随着我国对建筑节能和建筑防火的要求不断提高,传统的保温材料难以满足使用要求。SiO2气凝胶具有高孔隙率、高比表面积、低密度、低导热系数、耐火性强等特点,将其添加到无机胶凝材料中可明显提高无机胶凝材料的保温性能,且安全防火,在建筑保温材料领域有着巨大的潜力,但SiO2气凝胶与无机胶凝材料相容性较差,阻碍了其在建筑节能领域的应用。基于此,本论文以保温性能较好的石膏基复合胶凝体系为无机胶凝材料,将SiO2气凝胶粉体经表面改性制备成SiO2气凝胶浆料后和无机胶凝材料复合,并以聚苯乙烯泡沫（EPS）颗粒为保温骨料,制备SiO2气凝胶-无机胶凝材料-聚苯颗粒复合保温材料（AIP）,最大限度地降低其导热系数,提高其力学性能和燃烧性能等级。同时对无机胶凝材料的水化产物和反应机理、SiO2气凝胶-无机胶凝材料的性能变化和界面结合性、AIP的性能变化规律以及应用于居住建筑的节能效果进行了分析,具体内容包括:（1）以石膏为主要胶凝材料,通过掺加无机掺合料对石膏进行改性,分别构建了水泥-石膏二元胶凝体系和石膏-水泥-粉煤灰-石灰四元胶凝体系,分析了无机掺合料添加量对胶凝体系各项性能的影响规律。结果表明:在石膏中掺加一定比例的无机掺合料可以提高其力学性能和耐水性能,但掺量过大时,会导致体系力学性能和耐水性能降低,四元胶凝体系的力学性能和耐水性能均优于纯石膏和二元胶凝体系。通过添加减水剂可进一步改善四元胶凝体系的性能,减水剂添加量为0.6wt%时,四元胶凝体系各项性能均高于其他试样,28天抗压强度为47.51 MPa,抗折强度为10.43 MPa,软化系数为0.83。（2）采用表面活性剂对SiO2气凝胶粉体进行表面改性,并将其分散到水溶液中制备为SiO2气凝胶浆料。将SiO2气凝胶浆料与无机胶凝材料复合,制备具有良好保温性能和力学性能的SiO2气凝胶-无机胶凝材料。分析了SiO2气凝胶的表面改性机理,研究了不同类型、不同添加量的SiO2气凝胶浆料对无机胶凝材料性能的影响规律。结果表明:经过阳离子表面活性剂/非离子表面活性剂/无机纳米材料（CNSI）改性后的SiO2气凝胶浆料（A4）和无机胶凝材料具有较好的相容性。SiO2气凝胶添加量为3 wt%时,所制备试样C4的干密度为1136.4 kg/m~3,导热系数为0.1889 W/（m?K）,抗压强度为17.16 MPa,抗折强度为4.34 MPa,当SiO2气凝胶在无机胶凝材料中的添加量超过10 wt%时,其各项性能变化幅度减小。（3）将SiO2气凝胶和无机胶凝材料复合后再加入EPS颗粒保温骨料,制备复合保温材料AIP,通过正交试验分析了不同因素对AIP性能的影响规律。结果表明:EPS颗粒和SiO2气凝胶的添加量是影响AIP性能的主要因素。通过性能优化,所制备AIP表现出良好的保温性能、力学性能和防火性能,其密度为147 kg/m~3,抗压强度为0.23 MPa,抗折强度为0.21 MPa,导热系数为0.0411 W/（m·K）,燃烧性能为A2级。（4）将AIP以AIP复合外模板现浇混凝土保温体系的形式应用于建筑工程,以太原市某居住建筑为模型,使用Energy Plus软件,分别对未采取外墙保温措施和外墙保温采用EPS体系、TEPS体系、AIP体系时该居住建筑的能耗进行计算。结果表明:该居住建筑的能耗主要来自于制热能耗,与未采取外墙保温措施时相比,采取外墙保温措施后该居住建筑能耗明显降低,当外墙保温采用AIP体系时,该居住建筑的制热能耗、制冷能耗和总能耗最低。