近年来,由于土地资源的紧张和建设节约型社会的需要,农作物秸秆与传统建筑材料相结合的秸秆复合建筑材料得以研究和推广,不仅有效减少了秸秆焚烧带来的环境和社会问题,同时,复合材料良好的保温隔热性能为绿色节能建筑的建造提供了材料支撑。全面深入研究各主要影响因素对秸秆复合材料保温性能的影响规律,确定合理的因素取值,对复合材料的推广应用极为重要。本文以在砂浆中添加不同质量石膏、水稻秸秆,制备的秸秆复合材料为研究对象,利用Design-Expert软件设计响应面试验,测定不同石膏掺量、秸秆尺寸、秸秆掺量和复合材料中不同含水量条件下导热系数、热扩散系数和热阻值。通过数据拟合,获得导热系数、热扩散系数和热阻由各影响因素表示的回归方程,并判定各因素以及其交互作用对导热系数、热扩散系数和热阻影响的显著性。研究发现,各因素对导热系数、热扩散系数和热阻变化的影响排序由大到小为:复合材料含水量、秸秆掺量、秸秆尺寸和石膏掺量。对方程进行优化求解,得出保温隔热性能最优时的各因素取值及相应的目标值,为便于工程应用,将最佳工艺参数取为石膏掺量5%、秸秆尺寸20mm、秸秆掺量23%、复合材料无补给水分。得到理论最优响应目标值,导热系数0.048W/m·K、热扩散系数0.165mm~2/s、热阻12.82K/W。研究结合北方冬季寒冷的气候条件,分析冻融条件下水稻秸秆砂浆复合材料保温隔热性能,测得试验设计的29组水稻秸秆砂浆复合材料试件在-20℃的冻结状态和15次冻融循环融化状态的导热系数值,试件完全冻结时的导热系数为0.111～0.992W/m·K,相对于常温状态下秸秆复合材料,含水复合材料在完全冻结时的保温性能均有所降低,这主要是材料干燥时的导热系数远小于冰的导热系数。29组试验组试件15次冻融后的导热系数为0.111～0.810W/m·K,15次冻融后的含水秸秆复合材料相对于常温状态下秸秆复合材料的保温性能有所上升,主要是水在材料中结冰后产生膨胀,融化后使材料内部产生更多孔隙,孔隙的增加导致材料内部热量传递速率降低。为进一步研究试验制备的秸秆复合材料在冻结过程中导热系数的变化规律,本研究采用其中一组试验数据进行分析,随着冻结时间的增加,复合材料导热系数随冻结时间的变化曲线可分为两个阶段:第一阶段1h～8h,导热系数变化明显上升;第二阶段8h～12h,导热系数变化稳定。随着冻结时间的增长,复合材料的水分在逐步进行冻结,使得材料前期冻结过程的导热系数呈现明显的上升趋势,冻结一段时间后,冻结速率逐渐变缓,材料内部结构逐渐稳定,此时的材料的导热性也趋于稳定。本文对水稻秸秆砂浆复合材料热工性能进行了较为全面的研究,对冻融条件下复合材料热工性能的变化规律进行了探讨,为复合材料热工性能的研究提供了参考。