随着我国墙体材料改革与建筑节能政策的强制实施,推动了建筑保温材料的快速发展。传统有机保温隔热材料虽然隔热性能好、质轻和价格便宜,但是易燃,且燃烧生成有毒气体等缺陷,使得建筑节能和防火之间的矛盾不断加剧。作为理想的替代品,无机发泡绝热材料因其安全性高的突出优点而倍受青睐。但目前用于外墙的无机发泡绝热材料仍存在着容重大,易吸水,而且导热系数偏大等问题。因此,制备出一种低导热系数、憎水、轻质高强等综合性能优异且制备工艺简单的无机泡沫绝热材料是解决这一矛盾的有效途径。本研究采用实验测试与理论分析相结合的研究方法,运用单因素与多因素控制变量法分别确定了发泡剂种类及掺量、水灰比、稳泡剂等外加剂,然后针对不同发泡工艺进行了探索,最终在适合的发泡工艺下制备了水泥基泡沫绝热材料,并对制品的强度、表观密度、孔隙率、吸水率、导热系数等宏观物理力学性能参数进行了测定,同时借助SEM与Image-Pro plus (IPP)图像处理分析软件表征了材料内部孔隙结构特征。成功制备出了干表观密度214kg/m3、吸水率约8%、抗压强度0.23MPa、导热系数约0.049W/(m K)等综合性能良好的水泥基泡沫绝热材料。完成的主要研究工作如下下:(1)通过对发泡剂起泡能力和泡沫稳定性进行测试与比较,筛选出适合的发泡剂;并在分析比较物理发泡和化学发泡工艺制备水泥基泡沫材料优缺点的基础上,采用了物理化学复合发泡工艺制备轻质水泥基泡沫材料的新方法,最后对不同发泡工艺下的孔结构特征与材料性能进行了对比分析。结果表明:采用物理发泡工艺制备的泡沫材料综合性能最优。(2)加入羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)作为稳泡剂以及选择合理水灰比等措施对该材料孔结构进行调控,使材料内部孔结构得到改善,并具有良好的保温性能与力学性能。(3)在已有配合比的基础上通过加入不同掺量的纳米Ti02和石墨粉,利用其具有对红外热反射的功能特性,达到降低材料导热系数的目的。研究表明:在纳米Ti02与石墨粉掺量分别为0.5%, 1.0%时,保温材料导热系数值分别为0.048 lW/(m·K),0.0433W/(m·K),具有优异的热工性能。(4)依据聚合物苯丙乳液与乳胶粉遇水具有成膜的特性,可形成微孔内壁覆膜的封闭孔隙构造,对泡沫保温材料进行憎水改性研究。结果表明:在两者固含量相同时,乳胶粉对材料性能的改善效果要优于苯丙乳液,在大幅降低材料吸水性能的同时还提高了材料的力学性能。(5)利用短切聚丙烯纤维可增强与水泥基体的机械啮合力对材料力学性能进行优化,并通过落球冲击试验表征材料韧性的提高程度。同时对掺入纤维后孔结构形态特征等参数进行了测试与分析,并探讨了微观孔结构对其宏观性能的影响,接着对不同性能之间的相互关系进行了线性拟合分析,发现他们之间具有一定线性相关性。