新型超轻隔热气凝胶泡沫混凝土的制备、建模与优化

发布时间：2021-05-08 14:51

　　我国建筑规模庞大,建筑能耗很高,因此建筑节能建筑保温隔热尤为重要。在建筑保温材料的发展过程中,轻质隔热泡沫混凝土因其性能优异在建筑隔热保温方面的应用越来越广泛。然而,在建筑保温隔热领域、绿色、近零能耗建筑的应用领域,轻质泡沫混凝土仍存在密度（⁴00kg/m³）过高和导热系数（⁰.08 W/（m·K））过大,低密度低导热系数时难以成型易于塌陷的问题。气凝胶被称为固体空气,具有非常低的密度,非常低的导热性和高疏水性,很好的防火性能,是作为建筑保温隔热材料的首选。用于建筑保温隔热领域可以很大程度提高建筑保温隔热性能,但其具有力学强度低、易破碎的特点限制了它在工程中的应用。本文通过溶胶-凝胶常压干燥工艺,制备出绝热纳米多孔SiO₂气凝胶,在具有微米级和毫米级孔径的泡沫混凝土中加入超绝热纳米多孔气凝胶,成功地制备了一种具有多级孔结构的新型气凝胶泡沫混凝土,密度最小可达198 kg/m³,导热系数最小可达0.049W/（m·K）,并且满足标准要求的力学强度。对气凝胶泡沫混凝土和气凝胶颗粒的... 

【文章来源】：广州大学广东省

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 建筑保温隔热材料的研究进展
    1.2 泡沫混凝土和气凝胶的研究应用进展
        1.2.1 泡沫混凝土的研究进展
        1.2.2 SiO_2气凝胶的应用研究进展
    1.3 泡沫混凝土的导热预测模型研究进展
        1.3.1 泡沫混凝土传热机理
        1.3.2 泡沫混凝土导热预测模型研究进展
    1.4 选题依据和研究内容
        1.4.1 选题依据
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 重点解决的问题
    1.5 研究思路和技术路线
        1.5.1 研究思路
        1.5.2 技术路线
第二章 气凝胶泡沫混凝土的制备及性能表征
    2.1 实验原材料和设备
        2.1.1 原材料
        2.1.2 实验设备
    2.2 气凝胶粉体的制备工艺
    2.3 气凝胶泡沫混凝土的配合比设计
    2.4 气凝胶泡沫混凝土的制备工艺
    2.5 气凝胶泡沫混凝土及气凝胶粉体的结构表征和性能测试
        2.5.1 微观结构表征
        2.5.2 比表面积、孔径分布
        2.5.3 孔隙率测试
        2.5.4 疏水性能测试
        2.5.5 密度表征
        2.5.6 导热系数测试
        2.5.7 抗压强度测试
    2.6 本章小结
第三章 实验测试结果与分析
    3.1 实验测试结果
        3.1.1 SiO_2气凝胶及气凝胶泡沫混凝土
        3.1.2 微观结构
        3.1.3 气凝胶比表面积和孔径分布
        3.1.4 气凝胶粉体和气凝胶泡沫混凝土特征参数
    3.2 气凝胶泡沫混凝土与普通泡沫混凝土的性能对比
        3.2.1 密度对比
        3.2.2 导热系数对比
        3.2.3 气凝胶泡沫混凝土的抗压强度
    3.3 气凝胶加入量对气凝胶泡沫混凝土性能的影响
    3.4 泡沫加入量对气凝胶泡沫混凝土性能的影响
    3.5 气凝胶泡沫混凝土性能相互关系的拟合
    3.6 本章小结
第四章 气凝胶泡沫混凝土导热预测模型
    4.1 气凝胶泡沫混凝土的计算模型假设
        4.1.1 物理结构模型假设
        4.1.2 计算模型假设
    4.2 气凝胶泡沫混凝土有效导热系数的预测计算模型
    4.3 导热预测模型的实验验证
    4.4 本章小结
第五章 基于预测模型的导热系数影响因素分析
    5.1 各组分含量对导热系数的影响
        5.1.1 气凝胶含量对导热系数的影响
        5.1.2 孔隙率对导热系数的影响
        5.1.3 水泥的量对导热系数的影响
    5.2 导热系数的三元等高线云图
    5.3 模型预测导热系数和与其他泡沫混凝土的比较。
    5.4 最小导热系数气凝胶泡沫混凝土的优化与制作
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间学术成果情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]硅酸铝纤维增强SiO2气凝胶复合材料的力学与隔热性能研究[J]. 蒋颂敏,段小华,王晓欢,李书林,程旭东.  玻璃钢/复合材料. 2018(05)
[2]纳米SiO2气凝胶的制备及保温隔热性应用研究进展[J]. 舒心,刘朝辉,丁逸栋,杨宏波,罗平.  材料导报. 2018(05)
[3]钢渣泡沫混凝土的保温性能及三相导热系数模型[J]. 赵亮,陈德鹏,高恒昌,吕忠.  武汉大学学报(工学版). 2017(06)
[4]新型外墙用发泡混凝土保温复合板技术[J]. 李健,程飞,钮瑞艳.  建筑节能. 2016(10)
[5]石英玻璃纤维/气凝胶复合材料的热导率计算及优化[J]. 杨建明,吴会军,钟支葵,何石泉,王沫然.  材料导报. 2016(10)
[6]不同体积掺量的SiO2气凝胶对砂浆性能的影响[J]. 王飞,刘朝辉,邓智平,贾艺凡,丁逸栋,班国东,林锐.  功能材料. 2016(04)
[7]玻璃纤维增韧SiO2气凝胶复合材料的制备及隔热性能[J]. 石小靖,张瑞芳,何松,李治,曹卫,程旭东.  硅酸盐学报. 2016(01)
[8]高性能新型纤维增强气凝胶板外保温构造措施研究[J]. 张季超,张婷婷,吴会军.  施工技术. 2015(16)
[9]粉煤灰对玻化微珠保温砂浆性能的影响[J]. 王朝强,谭克锋,戴传彬,王培新.  低温建筑技术. 2014(01)
[10]发泡剂及其泡沫混凝土的研究与应用进展[J]. 林辉.  新型建筑材料. 2013(05)



本文编号：3175530