,因此,研究固态碱激发剂对碱激发材料的应用和推广具有重要的实用意义,但是,耐久性不足又是碱激发胶凝材料的另一大痛点,在各种外界环境的作用下,碱激发材料很容易因为发生碳化反应而导致性能下降,故本文首先对采用固态激发剂的碱激发材料（固态碱激发材料）配合比进行研究,通过正交实验法得到最佳配合比。然后对研究固态碱激发材料在自然暴露和底部浸水暴露条件下的抗碳化性能进行研究,通过XRD、FTIR、SEM、TGA、氮气吸附等检测手段对碳化产物的早期性能、微观结构和内部的化学成分变化进行表征,研究了固态碱激发剂材料在各种暴露环境下的碳化产物,并与传统的液态碱激发材料进行了对比,分析其碳化反应的规律和反应机理。本文得出的主要结论如下:1.通过正交试验发现水灰比对固态碱激发粉煤灰/矿渣的流动性和凝结时间影响最大,矿渣含量对碱激发材料强度影响最大,正交试验得到:当配合比为矿渣含量为75%（粉煤灰25%）、模数为1.2、碱含量为6%、水灰比为0.45、缓凝剂掺量为2%时,能够兼顾流动度良好和较高的早期抗压强度。2.固态碱激发样品自然碳化条件下Si-O-T键对应的吸收峰向高波数偏移的幅度比浸泡碳化条件下更大,这是自然浸泡后的凝胶发生碳化脱钙反应以后凝胶中的Ca/Si更小导致,说明自然碳化条件下凝胶的脱钙程度更高。3.液态碱激发剂能够更加充分的与原材料反应,所以在反应速率和放热总量方面都比固态碱激发的样品要高,原材料参与反应的程度更高,凝胶的生成量较多,因此养护28d后液态碱激发的样品比固态碱激发的样品的孔隙率更低,因此,未养护的液态碱激发的样品的强度要比固态碱激发的样品要高。4.固态碱激发样品自然碳化后的产物以亚稳态的无定型碳酸盐为主,存在少量的方解石。而浸泡碳化的样品同时出现了三个不同分解温度的峰值,分解温度从高到低分别对应无定型碳酸钙、球霰石和方解石。5.固态碱激发的样品暴露碳化的龄期越长,碳化的程度越高,孔体积越大,抗压强度逐渐下降。三种不同养护条件中,浸泡碳化条件下的孔体积增加最快,其次是自然碳化组,因为水分通过毛细压力进入基体并在表面蒸发,内部形成了自下而上的水流,水分的流动携带基体内部的金属阳离子到达基体表面并与CO2发生反应沉淀,而内部的离子浓度降低引起凝胶的脱钙反应,导致凝胶的体积减小,形成了更多的微孔。6.早期的碱激发碳化反应发生在基体的孔隙液中,产生的方解石等晶体能够填入孔隙,提高抗压强度,但是随着碳化反应继续进行,孔隙液中Ca2+浓度降低,C-S-H凝胶脱钙补偿孔隙溶液中的Ca2+浓度,脱钙后的凝胶体积变小,孔隙增大,导致长期碳化的碱激发材料强度下降。所以碱激发材料的抗压强度随着暴露时间普遍呈现先增后降的趋势。7.在自然碳化条件下,固态激发样品的碳化程度更高,这是因为由于液态碱激发样品的碱激发反应程度较高,孔结构更加致密,导致其碳化反应的程度较低;浸泡碳化条件下,主要的碳化反应是水在基体中的流动将基体中的阳离子带到表面与CO2反应生成碳酸盐沉淀,加速了碳化,因此不同激发剂形式导致的孔结构差异对浸泡碳化样品的碳化速率的影响不大。