相變儲(chǔ)能混凝土具有儲(chǔ)能蓄熱的功能,將其運(yùn)用到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中可以將環(huán)境中的熱量以相變的形式進(jìn)行吸收和釋放,從而維持室內(nèi)溫度的相對(duì)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(chǔ)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(lái)制作不同吸附率的相變儲(chǔ)能骨料;通過(guò)滲漏性試驗(yàn)和相變循環(huán)試驗(yàn)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(duì)相變儲(chǔ)能骨料進(jìn)行封裝。選用粉煤灰陶粒和頁(yè)巖陶粒制作不同設(shè)計(jì)強(qiáng)度的輕骨料混凝土作為基準(zhǔn)混凝土。分別摻入5%、10%、15%和20%的未封裝和封裝后的相變儲(chǔ)能骨料制備相變儲(chǔ)能混凝土,通過(guò)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)探究骨料摻量、骨料的封裝和月桂醇相態(tài)對(duì)混凝土拉壓性能的影響。通過(guò)導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試探究骨料摻量、骨料的封裝和月桂醇相態(tài)對(duì)混凝土導(dǎo)熱系數(shù)的影響。通過(guò)相變循環(huán)試驗(yàn)探究不同循環(huán)次數(shù)對(duì)相變儲(chǔ)能混凝土抗壓強(qiáng)度的影響。通過(guò)進(jìn)行不同吸附方式、時(shí)間和溫度的吸附率試驗(yàn)得出:常壓浸泡下合理的吸附時(shí)間和溫度分別為4 h和50℃;

隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展,能源問(wèn)題日益凸顯。住建部科技司稱,我國(guó)建筑能耗的比例會(huì)隨著城市化進(jìn)程的快速發(fā)展達(dá)到35%。建筑能耗影響著國(guó)家資源的有效利用和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,鑒于建筑節(jié)能是降低建筑能耗的主要措施,我國(guó)發(fā)布多項(xiàng)與建筑節(jié)能相關(guān)的法律條令。本文結(jié)合世界前沿課題,以導(dǎo)熱系數(shù)極低的物質(zhì)氣凝膠為研究對(duì)象,使其與膨脹珍珠巖復(fù)合,制成氣凝膠膨脹珍珠巖。對(duì)比級(jí)配與非級(jí)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(jí)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(cè)試這種新型保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)和力學(xué)性能。計(jì)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(shí)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(duì)制得二氧化硅氣凝膠進(jìn)行表征,比較測(cè)試結(jié)果,研究硅源種類、酸堿催化劑、凝膠時(shí)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(duì)氣凝膠性能的影響。

膨脹珍珠巖保溫板具有保溫隔熱、輕質(zhì)不燃的優(yōu)良性能,在建筑外墻保溫中具有較好的應(yīng)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(jié)劑的不同,由于所采用的傳統(tǒng)膠結(jié)劑在其性能上具有一定的局限性,會(huì)導(dǎo)致制備出的膨脹珍珠巖保溫板強(qiáng)度偏低,導(dǎo)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(yīng)用。微生物礦化沉積技術(shù)作為一種新型的生物質(zhì)膠結(jié)劑制備方法,礦化沉積碳酸鈣可以有效地膠結(jié)膨脹珍珠巖顆粒,從而提高膨脹珍珠巖保溫板的強(qiáng)度。因此,本課題組提出將微生物礦化方法與輕質(zhì)、多孔、價(jià)格低廉的膨脹珍珠巖結(jié)合,采用微生物礦化來(lái)增強(qiáng)膨脹珍珠巖保溫板的性能。本文對(duì)微生物KJ01的礦化沉積效率及將微生物礦化增強(qiáng)膨脹珍珠保溫板的性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,并通過(guò)電鏡掃描和物相分析的方法對(duì)其進(jìn)行微觀機(jī)理分析,主要工作如下:（1）首先對(duì)微生物KJ01脲酶的活性及礦化沉積的效率進(jìn)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(shí)間對(duì)微生物KJ01脲酶活性的影響;然后對(duì)影響微生物KJ01礦化沉積效率的因素進(jìn)行了試驗(yàn)分析,研究了環(huán)境溫度、礦化沉積的時(shí)間、菌液濃度、尿素濃度、鈣離子的濃度及無(wú)機(jī)鈣源對(duì)

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。