孔隙作为材料中普遍存在的重要组分，对优化材料某些性能或实现特定功能至关重要。孔结构设计一直是材料科学中优化、拓展材料性能和赋予新功能最有效的方法，可使材料性能发生数量级程度的改变。由此而发展的泡沫金属、多孔陶瓷、泡沫玻璃和泡沫混凝土等多孔材料，因具有质轻、隔音、阻燃或耐蚀、电磁屏蔽等优异性能，成为固体材料科学研究广受关注的重要领域。地质聚合物是以含有活性硅、铝组分的矿物或工业废渣为主要原料，在高碱条件下经类似地球化学作用制备的一类新型无机胶凝材料。由于该材料体系兼有陶瓷、玻璃和水泥性质，且无需高温过程，具有巨大环境和社会效能，成为近年来胶凝材料的研究热点。　　本文以制备一定强度的地质聚合物基体为出发点，首先考察了粉煤灰(FA)-偏高岭土(MK)和粉煤灰(FA)-矿渣(SL)两个二元体系地质聚合物的力学性能，选定了浆体和易性较好、试体抗压强度理想、原料性价比较高的实验配比作为泡沫地质聚合物的发泡基体配方;以H2O2为发泡剂，采用化学发泡法成功制备出两种泡沫地质聚合物，并研究了FA掺量、激发剂模数和发泡剂掺量对泡沫地质聚合物制备和性能的影响。采用聚乙二醇(PEG)、羧甲基纤维素钠(CMC)、漂珠、硅藻土、硅灰和硅溶胶等对泡沫地质聚合物进行改性研究。分别采用稳态、瞬态两种测试方法测定多孔材料导热性能，并对两种方法的适应性进行评价。研究了不同多孔微集料对泡沫地质聚合物绝热性能的影响机制。最后借鉴多孔陶瓷的制备工艺，对玻璃粉改性的泡沫地质聚合物进行高温热处理，研究高温过程对泡沫地质聚合物表观形貌、力学性能和微观组成的影响，初步探索利用地质聚合物制备泡沫陶瓷的可能性。　　FA-MK二元胶凝体系研究结果表明，FA掺量50％，水玻璃模数1.6时，地质聚合物基体7d强度达到最大值(40.3MPa);但综合考虑成本和浆体流动性，宜采取FA掺量65％、水玻璃模数1.4为制备泡沫地质聚合物的基础配比(7d抗压强度为38MPa)。以该体系制备泡沫地质聚合物，其抗压强度随FA掺量增加而降低，掺量超过85％后，抗压强度急剧降低;M为1.4的水玻璃激发效果最好;发泡剂掺量增加，泡沫地质聚合物的干密度、抗压强度和导热系数均降低，气孔形状因子和孔径均呈增大趋势;制备的FA-MK基泡沫地质聚合物性能为:干密度150-300kg/m3，抗压强度0.72-2.80MPa，导热系数0.054-0.076W·m-1·K-1。　　FA-SL二元胶凝体系研究结果表明，基体与发泡试样的抗压强度均随FA掺量增加降低;FA掺量为50％时，基体抗压强度最大，7d、28d强度分别为54MPa、74MPa;泡沫地质聚合物强度较低，抗压强度为0.85MPa，干密度为272kg/m3。此外，矿渣-粉煤灰基泡沫地聚物经80℃干燥后，试体变脆，裂纹较多。　　外加剂对泡沫地质聚合物改性研究表明，适量PEG能有效调节FA-MK基发泡试体的孔径，但抗压强度、导热性能并没有显著改善。适量的漂珠不但可以降低泡沫地质聚合物的导热系数，而且可以改善其力学性能。适量的硅灰、硅溶胶以及CMC均能提高泡沫地质聚合物的抗压强度强度，但对导热系数没有显著的降低效果。当利用偏高岭土增强FA-SL泡沫地质聚合物力学性能时，其取代量需在60％以上。　　稳态法和瞬态法对无机多孔材料导热系数适应性研究表明，在测试不同干密度等级无机泡沫材料导热系数时，稳态法比瞬态法低0.0085-0.0205W·m-1·K-1，而且这种差别随材料干密度增大（导热系数增大）而增大;干密度等级相同时，自制泡沫地质聚合物具有与市售泡沫混凝土相当或更低的导热系数，可望用于新型建筑保温材料;稳态法比瞬态法更适用于具有宏观气孔无机泡沫材料导热性能测定。　　漂珠和硅藻土对泡沫地质聚合物改性结果表明，漂珠对地质聚合物浆料和易性及发泡试体的干密度均无显著影响;掺加适量漂珠可提高发泡试体的抗压强度，用量为铝硅质材料的7.5％时强度最大;掺入硅藻土导致地质聚合物料浆和易性变差，但加水调整后仍可成功制备泡沫材料;随硅藻土掺量在铝硅质材料质量的0-15％范围内增加，泡沫材料干密度呈先降后升趋势，抗压强度则持续降低;掺入漂珠和硅藻土对泡沫地质聚合物宏观孔形状和尺寸无明显影响，气孔均呈近似球形且分布均匀;闭孔结构的漂珠可有效降低泡沫地质聚合物的导热系数，而开孔结构的硅藻土对泡沫地质聚合物的绝热性能无明显改善;闭孔微集料对地质聚合物泡沫材料绝热性能的改善效果优于开孔微集料。　　高温处理泡沫地质聚合物研究结果表明，在最高温度900℃使用泡沫地质聚合物制备泡沫陶瓷时，玻璃粉掺量不宜60％;玻璃粉掺量为40％制备的泡沫陶瓷强度增加显著，可达102％;烧结后的泡沫地质聚合物含有大量的霞石，其他为石英、赤铁矿、钙长石。