中文摘要：

本课题组已有研究表明，碱硅酸钠溶液与天然碳酸盐矿反应能够生成具有一定胶结强度的凝胶物质，可以用于地层灌浆；进一步复合少量的工业废渣，可以发展成为各种性能良好的新一代胶凝-灌浆材料。目前该材料已经处于产品与技术开发的状态。但是，由于没有对碱激发碳酸盐矿灌浆材料的结构形成机理进行深入系统的研究，至今仍存在一些疑点和争议，阻碍了该材料的向前发展。本项目将对边缘性含镁碳酸盐矿与碱硅酸钠溶液常温下的反应动力学、反应产物、硬化体结构进行研究，揭示其结构形成机理及其与性能的关系，对这种材料的开发和应用具有理论指导意义；并对工业废渣和碳酸盐矿粉之间的复合作用及协同效应进行研究，得出工业废渣使材料结构优化和性能不断发展的原因，为今后开发出性能更好、能耗更低、用途更广泛的碱激发碳酸盐基灌浆材料，实现天然和二次资源的重新整合利用以及有效节约能源开辟一个新途径。

结论摘要：

本课题组已有研究表明，碱激发碳酸盐矿胶凝材料可发展成为一种性能良好的新型灌浆材料，但由于没有对碱激发碳酸盐矿胶凝材料的结构形成机理进行深入系统的研究，导致对该材料的认识存在一些疑点和争议，也阻碍了该材料的进一步发展。本项目采用多种方法从不同角度对边缘性含镁碳酸盐矿与硅酸钠溶液常温下的反应热力学和动力学、反应程度、反应产物和硬化体结构进行了研究，揭示了其反应过程和反应规律、结构形成机理及其与性能的关系；从物理效应和化学效应等方面对工业废渣和碳酸盐矿粉之间的复合协同效应进行了研究，得出了该材料结构优化和性能改善的途径和机理。本项研究完善了碱激发碳酸盐矿胶凝灌浆材料的基础理论，并在反应程度研究方法、高性能碱激发碳酸盐矿－矿渣复合灌浆材料的研发及其缓凝技术等方面取得了新成果。申请中国发明专利3项，已获授权2项；发表期刊论文17篇，在国际、国内学术会议上宣读论文16篇，其中，三大索引论文14篇；培养博士生1名，硕士生3名，正在培养硕士生1名。本项工作及其成果对新型碱激发碳酸盐矿基灌浆材料的开发和应用具有理论指导意义；为实现天然和二次资源的重新整合利用以及有效节约能源开辟了一个新途径。