SiO2气凝胶材料在建筑墙体保温中的应用研究

SiO₂气凝胶是一种高孔隙率的固体材料,具有热导率低、质轻、透光率高和比表面积高等特性,防火防潮性能优异,是一种轻质环保的新型多功能材料。SiO₂气凝胶与传统建筑材料进行结合,可以制作出新型气凝胶墙板、气凝胶毡、气凝胶涂料和气凝胶砂浆混凝土等保温性能优异的新型建筑墙体保温材料。SiO₂气凝胶在建筑墙体保温隔热领域有着广阔的应用前景。     

SiO2气凝胶在砂浆和混凝土中的应用进展

介绍了SiO₂气凝胶的优异性能，将其掺入砂浆、普通混凝土、泡沫混凝土、轻骨料混凝土后，研究了其对砂浆和各类混凝土性能的影响，对比了掺入SiO₂气凝胶前后混凝土保温性能、力学性能的变化特征，并对SiO₂气凝胶复合砂浆和混凝土的未来发展进行了展望。     

不同硅源制备二氧化硅气凝胶研究进展

近年来，二氧化硅气凝胶凭借其优异性能在诸多领域被广泛应用。硅源作为制备SiO₂气凝胶最重要的组成部分，对获得结构完整、性能优良的SiO₂气凝胶至关重要。本文综述了多种硅源为前驱体的SiO₂气凝胶发展历程及制备。硅源种类划分为单一硅源和复合硅源。单一硅源主要有水玻璃、硅溶胶、工农业含硅废料及常见硅醇盐；复合硅源通过引入疏水性和功能性基团来改善结构性能，从而实现其在不同领域的应用。最后对SiO₂气凝胶硅源的选择、研究现状及前景进行探讨。     

气凝胶在建筑节能行业中的应用进展

介绍了SiO₂气凝胶因其独特的三维纳米网状结构的优异性能在建筑行业中的应用,例如在保温涂料、保温砂浆、保温板中的应用等,并对气凝胶在未来建筑领域的发展进行了展望。     

碳化养护对脱硫石膏基SiO2气凝胶保温砂浆性能的影响研究

以工业钙基固废脱硫石膏为胶凝材料，协同碳化养护工艺制备脱硫石膏基SiO₂气凝胶保温砂浆，对其物理力学性能及固碳性能进行了分析。结果表明，经碳化养护的脱硫石膏基SiO₂气凝胶保温砂浆抗压强度比未碳化养护时提高了1.98%～7.83%，并且当气凝胶掺量为3%时，碳化养护对保温砂浆强度的提高效果最明显。随着气凝胶掺量从0增加到7%，砂浆的导热系数从0.5163W/(m·K)减小到0.2537 W/(m·K)；并且气凝胶掺量为1%～5%时，碳化养护的试块导热系数比未碳化养护试块的导热系数降低了0.4%～6.7%。碳化养护工艺可以实现脱硫石膏基SiO₂气凝胶保温砂浆的碳捕集，固碳率最高可达5%左右。     

SiO2溶胶和CNTs杂化增强水泥基复合材料性能研究

采用超声波法制备了SiO₂溶胶-碳纳米管(CNTs)分散液，研究了SiO₂溶胶-CNTs分散液对水泥基复合材料性能的影响，并用SEM、EDS、XRD微观测试方法对其进行了表征。结果表明：以SiO₂溶胶为分散介质，通过超声波法能够实现CNTs在水泥基复合材料中的均匀分散；掺1.5%的SiO₂溶胶和0.15%的CNTs能进一步提高砂浆的力学性能；SiO₂溶胶的火山灰活性消耗了砂浆中多余的水化产物Ca(OH)₂，形成C-S-H凝胶密实了砂浆结构，CNTs在水泥浆体和细骨料界面之间起到纤维增强的作用，细化了孔隙，填补了微裂缝，降低了孔隙率。     

浅析SiO2气凝胶材料在超低能耗建筑中的应用

被动式超低能耗建筑助力绿色转型,已经是未来建筑发展的趋势。但目前市场上的被动式超低能耗建筑外墙保温材料是以建筑节能75%标准设计,一是不能满足节能率达到90%以上的超低能耗建筑技术要求,二是阻燃等级以B级为主,存在很大的安全隐患。气凝胶作为一种多功能的高效保温隔热环保材料,在建筑领域的应用研究逐渐受到广泛关注。本文主要针对SiO₂气凝胶保温隔热材料在外墙保温系统应用的特点作了分析和总结,对推动气凝胶材料在被动式超低能耗建筑领域的发展提供参考。     

