针对建筑节能、建筑工业化与建筑防火的需求,本文旨在开发出一种集高保温、A级防火、大承重、优异耐久性于一体的复合大型墙板,为我国建筑节能和产业现代化打下坚实的基础。本文从原材料分析入手,找出制备超轻质加气混凝土的最优配合比;继而对配置工艺、结构表征及孔结构类型进行深入研究,提出超轻加气混凝土的成型过程可分为搅拌浇注——发气成型——亚稳定预固化——硬化固化四个阶段的观点;发现了超轻加气混凝土出现粉化的原因,建立了加气混凝土超轻质得以实现的孔结构模型;利用数学分析与有限元分析相结合,开发出一种新型的制备工艺与生产设备;成功采用硅酸盐水泥制备出密度在100~300kg/m3之间,孔径可调的超轻质加气混凝土及其承重复合墙板。具体工作包括:(1)超轻加气混凝土原材料研究方面,通过皂化反应,生产出具有稳泡与速凝功能于一体的稳泡速凝乳液;以黄原胶为主要成分,纤维素醚等为辅料,研制出复合增粘剂。通过复合增粘剂与稳泡速凝乳液,有效地控制了过氧化氢快速发气形成的气泡的稳定性,防止了气泡从浆体中逃逸造成塌模。(2)改变以硫铝酸盐水泥等快硬水泥作为胶凝材料制备超轻加气混凝土的传统工艺,以硅酸盐水泥和粉煤灰为胶凝材料,过氧化氢(浓度27.5%)为发气剂,同时掺加稳泡速凝乳液、复合增粘剂、聚丙烯纤维,以表观密度250kg/m3为前提,并以满足实际生产为目标开展研究,制备了发泡高度大于30cm(实际生产要求)、表观密度100~300kg/m3的加气混凝土。研究不同水灰比,不同水温,稳泡速凝乳液及复合增粘剂掺量下的发气工艺及超轻质加气混凝土性能,对配合比进行优化,阐明了成熟的超轻加气混凝土工艺条件和在各种条件下的性能。(3)对超轻加气混凝土气泡结构进行研究,首次发现并阐明加气混凝土表观密度从轻质过渡到超轻质(<300kg/m3)的孔结构特征在于孔泡壁结构完好和强度保证的前提下,孔泡形态从类球状体向角状多面体过渡,从而可以突破球状体堆积的孔隙率极限达致超轻质。提出超轻加气混凝土孔结构形态的新模型。(4)对孔结构调控技术进行了深入的研究,通过不同掺量的纤维素醚和过氧化氢制备出不同表观密度和孔径的超轻质加气混凝土,采用扫描电镜、体视镜及能谱分析等多种手段,分析各种表观密度及孔径下的超轻加气混凝土泡孔及泡壁形貌,以及水化产物的特征,分析了纤维素醚掺量大于一定值后超轻加气混凝土出现粉化、强度下降的原因,提出孔大小的控制技术。(5)设计出一种具有高保温效果的具有空间格构式结构的超轻加气混凝土复合墙板,采用有限元分析,证明该墙板在垂直荷载和垂直板面荷载作用下具有较大的受力变形能力。(6)设计了钢筋水泥砂浆为承重外壳及超轻加气混凝土为保温芯材的复合墙板生产工艺,并开发相关生产设备,试制出超轻质加气混凝土承重复合墙板,并对其相关物理性能进行测试。结果证明,试制的承重复合墙板具有质轻、高强的特点,在平面外抗弯、轴向抗压和抗冲击能力等方面表现出良好性能,完全满足承重外墙要求;具有良好保温隔热性能,一定厚度下即可满足不同气候地区建筑外墙的节能要求。