土壤聚合物水泥(Geopolymeric Cement)是一种新型的碱激活 水泥。其主要原料是含高岭石的粘土，经500～900 ℃煅烧，在一定细度的情况下与碱盐等 均匀混合而成。土聚水泥因在原料和水化产物中存在大量含硅铝链的“无机聚合物”，称之 为“土壤聚合物(Geopolymer)”，土壤聚合物水泥(简称土聚水泥)也因此而得名。
1 土聚水泥的物理化学性能
1.1 性能特点
土聚水泥在较低温度下(500～900 ℃)煅烧而成，其中处于介稳状态的偏高岭等无定形硅铝 化合物经碱 性激活剂的作用，硅铝链经历了一个由解聚到再聚合的过程。土聚水泥具有如下的优异性能 。 (1)水化热低。土聚水泥在较低温度下制备而成，与普通硅酸盐水泥相比，土聚水泥“过剩 ”的能量小，表现 出较低的水化热，用于大体积混凝土工程时不会造成急剧温升，避免了破坏性热应力的产生 。 (2)收缩小。土聚水泥表现出完全不同于普通硅酸盐水泥的水化机理，普通硅酸盐水泥水化 后，产 生较大的化学收缩，而土聚水泥水化后表现出较好的体积稳定性，收缩远小于普通硅酸盐水 泥。 (3)早期强度高。与一般的碱激活水泥一样，土聚水泥表现了较高的早期强度，20 ℃下土聚 水泥水化4 h， 抗压强度可达15～20 MPa；使用优质骨料配制的土聚水泥混凝土，25 ℃下，1 d抗压强度可 达56 MPa；土聚水泥后 期强度也不下降，一定工艺条件下，土聚水泥制品的强度可达300 MPa以上。因此，土聚水 泥也被划分为化学键合陶瓷(Chemically bonded Ceramics)的范畴。 (4)抗渗性好，耐冻融循环。土聚水泥能形成致密的结构，强度较高，抗渗性能优良，而且 孔洞溶液中电解质浓度较高，因而耐冻融循环的能力增强。 (5)耐化学侵蚀。土聚水泥水化时不产生钙矾石等硫铝酸盐矿物，因而能耐硫酸盐侵蚀；土 聚水泥在酸溶液和各种有机溶剂中都表现了良好的稳定性。 (6)耐高温性能好。土聚水泥的熔点约为1250 ℃，显示了较好的高温力学强度，其耐火耐热 性能远远优于普通硅酸盐水泥。 (7)耐水热作用。在水热条件下，普通硅酸盐水泥较易受到毁灭性破坏，而土聚水泥则可保 持较好的稳定性。 (8)可自调温调湿。自然条件下，外界温度较低时，土聚水泥能吸收空气中的水分，当外界 温度升高时，土聚水泥吸收的水分蒸发，在土聚水泥密封结构内部形成较稳定的温度湿度条 件，消除了内表面的返潮现象。 (9)优良的耐久性。 (10)较高的界面结合强度。普通硅酸盐水泥在与骨料结合的界面上容易出现富含Ca(OH)2 及钙矾石等粗大结晶的过渡区，造成界面结合力薄弱，而土聚水泥和骨料界面结合紧密，不 会出现类似的过渡区。
1 土聚水泥的物理化学性能
1.1 性能特点
土聚水泥在较低温度下(500～900 ℃)煅烧而成，其中处于介稳状态的偏高岭等无定形硅铝 化合物经碱 性激活剂的作用，硅铝链经历了一个由解聚到再聚合的过程。土聚水泥具有如下的优异性能 。 (1)水化热低。土聚水泥在较低温度下制备而成，与普通硅酸盐水泥相比，土聚水泥“过剩 ”的能量小，表现 出较低的水化热，用于大体积混凝土工程时不会造成急剧温升，避免了破坏性热应力的产生 。 (2)收缩小。土聚水泥表现出完全不同于普通硅酸盐水泥的水化机理，普通硅酸盐水泥水化 后，产 生较大的化学收缩，而土聚水泥水化后表现出较好的体积稳定性，收缩远小于普通硅酸盐水 泥。 (3)早期强度高。与一般的碱激活水泥一样，土聚水泥表现了较高的早期强度，20 ℃下土聚 水泥水化4 h， 抗压强度可达15～20 MPa；使用优质骨料配制的土聚水泥混凝土，25 ℃下，1 d抗压强度可 达56 MPa；土聚水泥后 期强度也不下降，一定工艺条件下，土聚水泥制品的强度可达300 MPa以上。因此，土聚水 泥也被划分为化学键合陶瓷(Chemically bonded Ceramics)的范畴。 (4)抗渗性好，耐冻融循环。土聚水泥能形成致密的结构，强度较高，抗渗性能优良，而且 孔洞溶液中电解质浓度较高，因而耐冻融循环的能力增强。 (5)耐化学侵蚀。土聚水泥水化时不产生钙矾石等硫铝酸盐矿物，因而能耐硫酸盐侵蚀；土 聚水泥在酸溶液和各种有机溶剂中都表现了良好的稳定性。 (6)耐高温性能好。土聚水泥的熔点约为1250 ℃，显示了较好的高温力学强度，其耐火耐热 性能远远优于普通硅酸盐水泥。 (7)耐水热作用。在水热条件下，普通硅酸盐水泥较易受到毁灭性破坏，而土聚水泥则可保 持较好的稳定性。 (8)可自调温调湿。自然条件下，外界温度较低时，土聚水泥能吸收空气中的水分，当外界 温度升高时，土聚水泥吸收的水分蒸发，在土聚水泥密封结构内部形成较稳定的温度湿度条 件，消除了内表面的返潮现象。 (9)优良的耐久性。 (10)较高的界面结合强度。普通硅酸盐水泥在与骨料结合的界面上容易出现富含Ca(OH)2 及钙矾石等粗大结晶的过渡区，造成界面结合力薄弱，而土聚水泥和骨料界面结合紧密，不 会出现类似的过渡区。
