伴随着地产市场的火爆,对保温建筑材料的需要与日俱增。水泥保温材料因水泥生产过程能耗高,污染重,与国家去产能政策导向不符且水泥保温材料耐高温性能不佳。地聚合物是一种免烧结“绿色”凝胶材料,拥有优异的力学性能,耐高温性能和耐久性等优点,因此地聚合物在保温发泡材料领域有较大的应用潜力。采用粉煤灰制备地聚合物保温材料的不仅利用了粉煤灰这一工业固废,提高了粉煤灰的附加值。所以采用粉煤灰制备地聚合物保温发泡材料具有较高的经济效益及环境效益。本论文使用来自神华集团的高铝粉煤灰,通过地聚合化反应,利用铝粉发泡的方法制备了粉煤灰基地质聚合物防火保温材料,探索了制备工艺及参数对干密度及导热系数的影响,改善了材料的防水性能,并对优化后的材料进行了微观特性表征及宏观性能检测。研究结果如下:首先分别使用了 X射线荧光光谱(XRF)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪等手段对粉煤灰的矿物相、微观结构、粒径进行了表征。表征结果显示,粉煤灰硅铝氧化物含量79%,钙含量8.89%,属于低钙高铝粉煤灰;在微观形貌上,粉煤灰中由大小不一的光滑玻璃球体组成,意味着其具有较高的活性。粒径分析显示,粉煤灰的中位粒径21.1 μm,平均粒径28.6 μm,样品比表面积1.38 m3/g。表征说明实验所用粉煤灰具备制备地聚合物保温发泡材料的潜力。采用铝粉发泡的方法制备了粉煤灰基地聚合物发泡保温材料。考察了铝粉掺量、液固比、搅拌时间等因素对于保温材料干密度的影响。实验结果显示:当铝粉掺量为0.2%、液固比0.475、搅拌时间9min时,制备的发泡材料干密度600kg/m3左右、抗导热系数0.08～0.11,且孔隙均匀,具有较高的抗压强度。进一步的,通过向水玻璃中加入CMC作为增稠剂、皂化动物脂肪酸作为辅助发泡剂有效的降低了材料的导热系数。实验结果表明,当水玻璃与发泡剂比为50:15,液固比为0.65,铝粉掺量0.35%,CMC加入量0.15%时,制备的地聚合物保温发泡材料干密度为360kg/m3,导热系数0.072。最后,为了评价材料的性能,对粉煤灰基地聚物发泡材料进行了性能检测。高温性能检测表明,在800℃下煅烧两小时后,发泡材料并无变形垮塌,说明其具有优秀的防火性能。防水实验表明,地聚合物发泡材料虽然具有较高的吸水率但可以通过涂覆水泥用防水涂料达到相关标准。实验结果表明,水泥聚合物防水材料和水泥渗透结晶防水材料均可以有效改善地聚合物发泡材料防水性能。综上所述,利用神华集团的粉煤灰,采用铝粉发泡的方法,可以制备出具有优异的力学性能和防火性能的保温材料。价格核算表明,粉煤灰基地聚合物发泡保温材料物料成本小于400元每立方米,具有一定的市场应用前景。通过本论文的研究,为粉煤灰基地聚合物保温发泡材料的生产及应用提供了理论与技术支持。