利用碱渣、粉煤灰两大工业污染废料作为主要原料,研制了针对采空区填充的碱渣注浆材料,对其基本物理化学性质及反应机理进行了研究,主要研究工作如下:1、利用粒径试验确定碱渣适合粒径,通过正交试验得出粉煤灰与碱渣质量比、液固比、硅酸钠溶液浓度三种因素对注浆材料凝结时间、流动度、结石体抗压强度,析水率、结石率、和结石体浸出液pH值等性能指标的影响规律,得到针对各性能的最优配比。2、由碱渣注浆材料结石体的SEM图像可以看出在粉煤灰玻璃体周围有纤维状、长条状颗粒和一些凝胶状物质生成;由XRD分析可看出,反应后无定形物质漫射峰发生偏移,证明有新无定形物质生成,根据漫射峰中心角度及晶面间距证明无定形物为C-S-H凝胶,随养护时间推移,SiO₂晶体与CaCO₃晶体的衍射信号强度前者降低,后者升高。由EDS图谱及FTIR图谱,并结合其硅铝比及相关理论可以判定有地质聚合物生成,并且在小于3的范围内,硅铝比越大,结石体强度越大。3、相对于水泥-粉煤灰注浆材料,碱渣注浆材料耐水、耐酸性优于传统材料,不仅不会腐蚀钢铁材质构件,还能在一定程度上起到保护的作用。4、通过复合激发试验及复合激发剂优化试验,分析研究石膏部分替代硅酸钠对碱渣注浆材料性能的影响规律,并确定了两组最适配比,即碱渣、粉煤灰、硅酸钠、石膏与水的质量比分别为1:1:1.04:0.26:1.65、1:1:0.84:0.45:2.16时能够满足公路地下采空区充填治理的相关要求。5、由于复合激发剂的使用,不仅生成了C-S-H凝胶等无定形物质,还新生成了AFt（钙矾石）、AFm（单硫型水化硫铝酸钙）。