膨脹珍珠巖保溫板具有保溫隔熱、輕質不燃的優(yōu)良性能,在建筑外墻保溫中具有較好的應用前景。目前各種膨脹珍珠巖保溫板之間的主要區(qū)別在于膠結劑的不同,由于所采用的傳統(tǒng)膠結劑在其性能上具有一定的局限性,會導致制備出的膨脹珍珠巖保溫板強度偏低,導熱系數(shù)偏高,一定程度上限制著膨脹珍珠巖保溫板在大范圍推廣應用。微生物礦化沉積技術作為一種新型的生物質膠結劑制備方法,礦化沉積碳酸鈣可以有效地膠結膨脹珍珠巖顆粒,從而提高膨脹珍珠巖保溫板的強度。因此,本課題組提出將微生物礦化方法與輕質、多孔、價格低廉的膨脹珍珠巖結合,采用微生物礦化來增強膨脹珍珠巖保溫板的性能。本文對微生物KJ01的礦化沉積效率及將微生物礦化增強膨脹珍珠保溫板的性能進行了試驗研究,并通過電鏡掃描和物相分析的方法對其進行微觀機理分析,主要工作如下:（1）首先對微生物KJ01脲酶的活性及礦化沉積的效率進行了研究,考察了培養(yǎng)基pH值、培養(yǎng)基的接種量、尿素激發(fā)劑的摻量、培養(yǎng)溫度及培養(yǎng)時間對微生物KJ01脲酶活性的影響;然后對影響微生物KJ01礦化沉積效率的因素進行了試驗分析,研究了環(huán)境溫度、礦化沉積的時間、菌液濃度、尿素濃度、鈣離子的濃度及無機鈣源對

為了將膨脹珍珠巖和硬泡聚氨酯兩種不同的保溫材料復合,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)國內外相關規(guī)范,測定了成型保溫板件的密度、抗壓強度、導熱系數(shù)等物理力學性能。隨著膨脹珍珠巖添加量的增加,復合保溫材料的密度及抗壓強度都有很大的提高。當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合材料抗壓性能的提高優(yōu)于粒徑較小的,而在導熱系數(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合材料各性能的影響,通過實驗結果確定終優(yōu)選方案。將上述兩種材料復合,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用前景。

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，后加入水攪拌，直接成型，當膨脹珍珠巖的摻量為2.0%時，制備的復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?；炷翗嫾炔炕虮砻骐y以避免出現(xiàn)裂縫,裂縫的產生會導致其耐久性降低。基于膨脹珍珠巖固載微生物的裂縫自修復混凝土具有良好的裂縫自修復能力,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。試驗結果表明,當膨脹珍珠巖摻量由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%。

膨脹珍珠巖吸水率高，耐水性差導致保溫砂漿在攪拌中體積收縮變形大，產品后期保溫性能降低、易開裂，與基層粘結強度低易空鼓等，同時在拌制、運輸、停放過程中、膨脹珍珠巖保溫砂漿易出現(xiàn)分層、離析、泌水現(xiàn)場，施工性能差，并影響硬化后保溫砂漿的技術性能。膨脹珍珠巖的以其良好的保溫效能，的穩(wěn)定性能很好的被市場接受并發(fā)揮其效應，而且應用范圍廣，具有普遍的實用性，尤其在耐火保溫節(jié)能方面發(fā)揮優(yōu)異的性能。細數(shù)優(yōu)異性能，可以說數(shù)不勝數(shù)。不僅僅具有良好的環(huán)保性能，有廣泛應用的經濟和社會價值，施工極其便利、易于維修，撞擊性能優(yōu)于其它任何一種保溫材料，抗?jié)駸嵝阅軆?yōu)良，而且還有較好的防火性能。