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地聚合物一般指利用偏高岭土、矿渣和粉煤灰等硅铝质材料与碱性激发剂反应生成的一种新型的绿色胶凝材料,其反应机理和反应产物完全不同于硅酸盐水泥。由于其原材料和碱激发剂种类的不同、配合比的差异以及温度的变化等因素,地聚合物的凝结时间难以满足施工要求。以偏高岭土和矿渣为主要硅铝质原料,采用水玻璃和NaOH的混合溶液作为碱性激发剂制备地聚合物。在地聚合物浆体中掺入CaCl2、Ca（NO3）2和水泥熟料作为促凝剂,掺入BaCl2、Ba（NO3）2、ZnCl2和Zn（NO3）2作为缓凝剂,找出能有效调节地聚合物凝结时间的外加剂。测定外加剂种类对地聚合物凝结时间和抗压强度的影响,并采用无接触电阻率仪测定地聚合物反应初始结构的电学性能,微量热仪测定反应热行为,结合XRD、SEM及FTIR分析外加剂种类及掺量对地质聚合反应的影响。试验结果表明:在地聚合物浆体中掺入CaCl2、Ca（NO3）2和水泥熟料作为促凝剂时,浆体凝结时间得到不同程度的缩短,其中水泥熟料的促凝效果最好。掺入3.0%水泥熟料可以使地聚合物的初凝时间缩短66.7%,终凝时间缩短62.8%。且掺入水泥熟料后,地聚合物3 d抗压强度均有所提高,而对其28 d抗压强度无明显影响。体系中掺入水泥熟料后,地质聚合反应最大放热速率较空白组有大幅度提高。主要是因为水泥熟料中的C3S和C2S与体系中多余的水发生反应,生成C-S-H凝胶和Ca（OH）2,促进地质聚合反应的进行,缩短地聚合物浆体的凝结时间,并使得试件的抗压强度提高。XRD结果表明,在其中掺入水泥熟料后,反应产物中有钙长石。在地聚合物浆体中掺入BaCl2、Ba（NO3）2、ZnCl2和Zn（NO3）2作为缓凝剂时,浆体凝结时间得到不同程度的延长,其中BaCl2的效果最好。掺入2.0%BaCl2可以将其初凝时间由240 min延长至646 min,终凝时间由264 min延长至705 min。掺入BaCl2后地聚合物3 d抗压强度略有提高,而28 d抗压强度随BaCl2掺量的增加呈下降趋势,BaCl2掺量为2.5%时,试件的28 d抗压强度值由空白组的53.6 MPa降为39.5 MPa。进行反应热试验发现体系中掺入BaCl2后,地质聚合反应放热速率较空白组低。可能是由于Ba2+与体系中的[SiO4]4-反应生成难溶性的物质并沉淀在偏高岭土和矿渣表面,阻碍了其与碱激发剂的直接接触,使得其凝结时间延长。XRD结果表明,在其中掺入BaCl2后,反应产物中有少量柱硅钙石和钙长石。通过测定地聚合物反应热的变化,将地质聚合反应分为溶解反应期、减速期和稳定期。并对其反应动力学进行分析,发现地聚合物在溶解反应期受成核反应控制,减速期和稳定期受扩散控制。根据地质聚合反应过程中反应热和电阻率的变化曲线,建立了热-电模型,并依据该模型将其反应过程分为结构形成期,结构快速发展期和结构稳定发展期。XRD、SEM和FTIR测试结果表明地质聚合反应后,体系中生成有C-S-H、C-A-S-H和N-A-S-H凝胶类物质,掺加外加剂后,N-A-S-H凝胶的交联程度有所下降。通过在地聚合物浆体中掺加外加剂对其凝结时间进行调控,为推广地聚合物的工程应用提供了一定的理论依据和参考。