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。

海东膨胀珍珠岩建筑物屋面及墙体的保温隔热轻质骨料海东膨胀珍珠岩建筑物屋面及墙体的保温隔热轻质骨料海东膨胀珍珠岩建筑物屋面及墙体的保温隔热轻质骨料海东膨胀珍珠岩建筑物屋面及墙体的保温隔热轻质骨料

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。

相变储能混凝土具有储能蓄热的功能,将其运用到建筑围护结构中可以将环境中的热量以相变的形式进行吸收和释放,从而维持室内温度的相对稳定,提高室内环境的舒适度,降低建筑能耗。选取月桂醇作为相变材料,膨胀珍珠岩作为吸附材料。选择常压浸泡吸附法和真空浸泡吸附法作为相变储能骨料的制备方法,采用不同质量比的月桂醇与膨胀珍珠岩混合来制作不同吸附率的相变储能骨料;通过渗漏性试验和相变循环试验确定月桂醇的合理吸附率;选择湿裹水泥粉封装法和硅酸钙外壳封装法对相变储能骨料进行封装。选用粉煤灰陶粒和页岩陶粒制作不同设计强度的轻骨料混凝土作为基准混凝土。分别掺入5%、10%、15%和20%的未封装和封装后的相变储能骨料制备相变储能混凝土,通过混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度试验探究骨料掺量、骨料的封装和月桂醇相态对混凝土拉压性能的影响。通过导热系数测试探究骨料掺量、骨料的封装和月桂醇相态对混凝土导热系数的影响。通过相变循环试验探究不同循环次数对相变储能混凝土抗压强度的影响。通过进行不同吸附方式、时间和温度的吸附率试验得出:常压浸泡下合理的吸附时间和温度分别为4 h和50℃;

膨胀珍珠岩是一种天然酸性玻璃质火山熔岩，非金属矿产，包括珍珠岩、松脂岩和黑曜岩，三者只是结晶水含量不同。由于在1000～1300℃高温条件下其体积迅速膨胀4～30倍，故统称为膨胀珍珠岩。一般要求膨胀倍数>7～10倍（黑曜岩>3倍，可用），二氧化硅70%左右。均为露天开采。不用选矿，只需破碎，筛分即可。可用作过滤剂、催化剂、分子筛以及橡胶、化肥、农药的载体。广泛用于建筑、冶金、石油、机械、轻工、水电、铸造、医药、食品、农林园艺等部门。膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂经预热，瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状的材料。其原理为:珍珠岩矿石经破碎形成一定粒度的矿砂，经预热焙烧，急速加热(1000℃以上)，矿砂中水分汽化，在软化的含有玻璃质的矿砂内部膨胀，形成多孔结构，体积膨胀10-30倍的非金属矿产品.珍珠岩根据其膨胀工艺技术及用途不同分为三种形态:开放孔(open cell)，闭孔(closed cell)，中空孔(balloon)。