EPS板-玄武岩纤维中空织物复合保温板力学性能试验

为研究一种EPS板-玄武岩纤维中空织物复合保温板的力学性能,设计了含附着层保温板的粘结强度,含附着层和多层夹芯复合保温板的抗压强度以及抗折强度试验。结果表明:当含附着层保温板的环氧树脂WSR6101/固化剂T31/无水乙醇构成的粘结剂配合比为6∶2∶1时,其保温板的粘结强度较佳,在实际工程应用中可以防止保温板内层脱落;与相同厚度的EPS板相比,含附着层和多层夹芯复合保温板的抗压强度分别增加了7%和5.3%,符合相关的规定,且含附着层保温板的抗压强度优于多层夹芯复合保温板的抗压强度;在满足基本工艺要求的情况下,复合保温板的抗折强度较为优异。     

玄武岩纤维陶粒混凝土抗裂性能与热工性能试验研究

抗裂性能和热工性能是陶粒轻骨料混凝土应用于建筑围护墙板的重要性能。为研究陶粒预湿时间与玄武岩纤维体积掺量对玄武岩纤维陶粒混凝土抗裂性能与热工性能的影响，本文开展了玄武岩纤维陶粒混凝土轴心抗压强度、弹性模量及导热系数试验，并以弹强比和导热系数为指标对其抗裂性能和热工性能进行评价。结果表明：陶粒预湿和外掺玄武岩纤维均会增大混凝土的导热系数，但热工性能仍满足公共建筑外墙用陶粒混凝土的规范要求；当玄武岩纤维体积掺量为0.2%、陶粒预湿时间为72 h时，混凝土试件的导热系数为0.100 2 W/(m·K),弹强比为1 109,在满足热工性能要求的同时，其抗裂性能提升幅度最大，提升率为19.5%;基于现有的混凝土弹性模量与轴心抗压强度转换公式模型，提出了适用于玄武岩纤维陶粒混凝土的修正模型，相关系数为0.905 7。     

空心玻璃微球隔热保温板的制备及其理化特性

将空心玻璃微球（hollow glass microspheres,HGM）与饱和硝酸铝溶液混合,经520℃保温30min热处理后制备出刚性保温板。测试了保温板的导热系数、抗压强度和燃烧性能,讨论了HGM粒子密度和平均粒径对保温板导热系数的影响。结果表明：保温板的导热系数随HGM粒子密度的下降而降低,当粒子的粒子密度为0.18 g/cm3时,保温板的导热系数为0.072 W/（m.K）,抗压强度为2.2 MPa;当HGM的平均粒径小于30μm时,保温板的实测导热系数与Dul＇nev提出的预测方程的计算结果相接近,HGM保温板的燃烧性能达到A1级不燃材料要求,可满足建筑保温和防火的要求。     

侧面散热对导热系数测量的影响研究

稳态平板法测量导热系数因方法简单直接在测量材料的导热系数中广泛应用。但通过数值模拟和实验发现侧面散热对导热系数测量影响明显,采用大空间自然对流换热实验关联式对实验数据处理公式进行修正,在实验中得到较满意结果。利用数值模拟和实验对影响侧面散热的主要因素如环境温度、热源温度、样品厚度、试样导热系数进行研究,发现环境温度降低、热源温度增加、试样厚度的增加以及试样导热系数的减小,都会导致传热温差增加,侧面散热的绝对量和占总传热量的比例也随之增加。     

五种保温材料的耐久性性能试验研究

为研究外墙外保温材料的耐久性能,对聚氨酯泡沫,硅酸铝陶瓷,铝箔玻璃棉,橡塑保温板和挤塑聚苯板进行抗冻性、耐老化、抗压强度和抗拉强度测试。根据测试结果得出:20次冻融循环后,聚氨酯泡沫的导热系数增长81.25%,硅酸铝陶瓷的导热系数增长57.78%,铝箔玻璃棉的导热系数增长28.95%,橡塑保温板的导热系数增长34.48%,挤塑聚苯板的导热系数增长32.26%;20次耐老化试验循环后,聚氨酯泡沫的导热系数增长68.75%,抗压强度下降42.42%,抗拉强度下降50%;硅酸铝陶瓷的导热系数增长20.00%,抗压强度下降57.69%,抗拉强度下降75%;铝箔玻璃棉的导热系数增长21.05%,抗压强度下降26.79%,抗拉强度下降25%;橡塑保温板的导热系数增长20.69%,抗压强度下降25%,抗拉强度下降22.22%;挤塑聚苯板的导热系数增长25.81%,抗压强度下降35.14%,抗拉强度下降42.86%。通过试验测试得出以下结论:铝箔玻璃棉最适合在寒冷地区使用、硅酸铝陶瓷最适合在湿热地区使用,并且该材料不宜作为受力材料。     

