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加气混凝土具有质轻、隔热、保温、防火、环保,以及原料来源广、生产效率高等特点,是一种广泛应用的建筑节能墙体材料。其中生石灰是重要的生产原材料之一,而石灰中伴生的镁被认为会影响浆体的体积稳定性,因而每年消耗大量优质石灰石,同时大量的含镁石灰石被废弃。在课题组前期MgO-SiO2-H2O体系胶凝性研究基础上,本文拟开展硅酸钙镁质加气混凝土的研究,为利用低品位石灰石、拓展加气混凝土品种提供理论指导和技术支撑。本文围绕硅酸钙镁质加气混凝土,从CaO-MgO-SiO2-H2O高温体系的产物出发,系统研究了硅酸钙镁质胶凝材料在蒸压条件下水化产物的形成过程、微观结构以及力学和热学性能;基于加气混凝土料浆膨胀与稠化匹配及气泡稳定理论,制备出轻质高强硅酸钙镁质加气混凝土,并系统研究了其组成、结构及其与热学性能的关系;同时利用计算机技术和图像分析对其孔结构进行重构,构建加气混凝土材料的传热模型,用以预测硅酸钙镁质加气混凝土的导热性质;最后通过跟踪和测试实际环境中加气混凝土箱内的温度变化,建立加气混凝土保温隔热性能的表征方法,评价了硅酸钙镁质加气混凝土构造的热稳定性。具体工作包括:（1）针对硅酸钙镁质加气混凝土基体的胶凝特征,首先采用水热合成的方法探明了Mg2+对CaO-MgO-SiO2-H2O体系水热产物形成过程和微观结构的影响机理。在此基础上,使用相同的温度和时间制度,研究了蒸压硅酸钙镁浆体的水化产物和强度、比热、导热系数等基本物理性质,为开发硅酸钙镁质胶凝材料奠定理论基础,同时为构建硅酸钙镁质加气混凝土的结构模型提供基础数据。通过XRD、TG-DSC、SEM分析,研究了不同组成、不同反应温度和时间下CaO-MgO-SiO2-H2O体系水热产物的种类及形成过程。结果表明,Mg2+可取代部分Ca2+固溶到水化硅酸钙结构中,并对托勃莫来石具有稳定作用。结合水化硅酸钙的晶体结构,分析了Mg2+的作用机制。此外,MgO可以促进蒸压硅酸钙镁浆体中水化硅酸钙的形成,提高托勃莫来石的结晶度,抑制水石榴石的生成,同时生成少量的Mg（OH）2;MgO使托勃莫来石的晶体尺寸减小,趋于细长结构,接触点增多,微观结构更加致密。适量的MgO可提高蒸压硅酸钙镁浆体的抗压强度和比热,其中MgO/（MgO+CaO）为12-18%时,浆体的抗压强度最大。（2）从料浆的初始流变性能以及气泡的形成与发展过程入手,基于料浆发气与稠化速率的匹配性原则,掌握了硅酸钙镁质加气混凝土的关键制备技术,并对加气混凝土的密度、力学性能、热学性能和吸湿性以及相互之间的关系进行研究。利用流变仪测试了不同组成料浆的极限屈服应力和塑性粘度,重点评价引入MgO对料浆内聚性的影响。以发气高度、流动度经时损失以及内部温度作为评价指标,研究了不同组成料浆的流变性能与发气性能之间关系,根据稠化和发气曲线确定料浆的最佳配合比。结果表明,随MgO掺量的增大,料浆的屈服应力和塑性粘度增大,进而料浆发气延缓,稠化加快。当MgO/（MgO+CaO）为6-20%、生石灰掺量为17%、石膏掺量为3%或5%时,料浆的发气速率与稠化速率的匹配性较好。硅酸钙镁质加气混凝土的基本性能测试结果表明,引入MgO后,加气混凝土的导热系数有所增大,比热和蓄热系数也增大。（3）采用氮吸附法和图像分析法分别表征了微观孔和宏观孔,对宏观孔的三个主要结构参数（孔隙率、平均孔径和孔径分布）进行了系统的分析。探讨了水料比、发气剂用量和细度以及静停温度等主要影响因素对孔结构参数和热学性能的影响规律,通过灰色关联分析建立了各影响因素、孔结构以及热学性能之间的相互关系。最后,基于孔结构参数和蒸压浆体的热学参数,在计算机程序设计的基础上,采用“随机生成”的方法重构了加气混凝土的孔结构,通过“有限容积法”的思想求解基于重构结构的稳态传热方程。主要研究结论为:微观孔隙特征基本不受发气剂的影响;加气混凝土的宏观孔隙率和平均孔径随密度降低而增加,并且孔径分布服从对数正态分布。铝粉掺量和水料比是影响孔结构与导热系数的主要因素,而500-1000μm的孔与导热系数具有最大关联度,<2000μm的孔与导热系数具有相当的关联度。通过对孔结构的重构和导热系数的数值模拟,揭示了气孔之间重叠合并对导热系数的影响机理,构建了能准确预测硅酸钙镁质加气混凝土导热系数的结构模型。（4）采用室内箱式温控方法和室外构造模型测试了不同硅酸钙镁质加气混凝土构造的动态温度场特征,以此更加全面地表征其保温隔热性。结果表明,温度衰减系数随加气混凝土密度的增大而增大,夹芯板的衰减系数随密度变化幅度要小于加气混凝土墙板。不同密度加气混凝土墙板的延迟时间无法区分,而夹芯板的延迟时间均大于加气混凝土墙板。此外,延迟时间随加气混凝土墙板厚度的增加而增大。通过对温度场的计算及热稳定分析可知,硅酸钙镁质加气混凝土的密度在700-900 kg/m3范围内,其综合热惰性较好。室外监测结果表明,硅酸钙镁质加气混凝土对于高温炎热天气具有较强的峰值削弱作用。夹芯结构可以更有效降低内部温度、提高整体结构的保温隔热性。