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?？捎米鬟^(guò)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(jī)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(shí)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)。

基于我國(guó)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(wèn)題,使用相變儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)建筑保溫材料膨脹珍珠巖進(jìn)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(chǔ)能材料制備與性能表征,膨脹珍珠巖基復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備與性能表征,納米氧化鋁導(dǎo)熱增強(qiáng)膨脹珍珠巖基復(fù)合相變儲(chǔ)能材料的制備與性能表征,以及石墨原位導(dǎo)熱增強(qiáng)膨脹珍珠巖基復(fù)合相變儲(chǔ)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(méi)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(chǔ)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(chǔ)能材料在2030°C溫度段具有較好

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(duì)其進(jìn)行改性,利用硅烷偶聯(lián)劑KH550對(duì)膨脹珍珠巖顆粒進(jìn)行表面處理,得到活性聚氨酯填充骨料。根據(jù)國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范,測(cè)定了成型保溫板件的密度、抗壓強(qiáng)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(qiáng)度都有很大的提高。當(dāng)摻入不同類別的膨脹珍珠巖時(shí),發(fā)現(xiàn)粒徑較大的膨脹珍珠巖對(duì)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(guò)上述實(shí)驗(yàn)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(duì)復(fù)合材料各性能的影響,通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(dá)到共同發(fā)揮兩種材料各自的優(yōu)勢(shì)的目的,此種新型保溫材料具有廣泛的應(yīng)用前景。

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(wèn)題,本論文從骨料創(chuàng)新入手,提出以廉價(jià)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——?dú)饽z膨脹珍珠巖（Aerogel-expanded perlite,AEP）,使氣凝膠獲得載體EP保護(hù)的同時(shí)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(jìn)一步降低氣凝膠的使用成本。本論文對(duì)AEP的制備工藝及性能、AEP在水泥基材料中的應(yīng)用及對(duì)水泥基材料性能的影響機(jī)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(jì)性等問(wèn)題進(jìn)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(yàn),研究了常壓干燥技術(shù)制備SiO2氣凝膠各工藝階段變量對(duì)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(duì)SiO2溶膠黏.