能源危机逐渐得到了人们的重视,节能减排成为我国一项重要的发展战略。其中,建筑节能在节能减排工作中占有举足轻重的地位。随着我国城市的不断发展,大量保温材料在城市建筑中使用,其中,有机保温材料造成了多起非常严重的火灾事故,其火灾危险性引起了相关部门的高度关注。由于相关法律规范限制了有机保温材料的使用,无机保温材料逐渐进入人们的视线。但是，无机保温材料种类驳杂,保温性能偏低,在应用上存在短板,市场占有率不高。因此,开发新型高效无机保温材料具有很强的现实意义。本文针对目前我国无机外墙保温材料的情况,采用水玻璃为主原料,通过分别添加粉煤灰等矿物材料、玻璃纤维以及无机酸、盐等添加剂,低温烧结制备出导热系数低、密度小、抗压强度高的无机保温泡沫材料。主要的研究工作包括以下几个方面：1.探讨水玻璃基保温泡沫的发泡固化过程及性能。研究发现水玻璃溶液在烧结过程中释放出大量的水蒸气并发泡,在118°C之后水玻璃溶液固化,Si-O四面体逐渐形成层状或者网状三维结构,并在300°C之后结构稳定。最终,水玻璃基保温泡沫拥有较低的密度(60k/m3以下)以及优秀的保温性能(导热系数在0.042W/m·K以下),但其抗压强度较低(0.3MPa以下)。2.制备以粉煤灰等矿物材料为添加物的水玻璃基无机保温泡沫。粉煤灰中的Si-O结构和Al-O结构能够很好地与原水玻璃中的Si-O结构相结合,并形成部分Si-O-Al结构。通过对烧结温度、保温时间、升温速率、水玻璃模数以及固含量的研究,最终得到了合适的工艺参数和物料配方。此时制备的样品导热系数为0.049W/m·K,密度为97kg/m3,抗压强度为0.44MPa。此外,对粉煤灰进行了预烧处理发现制备的样品导热系数普遍偏高,而其他矿物原料如玻化微珠、气化渣和硅藻土是比较有前途的添加剂候选。3.制备以玻璃纤维作为支撑体的水玻璃基无机保温泡沫。在烧结过程中,玻璃纤维内含有的Si02能够与水玻璃中原有的Si-O基团生成Si-O-Si结构体,并且逐渐形成三维网络结构。通过对烧结温度、水玻璃模数以及固含量的研究,最终得到了合适的工艺参数和物料配方。此时制备的样品导热系数0.046W/m·K,密度80kg/m3,抗压强度0.46MPa。4.制备以可溶性的酸和盐为改性剂的水玻璃基无机保温泡沫。对于固态的硼酸来说,调节烧结温度、改变水玻璃的模数以及硼酸的添加量,能够得到导热系数和密度分别在0.042到0.044W/m·K以及80到100kg/m3之间的样品。而对于液态的磷酸、盐酸和硫酸来说,其改性烧结样品的性能对于酸浓度比较敏感,而且受酸电离氢离子性能强弱的影响也较明显。磷酸二氢钾和磷酸氢二钠适合作为改性材料制备无机保温泡沫,但是烧结样品的物理性能对添加量比较敏感,样品的导热系数和密度容易偏高。而四硼酸钠、四硼酸钾以及四硼酸锂均能有效改善烧结样品的抗压性能,并且满足外墙保温材料的需求。5.研究水玻璃基无机保温泡沫的吸水性及耐水性。经过对比发现,添加硼酸以及硼酸盐制备的样品具有很低的体积吸水率并且软化系数均在0.85以上,表现出了极高的耐水能力。因此,硼酸以及硼酸盐是目前最合适的添加剂。此外,硼酸以及四硼酸钠改性水玻璃制备的无机保温泡沫无论是导热系数、密度还是抗压强度都普遍优于现有的无机外墙保温材料。