保温材料是建筑节能研究重点,石膏类保温材料具有质轻、防火、保温、隔音、抗震、可回收等优点,但石膏耐水性差的特点限制其应用范围。本文以α-半水石膏为原料,利用其水化热低、需水量少、胶凝体强度高等性能特点,研究石膏胶凝体的防水、保温和强度性能,试图开发可在潮湿或外墙环境使用的多功能石膏板材。本文首先研究了大孔隙率的发泡石膏的防水方法,揭示了可再分散乳胶粉、有机硅防水剂和三偏磷酸钠(STMP)对石膏容重、强度和耐水性能的影响,优化了添加剂投加量；通过石膏晶体形貌和XRD分析,讨论了发泡石膏的防水机理。然后采用茶皂素为发泡剂制备发泡石膏,得到容重、强度模型以及导热系数模型。最后确定了最优的发泡参数和凝结时间。研究结果表明,可再分散乳胶粉能够降低石膏板的吸水率,当掺量为8%时,吸水率降至15.2%；有机硅防水剂降低石膏板的吸水率至13.0%；可再分散乳胶粉和有机硅防水剂协同使用,使α-半水石膏水化的二水石膏晶体生长致密,表面覆盖憎水有机薄膜,石膏板的吸水率可降至2%。三偏磷酸钠(STMP)溶液浸入石膏晶体中,生成了强度高、难溶的磷酸钙类物质,增大了石膏强度,有利于石膏在潮湿环境中的使用。研究还表明,以茶皂素为发泡剂可以控制石膏容重为650-1600kg/m3,随着石膏容重的降低,石膏的强度和保温系数随之降低,相应的保温性能得以提高。硫酸钾和SMF复合能够有效调节石膏的凝结时间。在优化的工艺条件下制备得到石膏板具有如下特征：容重747kg/m3,导热系数0.19W/mK,抗压强度5.5MPa,吸水率5.3%。显然,这是一种防水保温轻质高强度的石膏板材料。