集保溫、輕質(zhì)、耐火、防水、高強(qiáng)、低收縮等優(yōu)良性能于一身的新型墻體材料，本文采用新型鎂質(zhì)膠凝材料硫檸鎂水泥作為膠結(jié)材料，添加輕質(zhì)骨料、防水材料、抗裂纖維、發(fā)泡劑，通過正交試驗設(shè)計研制出一種新型墻體保溫材料，其防火、導(dǎo)熱、密度、強(qiáng)度、吸水率、收縮性等綜合性能優(yōu)良。通過XRD和超景深三維顯微鏡VHX-2000等現(xiàn)代測試手段，分析了此保溫材料的物相和微觀結(jié)構(gòu)，主要的研究成果有以下幾個方面。檢驗了作為膠凝材料的硫檸鎂基水泥的性能，配合比氧硫比為1.7、水硫比1.0、檸檬酸含量1.3%時，硫檸鎂水泥的28d抗壓、抗折強(qiáng)度分別為52.90MPa和9.29MPa。通過單因素試驗確定了多孔保溫板基本是由硫檸鎂水泥為膠結(jié)材料，添加輕質(zhì)骨料、憎水劑和纖維，經(jīng)發(fā)泡劑加氣發(fā)泡而成的復(fù)合體系。影響保溫墻體材料的主要性能為材料的密度、吸水率、抗壓強(qiáng)度以及導(dǎo)熱系數(shù)。利用正交試驗安設(shè)計，通過對這四個主要性能的測定和分析，討論了骨膠比、發(fā)泡劑摻量、纖維摻量以及憎水劑摻入量對于各項性能的影響，終得出配合比為：骨膠比為0.2、發(fā)泡劑摻量0.09、憎水劑摻量1.2%及纖維摻量0.4%。

機(jī)塑化微孔保溫板是以普通硅酸鹽水泥和粉煤灰為主要原料,經(jīng)物理發(fā)泡制備而成,具有輕質(zhì)高強(qiáng)、極低的吸水率、高效保溫和A級防火等特點。介紹了該保溫板的制備工藝、微觀結(jié)構(gòu)、防火性能及其應(yīng)用。以粉煤灰/煤矸石纖維為原料,聚乙烯醇（PVA）與二氧化硅（SiO2）的復(fù)合物為粘合劑制得粉煤灰/煤矸石纖維保溫板。探究了粘合劑的質(zhì)量配合比及用量對粉煤灰/煤矸石纖維保溫板性能的影響。研究結(jié)果表明:PVA∶硅酸鈉（Na2SiO3）的質(zhì)量配合比4∶15∶1,粘合劑用量介于25%45%（體積分?jǐn)?shù)）時較合適,制得的保溫板的總?cè)紵敌∮?MJ/kg,失重率小于20%,達(dá)到A級防火建材標(biāo)準(zhǔn),且具有良好的保溫性能。

無機(jī)保溫材料是當(dāng)前保溫材料領(lǐng)域研究的熱點。黑曜巖是一種酸性火山玻璃巖,其二氧化硅含量在70%左右,含水量較少(<2%)。黑曜巖具有容重小、耐火度高、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸濕性小等優(yōu)點,廣泛用于保溫、隔音材料。本研究以黑曜巖粉末為主要原料,水玻璃和雙氧水分別作為堿激發(fā)劑和發(fā)泡劑。通過將黑曜巖粉末、水玻璃、表面活性劑(十六烷基三甲基溴化銨CTAB)等混合均勻后加入適量雙氧水靜置發(fā)泡,在發(fā)泡 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。對制得二氧化硅氣凝膠進(jìn)行表征,比較測試結(jié)果,研究硅源種類、酸堿催化劑、凝膠時間、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氣凝膠性能的影響。

近年來外墻外保溫材料造成的火災(zāi)事故多發(fā),造成了重大的人員傷亡及經(jīng)濟(jì)損失。合理地選擇外墻外保溫材料及體系構(gòu)造能大大減少以上情況的發(fā)生,并可取得良好的社會效應(yīng)。通過對建筑市場上應(yīng)用的A級防火等級外墻外保溫材料的適用范圍、優(yōu)缺點進(jìn)行分析,選取3種有代表性的外墻外保溫材料,從材料性能分析、體系基本構(gòu)造、實體樣板制作、現(xiàn)場試驗及成本分析等幾方面進(jìn)行專項研究。通過不同養(yǎng)護(hù)條件的對比試驗,研究了蒸汽養(yǎng)護(hù)對無機(jī)輕集料保溫板性能的影響;研究了在蒸汽養(yǎng)護(hù)中,靜置時間、升溫速率、恒溫時間及降溫速率對保溫板抗壓強(qiáng)度的影響;探索了規(guī)模化蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝。結(jié)果表明,蒸汽養(yǎng)護(hù)能提高無機(jī)輕集料保溫板的抗壓強(qiáng)度,大幅縮短養(yǎng)護(hù)時間。與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)相比,蒸汽養(yǎng)護(hù)只需標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)1/16的時間就能獲得比標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)高20%的抗壓強(qiáng)度。蒸汽養(yǎng)護(hù)時,靜置時間和恒溫時間是影響保溫板強(qiáng)度的關(guān)鍵因素,要控制在合適的范圍內(nèi)。在95℃、95%濕度條件下規(guī)模化生產(chǎn)時,保溫板蒸汽養(yǎng)護(hù)的時間為7 h。