葛文彬 孙鹏

摘  要：该文以煤系高岭土和碱激发剂水玻璃为原料，煅烧温度、水玻璃模数和掺量为3个试验因素，以凝结时间、强度和收缩值为响应值，利用响应曲面法进行设计3因素3水平试验，通过对回归方程分析探讨制备性能优异的土聚水泥的最优条件参数。研究结果表明，土聚水泥的最佳制备参数为：偏高岭土煅烧温度约为850℃，水玻璃模数为1.1，水玻璃掺量介于19%～20%之间。

关键词：土聚水泥  偏高岭土  碱激发剂  响应曲面法

中图分类号：TQ172   文献标识码：A           文章编号：1672-3791（2019）05（a）-0001-05

Abstract： Geopolymer was prepared with coal-kaolinite and alkali activator， the calcined temperature of kaolin， modulus and dosage of alkali activator for test factors; the setting time， strength and shrinkage for response value. The three-factor-three-level response surface methodology was adopted to select the optimum extraction scheme of best mix proportion. The results show that coal-kaolinite calcination which is calcined at about 850℃， sodium silicate of modulus 1.1 and dosage about 19%～20% were the best optimal parameters.

Key Words： Geopolymer; Coal-kaolinite; Alkali activator; Response surface methodology

土聚水泥（Geopolymer）是20世紀70年代末首先由J.Davidovits[1-2]提出的，是指由硅氧四面体和铝氧四面体通过氧原子连接在一起聚合而成的一类新型绿色环保无机胶凝材料。它具有传统水泥所不具有的优异性能：早强快硬;体积稳定性好;耐化学腐蚀;界面结合力强;抗渗性好;耐高温性好;耐水热作用;耐久性好;可自调温调湿等。它以其独特的性能以及在建筑材料、高强材料、固核固废材料、密封材料和耐高温材料等方面所显示出的巨大应用前景，成为世界各国材料科学工作者关注的目标之一[3-4]。

该文以煤系高岭土为原料，经煅烧活化后加入碱性激发剂，在常温常压条件下采用响应曲面法[5]，以高岭土的煅烧温度、水玻璃的掺量和模数参数对土聚水泥凝结时间、强度和收缩之间的函数关系，通过对回归方程的分析来寻求最优条件参数，制备性能优异的土聚水泥。

1  原材料及试验方法

1.1 试验原材料

（1）煤系高岭土：淮北金岩高岭土开发有限责任公司，化学成分表（见表1）。……