硅铝基废弃物的主要成分是氧化硅、氧化铝以及钙、铁、镁等元素的矿物化合物，主要来自于建筑、冶金、采矿、煤矿和燃煤电厂等行业，这类废弃物产生量巨大，资源化利用率较低，环境负荷大。本研究以硅铝基废弃物(粉煤灰、电石炉粉尘、建筑垃圾、镍铁渣等)为原材料，探索制备防火功能材料的方法，为硅铝基废弃物的高附加值资源化利用提供新的途径。具体研究内容包括：硅铝基废弃物制备隔气防火喷涂材料和硅铝基废弃物制备防火保温材料。研究得到的主要结论如下：

     1）在硅铝基废弃物制备隔气防火喷涂材料的研究中，成功地以建筑垃圾、赤泥渣、镍铁渣、钢渣和粉煤灰为原料，以乙烯-聚醋酸乙烯酯共聚物（EVA）乳液为改性剂，制备了系列煤矿用隔气防火喷涂材料。该防火材料具有优良的气密性和防火特性，气体渗透系数比传统的防火材料小3?4个数量级。而这种气密性主要源自硅铝基废弃物的火山灰活性、微集料效应和EVA乳液的成膜特性。通过优化筛选出了一种高火山灰活性、低游离总钙含量的粉煤灰，由此制备的隔气防火材料具有最优的隔气性能，其气体渗透系数、抗拉强度和断裂伸长率分别为4.17 × 10?8 m2/s、2.14 MPa和48.90%。与目前实际应用的防火材料相比，本研究制备的隔气防火材料具有成本低、韧性好、与煤层结合力强、不易开裂、化学稳定性好、环保无毒等优点。

     2）以高钙硅铝基废弃物（电石炉粉尘）为原料，制备了一种水泥基防火保温材料。发现电石炉粉尘添加量、生石灰用量和水固比对防火材料物理和力学性质有较大的影响，其最佳取值分别为55%、16%和0.75，制备的保温防火材料的体积密度和抗压强度分别为820 kg/m3和4.07 MPa，同时材料具有良好的热稳定性和阻燃性，燃烧性能分级为A，属于不燃制品。与未添加电石炉粉尘的防火保温材料相比，添加电石炉粉尘的防火保温材料体积密度更低，抗压强度更高，主要是因为电石炉粉尘的添加不仅能够促进铝粉发气反应，还能与粉煤灰发生火山灰反应，促进钙矾石和C-S-H凝胶等强度相的生成。此外，以电石炉粉尘为原料制备防火保温材料，可以有效地固化其中的有害重金属，实现废弃物的环境友好型资源化利用。

      3）在硅铝基废弃物制备硫氧镁基防火保温材料的研究中，以新型镁基胶凝材料（硫氧镁水泥）代替硅酸盐水泥制备防火保温材料，从而降低材料生产过程中的能耗和CO2排放，提高材料的强度，改善材料的防火特性。通过材料的微观结构表征，确定了防火材料的主要水化产物为5?1?7相的碱式硫酸镁，且没有Mg(OH)2的产生。通过研究硅铝基废弃物对硫氧镁水泥水化过程的影响，发现粉煤灰不参与水化反应，但适量的添加可以发挥其微集料效应，增强材料的强度。通过优化参数，确定了硅铝基废弃物制备硫氧镁基防火保温材料的最佳配比如下：氧硫比= 9：1，粉煤灰添加量80%（以轻烧镁粉的质量计），过氧化氢添加量3%。由此制备的防火保温材料抗压强度为8.18 MPa，体积密度为747 kg/m3，达到了《蒸压加气混凝土砌块标准》（GB11968-2006）中B08级蒸压加气混凝土砌块的标准。同时，材料具有良好的热稳定性和阻燃特性，燃烧性能分级为A，属于不燃制品。与水泥基防火保温材料相比，生产硫氧镁基防火保温材料过程中的碳排放降低了34.5%；此外，硫氧镁基防火保温材料还具有强度高，凝结硬化速度快，无需特殊养护的优点。