1、在嚴(yán)寒地區(qū)，混凝土的凍融破壞是制約其耐久性的主要因素之一，部分地區(qū)存在鹽湖及融雪劑侵蝕和凍融循環(huán)的共同作用更是加速了混凝土路面的破壞。地聚合物作為一種新型的無機(jī)硅鋁質(zhì)膠凝材料，其多方面性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥，因而地聚合物在很多領(lǐng)域內(nèi)都具有廣闊的應(yīng)用前景，特別是地聚合物作為快速修補(bǔ)、注漿灌漿材料已經(jīng)應(yīng)用在實(shí)際工程中。目前針對(duì)地聚合物混凝土的研究顯示其抗凍性能的優(yōu)劣尚無定論，凍融破壞機(jī)理尚需進(jìn)一步探索。因此，研究如何改善地聚合物混凝土

2、在鹽環(huán)境中的抗凍性能對(duì)進(jìn)一步推廣其應(yīng)用具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。
　　本文以偏高嶺土和鋼渣、礦渣、粉煤灰及硅灰為主要原材料，在水玻璃復(fù)合氫氧化鈉的激發(fā)作用下制備地聚合物混凝土，參照相關(guān)研究文獻(xiàn)的凍融試驗(yàn)方法，以凍融循環(huán)過程中地聚合物混凝土的表面剝蝕量為衡量指標(biāo)，研究了不同的礦物摻合料對(duì)偏高嶺土基地聚合物混凝土抗鹽凍性能的影響。通過地聚合物混凝土的體積孔隙率、飽和系數(shù)、物相組成、微觀形貌、綜合熱分析和凍融破壞形式探究了礦物摻合料

3、的作用機(jī)理；通過測(cè)試地聚合物混凝土凍融循環(huán)過程中的損傷，初步分析其劣化過程并提出凍融損傷劣化方程。研究結(jié)果表明：
　　1）氯鹽環(huán)境加速了地聚合物混凝土凍融破壞過程，其濃度在4％~6%時(shí)凍害因子達(dá)到最大值1.05左右，濃度在4%~6.5%時(shí)凍結(jié)膨脹系數(shù)達(dá)到顯著水平14.9%。
　　2）礦物摻合料提高了地聚合物混凝土極限凍融循環(huán)次數(shù)。地聚合物自然飽和體積吸液率由13%~16%降低至9%~13%，飽和系數(shù)由0.92~0.93降低至

4、0.9附近，孔隙可凍溶液含量降低，自然吸液飽和延緩了4h左右，抗鹽凍性能得到提高。此時(shí)對(duì)應(yīng)氧化物組成高鈣地聚合物為硅鋁比3.3和鈉鋁比0.6，低鈣地聚合物為硅鋁比3.5和鈉鋁比0.7~0.8。
　　3）XRD和DSC-TG分析顯示摻入鋼渣或礦渣后地聚合物結(jié)構(gòu)生成了新的產(chǎn)物C-S-H凝膠、C-A-S-H凝膠以及其他復(fù)雜的鋁硅酸鹽水合物。SEM測(cè)試表明地聚合物平板狀結(jié)構(gòu)表面分布著一定數(shù)量孔洞和微裂縫，礦物摻合料減少其表面微缺陷，表層產(chǎn)

5、物分布更加復(fù)雜，結(jié)構(gòu)互相交錯(cuò)更加緊密。礦物摻合料增加水化產(chǎn)物種類和改善微觀結(jié)構(gòu)是地聚合物抗凍性能提高的根本原因。
　　4）礦物摻合料明顯延緩了地聚合物質(zhì)量吸水率的累計(jì)過程，提高了其抗開裂能力，5次凍融循環(huán)后質(zhì)量吸水率增量ΔωM均有不同程度的降低且相對(duì)強(qiáng)度Pr5明顯更高，特別是高鈣地聚合物ΔωM降低了50%，Pr5保持在90%以上。SEM測(cè)試顯示摻入鋼渣G22和摻入礦渣K22較大程度的保持了凍融前的表觀形貌，摻入粉煤灰F22和硅灰U

6、3次之，而基準(zhǔn)組P23幾近潰散。
　　5）根據(jù)地聚合物相對(duì)強(qiáng)度損傷演化方程，基準(zhǔn)組混凝土為單段損傷模式，試驗(yàn)組混凝土均為雙段損傷模式并出現(xiàn)變速點(diǎn)N12。礦物摻合料通過降低初速度IDV值降低了地聚合物在N12前的凍融破壞速率，N12后F22、G22和K22的加速度DA值都比基準(zhǔn)組小，鋼渣、礦渣或者粉煤灰在N12后能有效的抑制地聚合物凍融損傷的發(fā)展，硅灰只能在N12前改善地聚合物混凝土的抗鹽凍性能。
　　鋼渣或礦渣單摻摻量為15