以硫氧鎂水泥為膠結(jié)料,利用廢棄小粒徑膨脹珍珠巖為輕質(zhì)骨料,研究了不同改性方法處理的珍珠巖對(duì)鎂基保溫材料漿體需水量、經(jīng)時(shí)流動(dòng)度、試件含水率、吸水率、干密度以及力學(xué)性能和耐水性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,改性處理后的小粒徑膨脹珍珠巖能夠大幅度降低鎂基保溫材料的需水量、含水率和吸水率及其力學(xué)強(qiáng)度,同時(shí)大幅度提高鎂基保溫材料的耐水性。小粒徑膨脹珍珠巖對(duì)鎂基保溫材料的性能影響較大,使用時(shí)應(yīng)充分權(quán)衡利弊,取長(zhǎng)避短,以達(dá)到鎂基保溫材料使用效果。

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(yàn)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(duì)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(shí)，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(huì)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(huì)顯著降低。首先考察了膨脹珍珠巖摻量對(duì)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(duì)該混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度的增強(qiáng)作用。試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)膨脹珍珠巖摻量由0增加到90%時(shí),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(shí),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(shí),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%。

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^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)。

隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展,能源問題日益凸顯。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。