玻化微珠保溫板保溫性能差、干密度大、強(qiáng)度低等缺點(diǎn),從原材料的選用、配比優(yōu)化等方面出發(fā),建立保溫板的性能檢測(cè)方法,采用正交試驗(yàn)對(duì)保溫板配比進(jìn)行研究,通過極差、方差等分析方法,得到初步配比,再采用配比優(yōu)化試驗(yàn)并考慮保溫板綜合性能,得到試驗(yàn)優(yōu)配比,終研制出性能更優(yōu)的玻化微珠保溫板。主要研究內(nèi)容如下:1.通過比較分析現(xiàn)有玻化微珠保溫板組成材料的優(yōu)缺點(diǎn),選定試驗(yàn)原材料;同時(shí)對(duì)比分析現(xiàn)行相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),確定?；⒅楸匕甯黜?xiàng)性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。以普通玻化微珠保溫砂漿基本配比為基礎(chǔ),考慮干密度、抗壓強(qiáng)度、稠度三項(xiàng)指標(biāo),根據(jù)試驗(yàn)確定本文較適宜的?；⒅槎逊e密度和試驗(yàn)用水量。2.通過分析現(xiàn)有玻化微珠相關(guān)規(guī)范,制定本文試驗(yàn)配比考核指標(biāo)。采用四因素三水平正交試驗(yàn),以保溫板干密度、導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強(qiáng)度為評(píng)價(jià)指標(biāo),通過極差、方差等分析方法研究?；⒅閾搅俊⑺鄵搅?、纖維水鎂石絨摻量以及復(fù)合外加劑種類四種因素對(duì)三項(xiàng)指標(biāo)的影響,得出影響保溫板性能指標(biāo)的主次因素及顯著性并初步確定玻化微珠保溫板試驗(yàn)配比。在此基礎(chǔ)上對(duì)試驗(yàn)配比進(jìn)一步優(yōu)化,并考慮保溫板抗折強(qiáng)度、線性收縮率、抗凍性等各項(xiàng)性能,在滿足試驗(yàn)配比考核指標(biāo)和優(yōu).

無機(jī)保溫材料是當(dāng)前保溫材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。黑曜巖是一種酸性火山玻璃巖,其二氧化硅含量在70%左右,含水量較少(<2%)。黑曜巖具有容重小、耐火度高、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸濕性小等優(yōu)點(diǎn),廣泛用于保溫、隔音材料。本研究以黑曜巖粉末為主要原料,水玻璃和雙氧水分別作為堿激發(fā)劑和發(fā)泡劑。通過將黑曜巖粉末、水玻璃、表面活性劑(十六烷基三甲基溴化銨CTAB)等混合均勻后加入適量雙氧水靜置發(fā)泡,在發(fā)泡 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。

近年來建筑火災(zāi)的頻繁發(fā)生,與建筑墻體保溫層的有機(jī)材料不無關(guān)系。因此,高效無機(jī)保溫隔熱材料迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。通過對(duì)材質(zhì)、技術(shù)及資源狀況等方面的綜合分析,本論文開展了以膨脹珍珠巖為絕熱材料保溫隔熱板材的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化以及創(chuàng)新型無機(jī)保溫隔熱材料的探索。本文的研究主要圍繞膨脹珍珠巖基水玻璃粘結(jié)劑體系無機(jī)保溫隔熱板材的優(yōu)化、膨脹珍珠巖基水泥粘結(jié)劑體系無機(jī)保溫隔熱板材的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化和創(chuàng)新型無機(jī)保溫材料—低溫泡沫玻璃的初步探索三個(gè)方面展開。通過對(duì)水玻璃粘結(jié)劑的改性、膨脹珍珠巖骨料的不同種類、級(jí)配、憎水性的改性等方面的研究,與現(xiàn)有的水玻璃膨脹珍珠巖體系無機(jī)保溫隔熱板材相比,優(yōu)化后板材的性能得到了很大程度上的改善：力學(xué)強(qiáng)度提高了30%,導(dǎo)熱系數(shù)降低了20%,軟化系數(shù)由40%提高到了70%以上；水泥膨脹珍珠巖體系無機(jī)保溫隔熱板材的研發(fā),主要從板材成型工藝、原料配方及養(yǎng)護(hù)制度對(duì)板材性能的影響等方面著手,研制出了一種容重約為180kg/m3,抗壓強(qiáng)度高于0.8MPa,導(dǎo)熱系數(shù)低于0.06W/(m-K),養(yǎng)護(hù)時(shí)間少于10h的高性能無機(jī)板材,并完成了其相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)化中試；通過膠體化學(xué)工藝得到Na2O-B2..

?；⒅槭且环N具有質(zhì)輕、保溫、隔熱、防火和耐久性好等諸多優(yōu)點(diǎn)的新型無機(jī)輕質(zhì)骨料。以玻化微珠為輕質(zhì)骨料,108膠和水泥為膠粘劑,摻加適量的粉煤灰、纖維及防水劑,經(jīng)模壓成型制備?；⒅閴w保溫板。通過正交試驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)配比優(yōu)化,同時(shí)研究成型壓力、水泥摻量、粉煤灰取代量和纖維摻量對(duì)?；⒅楸匕逍阅艿挠绊?通過SEM掃描電鏡對(duì)?；⒅楸匕暹M(jìn)行內(nèi)部微觀形貌觀察,研究界面結(jié)合情況以及斷面微觀形貌,并探討相關(guān)作用機(jī)理。試驗(yàn)終得出?；⒅楸匕骞に噮?shù)為:成型壓力0.78 MPa、水泥摻量60%、粉煤灰取代量20%、纖維摻量1.0%。 ?；⒅榘l(fā)泡保溫板是一種導(dǎo)熱系數(shù)低、A級(jí)防火的新型無機(jī)保溫板材。試驗(yàn)對(duì)原材料對(duì)玻化微珠發(fā)泡保溫板性能的影響規(guī)律進(jìn)行了研究,確定了其優(yōu)配合比。采用三因素三水平正交試驗(yàn)方法,測(cè)定不同?；⒅椤⒍趸铓饽z和外加劑摻量下的?；⒅榘l(fā)泡保溫板導(dǎo)熱系數(shù)和抗壓強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果表明:影響?；⒅榘l(fā)泡保溫板導(dǎo)熱系數(shù)和抗壓強(qiáng)度的因素順序?yàn)?玻化微珠>二氧化硅氣凝膠>外加劑。玻化微珠對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)影響顯著,二氧化硅氣凝膠和適量外加劑可彌補(bǔ)保溫材料摻量增加引起的強(qiáng)度損失。