随着我国经济的快速发展和人民物质生活水平的提高,城镇化建设已成为一种必然趋势。我国房屋建筑材料中将近70%是墙体材料,而传统墙材的“秦砖汉瓦”模式由于其高耗能、污染环境、浪费土地等缺点,已然不适合当今社会的发展需要。积极开发和应用新型墙体材料,在推动我国城镇化建设中具有重要意义。水泥基及磷石膏基泡沫材料是一种在水泥或磷石膏浆体中通过物理或化学方法发泡,凝结硬化而成的轻质多孔材料。由于其独特的多孔结构,赋予了该材料轻质、保温、隔热、隔音、防火、抗震等特色。将水泥基及磷石膏基泡沫材料应用于墙体材料,可以明显改善建筑功能,提高居住舒适度,节能减排,具有良好的社会效益及经济效益,是一种替代传统墙材的理想材料。本文以制备干密度700级泡沫材料为研究目标,较为系统的研究了水泥基及磷石膏基泡沫材料从实验室制备到模拟工业化制备的共性和差异性,主要获得如下结论:(1)通过改变发泡剂种类、水灰比及泡沫掺量对水泥基泡沫材料的成型性进行研究,结果表明,当选用植物蛋白发泡剂,控制水泥净浆流动度170±5 mm,泡沫掺量在6.0%附近时,制备的水泥基泡沫材料成型性良好。测得其干密度724kg/m~3,初凝时间12.0 h,终凝时间15.5 h,3 d抗压强度1.35 MPa,28 d抗压强度3.83 MPa。(2)在完整成型的基础上,选取聚羧酸减水剂、萘系减水剂及三聚氰胺减水剂单掺及复掺改性水泥基泡沫材料。结果表明,复掺最优组的改性效果要好于单掺最优组,但是提升幅度不大。最终选择0.4%的聚羧酸减水剂单掺制备水泥基泡沫材料,初凝时间14.0 h,终凝时间16.0 h,3 d抗压强度2.15 MPa,28 d抗压强度6.37 MPa。(3)在完整成型的基础上,选取碳酸钠、硫酸铝及三乙醇胺作为增强剂改性水泥基泡沫材料,结果表明,增强剂的最佳配合比为碳酸钠掺量0.4%,硫酸铝掺量1.0%,三乙醇胺掺量0.14%,制备的水泥基泡沫材料初凝时间6.0 h,终凝时间11.0 h,3 d抗压强度1.85 MPa,28 d抗压强度5.65 MPa。(4)以P.O 42.5水泥为主体原料制备水泥基泡沫材料时,最佳改性方案为水灰比0.4,泡沫掺量6.0%,聚羧酸减水剂掺量0.4%,碳酸钠掺量0.4%,硫酸铝掺量1.0%,三乙醇胺掺量0.14%。经测试,制备的水泥基泡沫材料干密度711 kg/m~3,初凝时间7.0 h,终凝时间8.5 h,3 d抗压强度2.63 MPa,28 d抗压强度7.52 MPa,其性能符合行标JG/T 266-2011中FC A07-C7.5的规定。(5)对水泥基泡沫材料现浇填充墙进行中试研究,结果表明,搅拌时间太长及泡浆比失调会导致浇注体塌陷。通过控制水泥浆体的搅拌时间在10～15 min,降低发泡速率至原发泡流率1/4,增大胶凝材料用量至原来的2倍以上,垫高搅拌桶至其高度与混泡器持平等相关措施,有效避免了浇注体的塌陷。(6)当磷石膏基建筑石膏比表面积300 m~2/g,α型半水石膏掺量7.0%,PP纤维掺量1.0%,三聚氰胺减水剂掺量0.3%时,制备的磷石膏基建筑石膏初凝时间10′30″,终凝时间19′30″,2 h抗折强度3.52 MPa,2 h抗压强度8.41 MPa,其性能达到国标GB/T 9776-2008《建筑石膏》中的最高3.0标准。(7)选取水泥和防水砂浆对磷石膏基泡沫材料进行改性,结果表明,水泥掺量15%(外掺)时,改性效果最好,相对空白组,绝干抗折强度增加55.9%,绝干抗压强度提升16.9%,吸水率下降25.4%,软化系数提升110%。防水砂浆涂抹厚度宜大于3 mm,但是会使磷石膏基泡沫材料的干密度不符合设计要求。(8)以磷石膏基建筑石膏为主体原料制备磷石膏基泡沫材料时,最佳改性方案为水灰比0.43,泡沫掺量4%,磷石膏基建筑石膏比表面积300 m~2/g,α型半水石膏掺量7.0%,PP纤维掺量1.0%,三聚氰胺减水剂掺量0.3%,水泥掺量15%。经测试,制备的磷石膏基泡沫材料干密度730 kg/m~3,所需水灰比0.43,初凝时间25 min,终凝时间43 min,绝干抗压强度5.44 MPa,吸水率36%,其性能符合行标JG/T 266-2011中FC A07-C5.0-W40的规定。