通過不同養(yǎng)護條件的對比試驗,研究了蒸汽養(yǎng)護對無機輕集料保溫板性能的影響;研究了在蒸汽養(yǎng)護中,靜置時間、升溫速率、恒溫時間及降溫速率對保溫板抗壓強度的影響;探索了規(guī)?；羝B(yǎng)護工藝。結果表明,蒸汽養(yǎng)護能提高無機輕集料保溫板的抗壓強度,大幅縮短養(yǎng)護時間。與標準養(yǎng)護相比,蒸汽養(yǎng)護只需標準養(yǎng)護1/16的時間就能獲得比標準養(yǎng)護高20%的抗壓強度。蒸汽養(yǎng)護時,靜置時間和恒溫時間是影響保溫板強度的關鍵因素,要控制在合適的范圍內(nèi)。在95℃、95%濕度條件下規(guī)模化生產(chǎn)時,保溫板蒸汽養(yǎng)護的時間為7 h在建筑圍護結構中,墻體在采暖能耗中所占的比例,約占總能耗的32.1%-36.2%。目前,墻體保溫材料種類繁多,但都存在一定的缺陷和不足,開發(fā)新型保溫材料迫在眉睫纖維增強復合材料保溫板是以聚苯顆粒、水泥、粉煤灰、可再分散乳膠粉、中空纖維、羥丙基甲基纖維素及憎水粉為原材料制備而成的。該保溫板高強質(zhì)輕、隔熱保溫,它既能夠在工廠預制,實現(xiàn)批量化生產(chǎn),提高勞動生產(chǎn)率;又能夠在施工現(xiàn)場裁剪、拼裝,提高施工效率。本文從優(yōu)化纖維增強復合材料保溫板配比的角度出發(fā),研究分析了原材料各個因素對保溫板主要性能的影響。研究表明,一定級配的聚苯顆粒制備的保溫板導熱系數(shù)低于單一粒徑,隨著聚苯顆粒的增加,保溫板導熱系數(shù)先減小后增大；42.5級普通硅酸鹽水泥制備的保溫板力學性能明顯優(yōu)于32.5級普通硅酸鹽水泥,隨著水泥摻量的增加,保溫板抗拉強度、抗壓強度逐漸增大；粉煤灰代替部分水泥,可以有效降低保溫板的導熱系數(shù),隨著粉煤灰摻量的增加,保溫板的抗拉強度、抗壓強度、導熱系數(shù)均減小；可再分散乳膠粉摻量的增加能夠顯著提高保溫板的抗拉強度、抗壓強度。

水泥基無機輕集料保溫板的成型方法和工藝因素是其產(chǎn)業(yè)化的關鍵問題。通過不同成型方式對比和成型過程關鍵影響因素的研究結果表明:壓制法成型比澆注法成型更適合制備水泥基無機保溫板,壓制法時采用對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);以無機保溫板為核心的保溫結構一體化板,也可以通過壓制法,采用多次布料,一次成型的方法。 無機輕集料保溫板作為一種新型的無機墻體保溫材料,除了性能需滿足用戶要求外,還需要關注其在地域氣候環(huán)境下使用時的強度穩(wěn)定性。通過在實驗室模擬長期濕熱環(huán)境,對水泥和水玻璃2種膠結材料體系的無機保溫板素板的力學強度穩(wěn)定性進行了比較,并與室外長期放置的試樣進行對比驗證。結果表明:實驗室100℃水煮2 h模擬試驗能夠反映無機保溫板的長期耐濕熱性能;水泥基無機輕集料保溫板在濕熱條件下的強度保留率要高于水玻璃基保溫板;在無機保溫板中添加有機改性劑能提高板材的耐濕熱性能。

集保溫、輕質(zhì)、耐火、防水、高強、低收縮等優(yōu)良性能于一身的新型墻體材料，本文采用新型鎂質(zhì)膠凝材料硫檸鎂水泥作為膠結材料，添加輕質(zhì)骨料、防水材料、抗裂纖維、發(fā)泡劑，通過正交試驗設計研制出一種新型墻體保溫材料，其防火、導熱、密度、強度、吸水率、收縮性等綜合性能優(yōu)良。通過XRD和超景深三維顯微鏡VHX-2000等現(xiàn)代測試手段，分析了此保溫材料的物相和微觀結構，主要的研究成果有以下幾個方面。檢驗了作為膠凝材料的硫檸鎂基水泥的性能，配合比氧硫比為1.7、水硫比1.0、檸檬酸含量1.3%時，硫檸鎂水泥的28d抗壓、抗折強度分別為52.90MPa和9.29MPa。通過單因素試驗確定了多孔保溫板基本是由硫檸鎂水泥為膠結材料，添加輕質(zhì)骨料、憎水劑和纖維，經(jīng)發(fā)泡劑加氣發(fā)泡而成的復合體系。影響保溫墻體材料的主要性能為材料的密度、吸水率、抗壓強度以及導熱系數(shù)。利用正交試驗安設計，通過對這四個主要性能的測定和分析，討論了骨膠比、發(fā)泡劑摻量、纖維摻量以及憎水劑摻入量對于各項性能的影響，終得出配合比為：骨膠比為0.2、發(fā)泡劑摻量0.09、憎水劑摻量1.2%及纖維摻量0.4%。

無機保溫材料是當前保溫材料領域研究的熱點。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、化學穩(wěn)定性強、導熱系數(shù)低、吸濕性小等優(yōu)點,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 以導熱系數(shù)極低的物質(zhì)氣凝膠為研究對象,使其與膨脹珍珠巖復合,制成氣凝膠膨脹珍珠巖。對比級配與非級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配在傳熱中的作用,推導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,測試這種新型保溫材料的導熱系數(shù)和力學性能。計算太原地區(qū)氣象參數(shù)下氣凝膠膨脹珍珠巖保溫材料圍護建筑的年制熱制冷能耗值為57.45 kWh/m2,與普通圍護建筑109.90kWh/m2相比,實現(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熱氣凝膠。對制得二氧化硅氣凝膠進行表征,比較測試結果,研究硅源種類、酸堿催化劑、凝膠時間、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氣凝膠性能的影響。