黄 小 川，刘 长 江，王 梦 斐，何 欣，徐 钟

(1.成都理工大学 环境与土木工程学院，四川 成都 610059； 2.广州大学 土木工程学院，广东 广州 510006)

1 研究背景

水泥作为当前建筑行业中应用广泛的胶凝材料却并不节能环保。据研究，1 kg普通硅酸盐水泥生产过程中就会产生0.66～0.82 kg碳排放[1]，而我国每年水泥工业的CO2排放量约占全国CO2排放总量的10%左右[2]。另一方面，水泥生产又会消耗大量的石灰石和黏土资源，不利于长期发展。鉴于人们对生态环保和节能减排的呼声越发强烈，探索与研发绿色建筑材料成为研究工作的重点。其中地聚物(Geopolymer)因其价格低廉，来源广泛被认为是最具前景的一种新型绿色胶凝材料，它能大幅降低传统硅酸盐水泥带来的碳排放[3]。1 kg地聚物水泥制备过程中碳排放量为0.18 kg，仅为普通硅酸盐水泥的24%[4]；同时在生产过程中能耗更低，同比只占水泥生产能耗的30%，若提高固体废弃物的活性，其能耗更可以降到水泥生产的10%[5]。地聚物的概念是在1978年由法国人Davidovits提出的，又称地质聚合物。它是一种由[AlO4]和[SiO4]四面体结构单元组成三维立体网状结构的无机聚合物，化学式为Mn{(SiO2)zAlO2}n·wH2O，从无定形到半晶态的非金属材料。地聚物具备优异的力学性能、耐火性、耐高温、抗侵蚀性能[6]及良好的抗渗性[7]，颇受科研人员青睐，被认为能够在某些领域替代水泥或作为水泥材料的补充[8]。

如图1[9]所示，地聚物是以硅铝质原料和激发剂在常温或一定养护条件下经过“溶解-单体重构-缩聚”的反应凝结硬化过程，最终形成具有类沸石结构的新型胶凝材料[10]。……