膨胀珍珠岩及气相二氧化硅填充硅橡胶复合材料的制备与隔热性能

研究珍珠岩基新型复合保温材料是开拓矿物材料应用领域的新课题。本工作研究了2种不同尺寸珍珠岩以及气相二氧化硅作为复合填料，分别以捏合工艺和直接混合工艺填充于乙烯基硅油或室温硫化硅橡胶，制备珍珠岩填充的复合硅橡胶保温板，通过检测不同产物的导热系数以及保温效果来评价其性能。结果表明：以捏合工艺制备的产品会降低珍珠岩的保温效果，主要原因是中空颗粒被捏合过程破碎；而以气相二氧化硅为主要填料制备的保温板不易成型，可成型产品最低导热系数为0.172 8 W·m^?1·K^?1；当以珍珠岩+气硅粉在硅橡胶中的质量比为37.5%时，产品导热系数为0.034 9 W·m^?1·K^?1，产物厚度为2.5 cm、250℃单侧加热4 min后，背面温度为67℃，基本满足在新型烟具等特种保温隔热应用要求。     

基于三向交织结构玄武岩纤维增强水泥基复合材料力学性能研究

为了研究玄武岩纤维三向织物及其增强水泥基复合材料的力学性能,采用手工编织玄武岩纤维的三向交织结构织物,并对该三向织物的顶破性能及其增强水泥基复合材料弯曲性能进行测试,结果表明:三向织物在持续承受顶破力时,各个方向荷载受力均匀,形状稳定性好;三向织物的顶破峰值应力相比二向织物提高了2.7倍,其耐顶破性能更好;复合材料板承受最大弯曲载荷相比素混凝土提高了3倍,在复合区域承力阶段表现出由于增强体三向织物的存在,应力集中现象减弱,三向织物与水泥基体的界面黏结性能优异.     

玄武岩和玻璃纤维非织造布的隔热性能

通过自主设计的隔热性能测试仪器,分别测试了玄武岩和玻璃纤维非织造布在不同厚度、不同层数时织物上下表面的温度、温差及变化规律,以表征织物的隔热性能。结果表明:玄武岩和玻璃纤维非织造布的隔热性能随织物厚度及层数的增加而提高,但不成比例;两种非织造布隔热性能不同。     

聚丙烯中空纤维换热器的数值模拟

由于具有抗腐蚀和结垢的优点,中空纤维换热器在低温下的应用受到关注。为了提高中空纤维换热器的换热效率,以在换热器的壳程增加弓形折流挡板的方式对中空纤维换热器的结构进行了优化研究。利用Gambit 2.4软件,建立了管壳式中空纤维换热器模型;利用Fluent 6.3软件,进行有限体积分析计算。结果表明：数值模拟得到的换热器总传热系数和壳程压降与实验值的误差分别小于8%和6%。通过对比分析发现,在模拟范围内增加弓形折流挡板以后中空纤维换热器的总换热系数提高了21%左右,换热器壳程热阻占总热阻的比例从59%~70%降低到了46%~57%,换热器的壳程压降提高了约12%,但是壳程换热系数与壳程压降的比也明显升高。加弓形折流挡板的中空纤维换热器比无折流挡板的换热器具有更好的换热效率。     

玄武岩纤维/聚丙烯热塑板拉伸性能的研究

为了研究硅烷偶联剂处理和玄武岩纤维的排列方向对玄武岩纤维/聚丙烯热塑板的拉伸性能的影响,试验采用质量分数为0.75%的KH-550偶联剂对玄武岩纤维进行处理,再将玄武岩纤维和聚丙烯进行混合开松、梳理成网,采用模压成型工艺制备了A(玄武岩纤维经偶联剂处理)和B(玄武岩纤维未经偶联剂处理)两种热塑板,使用Instron3369型万能强力机测试其拉伸性能。结论:KH-550偶联剂改性处理对热塑板的拉伸性能改善明显,与B板相比,A板的横向强度和模量分别提高了91.4%和33.5%,纵向强度和模量分别提高了40.2%和29.5%;A、B两种板材的纵向拉伸性能指标明显优于横向拉伸性能,A板的纵向强度和模量分别是横向的1.7和1.5倍,B板的纵向强度和模量分别为横向的2.3和1.5倍。     

