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。

隨著人們對(duì)室內(nèi)熱舒適度要求的不斷提高,近年來建筑能耗逐漸上升。因此,被動(dòng)節(jié)能材料受到廣泛關(guān)注。相變材料和調(diào)濕材料是可用于建筑物的兩種重要的被動(dòng)節(jié)能材料。相變材料通過在相變過程中吸收或釋放熱量來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度,調(diào)濕材料可以依據(jù)自身特性自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)的相對(duì)濕度。值得注意的是,現(xiàn)有的研究大多數(shù)都是單獨(dú)分析相變材料或調(diào)濕材料,結(jié)合兩者性能的研究卻很少,限制了它們?cè)诮ㄖ械膽?yīng)用。為了研究相變材料和調(diào)濕材料的復(fù)合性能,本文以石蠟為相變材料,膨脹珍珠巖為載體材料,通過真空吸附法制備復(fù)合相變顆粒。將復(fù)合相變顆粒在自制的模具里壓制成相變板材,后在相變板材上噴涂調(diào)濕材料硅藻泥,制得具有調(diào)濕性能的復(fù)合相變墻板。利用XRD、物理吸附分析儀、SEM、DSC對(duì)物質(zhì)組成、孔徑、微觀結(jié)構(gòu)、熱物理性能進(jìn)行了表征,復(fù)合相變顆粒對(duì)調(diào)濕材料的平衡含濕量和循環(huán)吸放濕性能進(jìn)行了測(cè)試,同時(shí),對(duì)具有調(diào)濕性能的復(fù)合相變墻板進(jìn)行性能測(cè)試。結(jié)果表明:(1)復(fù)合相變墻板具有適宜的相變參數(shù),熔點(diǎn)/凝固點(diǎn)分別為18.23°C/29.42°C,高潛熱值分別為54.66 J/g和55.63 J/g。(2)經(jīng)過循環(huán)吸放濕測(cè)試后,硅藻泥的吸濕量總是高于放.

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(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)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(qiáng)度高等特點(diǎn)。對(duì)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(cè)解釋表明,水泥漿返高能達(dá)到設(shè)計(jì)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。

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。