地聚物是以[SiO4]和[AlO4]四面体为主要构成、具有三维网络结构的一种新型无机硅铝质胶凝材料。地聚物具有原材料丰富、能耗低和几乎不产生CO2等特点,同时具有良好的机械性能和耐高温性能,在工程上具有广阔的应用前景。本文旨在以碱激发偏高岭土制备地聚物材料为基体,通过预制泡沫混合法制备出性能优异的地聚物基泡沫材料,研究各种外加剂和养护条件对其干密度、强度、强度/干密度及吸水率的影响。本文进行的主要工作内容有:在地聚物材料的制备过程中,选用抗压强度、XRD、SEM和FT-IR方法研究了高岭土煅烧温度、煅烧时间、水玻璃模数和碱含量对地聚物材料物相组成、微观形貌及聚合硬化过程的影响。结果表明:高岭土经过煅烧后,晶体结构遭受破坏,原子间产生了很大的位错,形成了非晶态偏高岭土;将高岭土800℃煅烧2h,可制备活性较高的偏高岭土;当水玻璃模数为1.3、固定碱含量为15%时,合成的地聚物试样力学性能最优,其3d、7d和28d抗压强度分别达到56.80MPa、64.30MPa和72.10MPa。通过XRD分析发现,偏高岭石相经地质聚合反应转变为非晶无机聚合物凝胶相;通过SEM分析发现,水化产物主要是无定形凝胶。通过FT-IR分析推测地聚物中含有类沸石的非晶Si-Al网络结构。为提高发泡剂性能,选用常用发泡剂十二烷基硫酸钠和茶皂素进行复配,研究其不同配比对泡沫性能的影响。结果表明:当十二烷基硫酸钠和茶皂素的质量比为1:1时,该复配发泡剂的性能最佳,即泡沫沉降距和泌水量最小,发泡倍数和发泡高度最大。在地聚物基泡沫材料的制备过程中,研究了促凝剂掺量、养护温度对试样干密度、强度和强度/干密度的影响;采用正交试验研究了水灰比、发泡剂和增粘剂掺量对试样抗折强度/干密度、抗压强度/干密度和吸水率的影响;研究了养护湿度、防水剂掺量对试样抗折强度/干密度、抗压强度/干密度和吸水率的影响;利用XRD和SEM-EDS方法对矿物水化物相组成和微观结构进行了分析。结果表明:当促凝剂掺量为2.2 wt%,水灰比为0.67,发泡剂掺量为0.45 wt%,增粘剂掺量为0.24wt%,防水剂掺量为3.5wt%,在快速养护箱中40℃养护24h又60℃养护24h时,制备出的试样性能最佳,其干密度为506kg/m3,抗折和抗压强度分别为0.51MPa和1.66MPa,吸水率为13.4%,导热系数为0.071W/(m·K),符合轻质高强、低吸水率和低导热率的特性。通过XRD分析发现,长时间高温养护使无定形凝胶相向类沸石相转变;通过SEM分析发现,形状规则、孔径较小及分散均匀的孔,能够提高试样的力学性能和防水性能。由EDS分析,水化产物为类沸石相、C-S-H凝胶及部分未水化的偏高岭土和石英相,纵横交联形成的三维网络结构物质。