基于钢渣、矿渣、脱硫石膏等工业固废的资源化利用及低成本制备吸声降噪材料的需求,本文以钢渣、矿渣、脱硫石膏为主要原料制备钢铁渣基泡沫混凝土,并围绕钢渣粉磨工艺优化和钢铁渣基泡沫混凝土的力学性能优化、吸声性能优化、导热动力学分析及水化机理分析等方面展开研究。与未经过除铁的钢渣相比,钢渣经过磁场强度5×105A/m的干式磁选机除铁处理后,易磨性有较大提升,制备比表面积大于450 m2/kg钢渣超细粉体至少可节约能耗40%。除铁后的钢渣粉磨至表面积450-550 m2/kg区间时,钢渣超细粉体的胶凝活性得以激发,适宜作为制备钢铁渣基泡沫混凝土的原料使用。通过优化原料配方制备出保温隔热用钢铁渣基泡沫混凝土。其配方为:钢渣28 wt.%、矿渣60 wt.%、脱硫石膏12 wt.%、水胶比0.45、减水剂3 wt.‰(占全部胶凝材料)及纤维掺量3 wt.%(占全部胶凝材料)。以该配方制备的钢铁渣基泡沫混凝土经70℃养护28d后,密度为671kg/m3,抗压强度可达6.29MPa,常温下导热系数为0.157W/(m·K)。材料的强度和导热系数符合JG/T266-2011《泡沫混凝土》标准中FCA07-C5-P等级泡沫混凝土的要求。在吸声性能方面的研究发现,相比减水剂和纤维,铝粉对泡沫混凝土中低频吸声性能的提高最为有效,且当铝粉掺量为2 ‰时,钢铁渣基泡沫混凝土的中低频吸声性能最佳,中低频吸声系数可达0.48。试点工程(变电站)中的应用结果显示,该钢铁渣基泡沫混凝土可降低变电站噪音9分贝,其降噪能力能够与当前广泛使用的金属微穿孔板相媲美,且成本仅为金属微穿孔板的1/4,有效地实现了低成本降噪。孔结构分析结果表明:铝粉作为引气剂的加入不仅增加了泡沫混凝土连通孔的比例,而且延长了声音传播的路径,有利于声能转化成热能;另一方面,铝粉发泡形成的微气孔有助于增加泡沫混凝土中直径在0.01-0.1μm之间的微孔比例,有利于形成赫姆霍兹空腔,从而使得材料的中低频吸声性能得到有效提高。钢铁渣基泡沫混凝土的导热动力学研究结果表明,热量主要通过固体导热的方式在泡沫混凝土的基体中传播,气孔的增加延长了热量传播的路径,从而使得固体导热降低,起到保温隔热效果。同时,导热动力学模拟结果显示:与气孔随机分布模型相比,CT扫描气孔重构模型对于气孔分布不均的泡沫混凝土更适用。通过XRD、SEM、IR、XPS、NMR等方法对钢渣、矿渣、脱硫石膏体系胶凝材料的水化过程进行综合研究。研究结果表明,水化反应早期以矿渣的水化为主,其主要驱动力来自钙矾石在溶解平衡作用下的不断结晶。钙矾石的结晶促进了矿渣中铝(硅)四面体解聚和重新聚合形成C-S-H凝胶,而钙矾石和C-S-H凝胶的生成又促进了钢铁渣基泡沫混凝土的凝结硬化和早期强度的形成;中后期则以钢渣的水化为主,钢渣中的硅酸二钙和水化二价碱金属氧化物的水化可以进一步加快钙矾石、C-S-H凝胶和相关复盐矿物的持续生成,同时,早期生成的片状C-S-H凝胶转变成更为致密的球状C-S-H凝胶,且钙矾石密切穿插在该凝胶结构中,从而进一步提升了材料的密实程度。因此,适量的钢渣掺入能够促进泡沫混凝土中后期水化反应进程,提高材料的密实程度,从而促进材料后期强度的增长。