含渣土的EPS轻质混凝土用于复合夹芯墙板芯材的研究

为提高地铁渣土资源化利用率,将其掺入膨胀聚苯乙烯(EPS)轻质混凝土中,并用此混凝土为芯材制备复合夹芯墙板,研究了浆体的流变性,并探讨了硬化EPS混凝土的抗压强度、导热系数及EPS颗粒在浆体中的面分布。结果表明:随着渣土掺量增加,浆体屈服应力增加,流动度降低;浆体塑性黏度随渣土掺量增加大幅度增加,使得EPS颗粒分布更加均匀;EPS混凝土的干密度、抗压强度与导热系数随渣土掺量增加而逐渐降低。当干渣土与水泥质量比为0.8时,EPS混凝土的干密度为857 kg/m³,抗压强度为4.16 MPa,导热系数为0.231 W·m^-1·K^-1;采用干渣土与水泥质量比为0.8的EPS混凝土制备复合夹芯墙板(硅钙板作面板),墙板粘结性能良好,面密度为81 kg/m²,抗压强度为3.75 MPa,软化系数为0.83,耐火极限大于1 h,其性能满足轻质隔墙条板国家标准要求。     

增强型砂加气混凝土材料性能试验研究

在普通砂加气混凝土的基础上，以金尾矿砂为硅质材料，玄武岩纤维和气凝胶为增强材料，制备增强型砂加气混凝土，分析玄武岩纤维掺量、玄武岩纤维长度和气凝胶掺量对增强型砂加气混凝土性能的影响。结果表明：随着玄武岩纤维掺量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%,质量分数)和玄武岩纤维长度(3、6、9、12 mm)的增加，砂加气混凝土的干密度、抗压强度、抗折强度以及导热系数随之增大，玄武岩纤维的最优掺量为0.3%,最优长度为6 mm,此时砂加气混凝土的抗压强度较未掺纤维时提高9.64%,抗折强度较未掺纤维时提高21.42%,力学性能较好，导热系数变化较小；气凝胶的最佳掺量为1.5%,此时导热系数降低10.68%,抗压强度、抗折强度略有降低，但仍满足相关强度要求。     

复合纤维及异形纤维

TQ345.3520061210纤维壁厚度和内径对聚酰胺和聚丙烯中空纤维影响的基础研究Petrulis Donatas…;Journal of Applied PolymerScience,2004,92(3),p.2017(英)关于聚酰胺(PA)和聚丙烯(PP)中空纤维结构性能的理论研究。同时对这些纤维与固体纤维进行了比较。为了研究中空纤维的结构指数,如纤维壁厚和内径对中空纤维和实体纤维四种常规结构指数的影响,特别对其进行系统的测试。还测试了纤维外径、纤维外侧面积与纤维整体体积的比例以及外侧面积与纤维整体质量的比例。还测量了具有不同壁厚和内径纤维的结构性能。(薛敏敏)中空纤维壁结构性…     

冻土路基用聚氨酯保温材料的研制与性能测试

聚氨酯保温材料在强度、隔热、抗冻等方面的性能均优于聚苯乙烯,但目前在路基保温领域应用较少。以聚酯多元醇、聚异氰酸酯为主要成分,并添加少量助剂,采用连续生产法制备了聚氨酯保温板,利用电子万能试验机、导热系数测定仪对聚氨酯保温板的力学性能、隔热保温性能进行了测试,研究了聚氨酯保温板在耐冻融试验过程中的性能变化趋势。结果表明:相比于其他类型的保温材料,聚氨酯保温板的导热系数小,具有更好的憎水性,在隔热保温、防水、耐冻融方面有着明显的优势,能满足冻土地区保温隔热路基工程应用保温材料的要求,在路基保温领域有很好的应用前景。     

玄武岩纤维掺量对泡沫玻璃性能影响的研究

为了研究玄武岩纤维掺量对泡沫玻璃性能的影响,以粉煤灰、玻璃粉、玄武岩纤维及外加剂制备泡沫玻璃,分析不同掺量下玄武岩纤维对泡沫玻璃物理性能、力学性能和导热系数的影响。研究结果表明:随着玄武岩纤维掺量的增加,泡沫玻璃的表观密度、导热系数呈递增趋势,当玄武岩纤维掺量为3‰-4‰时,表观密度变化较为平缓;当玄武岩纤维掺量为1‰时,导热系数达到0.0631 W/(m·K),当玄武岩纤维掺量在1‰-5‰时,对泡沫玻璃的含水率、吸水率影响较小,分别维持在0.35%、15%左右;当玄武岩纤维的掺量在1‰-4‰时,泡沫玻璃的抗压、抗折强度逐渐增大,掺量在4‰时,试样的抗压、抗折强度达到8.28 MPa和0.75 MPa,相比于基准试样,分别提高了2.24倍和1.92倍。     

