SiO 2 气凝胶/发泡水泥复合材料的制备与性能研究
2021-01-12曹家豪刘洪丽潘华韩雪李洪彦
水泥技术 2020年6期
曹家豪,刘洪丽,潘华,韩雪,李洪彦
1 引言
随着人们生活水平的不断提高,能源消耗也日趋增多,其中建筑能耗约占我国总能耗的35%[1,2],制约了我国经济社会的发展。为了降低建筑能耗,改善建筑材料的保温隔热性能是主要的方法之一。发泡水泥作为一种良好的节能、环保型墙体保温建筑材料,具有密度小、隔声好、保温隔热性好、耐火性强和抗震性优良等特点[3-6],广泛应用于外墙保温、地面保温、屋顶保温隔热等领域[7,8]。为进一步提高发泡水泥的保温性能,可以通过添加轻质集料聚氨酯(PU)、可膨胀聚苯乙烯(EPS)或工业废料(如石英石废料、高温矿渣、乙二醇化合物和粉煤灰废料)等来得以实现[9-14]。同时,还可以通过添加玻璃纤维、聚丙烯纤维、纳米级二氧化硅等多种纤维和泡沫改性剂[15-17],进一步提高发泡水泥的机械强度。
SiO2气凝胶是近年来出现的新型轻质纳米多孔非晶固态材料,通常以纳米颗粒相互聚集的方式形成纳米多孔三维网络结构,并在孔隙内充满气态分散介质,是一种保温隔热性能十分优越的新型材料[18]。SiO2气凝胶可作为轻骨料在发泡水泥中得以应用,其应用形式主要有三种:作为唯一的一种轻骨料;与其他轻骨料搭配使用;SiO2气凝胶填充多孔轻骨料孔隙。Ng等[19]采用一种超高性能混凝土作为基质,在添加50vol%气凝胶的情况下,复合材料抗压强度为20MPa,导热系数为0.55W/(m·K);当气凝胶添量增至80vol%时,复合材料抗折强度仅为0.2MPa,导热系数降为0.31W/(m·K)。Júlio等[20]以水泥和粉煤灰为粘……
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