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姜天华1 ,2 ,  赵成耿1 ,2 ,  万聪聪1 ,2 ,  胡宇成1 ,2 ,  郑智敏3  ,  黄燕南4

 

( 1 .  武汉科技大学 城市建设学院 ，武汉 430065 ;  2.  武汉科技大学 高性能工程结构研究院 ，武汉 430065 ;

3 .  福建省凡士建设集团有限公司 ，莆田 351139 ;  4. 亿耀（福建） 建设有限公司 ，莆田 351139)

摘   要 ：为评估矿渣掺量 、水胶比和 NaOH 溶液浓度对粉煤灰 －矿渣地质聚合物立方体抗压强度和轴心抗压强度的影响 ，采用正交试验设计 ，研究不同矿渣掺量 、水胶比和 NaOH 溶液浓度对材料性能的作用。结果表明 ：随着矿渣掺量和 NaOH 溶液浓度的增加 ，粉煤灰 －矿渣地质聚合物的立方体抗压强度和轴心抗压强度均呈现增强趋势 ，水胶比的增加则导致强度先增强后减弱 ；在 70% 矿渣掺量 、0. 30 水胶比和 16 mol/L NaOH 溶液浓度的条件下 ，材料的立方体抗压强度和轴心抗压强度达到最高 ，分别为 65. 52 MPa 和 56. 27 MPa； 三因素对立方体抗压强度和轴心抗压强度的影响顺序为：矿渣掺量 ＞NaOH 溶液浓度 ＞水胶比 ；基于应力 －应变全曲线分析，建立了粉煤灰－矿渣地质聚合物的应力－应变本构关系 ，为进一步的材料设计和应用提供了理论基础。

关键词：粉煤灰 ；矿渣 ；地质聚合物 ；基本力学性能 ；应力－应变曲线 ；本构关系

中图分类号：TU528 . 57 ;  TU317           

文献标志码：A            

文章编号： 1005- 8249   (2025)  05- 0065- 07

DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2025 .05 .013

 

JIANG Tianhua1 , 2 ,  ZHAO Chenggeng1 , 2 ,  WAN Congcong1 , 2  ,  HU Yucheng1 , 2 ,  ZHENG Zhimin3 ,  HUANG Yannan4

( 1 . School of Urban Construction ,   Wuhan University of Science and Technology ,   Wuhan 430065 ,   China;

2. Institute of High Performance Engineering Structure ,  Wuhan University of Science and Technology , Wuhan 430065 ,   China; 

 3 . Fujian Fanshi Construction Group Co . ,   Ltd. ,  Putian 351139 ,   China;

4. Yiyao  (Fujian)  Construction  Co . ,  Ltd. ,  Putian 351139 ,  China)

Abstract :  In order to assess the impact of slag content ,  water - to - binder ratio ,   and NaOH  solution concentration on the cubic compressive strength and  axial  compressive  strength  of  fly ash  -  slag  geopolymers ,    an  orthogonal  test design was utilized to analyse the  effects  of  these  variables  on  material performance .    The  results show  that as the slag content and NaOH solution concentration increased ,   the  cubic  compressive  strength  and  axial  compressive strength  of  the  fly  ash -  slag  geopolymers  both exhibited an enhancing trend.   However ,   an  increase  in the water - to - binder ratio  initially  enhanced the strength ,   which then decreased.   The  highest  compressive strengths were observed at a slag content of 70% ,   a water - to - binder ratio  of 0. 30 ,   and a NaOH solution concentration of 16  mol/L ,   reaching  65. 52  MPa  and  56. 27  MPa ,   respectively.    The  influence  of  the  three factors on  the  compressive  strength ,    in  descending  order ,  was identified as :    slag  content  >  NaOH  solution concentration  > water - to - binder  ratio.    A  stress -  strain  constitutive  relationship for  fly ash -  slag  geopolymers was established based on a comprehensive stress - strain curve analysis ,   providing a theoretical foundation for further material design and application.

Key words :  fly ash;  slag;  geopolymer;  basic mechanical properties;  stress - strain  curve;  constitutive relationship

基金项目： 湖北省建设科技计划项目  (  [2023]  1656 号- 159) ；福建省住建行业建设科技研究开发项目  (2022-K- 16 ,  2022 -K- 18) 。

作者简介： 姜天华  (1971 —) ,  博士 ，教授 ，研究方向：混凝土材料。

通信作者：赵成耿  (1998—) ,  硕士 ，助理工程师 ，研究方向：地质聚合物。

收稿日期：2023 - 09 - 15