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作者：聂帅;姚俊;王发洲;
单位：武汉理工大学硅酸盐科学与先进建材全国重点实验室;
摘要：开发高活性低碳胶凝材料是推动水泥行业碳减排与绿色转型的关键路径。本文基于~(27)Al与~(29)Si固体核磁共振技术，系统揭示了低碳胶凝材料中非晶结构活性的本征起源与形成机制。研究发现：熔融急冷类工业固废中的钙镁铝硅玻璃相以Ca~(2+)、Mg~(2+)解聚硅酸盐网络为活性主要起源，Mg~(2+)部分取代Ca~(2+)引起的Al~(3+)局域结构扰动构成次级活性机制；而硅铝质煅烧黏土的活性则来源于多配位态Al的存在与转化，结构与局域化学环境最扭曲的五配位Al构成了硅铝质煅烧黏土的主要活性结构单元。在此基础上，提出“活性融合”的低碳胶凝材料设计策略，通过引入碳酸钙与黏土共同煅烧，实现硅酸盐网络解聚与多配位态Al两种活性结构起源的融合，~(27)Al与~(29)Si固体核磁共振测试证实了该融合机制的结构演变过程。Rapid-relevant-reliable(R~3)活性及力学性能测试进一步表明该融合体系在早期活性和中后期强度发展上均表现出较好的性能提升。研究构建了从原子尺度结构解析到多源活性融合的材料体系设计路径，为低碳胶凝材料的开发提供了新的理论支撑与实践策略。
关键词：低碳胶凝材料;;玻璃相;;煅烧黏土;;活性融合;;~(27)Al NMR;;~(29)Si NMR;;五配位Al
基金资助：国家重点研发计划“工程科学与综合交叉”项目(2024YFF0508300)
