場上單一有機(jī)保溫材料易燃,存在安全隱患。無機(jī)材料保溫效果不理想。研制出高強(qiáng)輕質(zhì),防火保溫隔熱材料擁有廣闊市場空間。本實驗采用水玻璃膠結(jié)經(jīng)硅氣凝膠浸泡后的膨脹珍珠巖顆粒,裝入模具熱壓制板。實驗表明,板材抗壓強(qiáng)度為0.2MPa—0.3MPa,分析硅氣凝膠未能充分浸入膨脹珍珠巖顆粒。憎水性材料,分析經(jīng)硅氣凝膠改性導(dǎo)致板材憎水性能增強(qiáng)。導(dǎo)熱系數(shù)小可達(dá)0.049W·(m·k)-1,分析硅氣凝膠部分浸入顆粒內(nèi)部且充滿板材空隙,水玻璃密封效果較好。膨脹珍珠巖保溫板是集保溫、隔熱和防水功能于一體的新型外墻保溫板材。珍珠巖保溫板質(zhì)輕且保溫隔熱性能優(yōu)良,防火防塵防潮、不變形改性、不腐爛發(fā)霉、無毒無味憎水性能好(憎水率可達(dá)98%以上),施工安全簡單易行,屋面與墻面粘貼均可以天然礦石為原料,有良好的環(huán)保性。但是珍珠巖在使用過程中會產(chǎn)生裂紋,產(chǎn)生裂紋

膨脹珍珠巖和陶粒兩種材料作為出色的保溫原材料,有著質(zhì)輕、隔熱、耐久、價廉的特點,尤其是兩種材料的成分均為無機(jī)物,與傳統(tǒng)的聚苯乙烯泡沫塑料板等保溫材料相比又有著不凡的防火性能,所以在能源問題日益嚴(yán)峻的背景下,越來越受到青睞,成為保溫工程中的重要原材料。其中,用膨脹珍珠巖和陶粒制成的輕集料混凝土保溫板材為常見的應(yīng)用方式。本論文將對以膨脹珍珠巖顆粒和陶粒顆粒作為主要原材料,并以陶砂代替普通砂來制作的節(jié)能保溫混凝土板材作以研究,探尋性能優(yōu)良的試驗配合比及其制作工藝,同時得出其各項技術(shù)參數(shù),滿足作為建筑圍擋結(jié)構(gòu)的使用要求。主要的研究內(nèi)容如下：(1)探討節(jié)能保溫混凝土的導(dǎo)熱理論和強(qiáng)度理論。確定以導(dǎo)熱系數(shù)為主要控制目標(biāo)來評定混凝土保溫功效的研究手段,與普通混凝土對比,闡述節(jié)能保溫混凝土的強(qiáng)度形成機(jī)制。(2)針對膨脹珍珠巖顆粒因吸水率偏高而難以大范圍推廣的問題,特別采用憎水膨脹珍珠巖顆粒作為試驗材料,大幅降低了膨脹珍珠巖混凝土的吸水率,為膨脹珍珠巖混凝土的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。(3)詳細(xì)闡述節(jié)能保溫混凝土的制作工藝,分析制作過程中需要注意問題,使其作為建筑保溫構(gòu)件的各種功能得以化發(fā)揮。

不同產(chǎn)地膨脹珍珠巖的筒壓強(qiáng)度、孔隙率、粒度分布等性能,以及以其為主要原料制備的膨脹珍珠巖保溫板的性能。結(jié)果表明:膨脹珍珠巖孔隙率越大,保溫板的導(dǎo)熱系數(shù)越低,保溫性能越好;膨脹珍珠巖筒壓強(qiáng)度高時,保溫板的導(dǎo)熱系數(shù)低、抗壓強(qiáng)度高;科學(xué)的粒度分布有利于膨脹珍珠巖保溫板保溫性能的優(yōu)化和提升;膨脹珍珠巖表面MTMS預(yù)聚物包覆有利于膨脹珍珠巖及膨脹珍珠巖保溫板強(qiáng)度的提升,并可優(yōu)化其保溫性能;膨脹珍珠巖筒壓強(qiáng)度、孔隙率、粒度分布等性能相互牽制、相互影響,要制備出性能優(yōu)良的膨脹珍珠巖保溫板,需使各項性能協(xié)調(diào)作用。

以氣凝膠膨脹珍珠巖為骨料,P·O 42.5級水泥和熟石膏的混合物為膠結(jié)材料,添加可再分散性乳膠粉、羥丙基甲基纖維素制備保溫板。使用單因素法分析了硅酸鹽水泥和熟石膏的配料及抗壓強(qiáng)度的關(guān)系;采用正交試驗法研究了配料用量和保溫板抗壓強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系。制得保溫板的導(dǎo)熱系數(shù)低至0.045 W/(m·K),抗壓強(qiáng)度達(dá)到0.54 MPa。試驗采用X射線衍射分析了膠結(jié)材料的反應(yīng),使用紅外光譜技術(shù)研究了氣凝膠膨脹珍珠巖的疏水特性。 以導(dǎo)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(fù)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(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,測試這種新型保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)和力學(xué)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(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。