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保温材料是建筑节能的物质基础。与有机类保温材料相比,无机保温材料具有防火、耐久、无毒、无害等优势,应用前景更为广阔。通用硅酸盐水泥泡沫混凝土作为常用的无机保温材料,存在凝结硬化慢、绝对强度低、轻质-高强矛盾突出等技术缺陷,其应用受到了很大限制。矿渣基矿物聚合物作为一种新型胶凝材料,具有快硬、早强、高强、利废、环保等特点。鉴于此,本课题提出利用矿渣基矿物聚合物作为胶凝材料制备泡沫混凝土的技术思路,并以期获得轻质-高强的无机保温材料。首先,课题选用十二烷基硫酸钠(K12)、α-烯基磺酸钠(AOS)以及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)三种起泡组分,测试了单一起泡组分在不同浓度下的起泡性能;在此基础上,以硅树脂聚醚乳液(MPS)为稳泡组分,K12、AOS、AES为起泡组分,分别复合制备发泡剂(K12型、AOS型和AES型),并对比分析了三种复合发泡剂在空气及新拌泡沫混凝土浆料中的稳定性。研究结果表明:K12、AOS和AES三种起泡组分质量分数分别为0.6wt%、0.4wt%和0.8wt%时,三种发泡液具有最佳的起泡性能;掺入MPS浓度为0.08wt%时,K12型、AOS型和AES型三种复合发泡剂的综合性能最佳,其发泡倍数分别为53、37和53,1h沉降距分别为5mm、9mm和5mm,1h泌水率分别为47%、49%和46%;三种复合发泡剂所制备泡沫在矿渣基矿物聚合物新拌浆料中的稳定性依次为AES型>K12型>AOS型。其次,试验研究了液胶比(水玻璃溶液与粒化高炉矿渣质量之比)和泡沫掺量对泡沫混凝土性能的影响。研究结果表明:当泡沫掺量为4.00%时,随着液胶比的增大,发泡矿渣基矿物聚合物的干密度与抗压强度均降低,泡沫掺量为8.00%时,制品干密度几乎不受液胶比影响,抗压强度随液胶比的增加而减小;当泡沫掺量(泡沫与浆体质量比)为4.45~10.70%时,随泡沫掺量增加,发泡矿渣聚合物的孔隙率增加、平均孔径及孔圆度值增大、小孔比例减小而中孔和大孔比例增加,相应的发泡矿渣聚合物干密度、抗折强度、抗压强度和导热系数均呈负指数关系降低且相关性强。当泡沫掺量为4.45~12.00%时,所制备的发泡矿渣基矿物聚合物的干密度为398~1325kg/m3,抗压强度1.12~17.81MPa、导热系数0.0813~0.2211W/(m?K),且在相同密度等级下,所制备泡沫混凝土的强度和导热系数明显优于JG/T 266-2011《泡沫混凝土》中规定的技术要求。最后,试验探讨了轻骨料和纤维对发泡矿渣基矿物聚合物干密度、强度及收缩性能的影响。研究结果表明:随着膨胀蛭石掺量增加,发泡矿渣基矿物聚合物干密度先增大后减小、抗压强度显著降低及收缩值降低;随着膨胀珍珠岩掺量增加,制品干密度及抗压强度显著降低,收缩值降低;随着PVA纤维掺量增加,制品干密度及强度先增大后减小,收缩值降低;随着CF纤维掺量增加,制品干密度、抗压强度以及收缩值显著降低;PVA纤维与CF纤维相比,PVA纤维对发泡矿渣基矿物聚合物的增强效果优于CF,而CF对制品的增韧效果优于PVA纤维。