膨润土和玄武岩纤维改性水泥砂浆的防渗抗裂性能

为解决当前水泥砂浆防渗抗裂能力较差的问题，本文研制了一种新型水泥砂浆材料。通过制备不同掺量下的膨润土和玄武岩纤维改性水泥砂浆，测试其抗渗性能和抗裂性能，并对水泥砂浆的微观机理进行分析。结果表明，在水泥砂浆中加入膨润土、玄武岩纤维后，可增强其抗渗性能和抗裂性能。当混掺4%(质量分数)膨润土和0.4%(质量分数)玄武岩纤维时，水泥砂浆抗渗压力值最大，较未掺膨润土和玄武岩纤维时可提高61.11%,抗渗等级为P8级；同时，掺入膨润土和玄武岩纤维后的水泥砂浆裂缝降低系数可以达80%以上，抗裂等级属于Ⅰ级，裂缝的特征表现为“少、细、短”。混掺膨润土和玄武岩纤维使水泥砂浆的密实度增加，裂缝和孔洞减少。膨润土和玄武岩纤维的掺入未改变水泥砂浆的水化产物种类，但使氢氧化钙的结晶度降低，促使水化硅酸钙凝胶生成。     

外墙发泡混凝土新型复合保温板体系的技术经济分析

对外墙发泡混凝土新型复合保温板体系原材料组成、配合比、性能、技术指标和施工方法等技术可行上进行了分析,并在工程中实践应用。对外墙发泡混凝土新型复合保温板体系与传统EPS板进行了比较,由此分析其经济效益。研究应用表明,新型复合保温板具有优良的施工性、环境效益、经济效益和社会效益,可以满足夏热冬冷地区建筑围护结构节能65%的目标,具有良好的市场潜力和应用前景。     

气孔玄武岩超薄罩面沥青路面降温效果和性能研究

为了缓解城市热岛效应和降低沥青路面温度,在NovaChip型超薄罩面沥青混合料中掺入气孔玄武岩,采用自行研发的室内模拟热辐射系统对车辙板试件进行照射并采集不同层位处温度,对比不同气孔玄武岩掺量下的沥青混合料降温性能和路用性能。研究结果表明:随着气孔玄武岩体积掺量的增加,试件的上表面温度逐渐升高;相比较于0%掺量,25%、50%和75%掺量下试件2 cm处最大降温分别为2.0 ℃、4.2 ℃和5.9 ℃,试件底面最大降温分别为2.4 ℃、5.1 ℃和6.6 ℃,导热系数降低了39.1％、50.7％和61.8％;随着气孔玄武岩掺量的增加,沥青混合料的高温性能适当提高,低温性能几乎不变,水稳定性能降低,抗滑性能先增加后降低;最终综合降温性能和水稳定性能确定了气孔玄武岩推荐体积掺量为25%~30%。     

轻质环氧基复合材料隔热性能的实验与数值研究

通过实验和数值模拟方法研究了空心玻璃微球/环氧树脂复合材料隔热性能。首先使用ANSYS/APDL建立代表性体积单元,探讨了模拟过程中模型尺寸、填料体积分数、填料平均粒径及基体与填料导热系数之比(λ_m/λ_p,λ_m保持不变)对复合材料导热系数的影响。数值研究结果表明:当代表性体积单元尺寸大于500μm时,模型尺寸对复合材料导热系数的计算结果影响较小;复合材料导热系数随填料体积分数和λ_m/λ_p的增大而减小,且基本不受填料粒径影响。其次,将复合材料导热系数实验值和计算结果进行对比,比较发现导热系数计算结果和实验值及Agari模型理论值吻合较好,证明了计算方法的可靠性。同时,空心玻璃微球的掺入有效地降低了树脂的密度。轻质隔热的空心玻璃微球/环氧树脂复合材料有潜力成为一种具有广泛应用前景的节能环保材料。     

基于热管的圆柱形电池包冷却性能分析

热管理系统结构的合理设计是提高电池冷却性能的关键。针对圆柱形电池包,设计了热管与导热元件复合散热结构,并建立了数值仿真模型。通过实验验证了仿真模型的准确性。模拟分析了导热元件对电池模块冷却性能的影响,结果表明：加入导热元件可增大电池与热管之间的接触面积,显著提高电池模块冷却性能;导热元件与电池接触面的圆周角越大,电池与导热元件的接触面积也越大,电池模块的冷却性能越好,而当圆周角大于95°时,圆周角对电池冷却效果的影响较小;增加导热元件厚度能降低电池模块的温度,但效果不明显,建议厚度控制在4 mm以下为宜。