無機(jī)保溫材料是當(dāng)前保溫材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。黑曜巖是一種酸性火山玻璃巖,其二氧化硅含量在70%左右,含水量較少(<2%)。黑曜巖具有容重小、耐火度高、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸濕性小等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于保溫、隔音材料。本研究以黑曜巖粉末為主要原料,水玻璃和雙氧水分別作為堿激發(fā)劑和發(fā)泡劑。通過將黑曜巖粉末、水玻璃、表面活性劑(十六烷基三甲基溴化銨CTAB)等混合均勻后加入適量雙氧水靜置發(fā)泡,在發(fā)泡 以導(dǎo)熱系數(shù)極低的物質(zhì)氣凝膠為研究對(duì)象,使其與膨脹珍珠巖復(fù)合,制成氣凝膠膨脹珍珠巖。對(duì)比級(jí)配與非級(jí)配氣凝膠膨脹珍珠巖膠凝材料的傳熱性能,建立數(shù)值模型模擬氣凝膠膨脹珍珠巖的粒徑級(jí)配在傳熱中的作用,推導(dǎo)出氣凝膠膨脹珍珠巖膠凝材料的傳熱規(guī)律。根據(jù)氣凝膠膨脹珍珠巖的特性研制建筑保溫材料,測(cè)試這種新型保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)和力學(xué)性能。計(jì)算太原地區(qū)氣象參數(shù)下氣凝膠膨脹珍珠巖保溫材料圍護(hù)建筑的年制熱制冷能耗值為57.45 kWh/m2,與普通圍護(hù)建筑109.90kWh/m2相比,實(shí)現(xiàn)能耗的大幅降低。本文研究的具體內(nèi)容如下:(1)使用不同硅源、酸堿催化劑和改性置換劑研制低導(dǎo)熱氣凝膠。對(duì)制得二氧化硅氣凝膠進(jìn)行表征,比較測(cè)試結(jié)果,研究硅源種類、酸堿催化劑、凝膠時(shí)間、硅源試劑與去離子水的體積比、改性置換液的組成和比例對(duì)氣凝膠性能的影響。

無機(jī)保溫材料?；蛎浾渲閹r保溫板在高層建筑外墻外保溫材料中的應(yīng)用,針對(duì)無機(jī)玻化膨脹珍珠巖保溫材料的研究應(yīng)用,指出無機(jī)保溫材料通過優(yōu)化、改善性能,利用先進(jìn)理論,解決薄弱問題,創(chuàng)新無機(jī)保溫高質(zhì)量產(chǎn)品是有可能的。 水泥基無機(jī)輕集料保溫板的成型方法和工藝因素是其產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問題。通過不同成型方式對(duì)比和成型過程關(guān)鍵影響因素的研究結(jié)果表明:壓制法成型比澆注法成型更適合制備水泥基無機(jī)保溫板,壓制法時(shí)采用對(duì)向施加壓力比單向施加壓力能取得更好的成型效果;要選用合適強(qiáng)度的膨脹珍珠巖骨料,壓縮比為2.2,水料比在1.0~1.1區(qū)間內(nèi);以無機(jī)保溫板為核心的保溫結(jié)構(gòu)一體化板,也可以通過壓制法,采用多次布料,一次成型的方法。

市場常用EPS,XPS,聚氨酯硬泡等有機(jī)保溫材料,存在著巨大安全隱患,研發(fā)輕質(zhì)高強(qiáng)、防火防水的保溫材料尤為重要.故以玻化微珠、二氧化硅氣凝膠顆粒、硅藻土等為輕集料,加入無機(jī)膠液,拌勻后裝入模具,熱壓制成板.實(shí)驗(yàn)表明,設(shè)計(jì)表觀密度為200kg/m3,而實(shí)際表觀密度216kg/m3~229kg/m3,分析少量水分被封入?；⒅閮?nèi)部;導(dǎo)熱系數(shù)在0.061W/(m·k)~0.090W/(m·k)之間,大空隙及水分導(dǎo)致其偏高;抗壓強(qiáng)度在0.27MPa~0.49MPa;吸水率約為12%,板材的大量空隙及玻化微珠封閉不好導(dǎo)致吸水率偏高.

水泥基無機(jī)輕集料保溫板的成型方法和工藝因素是其產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問題。通過不同成型方式對(duì)比和成型過程關(guān)鍵影響因素的研究結(jié)果表明:壓制法成型比澆注法成型更適合制備水泥基無機(jī)保溫板,壓制法時(shí)采用對(duì)向施加壓力比單向施加壓力能取得更好的成型效果;要選用合適強(qiáng)度的膨脹珍珠巖骨料,壓縮比為2.2,水料比在1.0~1.1區(qū)間內(nèi);以無機(jī)保溫板為核心的保溫結(jié)構(gòu)一體化板,也可以通過壓制法,采用多次布料,一次成型的方法。 無機(jī)輕集料保溫板作為一種新型的無機(jī)墻體保溫材料,除了性能需滿足用戶要求外,還需要關(guān)注其在地域氣候環(huán)境下使用時(shí)的強(qiáng)度穩(wěn)定性。通過在實(shí)驗(yàn)室模擬長期濕熱環(huán)境,對(duì)水泥和水玻璃2種膠結(jié)材料體系的無機(jī)保溫板素板的力學(xué)強(qiáng)度穩(wěn)定性進(jìn)行了比較,并與室外長期放置的試樣進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。結(jié)果表明:實(shí)驗(yàn)室100℃水煮2 h模擬試驗(yàn)?zāi)軌蚍从碂o機(jī)保溫板的長期耐濕熱性能;水泥基無機(jī)輕集料保溫板在濕熱條件下的強(qiáng)度保留率要高于水玻璃基保溫板;在無機(jī)保溫板中添加有機(jī)改性劑能提高板材的耐濕熱性能。