使用偏高岭土、硅粉和碱激发剂制备土壤聚合物混凝上，研究其物理力学性能、干缩和耐久性能。结果表明，土壤聚合物
混凝 ±具有 比普通混凝士更高的抗 压强度 、抗拉 强度和极 限拉伸值 ；土壤聚合物砂浆的干缩显著小于普通水泥砂浆 ；3％硫酸钠溶液
中的土壤聚合物砂浆没有产 生任何膨胀 ，具有优 良的抗硫酸盐侵蚀性 能。含碱量 即使高达 I2．2 1％，土壤聚合物也不会产生危害性的
碱一硅 酸反应 ；1：壤聚合物混凝土的氯离子有效扩散系数为 1．03x10。。 m2／s，抗氯离 侵蚀性 能优 良。
关键词 ：土壤聚合物；混凝土；性能；结构材料
中图分类号 ：TU528 文献标识码 ：A 文章编号 ：100l一702X(2010)07—0013—04
Study on property of geopolymer concrete
LI Keliang ～，JIANG Linhun2，CAI Yuebo
(1．R&D High Technology Co．，Nanjing Hydraulic Research Institute，Nanjing 210024，Jiangsu，China：
2．Department of Materials Science and Engineering，Hohai University，Nanjing 210098，Jiangsu，China：
3．Nanjing Hydraulic Research Institute，Nanjing 210029，Jiangsu，China)
Abstract：Geopolymer concrete was prepared with metakaolin，silicon fume and alkali activator．Its properties of physics，
mechanics，dry shrinkage and durability were studied． The results show that the geopolymer concrete has higher compressive
strength，tensile strength and ultimate tension ratio than normal concrete．The dry shrinkage of geopolymer mortar was obviously
less than that of ordinary cement mortar．Geopolymer mortar had no expansion in a 3％ Na2SO solution．It means that geopolymer
has good capability to resist sulfate erosion． Geopolymer with an alkali content as high as 1 2．1％ could not come into being
harmful alkali—silica reaction． Geopolymer concrete had better capability to resist chloride ion penetration with a diffusion
coefficient of chlorine ions of 1．03x10 in2／s．
K ey words：geopolymer；concrete；properties：structural materials
土壤聚合物是一种新型碱激发材料，耐久性优良，且能耗
小，二氧化碳排放量低，是环境友好型先机材料…。它克服了
硅酸盐水泥耐久性不足、环境协调性差等缺陷，使之在工程结
构与有害废弃物固化方面具有广阔的应用前景。本文系统研
究土壤聚合物混凝土的物理力学性能、干缩性和耐久性能。
l 土壤聚合物的制备
使用硅粉、偏高岭土等硅铝质材料和碱激发剂制备土壤
聚合物。硅粉和偏高岭土的主要化学成分见表 1，硅粉中主要
成分为活性 SiO ，其含量为 90．74％；偏高岭土 由高岭上煅烧
制得，主要成分为活性A1 0，和SiO ，其含量分别为45．45％~H
51．90％。
收稿 日期 ：2009—11—12
作者简介 ：李克亮 ，男，1973年生 ，山东莒 南人 ，高级工 程师 ，博 ： ，主
要从事结构新材料和结构耐久性 的研究和应用。地址：南京市虎踞关
34号瑞迪 公司，电话 ：025—85829724，E—mail：klli@nhri．CH。
表 1 硅粉和偏高岭土主要化学成分 ％
项 目
硅 粉
A1203 CaO Fe2O3 K20 MgO Na2O SiO2
0．90 0．37 1．65 1-26 1．93 0．54 90．74
偏高岭土 45．45 0．05 0．25 0．26 0．03 0．04 51．90
使用氢氧化钾和工业水玻璃为激发剂，氢氧化钾为分析
纯，KOH含量大于82．0％；水玻璃为工业碱性水玻璃，化学式
为 Na O·nSiO ，模数在 2．2 2．5，使用水玻璃的主要 目的是增
加可溶单体的浓度，有利于促进最终网络状化合物的形成[21。
细骨料采用普通河砂，为Ⅱ区中砂；粗骨料为石灰石质碎
石，5 31．5 mm连续级配。测试砂浆的干缩和抗硫酸盐侵蚀
时，细骨料使用 1SO标准砂；进行抑制骨料碱活性效能试验
时，细骨料采用石英玻璃砂。
根据设计配比，预先把碱激发剂溶于一定量的水，制成碱
激发剂溶液，冷却至室温。制备砂浆时，称取一定量的硅铝质
原材料加入到水泥砂浆搅拌机中，慢慢加入 一定量冷却的碱
激发剂溶液和水，边加边搅拌，直至搅拌均匀。制备混凝土时，
按照设计的配合比，称取一定量的硅铝质原材料、砂和石，放入

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