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。

常用的低密度減輕材料漂珠產(chǎn)量較少、貨源緊缺,單一的漂珠作為減輕劑導(dǎo)致生產(chǎn)成本高,因此優(yōu)選了一種成本低、來源廣的減輕材料-改性膨脹珍珠巖。提出在漂珠低密度水泥漿中復(fù)配部分改性膨脹珍珠巖的方案。室內(nèi)實驗評價結(jié)果表明,該體系密度在1.45 g/cm~3～1.60 g/cm~3可調(diào),水泥漿具有良好的沉降穩(wěn)定性、流變性,且失水量少、早期強度高等特點。對比同一密度下,采用部分改性膨脹珍珠巖復(fù)合漂珠的低密度水泥漿與單一的漂珠低密度水泥漿相比,在性能差別不大的情況下能有效的降低成本。該體系在現(xiàn)場應(yīng)用6井次,固井電測解釋表明,水泥漿返高能達到設(shè)計要求,而且固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì),能夠滿足油氣層段開采需求。

相變儲能混凝土具有儲能蓄熱的功能,將其運用到建筑圍護結(jié)構(gòu)中可以將環(huán)境中的熱量以相變的形式進行吸收和釋放,從而維持室內(nèi)溫度的相對穩(wěn)定,提高室內(nèi)環(huán)境的舒適度,降低建筑能耗。選取月桂醇作為相變材料,膨脹珍珠巖作為吸附材料。選擇常壓浸泡吸附法和真空浸泡吸附法作為相變儲能骨料的制備方法,采用不同質(zhì)量比的月桂醇與膨脹珍珠巖混合來制作不同吸附率的相變儲能骨料;通過滲漏性試驗和相變循環(huán)試驗確定月桂醇的合理吸附率;選擇濕裹水泥粉封裝法和硅酸鈣外殼封裝法對相變儲能骨料進行封裝。選用粉煤灰陶粒和頁巖陶粒制作不同設(shè)計強度的輕骨料混凝土作為基準混凝土。分別摻入5%、10%、15%和20%的未封裝和封裝后的相變儲能骨料制備相變儲能混凝土,通過混凝土立方體抗壓強度和劈裂抗拉強度試驗探究骨料摻量、骨料的封裝和月桂醇相態(tài)對混凝土拉壓性能的影響。通過導(dǎo)熱系數(shù)測試探究骨料摻量、骨料的封裝和月桂醇相態(tài)對混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的影響。通過相變循環(huán)試驗探究不同循環(huán)次數(shù)對相變儲能混凝土抗壓強度的影響。通過進行不同吸附方式、時間和溫度的吸附率試驗得出:常壓浸泡下合理的吸附時間和溫度分別為4 h和50℃;

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——氣凝膠膨脹珍珠巖（Aerogel-expanded perlite,AEP）,使氣凝膠獲得載體EP保護的同時有效降低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)濟性等問題進行了系統(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.