為解決傳統(tǒng)保溫材料和氣凝膠在建筑節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)用所存在的問題,本論文從骨料創(chuàng)新入手,提出以廉價膨脹珍珠巖（Expanded perlite,EP）為載體,SiO2氣凝膠為填充體,制備合成一種新型復(fù)合保溫材料——氣凝膠膨脹珍珠巖（Aerogel-expanded perlite,AEP）,使氣凝膠獲得載體EP保護的同時有效降低EP的導(dǎo)熱系數(shù),也使氣凝膠能夠應(yīng)用于水泥基材料,并進一步降低氣凝膠的使用成本。本論文對AEP的制備工藝及性能、AEP在水泥基材料中的應(yīng)用及對水泥基材料性能的影響機理,以及AEP保溫砂漿的制備及其在建筑節(jié)能應(yīng)用中的經(jīng)濟性等問題進行了系統(tǒng)研究,主要工作及主要結(jié)論如下:1.采用微觀表征和導(dǎo)熱系數(shù)試驗,研究了常壓干燥技術(shù)制備SiO2氣凝膠各工藝階段變量對氣凝膠微觀特征和導(dǎo)熱系數(shù)的影響規(guī)律,獲得了適用于AEP制備要求的SiO2氣凝膠制備方法,制備的疏水SiO2氣凝膠表觀密度≤130kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)低至0.022W/（m·K）。2.對SiO2溶膠黏.

膨脹珍珠巖是一種天然酸性玻璃質(zhì)火山熔巖，非金屬礦產(chǎn)，包括珍珠巖、松脂巖和黑曜巖，三者只是結(jié)晶水含量不同。由于在1000～1300℃高溫條件下其體積迅速膨脹4～30倍，故統(tǒng)稱為膨脹珍珠巖。一般要求膨脹倍數(shù)>7～10倍（黑曜巖>3倍，可用），二氧化硅70%左右。均為露天開采。不用選礦，只需破碎，篩分即可?？捎米鬟^濾劑、催化劑、分子篩以及橡膠、化肥、農(nóng)藥的載體。廣泛用于建筑、冶金、石油、機械、輕工、水電、鑄造、醫(yī)藥、食品、農(nóng)林園藝等部門。膨脹珍珠巖是珍珠巖礦砂經(jīng)預(yù)熱，瞬時高溫焙燒膨脹后制成的一種內(nèi)部為蜂窩狀結(jié)構(gòu)的白色顆粒狀的材料。其原理為:珍珠巖礦石經(jīng)破碎形成一定粒度的礦砂，經(jīng)預(yù)熱焙燒，急速加熱(1000℃以上)，礦砂中水分汽化，在軟化的含有玻璃質(zhì)的礦砂內(nèi)部膨脹，形成多孔結(jié)構(gòu)，體積膨脹10-30倍的非金屬礦產(chǎn)品.珍珠巖根據(jù)其膨脹工藝技術(shù)及用途不同分為三種形態(tài):開放孔(open cell)，閉孔(closed cell)，中空孔(balloon)。

隨著人們對室內(nèi)熱舒適度要求的不斷提高,近年來建筑能耗逐漸上升。因此,被動節(jié)能材料受到廣泛關(guān)注。相變材料和調(diào)濕材料是可用于建筑物的兩種重要的被動節(jié)能材料。相變材料通過在相變過程中吸收或釋放熱量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,調(diào)濕材料可以依據(jù)自身特性自動調(diào)節(jié)室內(nèi)的相對濕度。值得注意的是,現(xiàn)有的研究大多數(shù)都是單獨分析相變材料或調(diào)濕材料,結(jié)合兩者性能的研究卻很少,限制了它們在建筑中的應(yīng)用。為了研究相變材料和調(diào)濕材料的復(fù)合性能,本文以石蠟為相變材料,膨脹珍珠巖為載體材料,通過真空吸附法制備復(fù)合相變顆粒。將復(fù)合相變顆粒在自制的模具里壓制成相變板材,后在相變板材上噴涂調(diào)濕材料硅藻泥,制得具有調(diào)濕性能的復(fù)合相變墻板。利用XRD、物理吸附分析儀、SEM、DSC對物質(zhì)組成、孔徑、微觀結(jié)構(gòu)、熱物理性能進行了表征,復(fù)合相變顆粒對調(diào)濕材料的平衡含濕量和循環(huán)吸放濕性能進行了測試,同時,對具有調(diào)濕性能的復(fù)合相變墻板進行性能測試。結(jié)果表明:(1)復(fù)合相變墻板具有適宜的相變參數(shù),熔點/凝固點分別為18.23°C/29.42°C,高潛熱值分別為54.66 J/g和55.63 J/g。(2)經(jīng)過循環(huán)吸放濕測試后,硅藻泥的吸濕量總是高于放.

膨脹珍珠巖本身吸水率高、筒壓強度低的特性,限制了其在建筑材料領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。利用硫鋁酸鹽快硬水泥、半水石膏和磷酸鉀鎂水泥3種不同的快硬型材料,通過噴涂法對膨脹珍珠巖進行包覆改性,有效提高了膨脹珍珠巖的筒壓強度并降低了吸水率。其中,磷酸鉀鎂水泥改性效果,改性后膨脹珍珠巖的筒壓強度相比改性前提高了3.39倍,吸水率降低了77%。在此基礎(chǔ)上,研究了苯丙乳液摻量對磷酸鉀鎂水泥包覆改性膨脹珍珠巖吸水率的影響。結(jié)果表明:在苯丙乳液摻量為膨脹珍珠巖質(zhì)量的15%左右時,改性膨脹珍珠巖的吸水率可降至15%左右。 以硫氧鎂水泥為膠結(jié)料,粉煤灰為改性填充材料,小粒徑膨脹珍珠巖為輕質(zhì)骨料,摻入動物蛋白復(fù)合發(fā)泡劑,采用物理發(fā)泡混合法制備鎂基泡沫混凝土。研究了泡沫摻量對鎂基泡沫混凝土水化熱、含水率、吸水率、干密度、抗壓強度、導(dǎo)熱系數(shù)及干燥收縮性能的影響。結(jié)果表明:泡沫的摻入降低了鎂基泡沫混凝土水化硬化放熱峰值溫度,延長了放熱峰值溫度的出現(xiàn)時間;降低了泡沫混凝土的干密度、抗壓強度及導(dǎo)熱系數(shù),同時增大了泡沫混凝土的含水率、質(zhì)量吸水率及干燥收縮率。