纳米SiO2对橡胶混凝土断裂行为的影响

为改善橡胶混凝土的力学性能，以纳米SiO₂为改性剂，研究了纳米SiO₂增强橡胶混凝土的断裂行为，采用数字图像相关方法，分析了纳米SiO₂增强橡胶混凝土断裂性能，并结合微观结构分析探讨了其增强机理.结果表明：纳米SiO₂的掺入对橡胶混凝土的断裂性能和强度提高效果显著；纳米SiO₂与橡胶的协同作用提高了混凝土裂缝扩展稳定性，延长了断裂过程起裂到失稳的时间；纳米SiO₂对橡胶混凝土断裂性能的提升归结于其对水泥基质的改善，从而提高了混凝土的承载能力.     

纳米二氧化硅改性再生微粉砂浆性能的研究

再生微粉部分替代水泥可以实现废弃混凝土的再生利用，但其掺入会削弱水泥基材料的力学性能。为了提升再生微粉砂浆的性能，实现其在实际工程中的应用，研究了纳米SiO₂对再生微粉砂浆宏观力学性能及微观电化学性能的影响。结果表明，再生微粉砂浆力学性能随再生微粉的掺入显著降低，而掺入纳米SiO₂能有效改善此现象。当纳米SiO₂掺量达到2%时，再生微粉砂浆在28 d的抗压强度和抗折强度可与基准组保持持平；且此掺量下再生微粉砂浆微观电化学数据显示，纳米SiO₂能提高砂浆阻抗，有效填充再生微粉砂浆孔隙，促进水化过程。研究表明，纳米SiO₂的掺入可以弥补再生微粉所带来的强度损失，对再生微粉的应用具有一定指导意义。     

利用纳米SiO2改善常温养护的地聚合物再生混凝土性能研究

为促进我国建筑业可持续发展和实现双碳减排目标,地聚合物混凝土及再生骨料利用推广亟待得到深入研究。传统粉煤灰基地聚合物混凝土需要热养护,限制其在工程场合下的应用。利用纳米SiO₂改善常温养护的地聚合物再生混凝土,对比了不同纳米SiO₂掺量下的混凝土工作性、无侧限抗压强度、抗裂性能及微观结构变化。结果表明,纳米SiO₂对粉煤灰基地聚合物再生混凝土的早期强度提升更为明显,其为聚合反应提供了硅组分且起到了填充作用,使实际体系内的三维网状胶凝结构更加密实,但过量的纳米SiO₂会导致基体过度脱水和裂纹生成。     

纳米SiO2气凝胶/水泥复合隔热板的制备与性能研究

以白色硅酸盐水泥作为主要胶凝材料,采用注浆成型、常温常压干燥工艺制备新型无机纳米SiO2气凝胶/水泥复合隔热板(ACP).并通过FT-IR、氮气吸附等方法系统研究了SiO2气凝胶掺量对ACP微观结构和热物性参数的影响.结果表明:气凝胶掺量与导热系数、密度呈线性负相关,而与平均孔径和比表面积总体呈正相关.此外,其吸附/脱...     

工艺参数对多层织物热防护性能的影响

采用成膜法,突破传统工艺手段,将SiO₂气凝胶、相变材料与纺织材料有效结合,制备轻质高性能隔热薄膜,通过改变制备工艺中刮刀厚度、刮刀速度、无水乙醇与蒸馏水配比等直接影响薄膜厚度的工艺参数,得到不同厚度及性能参数的隔热薄膜,揭示相应薄膜所在多层织物二级烧伤时间的变化规律,获得工艺参数对消防服用材料热防护性能的影响。结果表明：随着刮膜厚度和刮刀速度的增加,二级烧伤时间先增加后降低;理论厚度为500 μm     

白云石对硫氧镁水泥的物相、结构及性能影响

硫氧镁(MOS)水泥具有防火、保温及对钢材无腐蚀性等特点,被广泛应用于防火板材、防火门芯及外墙保温材料等,但传统MOS水泥未经改性而强度低、耐水性能差.本文采用白云石对其进行改性,研究白云石粉的不同含量对MOS水泥的物相组成、凝结时间、力学性能及微观形貌的影响.结果表明,当白云石粉含量达到30％时,XRD分析显示MOS...     

农村保温墙体的热湿性能分析

通过建立非保温墙体和XPS保温墙体模型,应用COMSOL Multiphysics软件模拟墙体的热湿变化规律,分析农村保温墙体的热湿性能.结果表明:水泥砂浆与混凝土交界面、混凝土与水泥抹灰交界面分别受室外、室内温度影响大于相对湿度影响.潜热净吸热量密度在非保温墙体和XPS保温墙体内分别占净吸热量密度的21.7％和14....     

