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高岭土是一种宝贵的自然矿产资源,性能独特优异,应用领域广泛。本论文以高岭土为主要原料,从探究高岭土活性出发,采用正交实验制备地质聚合物,运用极差方法分析工艺参数对试样抗压强度的影响。改变原料中Si/Al比,对制备的地质聚合物进行反应过程追踪及微观表征分析,探究聚合反应机理,得出以下结论:采用高温煅烧,加碱煅烧,机械球磨三种活化方式对高岭土进行活化,高温煅烧活化效果最优,最佳煅烧条件确定为:在700℃下煅烧2.5个小时。通过表征手段分析表明,活化实质为内部晶体三维结构破坏,从而增大晶体缺陷,增加活性接触点,Si-O周围的配位体也发生了相应变化。考察水玻璃模数、固化时间、固化温度、激发剂掺量、粉煤灰掺量、养护方式等影响因素,运用正交实验方法制备地质聚合物,确定最佳工艺参数为:100g煅烧高岭土,掺杂30g粉煤灰和80g模数为1.0的碱激发剂,在50℃下固化12h,标准条件下养护,1d抗压强度可以达到46.10MPa,28d抗压强度达到了73.98MPa。运用极差方法对影响地质聚合物制备的各个因素进行分析,在养护早期(1d)最大影响因素为水玻璃模数,中期(7d)和末期(14d)都为固化时间。XRD结果表明:高岭土基地质聚合物主要由无定型物质组成;FITR结果表明:试样T-O-Si(T代表Si,Al)特征峰有不同程度向高波数移动,表明发生了聚合作用;水化热功率测定分析表明,地质聚合物的聚合反应和水泥的水化反应有种本质的区别,根据水化热功率曲线,可以将聚合反应大致分为四个阶段。对不同Si/Al比制备的试样进行反应机理探究,通过红外,XRD,pH值测量,电导率测定等分析表征手段,将聚合反应过程分为四个阶段:碱溶阶段,硅铝凝胶基团形成阶段,聚合反应阶段,网状结构生成阶段。