随着我国工业化、城镇化进程的加快,一方面大量的工业固废如脱硫石膏、粉煤灰和钢渣等造成了严峻的环境问题;另一方面建筑能耗占社会总能耗的比例不断上升,发展墙体保温材料是实现建筑节能的一种有效途径。针对以上问题,本文以脱硫石膏、钢渣、粉煤灰工业固废为复合胶凝材料,聚苯颗粒为轻质骨料,添加激发剂、缓凝剂和防水剂等各种外加剂,采用加压工艺制备出一种具有轻质、高强、隔热、耐水、防火等优异性能的脱硫石膏基轻质节能保温材料,达到了以废治废的目的,实现工业固废的高附加值转化。设计了脱硫石膏、粉煤灰、钢渣复合胶凝材料体系的组成,并对样品的标准稠度用水量、凝结时间、力学性能和耐水性能进行了测试分析,确定复合胶凝材料体系脱硫石膏﹕粉煤灰﹕钢渣的最佳配合比为70:15:15。通过单因素实验研究了缓凝剂、减水剂对复合胶凝材料凝结时间、标准稠度用水量和力学性能的影响,确定其最佳掺量分别为0.1%和0.2%。选用NaOH、水玻璃和CaCl₂作为外加剂来激发粉煤灰和钢渣的化学活性,利用正交实验研究三者对复合胶凝材料的力学性能的影响。结果表明:添加复合激发剂有利于复合胶凝材料力学性能的提高。复合激发剂的最佳配合比为1%NaOH、1.5%水玻璃、2.5%CaCl₂,此时样品的抗折强度和抗压强度分别为3.35 MPa和15.6MPa,较空白样品分别提高了55.8%和45.1%。利用自制磨具以加压的工艺研究了不同胶聚比和压缩比对轻质节能保温材料密度、力学性能、耐水性能和导热系数的影响。结果表明:随着胶聚比的不断增加,保温材料样品的密度、体积吸水率和导热系数快速下降,抗折强度和抗压强度逐渐提高,聚苯颗粒之间复合胶凝材料形成的壁厚不断增加。压缩比为1.8的轻质节能保温材料较为密实,样品内部不存在明显的孔隙。压缩比为1.4的样品内部出现大量的孔隙,这会对轻质节能保温材料的力学性能和耐水性能产生不利的影响。相同的压缩比的样品的力学性能和导热系数与密度呈明显的正线性关系。通过对实验结果进行分析,确定脱硫石膏基轻质节能保温材料最佳的制备工艺条件为胶聚比15,压缩比1.8。脱硫石膏基轻质节能保温材料力学性能和耐水性能远远无法满足应用要求,选用超高分子量聚乙烯纤维和丙烯酸乳液来增强材料的力学性能,添加甲基硅酸钠防水剂来提高保温材料的耐水性能,并对其作用机理进行了分析。结果表明:添加聚乙烯纤维和丙烯酸乳液能明显地提高保温材料的力学性能;掺加甲基硅酸钠后,保温材料的耐水性能得到了显著的改善。聚乙烯纤维能够在样品内形成纤维骨架,阻碍微裂纹的产生和扩展,消耗裂纹传播能量,有利于保温材料力学性能的提高。丙烯酸乳液主要通过改善聚苯颗粒、聚乙烯纤维与复合胶凝材料的界面结合,从而提高保温材料制品的力学性能。甲基硅酸钠防水剂能够在保温材料内形成一层具有憎水性的有机膜,阻碍水分的侵入,降低脱硫石膏溶解的速率,对保温材料的耐水性能产生了积极的影响。