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p H值偏低的玻璃態(tài)非金屬礦產(chǎn),由于導(dǎo)熱系數(shù)低,在綠色節(jié)能隔熱材料中起到尤為重要作用?？蓪⑴蛎浾渲閹r通過不同的應(yīng)用目的來采取不同的改性方法及有機物或無機物改性劑,從而拓寬膨脹珍珠巖的應(yīng)用領(lǐng)域。本文介紹了膨脹珍珠巖的主要產(chǎn)地、組成成分及特性。綜述了無機物和有機物對膨脹珍珠巖改性處理的主要方法,指出未來在保溫材料中膨脹珍珠巖應(yīng)用方向。 以正癸酸(CA)為相變材料,膨脹珍珠巖(EP)為基體材料,通過真空吸附法制備了可應(yīng)用于外墻隔熱控溫領(lǐng)域的CA/EP定型復(fù)合相變材料。將CA/EP摻入水泥砂漿中制備了相變水泥板并測試其熱特性,結(jié)果表明,CA/EP能提升水泥板的熱能存儲能力,20wt%相變水泥板的熔化、凝固相變潛熱分別為14.25J·g-1、14.1J·g-1;CA/EP的加入能提高水泥板的比熱容,且相變水泥板中復(fù)合相變材料含量越高,其等效比熱容越大;定型復(fù)合相變材料CA/EP的加入能提高水泥板的比熱容,且相變水泥板中復(fù)合相變材料含量越高,其等效比熱容越大;CA/EP的加入會顯著減小水泥板的導(dǎo)熱系數(shù)和蓄熱系數(shù),增大熱惰性系數(shù)。與普通水泥板相比,10wt%、15wt%、20wt%相變水泥板的導(dǎo)熱系數(shù)分別下降了39.4%、47.83%和52.49%(20℃),37.94%、46.84%和50.63%(50℃),蓄熱系數(shù)分別下降了34.07%、40.62%和44.87%(20℃),30.25%、35.59%和37.65%(50℃),熱惰性系數(shù)分別增大8.75%、13.78%和15.96%(20℃),8.75%

相變儲能混凝土具有儲能蓄熱的功能,將其運用到建筑圍護結(jié)構(gòu)中可以將環(huán)境中的熱量以相變的形式進行吸收和釋放,從而維持室內(nèi)溫度的相對穩(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制作不同吸附率的相變儲能骨料;通過滲漏性試驗和相變循環(huán)試驗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相變儲能骨料進行封裝。選用粉煤灰陶粒和頁巖陶粒制作不同設(shè)計強度的輕骨料混凝土作為基準混凝土。分別摻入5%、10%、15%和20%的未封裝和封裝后的相變儲能骨料制備相變儲能混凝土,通過混凝土立方體抗壓強度和劈裂抗拉強度試驗探究骨料摻量、骨料的封裝和月桂醇相態(tài)對混凝土拉壓性能的影響。通過導(dǎo)熱系數(shù)測試探究骨料摻量、骨料的封裝和月桂醇相態(tài)對混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的影響。通過相變循環(huán)試驗探究不同循環(huán)次數(shù)對相變儲能混凝土抗壓強度的影響。通過進行不同吸附方式、時間和溫度的吸附率試驗得出:常壓浸泡下合理的吸附時間和溫度分別為4 h和50℃;

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。可用作過濾劑、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)。