本文主要针对不同类型地质聚合物的的制备方法、宏观性能及其微观性能进行研究。地质聚合物原料多为工业废弃物,由于其种类多、性质差别较大,因此选取四种原料进行研究(矿渣、锌矿渣、低钙粉煤灰和高钙粉煤灰)。为探讨原料结构特性,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)等分析手段对原料组分、微观形貌、结构与活性的关系进行研究并总结规律,在此基础上以宏观性能进行佐证,为今后预测激发未知活性原料的可行性奠定基础。不同原料反应机理略有差异,但现有配合比计算方法单一,不能完全激发其活性。本文将根据原料活性采用较适合的配合比计算方法,以Davidovits提出的PSS型长链理论为设计思路,激发活性较好原料。对于活性较差的低钙粉煤灰和高钙粉煤灰,则改变水玻璃模数和掺量以解聚较稳定的长链,为激发新的原料提供思路。由于各原料性质差别较大,其反应过程也有所差别,利用SEM和FTIR等测试方法对反应进程进行研究,揭示出四种原料在碱激发过程中各自的特点,总结差别与联系。还将探究激发剂中不同组分对各原料的作用及影响,对地质聚合物激发机理进行深入研究。研究表明水为地质聚合物反应介质,但水用量对地质聚合物反应以及强度的影响尚未明确。本文通过改变水固比的方式来研究水对抗压强度的影响,并以微观分析手段对水的作用进行深入讨论。此外,由于地质聚合物反应对温度敏感性较强,但缺乏系统性研究。本文将讨论高温蒸养对反应进程的影响,总结试件蒸养后强度发展规律并与室温养护试件进行对比,并通过微观分析解释其原因,揭示出地质聚合物反应吸放热过程的本质。