双碳背景下,低碳水泥及其制品是建材行业重要的发展方向。碱式硫酸镁水泥（BMS水泥）作为一种绿色生态水泥,通过氧化镁和硫酸镁溶液在外加剂的作用下制得,针杆状的水化产物（5Mg（OH）2·Mg SO4·7H2O,5·1·7相）相互交织赋予其较高的力学性能,但目前的应用相对局限。以该水泥为基体衍生的多孔镁基材料由于具有丰富的孔结构及特殊的微观形貌可能具有保温、吸声方面的潜力,但是作为多孔水泥基材料,孔结构难以调控、强度密度矛盾、耐水性能差等问题仍是其规模化应用必须解决的难点。因此开发孔结构可控、力学性能优异的疏水多孔镁基材料是实现碱式硫酸镁水泥功能化利用的关键。基于此,本论文首先通过发泡方法及发泡过程调节等方面实现了孔结构的多策略调控,分别制备出了闭孔为主和开孔为主的多孔镁基材料,并依据孔结构探究了其保温性能和吸声性能;其次通过内掺法和气相沉积法强化了材料的疏水性能,实现了多孔材料表面的超疏水化及自清洁功能;最后通过加压发泡方法强化了固废高掺量下多孔镁基材料的力学性能并探究了强化机制。本文的主要研究内容如下:（1）开展了闭孔型镁基材料的制备及高性能化研究。通过双氧水（H2O2）化学发泡法制备闭孔型镁基材料,研究了不同激发剂在发泡过程中的作用机制,探讨了激发剂对多孔镁基材料的发泡性能、力学性能、孔结构及水化产物生长的影响。结果表明,低掺量的激发剂不会影响BMS水泥早期水化行为。Mn O2催化H2O2的过程为多相催化,KI催化H2O2的过程为均相温和催化,形成的孔结构良好,而KMn O4与H2O2发生不可逆剧烈反应,形成大量孔壁薄的大孔和连通孔,导致力学性能和保温性能差。优选出KI是适合于本体系H2O2发泡制备闭孔型镁基材料的最佳激发剂,且获得了制备300～700 kg/m~3不同密度等级材料的KI调控规律。最终还通过“EPS乳液改性+混料”技术改善了有机泡沫EPS颗粒与无机水泥基体间的界面过渡区,强化了多孔镁基材料的保温性能。（2）开展了开孔型镁基材料的制备及高性能化研究。通过物理发泡法制备开孔型镁基材料,研究了引气剂浓度、水灰比及矿物掺合料粉煤灰等对发泡性能及材料的微观孔结构及力学性能的影响。结果表明,盐溶液浓度和引气剂浓度对溶液的起泡性能和泡沫稳定性影响显著,当二者浓度分别为2.4 mol/L和9.8 mmol/L时,所制得的开孔型镁基材料的孔径大、开孔率高,抗压强度为2.0 MPa,降噪系数（NRC）可达0.70,开孔型镁基材料粗糙的孔内壁结构显著提升了吸声效率,获得了物理发泡中多因素调控开孔型镁基材料的方法。FA掺杂使材料的孔壁增厚、力学性能提升,同时开孔率下降、吸声性能降低,但即使FA掺量增至40%,其NRC值仍然可达0.51,仍可满足降噪要求低的场合使用。（3）开展了多孔镁基材料的疏水性能强化研究。结果表明,内掺法由于改变本体系水化环境抑制了水化产物的形成,不适合于本体系的疏水改性。低温气相沉积法仅改变材料的表面亲疏水性能,不会影响材料内部的反应,改性前后未对材料的吸声系数及力学性能产生影响,改性机理为通过硅醇与多孔镁基材料表面的羟基之间的缩合反应形成一层自组装含氟膜,显著降低了材料的表面能。所制备的多孔镁基材料密度为250 kg/m~3时,抗压强度为1.8 MPa,降噪系数可达0.7,表面水接触角最高可达151°,达到超疏水状态,且改性后材料表面具有优异的自清洁功能,本改性技术还可应用于其他无机材料的疏水改性。（4）开展了多孔材料的力学性能强化研究。利用加压发泡方法通过在发泡过程中施加可控的压力来改变气泡的受力平衡进而强化固废高掺量多孔镁基材料的力学性能。结果表明,加压发泡有助于提高多孔材料的强度/密度比、保温性能并降低其吸水率,将固废高掺量多孔材料的强度/密度比从5.0提升至7.6 MPa/(g?cm-3)。通过无损检测技术X-ray CT并结合孔结构分析软件表明,加压发泡相对于常压发泡,显著的改善了材料的孔结构,使得孔结构更加均匀,避免了孔径的两极分化现象。本技术可应用于制备具有保温承重一体化功能的预制材料。