尹学彬 崔雅楠

1 引言

随着2020年9月22日习近平主席在第七十五届联合国大会做出“2030年前实现碳达峰、2060年实现碳中和”的承诺，碳减排成为令人最为关注的问题。建筑领域的能源消耗占我国总能耗的35%，因此降低建筑能耗，有效降低碳排放量，是实现“碳中和”的重要途径。水泥是应用最为广泛的一种传统建筑材料，广大的科学工作者也一直致力于实现水泥材料的保温隔热性能，从而使得水泥能顺应社会的发展需要，更加广泛地应用到建筑领域。发泡水泥是一种多孔材料，可以实现在建筑上的保温效果，同时由于轻质保温材料（聚氨酯、发泡聚苯乙烯以及工业废料等）[1-6]特殊的结构，将其添加到发泡水泥中，得到的复合材料可进一步提高现有建筑的保温性能，但随着国家建筑节能标准要求的提升，为进一步提高发泡水泥的保温性能，需要寻求更加轻质保温的新型材料。

一般常见的气凝胶为硅气凝胶，其诞生源于美国化学家Samuel Kistler与Charles Learned的赌局：看谁能够做到将果冻状凝胶内的液体换成气体（干燥），同时不改变其固体结构，后由Kistler通过超临界干燥技术制得[7]。根据气凝胶的基体不同，如硅系、硫系、碳系、金属系和金属氧化物系等。气凝胶独特的三维网络结构赋予气凝胶密度低、比表面积大、孔隙率高和导热系数低等显著特性。气凝胶的出现，实现了人们对超轻、绝热固体材料的追求，使得寻找一種新型保温隔热性能优异的材料成为可能。

气凝胶以其高孔隙率、高比表面积的特性，作为典型的纳米多孔材料，以轻骨料的形式与传统的水泥材料相结合，可有效改善水泥内部的结构，降低建筑材料的导热系数，提升材料的保温隔热性能。……