气凝胶在涂料及泡沫混凝土中的应用

2020-06-20

-   气凝胶用于涂料


试验表明,利用气凝胶板生产过程中的气凝胶废料配制水泥基防火涂料,通过试验研究该涂料的防火性能与气凝胶粉掺量的关系.研究表明,水泥基气凝胶涂料具有较好的防火性能,涂料的导热系数随着气凝胶掺量的增加而下降,涂料干容重从813 kg·m-3降到527 kg·m-3,防火涂料的导热系数由0.227 W·m-1·K-1降至0.084 W·m-1·K-1.涂料的防火性能随着气凝胶掺量的增加表现出先增强后减弱的特征,当涂料干容重从813 kg·m-3降至583 kg·m-3,涂料的耐火极限时间由41 min增长至70 min,干容重进一步降低到527 kg·m-3,其耐火极限时间下降至50 min.


-   气凝胶用于泡沫混凝土 -


轻质和隔热泡沫混凝土在建筑物中的能源效率越来越高。然而,它们的密度(400kg/m3)和导热系数(0.10 W /m·K))需要进一步降低,以满足绿色和近乎零能耗建筑的高性能应用。


近期,广州大学建筑节能材料与技术(BEEM)研究团队,将通过溶胶-凝胶常压干燥制备出的性能优异的SiO2气凝胶粉体,加入到泡沫混凝土中制备出了性能非常优异的多级孔径结构的气凝胶泡沫混凝土,并对其导热系数建立了理论计算模型。该新型气凝胶泡沫混凝土具有超低的密度和导热系数,同时具有很好的力学强度,解决现今泡沫混凝土密度和导热系数过高以及低密度低导热系数时难以成型的问题,可以通过理论模型准确预测其导热系数,可以很好的将气凝胶粉体应用于建筑保温。

这种新型气凝胶泡沫混凝土,密度低至198 kg / m 3通过在微孔泡沫混凝土中加入超绝缘和纳米多孔气凝胶,成功制备了0.049 W /m·K)的导热系数。实验研究了气凝胶泡沫混凝土的微观结构和导热系数。建立了基于改进的Maxwell模型预测气凝胶泡沫混凝土的热导率的模型。计算结果用实验数据验证,误差小于5%。利用该模型,研究了三元比对导热系数的影响,并实现了针对最小导热系数的优化。因此,实验制备了具有最佳比例的三元气凝胶泡沫混凝土样品,其导热系数和密度比现有泡沫混凝土低约50%。因此,具有高性能的新型气凝胶泡沫混凝土可广泛用于绿色和近零能耗建筑中的潜在应用。


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