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(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(qiáng)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(qiáng)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

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——?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(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,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(jī)物或無機(jī)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(jī)物和有機(jī)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%

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(qiáng)度、絕干抗壓強(qiáng)度、飽水抗折強(qiáng)度和飽水抗壓強(qiáng)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?；炷翗?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(hù)費(fèi)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(qiáng)度的降低程度,然后進(jìn)一步考察了硅灰和聚丙烯纖維對該混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的增強(qiáng)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(qiáng)度降幅達(dá)62.1%;摻入硅灰可以明顯提高該混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度,當(dāng)硅灰摻量由0增加到10.5%時,混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度增幅達(dá)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(qiáng)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(qiáng)度由1.94 MPa增加到2.55 MPa,增幅為31.4%。