核心研究发现，养护方式的改变可使砂浆强度波动超过20%。研究团队以1:1胶凝材料-砂比例配制了三种砂浆体系：烘箱养护地质聚合物（GP-OV）、蒸汽养护地质聚合物（GP-ST）以及水养护普通硅酸盐水泥对照组（OPC-WC）。两组地质聚合物均使用低钙F级粉煤灰，经浓度12 M的氢氧化钠与硅酸钠（质量比2.0）活化液（激发剂与胶凝材料质量比0.40）处理。唯一变量为养护制度：实验室烘箱内60℃干热养护24小时，或在同一烘箱内自制装置产生饱和蒸汽进行同温养护。试件养护后置于室温环境，分别于7天和28天进行测试。
早期强度方面，烘箱养护地质聚合物在7天时达到30.52 MPa，比水养护OPC砂浆高20.4%，比蒸汽养护地质聚合物高22.9%。这反映了适度热养护对加速低钙粉煤灰体系地质聚合反应的促进作用。至28天，强度差距缩小：烘箱养护组达32.41 MPa，OPC对照组达33.25 MPa，两者相差0.84 MPa，处于合并标准差范围内。Tukey’s HSD事后检验显示该差异在28天时不具备统计学显著性（p=0.081），但作者明确警告不能据此推断统计等效性。由于每组仅从单批次抽取3个试件，检验功效有限，且未进行正式等效性检验（如TOST），较大的观测效应量（Cohen’s d=-1.98）表明仍可能存在真实差异。相比之下，蒸汽养护组在整个周期内持续落后，28天强度仅为28.03 MPa，与OPC及烘箱组的差异具有高度统计学显著性（p<0.001）。
运输相关性能测试同样呈现显著分化。以ASTM C642标准测定的吸水率反映可连通孔隙特征。28天时，OPC吸水率为8.58%，烘箱养护组为10.10%，而蒸汽养护组升至16.37%，较自身7天值增加12.0%，比OPC高出90.9%。单因素方差分析确认各组间差异极显著（F2,6=322.31, p<0.001）。体积密度呈相反趋势，OPC在28天达到最高密度2203.89 kg/m³，烘箱与蒸汽养护地质聚合物分别为1884.27 kg/m³和1850.78 kg/m³，分别轻约14.5%和16.0%。作者将烘箱养护形成更优孔隙结构视为一种假设，因未进行压汞法等孔径测量。
关于湿热为何不及干热，作者援引文献指出，在潮湿或蒸汽环境下，初期形成的凝胶可能在过量水分中发生持续的溶解-再沉淀，随时间推移形成更粗大且不均匀的孔网络。蒸汽养护过程中的热梯度与表面水分浓缩也可能在干燥冷却后引发微裂纹。需注意的是，本研究的蒸汽养护环境仅按名义温度设定，未进行连续温度记录、相对湿度测量或空间均匀性映射，因此GP-OV与GP-ST的差异不能完全归因于单一养护变量。
回归分析构建了数据集的定量关系。多变量线性模型显示抗压强度与体积密度、吸水率及龄期存在关联（fc=52.12−0.0076ρ−1.024Wab+0.203t，R²=0.920）。28天时，强度与吸水率呈现强负相关（fc=39.46−0.737Wab，R²=0.970）。作者反复强调这些方程仅为针对所研究体系的经验相关性，并非经过验证的预测模型。数据集仅包含18个试件观测值，无法进行交叉验证。Pearson相关分析显示强度与吸水率中度负相关（r=-0.640），与龄期中度正相关（r=+0.650）。
破坏模式方面，OPC立方体呈突然脆性破坏并脱落大块碎片，而两种地质聚合物混合料破坏更为渐进，外围材料逐步剥落而核心继续承载荷载。作者将此限制于可见形态学观察，未推导损伤容限。在可持续性方面，尽管生命周期评估估算用粉煤灰地质聚合物替代OPC可减少25%至70%的隐含碳排放，但12 M NaOH和硅酸钠激发剂本身带有非微不足道的碳负担，且24小时烘箱加热消耗外部热能，可能大幅削弱甚至抵消净减排效益。本研究未执行生命周期评估，环境效益仍属前瞻性结论。
该研究范围明确限定于印度NTPC Kahalgaon电厂的一种粉煤灰来源、单一激发剂配方、1:1胶凝材料-砂比例及单批次样本。作者总结认为，针对该特定配合比，60℃烘箱养护在机械性能与抗渗透性之间提供了比同温蒸汽养护更有利的平衡，支持了F级粉煤灰地质聚合物砂浆作为预制及可控养护应用潜在低碳替代品的技术可行性。未来工作包括独立重复批次测试、微观结构表征、定量断裂测量、涵盖冻融/碳化/氯离子/盐侵蚀的耐久性测试，以及纳入工业废热利用的生命周期评估。
资料来源：bioengineer.org；原文发布日期：2026-10-29。本文为资料编译。