为了将膨胀珍珠岩和硬泡聚氨酯两种不同的保温材料复合,首先需要对其进行改性,利用硅烷偶联剂KH550对膨胀珍珠岩颗粒进行表面处理,得到活性聚氨酯填充骨料。根据国内外相关规范,测定了成型保温板件的密度、抗压强度、导热系数等物理力学性能。随着膨胀珍珠岩添加量的增加,复合保温材料的密度及抗压强度都有很大的提高。当掺入不同类别的膨胀珍珠岩时,发现粒径较大的膨胀珍珠岩对复合材料抗压性能的提高优于粒径较小的,而在导热系数方面两者却相反。通过上述实验得出了膨胀珍珠岩掺入量以及加入不同种类膨胀珍珠岩对复合材料各性能的影响,通过实验结果确定终优选方案。将上述两种材料复合,以合理的配比达到共同发挥两种材料各自的优势的目的,此种新型保温材料具有广泛的应用前景。

随着人们对室内热舒适度要求的不断提高,近年来建筑能耗逐渐上升。因此,被动节能材料受到广泛关注。相变材料和调湿材料是可用于建筑物的两种重要的被动节能材料。相变材料通过在相变过程中吸收或释放热量来调节室内温度,调湿材料可以依据自身特性自动调节室内的相对湿度。值得注意的是,现有的研究大多数都是单独分析相变材料或调湿材料,结合两者性能的研究却很少,限制了它们在建筑中的应用。为了研究相变材料和调湿材料的复合性能,本文以石蜡为相变材料,膨胀珍珠岩为载体材料,通过真空吸附法制备复合相变颗粒。将复合相变颗粒在自制的模具里压制成相变板材,后在相变板材上喷涂调湿材料硅藻泥,制得具有调湿性能的复合相变墙板。利用XRD、物理吸附分析仪、SEM、DSC对物质组成、孔径、微观结构、热物理性能进行了表征,复合相变颗粒对调湿材料的平衡含湿量和循环吸放湿性能进行了测试,同时,对具有调湿性能的复合相变墙板进行性能测试。结果表明:(1)复合相变墙板具有适宜的相变参数,熔点/凝固点分别为18.23°C/29.42°C,高潜热值分别为54.66 J/g和55.63 J/g。(2)经过循环吸放湿测试后,硅藻泥的吸湿量总是高于放.

常用的低密度减轻材料漂珠产量较少、货源紧缺,单一的漂珠作为减轻剂导致生产成本高,因此优选了一种成本低、来源广的减轻材料-改性膨胀珍珠岩。提出在漂珠低密度水泥浆中复配部分改性膨胀珍珠岩的方案。室内实验评价结果表明,该体系密度在1.45 g/cm~3～1.60 g/cm~3可调,水泥浆具有良好的沉降稳定性、流变性,且失水量少、早期强度高等特点。对比同一密度下,采用部分改性膨胀珍珠岩复合漂珠的低密度水泥浆与单一的漂珠低密度水泥浆相比,在性能差别不大的情况下能有效的降低成本。该体系在现场应用6井次,固井电测解释表明,水泥浆返高能达到设计要求,而且固井质量优质,能够满足油气层段开采需求。

随着人类社会的快速发展,能源问题日益凸显。住建部科技司称,我国建筑能耗的比例会随着城市化进程的快速发展达到35%。建筑能耗影响着国家资源的有效利用和经济的可持续发展,鉴于建筑节能是降低建筑能耗的主要措施,我国发布多项与建筑节能相关的法律条令。本文结合世界前沿课题,以导热系数极低的物质气凝胶为研究对象,使其与膨胀珍珠岩复合,制成气凝胶膨胀珍珠岩。对比级配与非级配气凝胶膨胀珍珠岩胶凝材料的传热性能,建立数值模型模拟气凝胶膨胀珍珠岩的粒径级配在传热中的作用,推导出气凝胶膨胀珍珠岩胶凝材料的传热规律。根据气凝胶膨胀珍珠岩的特性研制建筑保温材料,测试这种新型保温材料的导热系数和力学性能。计算太原地区气象参数下气凝胶膨胀珍珠岩保温材料围护建筑的年制热制冷能耗值为57.45 kWh/m2,与普通围护建筑109.90kWh/m2相比,实现能耗的大幅降低。本文研究的具体内容如下:(1)使用不同硅源、酸碱催化剂和改性置换剂研制低导热气凝胶。对制得二氧化硅气凝胶进行表征,比较测试结果,研究硅源种类、酸碱催化剂、凝胶时间、硅源试剂与去离子水的体积比、改性置换液的组成和比例对气凝胶性能的影响。