本论文是横向课题“利用粉煤灰、煤矸石等制备矿物聚合材料”项目（清华同方环境有限公司资助）的一部分。矿物聚合材料是一种新型的无机胶凝材料。本文研究了利用丰镇热电厂粉煤灰制备矿物聚合材料的技术可行性,并对其性能、结构以及铝硅酸盐聚合反应机理进行了探讨。本研究以粉煤灰为主要原料,利用钠水玻璃和氢氧化钠做粘合剂和激发剂制备矿物聚合材料的基本工艺流程为:固体物料和液相混合得到混合砂浆,装入模具,在低温条件下成型固化,脱模,即得制品。通过测定制品的抗压强度等力学性能指标,制备出抗压强度、吸水率等各项性能优于普通硅酸盐水泥制品的矿物聚合材料,得到了各项优化工艺参数,制品的7天抗压强度达到60 MPa以上。单因素实验表明,以粉煤灰、偏高岭石、标准砂等为主要固体原料、钠水玻璃和氢氧化钠为激发剂制备矿物聚合材料的主要影响因素包括:固体原料的种类及配比、固液比、固化温度和时间、固体原料的粒度、液体的浓度、成型压力和养护条件等。制备矿物聚合材料的优化工艺条件为:固液比为2.0～2.4;固化过程为60℃干燥箱中放置24 h,室温下放置6 d;钠水玻璃和氢氧化钠的质量比为3:2;粉煤灰所占固相的质量为80%左右。在制备矿物聚合材料过程中,通过聚合反应之后,无新生晶相生成,形成的基体相呈非晶态,通过X射线粉晶衍射分析结果得知,其主要晶相为莫来石。矿物聚合材料的聚合反应过程分为固体粉煤灰玻璃体和偏高岭石原料在碱性溶液中的溶解、溶解的铝硅配合物由固体颗粒表面向颗粒间隙的扩散、凝胶相[M_x（AlO₂）_y（SiO₂）_z·nMOH·mH₂O]的形成、凝胶相逐渐排除多余水分而固结硬化等四个阶段。反应程度越高,骨料和基体相的非晶化程度越高,材料的强度越大。