建筑石膏本身具有保温隔热的性能,对石膏基材进行深加工制得的泡沫建材在无机保温节能领域拥有先天性优势。作为一种多孔保温材料,泡沫石膏内部孔结构与材料的工作性能之间存在必不可少的联系。本文以石膏、硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、硬脂酸钙、双氧水等为原材料,通过化学发泡方式制备复合改性泡沫石膏,重点对材料内部的孔结构进行了研究,利用X射线衍射与SEM扫描电镜探索了孔结构的改性机理、运用Image-ProPlus软件对孔结构进行了表征并探索了孔结构与材料工作性能之间的联系,借鉴物理学原理探索了各原材料属性会对孔结构造成的改变,进而基于上述探索成果进行了以孔结构为纽带优化材料工作性能的研究,并对其优化模式进行了总结,取得了以下主要成果。(1)采用对比观测和分析,发现一定比例的硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合能赋予石膏基泡沫保温材料前期很好的稳泡能力;通过纯泡沫石膏与复合改性泡沫石膏的XRD与SEM分析,发现后期孔结构稳定后复合改性泡沫石膏内部存在嵌生改性机制,复合改性剂水化产物C-S-H凝胶最终以镀层形式覆盖在CaSO·2H2O体表面,巩固了石膏晶体结构的稳定性,提高了抵抗外部干扰的能力。并对不同水化时期复合改性泡沫石膏的内部微观结构进行了观察,发现了材料内部微观体的生长过程及不同时期的共生模式。采用正交试验制样,利用Image-ProPlus软件对不同试样的孔结构进行表征,探索了孔结构与材料工作性能之间的关系,发现孔结构的诸因素中孔隙率对材料工作性能的影响最大,可通过调节材料孔隙率进行工作性能的优化,而在相似孔隙率中分级孔径同样会对材料性能造成一定影响,尤其是材料的保温性能。(2)借鉴三相泡沫结构中Plateau区域稳泡成型物理学原理,以孔结构为纽带,理论上分析各原材料属性对孔结构的影响。通过正交试验与单因素试验对材料孔结构进行了优化,使相应的工作性能得到了一定程度的提高,从而验证了孔结构优化理论的正确性及巩固了孔结构在原材料与材料工作性能之间的纽带作用。并且进一步分析了实际试验中原材料的改变对孔结构的影响,可通过提高膨胀动力、减小膨胀阻力、减小表面张力优化孔结构提高材料的保温性能,聚羧酸减水剂大幅度减少材料最优水胶比,从0.70减少到0.35,并且当水泥掺量超过一定值时,材料的力学性能反而会出现下降趋势。(3)通过对试验结论和优化分析的综合研究,明确了复合改性剂的作用机理有前期稳泡和后期微观结构加固两个过程。前期改性剂晶体骨架的出现为石膏基材料提高了很好的泡沫支撑能力,后期C-S-H镀层的形成能提高材料抵抗外部作用的能力。同时对微观结构进行分阶段观察分析,发现了石膏基晶体形貌逐步规整的生长过程,与石膏基晶体骨架在改性剂微观体作用下搭接点处的粘接加固模式和及其表面的嵌生共存模式。关于孔结构的宏观性能方面,研究发现发挥孔结构的纽带作用能在一定程度上消除以往以原材料为研究主题而引发的各工作性能之间的交错变化性。因此,复合改性剂的作用机制理论,有助于为今后无机泡沫保温材料基于孔结构调控进行材料性能优化研究提供重要的理论参考。