常用的低密度減輕材料漂珠產量較少、貨源緊缺,單一的漂珠作為減輕劑導致生產成本高,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配部分改性膨脹珍珠巖的方案。室內實驗評價結果表明,該體系密度在1.45 g/cm~3～1.60 g/cm~3可調,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)場應用6井次,固井電測解釋表明,水泥漿返高能達到設計要求,而且固井質量優(yōu)質,能夠滿足油氣層段開采需求。

膨脹珍珠巖本身吸水率高、筒壓強度低的特性,限制了其在建筑材料領域的廣泛應用。利用硫鋁酸鹽快硬水泥、半水石膏和磷酸鉀鎂水泥3種不同的快硬型材料,通過噴涂法對膨脹珍珠巖進行包覆改性,有效提高了膨脹珍珠巖的筒壓強度并降低了吸水率。其中,磷酸鉀鎂水泥改性效果,改性后膨脹珍珠巖的筒壓強度相比改性前提高了3.39倍,吸水率降低了77%。在此基礎上,研究了苯丙乳液摻量對磷酸鉀鎂水泥包覆改性膨脹珍珠巖吸水率的影響。結果表明:在苯丙乳液摻量為膨脹珍珠巖質量的15%左右時,改性膨脹珍珠巖的吸水率可降至15%左右。 以硫氧鎂水泥為膠結料,粉煤灰為改性填充材料,小粒徑膨脹珍珠巖為輕質骨料,摻入動物蛋白復合發(fā)泡劑,采用物理發(fā)泡混合法制備鎂基泡沫混凝土。研究了泡沫摻量對鎂基泡沫混凝土水化熱、含水率、吸水率、干密度、抗壓強度、導熱系數及干燥收縮性能的影響。結果表明:泡沫的摻入降低了鎂基泡沫混凝土水化硬化放熱峰值溫度,延長了放熱峰值溫度的出現(xiàn)時間;降低了泡沫混凝土的干密度、抗壓強度及導熱系數,同時增大了泡沫混凝土的含水率、質量吸水率及干燥收縮率。

基于我國建筑物節(jié)能的迫切需求以及現(xiàn)有保溫材料效能較低的問題,使用相變儲能技術對傳統(tǒng)建筑保溫材料膨脹珍珠巖進行功能轉化制備新型建筑保溫材料。論文在膨脹珍珠巖的物化性能,具有適宜相變溫度和高相變焓值的癸酸-棕櫚酸二元低共熔物相變儲能材料制備與性能表征,膨脹珍珠巖基復合相變儲能材料的制備與性能表征,納米氧化鋁導熱增強膨脹珍珠巖基復合相變儲能材料的制備與性能表征,以及石墨原位導熱增強膨脹珍珠巖基復合相變儲能材料的制備與性能表征等方面開展了研究工作。膨脹珍珠巖是一種內部具有豐富蜂窩狀孔道結構且環(huán)境友好的多孔礦物材料;膨脹珍珠巖顆粒群體的粒徑越小吸水率越高;膨脹珍珠巖具有很好的抗鹽酸侵蝕能力,鹽酸處理之后沒有發(fā)生孔道結構塌陷或是損毀的現(xiàn)象;1000°C以下的煅燒溫度處理后,膨脹珍珠巖仍然可以保持有正常的孔道結構和微觀形貌。癸酸-棕櫚酸二元低共熔物相變儲能材料在熔化階段的相變溫度為23.7°C,相變焓值為174.4 J/g,在凝固階段分別為19.2°C和173.2 J/g,相變溫度剛好處于人類生活的適宜溫度范圍內;癸酸-棕櫚酸二元低共熔物。相變儲能材料在2030°C溫度段具有較好

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。