地质聚合物是一种新型的绿色建筑材料,由于其独特的三维网络结构,具有优异的力学性能、化学稳定性、耐高温等性能。同时,其原材料来源丰富、制备工艺简单环保、无污染物产生等优点,地质聚合物在固封重金属离子和建筑方面得到重视。但由于其原材料来源广泛及缺少相应的规范和标准,且研究和应用的时间较短,从而限制了地质聚合物的推广和应用。本文以粉煤灰、偏高岭土为基础原料,钠水玻璃为激发剂制备粉煤灰-偏高岭土复合基地质聚合物（简称FMG）,借助ICC、SEM、MIP、FT-IR、XRD、AAS等技术手段对FMG试样的水化放热、微观结构、孔结构、特征谱带、物相组成和离子浸出率进行测试,系统研究了H₂O/Na₂O、SiO₂/Al₂O₃和Na₂O/Al₂O₃摩尔比对FMG结构和力学性能、热稳定性、收缩、风化和碳化性能的影响,并得到耐久性优异的复合基地质聚合物配合比。主要研究结果如下:（1）通过研究氧化物组成对FMG结构和力学性能的影响,结果表明:当H₂O/Na₂O摩尔比由14降至10时,Na₂O/Al₂O₃摩尔比由0.9降至0.7时,亦或SiO₂/Al₂O₃摩尔比由3.9增至4.3时,FMG试样的最大水化放热量呈增大趋势。低H₂O/Na₂O比有利于制备具有低孔隙率、丰富凝胶孔、高抗压强度的地质聚合物。增加SiO₂/Al₂O₃摩尔比尽管对孔结构变化不明显,但能够促进凝胶相的生成且提高抗压强度。（2）通过研究氧化物组成对FMG热稳定性能的影响,结果表明:在热处理温度低于600℃时,试样能够保持28d的抗压强度;热处理温度介于600-800℃时,试样中开始有钠霞石晶相的形成,使试样发生较明显的收缩,试样的残留强度急剧下降;在1000℃时,部分试样会出现炸裂现象。试样HN-10和NA-0.70在经过800℃热处理后的残留强度分别为30.91MPa和42.49MPa,高于水灰比为0.5的OPC·42.5（14.0MPa）。（3）通过研究氧化物组成对FMG收缩性能的影响发现:复合基地质聚合物试样均在前7d发生明显的自收缩和干燥收缩,7⁴2d收缩速率逐渐降低,42d后收缩率趋于稳定,其收缩主要与总孔隙率相关。在发生自收缩和干燥收缩的过程中,FMG试样的总孔隙率逐渐降低,凝胶孔的比例相对增加。（4）通过分析氧化物组成对FMG风化性能的影响发现:复合基地质聚合物经一定时期的风化作用后,浸出液的pH值会不断增大,浸出液中Na⁺、OH^-则与空气中CO₂反应在试样上表面形成白色Na₂CO₃·H₂O风化产物。较大的孔隙率促进试样Na⁺、Al³⁺、Si⁴⁺和OH^-的溶出。浸出液中可溶性硅、铝会在风化28d时再次聚合,形成凝胶相,降低浸出液中Al³⁺、Si⁴⁺浓度。（5）通过分析氧化物组成对FMG碳化性能的影响发现:复合基地质聚合物碳化后抗压强度明显下降,随着碳化时间的延长,大量碳酸盐和碳酸氢盐的形成充填孔隙,会弥补抗压强度的损失。碳化试验60d时,试样HN-14、SA-3.9、SA-4.0、SA-4.1以及NA-0.9的表面覆盖了大量碳酸盐和碳酸氢盐,碳化程度最为严重。（6）综合考虑FMG的施工性能（浆体流动度、凝结时间）、力学性能和耐久性发现:粉煤灰-偏高岭土复合基地质聚合物的最佳配比范围为H₂O/Na₂O介于11¹2,SiO₂/Al₂O₃介于4.2⁴.3,Na₂O/Al₂O₃介于0.70⁰.80。该范围制备的地质聚合物,其早期及28d抗压强度均高于80MPa,800℃热处理后抗压强度仍能保持30MPa左右,90d自收缩率和干燥收缩率分别小于1800?10^-6和2000?10^-6,风化过程中Al³⁺浸出浓度低于1.50?10^-4%、Si⁴⁺浸出浓度低于2.50?10^-4%且在试样表面发现Na₂CO₃·H₂O风化产物,60d后抗压强度40MPa以上且试样表面无明显碳化现象。