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尚   竞¹ ,  陶文彬² ,  汪   伟¹  ,  谢   涛¹

( 1 .  江苏省人民医院（南京医科大学第一附属医院） 总务基建处 ，南京 210029 ;

2.  东南大学 土木工程学院 ，南京 210000)

摘   要 ：为改善粉煤灰基地聚合物早期强度发展缓慢 、长期强度发展不足的问题 ，采用矿渣粉与硅灰部分替代粉煤灰 ，探究三元矿物材料组合对地聚合物抗压强度 、劈裂抗拉强度及抗折强度的影响规律 ，并进一步分析玻璃纤维对最优矿物组合试件力学性能的增强效应。结果表明： 随粉煤灰掺量降低与矿渣粉掺量增加 ，地聚合物力学强度呈先增后减趋势 ，矿渣粉有助于促进早期强度发展 ，掺 40% 粉煤灰 、60% 矿渣粉性能最佳 ； 以10% 硅灰替代粉煤灰可进一步提升力学性能 ，掺 10% 硅灰 、30% 粉煤灰 、60% 矿渣粉的试件抗压 、劈裂抗拉与抗折强度分别提高 13 . 5% 、10. 4% 和 11 . 4% ；随玻璃纤维掺量增加 ，地聚合物抗压 、劈裂抗拉与抗折强度亦呈先增后减趋势 ，纤维掺量为 1 . 0% 时增强效果最佳 ，分别提升 9. 4% 、17. 6% 和 16. 0% 。研究可为高强度地聚合物的材料设计提供参考。

关键词：粉煤灰 ；矿渣粉 ；硅灰 ；玻璃纤维 ；地聚合物 ；力学强度

中图分类号：TU528           文献标志码：A           文章编号： 1005- 8249   (2026)  02- 0054- 07

DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2026.02.009

 

Analysis of the Effects of Ternary Mineral Materials and Glass Fibers on the

Mechanical Properties of Geopolymers

SHANG Jing¹  ,  TAO Wenbin² ,  WANG Wei ¹  ,  XIE Tao¹

( 1 . Jiangsu  Province Hospital  (First Affiliated Hospital with Nanjing Medical University)   General Affairs

and Infrastructure Department ,  Nanjing 210029 ,   China;  2. Southeast University ,  Nanjing 210000 ,   China)

Abstract:  To address the slow early strength development and inadequate long - term  strength  of fly  ash - based  geopolymers , slag powder and silica fume were employed to partially replace fly ash ,   investigating the  influence of a ternary mineral material combination on the compressive strength ,   splitting tensile  strength ,   and flexural  strength  of the  geopolymer.   Furthermore ,   the enhancing effect of  glass  fibers   on  the  mechanical  properties   of  the  optimal  mineral  composition was   analyzed.    The  results indicate that with  the  reduction  of  fly ash  content and the  increase  of slag powder content ,    the  mechanical   strength  of  the geopolymer first  increased  and  then   decreased.    Slag  powder contributed to  promoting early   strength  development ,   with the composition containing 40%  fly  ash and 60%  slag powder exhibiting the best performance .   Substituting fly  ash with  10%  silica fume further improved the  mechanical  properties ,   increasing  the  compressive  strength ,   splitting  tensile  strength ,   and  flexural strength of the mixture containing 10%  silica fume ,  30%  fly ash ,   and 60%   slag powder by  13 . 5% ,   10. 4% ,   and  11 . 4% , respectively .   With  the  increase in glass fiber content ,   the compressive ,   splitting tensile ,   and flexural strengths also showed an initial increase  followed   by  a  decrease ,   with  the  optimal  enhancement  observed  at  a  fiber  content   of  1 . 0% ,    resulting  in improvements of 9. 4% ,   17. 6% ,   and  16. 0% ,   respectively.    This  study can provide a reference for the preparation of high - performance geopolymer materials .

Key words :  fly ash;  slag powder;  silica fume;  glass fiber;  geopolymer;  mechanical strength

作者简介： 尚   竞  (1980—) ,   男 ，硕士研究生 ，高级工程师 ，研究方向： 土木工程建筑。

通信作者： 陶文彬  (1987—) ,  男 ，博士研究生 ，助理研究员 ，研究方向：基础设施的全寿命周期管控 、智慧建造与运维。

收稿日期：2025 - 1 1 - 13