"该研究探索了利用污泥和煤矸石复合制备地质聚合物的可能性，旨在扩大地质聚合物原料来源并提升废弃物的资源化利用。通过在碱性环境下，使用热活化的污泥与煤矸石混合，成功制造出地质聚合物，并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)对其性能进行了深入分析。研究发现，900℃下烧结45分钟的细粒度污泥（小于5mm）以40%的比例替代煤矸石后，所制得的地质聚合物抗压强度可达39.8MPa。热活化污泥中的有效CaO、MgO、SiO2以及碱性物质K2O和Na2O为地质聚合反应提供了碱性条件，促进了煤矸石中硅铝相的解聚，有助于硅铝化合物的溶解和扩散，从而加速了地质聚合过程。"
本研究主要涉及以下几个关键知识点：
1. **地质聚合物(Geopolymer)**：地质聚合物是一种无机聚合物，由富含硅铝的原材料在碱性条件下通过缩合反应形成。它们通常作为混凝土的环保替代品，具有较高的耐火性和耐化学腐蚀性。
2. **热活化污泥(Thermally Activated Sludge)**：污泥在高温下处理，可以改变其物理和化学性质，使其成为地质聚合物的有效成分。热活化过程可以释放污泥中的活性组分，如CaO、MgO和SiO2，这些是地质聚合反应的关键元素。
3. **煤矸石(Coal Gangue)**：煤矸石是煤炭开采过程中产生的固体废弃物，富含硅铝成分。在本研究中，它作为地质聚合物的基质材料，通过与污泥结合，实现废物资源化。
4. **碱激发剂(Alkaline Activator)**：碱激发剂是地质聚合物形成过程中的重要组成部分，通常包含碱金属氧化物如K2O和Na2O。它们能引发和促进硅铝矿物质的水解和缩合反应，形成地质聚合物网络结构。
5. **性能测试**：X射线衍射用于确定地质聚合物的晶体结构和相组成；扫描电子显微镜揭示其微观结构和形态；傅里叶红外光谱则用于分析其化学键合信息，帮助理解地质聚合物的形成机制。
6. **抗压强度(Compressive Strength)**：抗压强度是衡量地质聚合物性能的重要指标，本研究中达到39.8MPa，显示出良好的力学性能。
这项研究对地质聚合物的制备工艺进行了创新，通过废弃物的再利用，不仅解决了污泥和煤矸石的处理问题，还开发了一种高性能的建筑材料，具有重要的环境和经济价值。
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