混凝土复合自保温砌块热工性能研究与优化设计

针对寒冷地区住宅建筑墙体保温的需求,设计了7种混凝土复合自保温砌块方案,采用有限元分析软件ANSYS对砌块传热过程进行数值分析,对比相同孔洞率条件下不同孔型分布方案对自保温砌块热阻的影响; 根据影响规律对砌块热工性能进行优化研究,提出了交错排列三排孔、采用填充保温材料的孔洞隔断砌块边壁热流、孔洞外厚内窄的砌块优化设计方案。结果表明:孔洞排数的增加使得砌块导热热阻增大,孔洞列数的增加使得砌块导热热阻降低; 交错排列的孔洞可以较好地提高砌块的导热热阻; 外侧孔洞与内侧孔洞的厚度比例宜选择1.6～2.0; 优化后自保温砌块的导热热阻达到2.37 m²·K·W^-1,当量导热系数为0.118 W·m^-1·K^-1,抗压强度为8.7 MPa,满足自保温砌块用于外墙自承重墙体的设计要求; 采用该砌块砌筑的自保温墙体的传热系数为0.428 W·m^-2·K^-1,满足寒冷地区住宅建筑节能75%的设计标准,比采用相同材料和墙体厚度的外保温墙体的传热系数降低23%。     

高温围岩封闭空气夹层隔热的理论与数值分析

随着矿井开采深度的增加以及深埋隧道的发展,高地温地下空间热害问题日益突出,研究如何控制围岩散热在其热害治理中具有重要意义。结合空气夹层在建筑围护结构中保温隔热的作用,提出应用封闭空气夹层控制围岩散热量的隔热方法。利用FLUNET建模分析了巷道为不同截面形状时相应封闭空气夹层结构内的自然对流换热特性,拟合了不同形状巷道的空气夹层内平均自然对流强化系数的计算式K_ave=f(Ra,2δ₂/d₃)。得到以下结论:(1)不同形状巷道的自然对流强化情况不同,差异产生的原因是空气夹层顶部对流换热强度不同;(2)空气夹层隔热方法可有效降低巷道壁面的总放热量;(3)空气层厚度对岩壁散热量影响不显著,但巷道底部宽度对总放热量有明显影响,最佳空气层厚度为8 cm左右。     

屋面保温材料的研究和应用现状与趋势

随着中国节能建筑的不断发展,屋面保温隔热作为建筑节能的重要部分,成为我国节能技术研究和应用的新领域。中国目前虽然屋面保温材料品种及生产能力虽有所扩大,但整体上建筑屋面保温隔热材料的研究和应用尚有很大的不足。文中从材料角度分别介绍了中国屋面保温隔热材料的发展现状,在分析了各种材料优缺点的基础上,对中国此类材料的未来发展趋势进行了展望。     

玻化微珠保温砂浆屋面保温技术研究

结合目前屋面保温材料存在的问题,探索使用具有良好保温、防火作用的玻化微珠保温砂浆作为屋面的保温层。主要介绍了玻化微珠保温砂浆的性能、屋面保温层的构造做法、与普通保温材料的热工性能对比以及工程应用,证明了玻化微珠保温砂浆在屋面节能中的可行性。     

锂离子动力电池用气凝胶隔热材料研究进展

近年来,新能源汽车行业发展迅猛。锂离子电池因其能量密度大、循环寿命长等优势成为应用最广泛的动力电池,但其在极端条件下存在热失控安全问题。气凝胶作为一种新型纳米多孔隔热材料,复合材料耐温可达1000℃以上,其凭借优异的隔热性能及轻质、防火、环保等特性,被逐渐应用于新能源汽车电池电芯隔热防火。本文介绍了锂离子电池热失控现象及热防护措施,常用的气凝胶隔热材料及其应用于锂电池中的性能优势,并与传统动力电池隔热材料进行对比,最后对其应用前景进行展望。     

绿色环保高效保温板研究

大部分常用的建筑外墙保温隔热材料原材料来源于化石资源。分析了常用保温材料对环境的影响,生产使用过程存在的环境污染问题,发展和提出了"声子共晶体"理论减少材料的热传递,从而构成绿色环保高效保温隔热板——"斯玛特"保温板(Smart Insulation,SIB),达到比常用保温隔热材料高的热阻,且所用原材料不来源于化石资源,生产使用过程绿色环保无污染。"斯玛特"保温板(SIB)是可持续发展的外墙保温材料,可替代目前常用的外墙保温隔热材料,使外墙保温隔热达到既节能又环保的可持续发展。