膨脹珍珠巖本身吸水率高、筒壓強度低的特性,限制了其在建筑材料領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。利用硫鋁酸鹽快硬水泥、半水石膏和磷酸鉀鎂水泥3種不同的快硬型材料,通過噴涂法對膨脹珍珠巖進行包覆改性,有效提高了膨脹珍珠巖的筒壓強度并降低了吸水率。其中,磷酸鉀鎂水泥改性效果,改性后膨脹珍珠巖的筒壓強度相比改性前提高了3.39倍,吸水率降低了77%。在此基礎(chǔ)上,研究了苯丙乳液摻量對磷酸鉀鎂水泥包覆改性膨脹珍珠巖吸水率的影響。結(jié)果表明:在苯丙乳液摻量為膨脹珍珠巖質(zhì)量的15%左右時,改性膨脹珍珠巖的吸水率可降至15%左右。 以硫氧鎂水泥為膠結(jié)料,粉煤灰為改性填充材料,小粒徑膨脹珍珠巖為輕質(zhì)骨料,摻入動物蛋白復(fù)合發(fā)泡劑,采用物理發(fā)泡混合法制備鎂基泡沫混凝土。研究了泡沫摻量對鎂基泡沫混凝土水化熱、含水率、吸水率、干密度、抗壓強度、導(dǎo)熱系數(shù)及干燥收縮性能的影響。結(jié)果表明:泡沫的摻入降低了鎂基泡沫混凝土水化硬化放熱峰值溫度,延長了放熱峰值溫度的出現(xiàn)時間;降低了泡沫混凝土的干密度、抗壓強度及導(dǎo)熱系數(shù),同時增大了泡沫混凝土的含水率、質(zhì)量吸水率及干燥收縮率。

膨脹珍珠巖是一種p H值偏低的玻璃態(tài)非金屬礦產(chǎn),由于導(dǎo)熱系數(shù)低,在綠色節(jié)能隔熱材料中起到尤為重要作用。可將膨脹珍珠巖通過不同的應(yīng)用目的來采取不同的改性方法及有機物或無機物改性劑,從而拓寬膨脹珍珠巖的應(yīng)用領(lǐng)域。本文介紹了膨脹珍珠巖的主要產(chǎn)地、組成成分及特性。綜述了無機物和有機物對膨脹珍珠巖改性處理的主要方法,指出未來在保溫材料中膨脹珍珠巖應(yīng)用方向。 以正癸酸(CA)為相變材料,膨脹珍珠巖(EP)為基體材料,通過真空吸附法制備了可應(yīng)用于外墻隔熱控溫領(lǐng)域的CA/EP定型復(fù)合相變材料。將CA/EP摻入水泥砂漿中制備了相變水泥板并測試其熱特性,結(jié)果表明,CA/EP能提升水泥板的熱能存儲能力,20wt%相變水泥板的熔化、凝固相變潛熱分別為14.25J·g-1、14.1J·g-1;CA/EP的加入能提高水泥板的比熱容,且相變水泥板中復(fù)合相變材料含量越高,其等效比熱容越大;定型復(fù)合相變材料CA/EP的加入能提高水泥板的比熱容,且相變水泥板中復(fù)合相變材料含量越高,其等效比熱容越大;CA/EP的加入會顯著減小水泥板的導(dǎo)熱系數(shù)和蓄熱系數(shù),增大熱惰性系數(shù)。與普通水泥板相比,10wt%、15wt%、20wt%相變水泥板的導(dǎo)熱系數(shù)分別下降了39.4%、47.83%和52.49%(20℃),37.94%、46.84%和50.63%(50℃),蓄熱系數(shù)分別下降了34.07%、40.62%和44.87%(20℃),30.25%、35.59%和37.65%(50℃),熱惰性系數(shù)分別增大8.75%、13.78%和15.96%(20℃),8.75%

膨脹珍珠巖保溫板具有保溫隔熱、輕質(zhì)不燃的優(yōu)良性能,在建筑外墻保溫中具有較好的應(yīng)用前景。目前各種膨脹珍珠巖保溫板之間的主要區(qū)別在于膠結(jié)劑的不同,由于所采用的傳統(tǒng)膠結(jié)劑在其性能上具有一定的局限性,會導(dǎo)致制備出的膨脹珍珠巖保溫板強度偏低,導(dǎo)熱系數(shù)偏高,一定程度上限制著膨脹珍珠巖保溫板在大范圍推廣應(yīng)用。微生物礦化沉積技術(shù)作為一種新型的生物質(zhì)膠結(jié)劑制備方法,礦化沉積碳酸鈣可以有效地膠結(jié)膨脹珍珠巖顆粒,從而提高膨脹珍珠巖保溫板的強度。因此,本課題組提出將微生物礦化方法與輕質(zhì)、多孔、價格低廉的膨脹珍珠巖結(jié)合,采用微生物礦化來增強膨脹珍珠巖保溫板的性能。本文對微生物KJ01的礦化沉積效率及將微生物礦化增強膨脹珍珠保溫板的性能進行了試驗研究,并通過電鏡掃描和物相分析的方法對其進行微觀機理分析,主要工作如下:（1）首先對微生物KJ01脲酶的活性及礦化沉積的效率進行了研究,考察了培養(yǎng)基pH值、培養(yǎng)基的接種量、尿素激發(fā)劑的摻量、培養(yǎng)溫度及培養(yǎng)時間對微生物KJ01脲酶活性的影響;然后對影響微生物KJ01礦化沉積效率的因素進行了試驗分析,研究了環(huán)境溫度、礦化沉積的時間、菌液濃度、尿素濃度、鈣離子的濃度及無機鈣源對

為了將膨脹珍珠巖和硬泡聚氨酯兩種不同的保溫材料復(fù)合,首先需要對其進行改性,利用硅烷偶聯(lián)劑KH550對膨脹珍珠巖顆粒進行表面處理,得到活性聚氨酯填充骨料。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范,測定了成型保溫板件的密度、抗壓強度、導(dǎo)熱系數(shù)等物理力學(xué)性能。隨著膨脹珍珠巖添加量的增加,復(fù)合保溫材料的密度及抗壓強度都有很大的提高。當摻入不同類別的膨脹珍珠巖時,發(fā)現(xiàn)粒徑較大的膨脹珍珠巖對復(fù)合材料抗壓性能的提高優(yōu)于粒徑較小的,而在導(dǎo)熱系數(shù)方面兩者卻相反。通過上述實驗得出了膨脹珍珠巖摻入量以及加入不同種類膨脹珍珠巖對復(fù)合材料各性能的影響,通過實驗結(jié)果確定終優(yōu)選方案。將上述兩種材料復(fù)合,以合理的配比達到共同發(fā)揮兩種材料各自的優(yōu)勢的目的,此種新型保溫材料具有廣泛的應(yīng)用前景。