地聚合物（又称矿质聚合物）是一类以无机[SiO4]、[AlO4 ]四面体为主要骨架,由离子键、共价键键合而成的无机硅铝酸盐。地聚合物具有绝热、耐燃、高强度、抗酸碱腐蚀、生产能耗低、耐久性能优良等特点。由于其原材料来源广泛、制备方便、能耗小、基本不排放CO₂,因此工程应用前景非常广泛。本论文的主要研究工作及结论如下:1.以固体废弃物（矿渣、粉煤灰）为主要Si-Al原材料,以氢氧化钾为碱激活制备了具有一定抗压强度的无定形态矿质聚合物,以抗压强度为指标,通过正交试验优选出最佳原料配比偏高岭土:粉煤灰:矿渣为3:3:5,氢氧化钾为15%时抗压强度最高可达到36.36MPa。碱激发剂的浓度对矿质聚合物的影响较大,在一定范围内,聚合物材料的强度随碱激发剂浓度增大而增大,但当碱激发剂过量时,未反应的碱聚集导致矿质聚合物的抗压强度下降。XRD和SEM谱图显示,矿质聚合物的结构呈无定形态,其中含有少量的未反应的粉煤灰中的石英和莫来石晶体。2.以粉煤灰、脱硫灰及偏高岭土为主要原料,以氢氧化钾为碱激活剂制备地聚合材料,测试其抗压强度。通过正交试验优选出最优配比为:脱硫灰30%,高岭土20%,碱固比0.5。利用极差分析研究了制备地聚合材料的主要影响因素为:脱硫灰掺加量>碱固比>高岭土掺加量。XRD、SEM谱图显示,地聚合反应的过程中无新的晶相结构生成,其中含有少量的未反应的粉煤灰中的石英和莫来石的晶体。通过FTIR谱图分析发现,地聚合反应造成SiO4周围环境发生了改变,从而使到Si-O的伸缩振动峰受到影响,导致此红外吸收峰向低波数方向偏移。TG/MS分析表明,脱硫灰制备成地聚合物后CO₂、SO₂无逸放,被固化在地聚合材料中。3.针对地聚合材料力学性能上的一些缺陷,如抗折强度较差,因此选用玻璃纤维和聚乙醇纤维对其进行增强。结果表明,玻璃纤维对地聚合材料有明显地增韧效果,对其强度无明显影响,而聚乙烯醇纤维大大提高了其抗折强度,抗压强度却有所下降。