南水北调工程是缓解我国北方水资源短缺、优化水资源配置、改善生态环境的重大战略性基础设施。为保证输水安全,减少输水渗漏,南水北调输水渠道多采用混凝土衬砌。然而由于南水北调工程规模巨大,跨多个流域,处于我国北方地区的渠道衬砌体由于气候寒冷,易产生冻胀破坏,严重影响了渠道的安全运行和工程效益的发挥。因此,研究解决渠道衬砌体的冻胀破坏问题有着非常重要的工程意义。解决渠道冻胀的有效措施是采用优良的保温材料。本文主要制备了满足渠道防冻胀的保温材料,并对保温材料的性能进行了研究。系统研究了玻化微珠、粉煤灰、聚丙烯纤维、可再分散乳胶粉、羟丙基甲基纤维素醚、木质纤维对玻化微珠保温砂浆性能的影响。研究结果表明:随玻化微珠掺量的增加,保温砂浆干表观密度、抗压强度减小,导热系数降低;合适的粉煤灰能改善砂浆的和易性,降低保温砂浆的干表观密度;可再分散乳胶粉的掺入能提高保温砂浆的韧性;适宜的纤维素醚掺量能改善砂浆的施工性能;聚丙烯纤维的掺入可以提高保温砂浆的抗开裂性;木质纤维的掺入能够改善保温砂浆的组织结构,使保温砂浆具有一定的韧性。通过研究灰砂比、可再分散乳胶粉、聚丙烯纤维、防水剂对防水抗裂砂浆性能的影响,结果表明:灰砂比为1:2时,砂浆的和易性较好,韧性也较好;可再分散乳胶粉可以改善砂浆的韧性,提高粘结性能;聚丙烯纤维对砂浆的施工和易性有不利的影响,但能够改善砂浆的韧性和抗开裂性;防水剂能够显著降低抗裂砂浆的吸水率,并保持长期吸水率小于6%。通过乳化沥青对玻化微珠保温砂浆进行复合改性,研究乳化沥青对保温砂浆性能的影响,结果表明:随着乳化沥青掺量的增加,玻化微珠保温砂浆的干表观密度、吸水率均有显著降低,而抗压强度和抗折强度则呈现先增大后逐渐减小的趋势。同时,乳化沥青对保温砂浆的保温性能也有一定的改善作用。