膨脹珍珠巖保溫板具有保溫隔熱、輕質(zhì)不燃的優(yōu)良性能,在建筑外墻保溫中具有較好的應(yīng)用前景。目前各種膨脹珍珠巖保溫板之間的主要區(qū)別在于膠結(jié)劑的不同,由于所采用的傳統(tǒng)膠結(jié)劑在其性能上具有一定的局限性,會(huì)導(dǎo)致制備出的膨脹珍珠巖保溫板強(qiáng)度偏低,導(dǎo)熱系數(shù)偏高,一定程度上限制著膨脹珍珠巖保溫板在大范圍推廣應(yīng)用。微生物礦化沉積技術(shù)作為一種新型的生物質(zhì)膠結(jié)劑制備方法,礦化沉積碳酸鈣可以有效地膠結(jié)膨脹珍珠巖顆粒,從而提高膨脹珍珠巖保溫板的強(qiáng)度。因此,本課題組提出將微生物礦化方法與輕質(zhì)、多孔、價(jià)格低廉的膨脹珍珠巖結(jié)合,采用微生物礦化來(lái)增強(qiáng)膨脹珍珠巖保溫板的性能。本文對(duì)微生物KJ01的礦化沉積效率及將微生物礦化增強(qiáng)膨脹珍珠保溫板的性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,并通過(guò)電鏡掃描和物相分析的方法對(duì)其進(jìn)行微觀機(jī)理分析,主要工作如下:（1）首先對(duì)微生物KJ01脲酶的活性及礦化沉積的效率進(jìn)行了研究,考察了培養(yǎng)基pH值、培養(yǎng)基的接種量、尿素激發(fā)劑的摻量、培養(yǎng)溫度及培養(yǎng)時(shí)間對(duì)微生物KJ01脲酶活性的影響;然后對(duì)影響微生物KJ01礦化沉積效率的因素進(jìn)行了試驗(yàn)分析,研究了環(huán)境溫度、礦化沉積的時(shí)間、菌液濃度、尿素濃度、鈣離子的濃度及無(wú)機(jī)鈣源對(duì)

相變儲(chǔ)能混凝土具有儲(chǔ)能蓄熱的功能,將其運(yùn)用到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中可以將環(huán)境中的熱量以相變的形式進(jìn)行吸收和釋放,從而維持室內(nèi)溫度的相對(duì)穩(wěn)定,提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度,降低建筑能耗。選取月桂醇作為相變材料,膨脹珍珠巖作為吸附材料。選擇常壓浸泡吸附法和真空浸泡吸附法作為相變儲(chǔ)能骨料的制備方法,采用不同質(zhì)量比的月桂醇與膨脹珍珠巖混合來(lái)制作不同吸附率的相變儲(chǔ)能骨料;通過(guò)滲漏性試驗(yàn)和相變循環(huán)試驗(yàn)確定月桂醇的合理吸附率;選擇濕裹水泥粉封裝法和硅酸鈣外殼封裝法對(duì)相變儲(chǔ)能骨料進(jìn)行封裝。選用粉煤灰陶粒和頁(yè)巖陶粒制作不同設(shè)計(jì)強(qiáng)度的輕骨料混凝土作為基準(zhǔn)混凝土。分別摻入5%、10%、15%和20%的未封裝和封裝后的相變儲(chǔ)能骨料制備相變儲(chǔ)能混凝土,通過(guò)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)探究骨料摻量、骨料的封裝和月桂醇相態(tài)對(duì)混凝土拉壓性能的影響。通過(guò)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試探究骨料摻量、骨料的封裝和月桂醇相態(tài)對(duì)混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的影響。通過(guò)相變循環(huán)試驗(yàn)探究不同循環(huán)次數(shù)對(duì)相變儲(chǔ)能混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。通過(guò)進(jìn)行不同吸附方式、時(shí)間和溫度的吸附率試驗(yàn)得出:常壓浸泡下合理的吸附時(shí)間和溫度分別為4 h和50℃;

隨著人們對(duì)室內(nèi)熱舒適度要求的不斷提高,近年來(lái)建筑能耗逐漸上升。因此,被動(dòng)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(dòng)節(jié)能材料。相變材料通過(guò)在相變過(guò)程中吸收或釋放熱量來(lái)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(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)的相對(duì)濕度。值得注意的是,現(xiàn)有的研究大多數(shù)都是單獨(dú)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?cè)诮ㄖ械膽?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(guò)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(duì)物質(zhì)組成、孔徑、微觀結(jié)構(gòu)、熱物理性能進(jìn)行了表征,復(fù)合相變顆粒對(duì)調(diào)濕材料的平衡含濕量和循環(huán)吸放濕性能進(jìn)行了測(cè)試,同時(shí),對(duì)具有調(diào)濕性能的復(fù)合相變墻板進(jìn)行性能測(cè)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(diǎn)/凝固點(diǎn)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(guò)循環(huán)吸放濕測(cè)試后,硅藻泥的吸濕量總是高于放.

隨著人類(lèi)社會(huì)的快速發(fā)展,能源問(wèn)題日益凸顯。住建部科技司稱(chēng),我國(guó)建筑能耗的比例會(huì)隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展達(dá)到35%。建筑能耗影響著國(guó)家資源的有效利用和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,鑒于建筑節(jié)能是降低建筑能耗的主要措施,我國(guó)發(fā)布多項(xiàng)與建筑節(jié)能相關(guān)的法律條令。本文結(jié)合世界前沿課題,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(lèi)、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。