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。可將膨脹珍珠巖通過不同的應(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%

為了將膨脹珍珠巖和硬泡聚氨酯兩種不同的保溫材料復(fù)合,首先需要對其進行改性,利用硅烷偶聯(lián)劑KH550對膨脹珍珠巖顆粒進行表面處理,得到活性聚氨酯填充骨料。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范,測定了成型保溫板件的密度、抗壓強度、導(dǎo)熱系數(shù)等物理力學(xué)性能。隨著膨脹珍珠巖添加量的增加,復(fù)合保溫材料的密度及抗壓強度都有很大的提高。當(dāng)摻入不同類別的膨脹珍珠巖時,發(fā)現(xiàn)粒徑較大的膨脹珍珠巖對復(fù)合材料抗壓性能的提高優(yōu)于粒徑較小的,而在導(dǎo)熱系數(shù)方面兩者卻相反。通過上述實驗得出了膨脹珍珠巖摻入量以及加入不同種類膨脹珍珠巖對復(fù)合材料各性能的影響,通過實驗結(jié)果確定終優(yōu)選方案。將上述兩種材料復(fù)合,以合理的配比達到共同發(fā)揮兩種材料各自的優(yōu)勢的目的,此種新型保溫材料具有廣泛的應(yīng)用前景。

基于我國建筑物節(jié)能的迫切需求以及現(xiàn)有保溫材料效能較低的問題,使用相變儲能技術(shù)對傳統(tǒng)建筑保溫材料膨脹珍珠巖進行功能轉(zhuǎn)化制備新型建筑保溫材料。論文在膨脹珍珠巖的物化性能,具有適宜相變溫度和高相變焓值的癸酸-棕櫚酸二元低共熔物相變儲能材料制備與性能表征,膨脹珍珠巖基復(fù)合相變儲能材料的制備與性能表征,納米氧化鋁導(dǎo)熱增強膨脹珍珠巖基復(fù)合相變儲能材料的制備與性能表征,以及石墨原位導(dǎo)熱增強膨脹珍珠巖基復(fù)合相變儲能材料的制備與性能表征等方面開展了研究工作。膨脹珍珠巖是一種內(nèi)部具有豐富蜂窩狀孔道結(jié)構(gòu)且環(huán)境友好的多孔礦物材料;膨脹珍珠巖顆粒群體的粒徑越小吸水率越高;膨脹珍珠巖具有很好的抗鹽酸侵蝕能力,鹽酸處理之后沒有發(fā)生孔道結(jié)構(gòu)塌陷或是損毀的現(xiàn)象;1000°C以下的煅燒溫度處理后,膨脹珍珠巖仍然可以保持有正常的孔道結(jié)構(gòu)和微觀形貌。癸酸-棕櫚酸二元低共熔物相變儲能材料在熔化階段的相變溫度為23.7°C,相變焓值為174.4 J/g,在凝固階段分別為19.2°C和173.2 J/g,相變溫度剛好處于人類生活的適宜溫度范圍內(nèi);癸酸-棕櫚酸二元低共熔物。相變儲能材料在2030°C溫度段具有較好

以脫硫石膏、膨脹珍珠巖為主要原材料制備膨脹珍珠巖/脫硫石膏復(fù)合材料，利用單因素試驗法研究了材料制備方式、試件振搗次數(shù)、膨脹珍珠巖摻量等對其性能的影響，并確定出優(yōu)制備方式。結(jié)果表明，采用脫硫石膏與檸檬酸先混合攪拌均勻，再加入膨脹珍珠巖攪拌，后加入水?dāng)嚢?，直接成型，?dāng)膨脹珍珠巖的摻量為2.0%時，制備的復(fù)合材料絕干抗折強度、絕干抗壓強度、飽水抗折強度和飽水抗壓強度分別為3.83MPa、8.92MPa、1.66MPa和4.26MPa，干表觀密度為1.166g/cm3，滿足規(guī)范使用要求。混凝土構(gòu)件內(nèi)部或表面難以避免出現(xiàn)裂縫,裂縫的產(chǎn)生會導(dǎo)致其耐久性降低?；谂蛎浾渲閹r固載微生物的裂縫自修復(fù)混凝土具有良好的裂縫自修復(fù)能力,有效降低混凝土的維護費用。然而,隨膨脹珍珠巖摻量的增大,混凝土的力學(xué)性能會顯著降低。首先考察了膨脹珍珠巖摻量對該混凝土劈裂抗拉強度的降低程度,然后進一步考察了硅灰和聚丙烯纖維對該混凝土劈裂抗拉強度的增強作用。試驗結(jié)果表明,當(dāng)膨脹珍珠巖摻量由0增加到90%時,混凝土的劈裂抗拉強度降幅達62.1%;摻入硅灰可以明顯提高該混凝土的劈裂抗拉強度,當(dāng)硅灰摻量由0增加到10.5%時,混凝土的劈裂抗拉強度增幅達25%;摻入聚丙烯纖維也可以顯著提高該混凝土的劈裂抗拉強度,當(dāng)聚丙烯纖維摻量由0 kg/m~3增加到1.8 kg/m~3時,混凝土的劈裂抗拉強度由1.94 MPa增加到2.55 MPa,增幅為31.4%。