石膏的开发研究是国内外材料领域的研究热点之一，石膏建材有诸多优点。但是仍存在耐水性差、强度低、成本高等问题，其力学性能和热工性能的优化还有待进一步研究。　　 本文在我们课题组研制的PW-4系列普通型复合石膏砂浆外加剂基础上，研制出针对工业副产半水石膏和二水石膏改性外加剂，提高石膏的耐水性和强度。其中免煅烧石膏-矿渣微粉抗冻性能良好，有望应用到抗冻要求高的外墙体。　　 研究了PW-4G系列耐水型复合石膏砂浆外加剂，其中Ⅰ型适用于高强石膏，Ⅱ型适用于建筑石膏。在石膏中掺入外加剂后，测试出的性能指标均符合JC/T517-2004《粉刷石膏》标准要求，掺入耐水型外加剂后，石膏浆体的耐水性有明显改善，改性高强石膏的软化系数达到0.85，改性建筑石膏的软化系数达到0.92。　　 耐水型建筑石膏复合外加剂PW-4FⅡ是在PW-4Ⅱ型外加剂中掺入占脱硫建筑石膏质量10％的粉煤灰和8％的GL组分，掺量为脱硫建筑石膏质量的19.04％（含其他外加剂），试件吸水率为5.76％、软化系数为0.94，抗折强度3.86MPa抗压强度19.7MPa。　　 研究了免煅烧石膏系列耐水型复合石膏外加剂，其中耐水型免煅烧脱硫石膏基材软化系数达到0.85，抗压强度15.1MPa；耐水型免煅烧磷石膏-矿渣微粉材软化系数达到0.91，抗压强度21.1MPa，导热系数为0.259 W/m·K；免煅烧磷石膏引气石膏材外掺0.06％（占固体总质量）引气剂，导热系数为0.176 W/m·K，软化系数为0.82，抗压强度12.5MPa。对抗压强度和耐水好的石膏基胶凝材料进行抗冻融实验，结果表明一些配合比石膏材的抗冻性符合现行外墙体材料抗冻标准要求。　　 在免煅烧石膏研究基础上，研究制备免煅烧石膏空心砖产品。耐水型石膏空心砖性能：表观密度为856kg/m3，强度等级MU3.5，软化系数0.93，冻融循环强度损失率9.2％；保温石膏空心砖性能：表观密度=730kg/m3，强度等级MU2.5，软化系数0.81。　　 本文还运用孔结构分析、XRD、DSC-TG、溶解度试验等手段对添加不同外加剂石膏水化产物进行了微观分析，分析了耐水型外加剂改善石膏体耐水性的机理，主要是由于掺入耐水组分外加剂后孔结构的改善和水硬性物质钙矾石AFt、单硫型水化硫铝酸钙AFm和水化硅酸钙的生成。孔结构具有明显改善，总空隙率有所降低，孔径趋于细小化，改善了石膏的耐水、耐冻融性能。