纖維氣凝膠泡沫混凝土的制備及熱工性能研究
發(fā)布時間:2022-08-23 22:38
改進建筑墻體的隔熱保溫是實現(xiàn)建筑節(jié)能一種最為有效的途徑,其中泡沫混凝土是最常見的建筑節(jié)能環(huán)保材料,因其密度小、隔熱性能優(yōu)良、吸波隔音、抗震效果明顯、耐火性能好等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于各類建筑工程中。但泡沫混凝土的研究與應(yīng)用仍存在導(dǎo)熱系數(shù)偏大、強度低等缺點,輕質(zhì)泡沫混凝土也因泡沫含量過大導(dǎo)致難以成型。通過機械發(fā)泡法,將具有低密度、低導(dǎo)熱、高孔隙率的氣凝膠為填充材料,以短切玻璃纖維為增強體,實驗制備出一種新型超輕纖維氣凝膠泡沫混凝土,并測試了其基本物理性能。結(jié)果表明:氣凝膠的摻入極大地降低了泡沫混凝土的自重與導(dǎo)熱系數(shù),當(dāng)氣凝膠含量為20%時(體積比),泡沫混凝土密度下降率為39.4%、導(dǎo)熱系數(shù)下降率為35.8%,抗壓強度雖有所降低,仍滿足泡沫混凝土JG/T266-2011的強度要求;玻璃纖維的摻入不僅增加了泡沫混凝土的成型性,同時還增強了泡沫混凝土的抗壓強度,與氣凝膠泡沫混凝土相比,其抗壓強度增加了12.1%。實驗采用控制變量法研究了水膠比、泡沫含量、玻璃纖維含量、防水劑的量對超輕泡沫混凝土基本物理性能(密度、導(dǎo)熱系數(shù)、抗壓強度和吸水率)的影響,結(jié)果表明:當(dāng)氣凝膠含量為12%(質(zhì)量比,下同,等...
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.1.1 建筑能耗概況
1.1.2 墻體隔熱材料應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題
1.2 泡沫混凝土發(fā)展及研究進展
1.2.1 泡沫混凝土的發(fā)展歷程
1.2.2 泡沫混凝土概述與特點
1.2.3 泡沫混凝土國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 氣凝膠在建筑方面的研究及運用進展
1.3.1 氣凝膠隔熱材料的研究進展
1.3.2 氣凝膠隔熱材料的運用進展
1.4 選題依據(jù)與研究內(nèi)容
1.4.1 選題依據(jù)
1.4.2 研究內(nèi)容
1.4.3 技術(shù)路線
第二章 實驗原材料、設(shè)備與測試方法
2.1 實驗原材料
2.1.1 普通硅酸鹽水泥
2.1.2 SiO_2 氣凝膠
2.1.3 發(fā)泡劑
2.1.4 增稠水
2.1.5 玻璃纖維
2.1.6 防水劑
2.2 實驗設(shè)備
2.2.1 發(fā)泡機
2.2.2 電子秤
2.2.3 混凝土養(yǎng)護箱
2.2.4 空氣壓縮機
2.2.5 電動攪拌機
2.3 泡沫混凝土配合比設(shè)計
2.3.1 設(shè)計步驟
2.3.2 設(shè)計依據(jù)
2.3.3 泡沫混凝土性能規(guī)范要求
2.4 泡沫混凝土性能測試與結(jié)構(gòu)表征
2.4.1 表觀密度測試
2.4.2 導(dǎo)熱性能測試
2.4.3 力學(xué)性能測試
2.4.4 吸水性能測試
2.4.5 孔隙率測定
2.4.6 微觀形貌表征
2.4.7 孔徑大小及其分布測定
2.5 本章小結(jié)
第三章 纖維氣凝膠泡沫混凝土的制備與性能研究
3.1 氣凝膠對泡沫混凝土的調(diào)控研究
3.1.1 氣凝膠泡沫混凝土的制備
3.1.2 氣凝膠含量對泡沫混凝土物理性能的影響
3.1.3 氣凝膠含量對泡沫混凝土吸水率的影響
3.1.4 氣凝膠含量對泡沫混凝土微觀結(jié)構(gòu)的影響
3.1.5 氣凝膠對泡沫混凝土孔徑分布的影響
3.2 纖維對氣凝膠泡沫混凝土的調(diào)控研究
3.2.1 纖維氣凝膠泡沫混凝土的制備
3.2.2 纖維對氣凝膠泡沫混凝土物理性能的影響
3.2.3 纖維對氣凝膠泡沫混凝土微觀結(jié)構(gòu)的影響
3.2.4 纖維對氣凝膠泡沫混凝土孔徑分布的影響
3.3 本章小結(jié)
第四章 纖維氣凝膠泡沫混凝土性能影響因素研究
4.1 水膠比對超輕泡沫混凝土性能的影響
4.2 泡沫摻量對超輕泡沫混凝土性能的影響
4.3 玻璃纖維摻量對超輕泡沫混凝土性能的影響
4.4 防水劑摻量對超輕泡沫混凝土性能的影響
4.5 本章小結(jié)
第五章 纖維氣凝膠泡沫混凝土熱工性能研究
5.1 測試盒的制作及熱工性能測試
5.1.1 實驗原材料
5.1.2 實驗儀器
5.1.3 測試盒實驗步驟
5.2 RC熱流網(wǎng)絡(luò)模型
5.2.1 基本假設(shè)
5.2.2 模型方程的建立
5.2.3 RC模型修改
5.2.4 邊界條件設(shè)定
5.3 測試盒測試結(jié)果與分析
5.3.1 材料結(jié)構(gòu)與表征
5.3.2 材料熱物理性能
5.3.3 測試盒溫度分布
5.3.4 測試盒隔熱性能對比與評價
5.4 熱容熱阻網(wǎng)絡(luò)(RC)模型的驗證
5.4.1 測試盒RC參數(shù)辨識結(jié)果
5.4.2 測試盒3R2C模型的驗證
5.5 測試盒傳熱性能分析
5.5.1 測試盒內(nèi)外保溫方式對比
5.5.2 測試盒動態(tài)熱性能評價
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文及專利情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]氣凝膠復(fù)合材料真空絕熱板的熱導(dǎo)率計算及優(yōu)化[J]. 梁玉瑩,吳會軍,楊建明,唐蘭. 材料導(dǎo)報. 2018(12)
[2]氣凝膠含量對泡沫混凝土孔結(jié)構(gòu)及性能的影響[J]. 付平,吳會軍,李朋威. 新型建筑材料. 2018(05)
[3]氣凝膠建筑玻璃透光隔熱性能及影響因素[J]. 呂亞軍,吳會軍,王珊,付平,周孝清. 土木建筑與環(huán)境工程. 2018(01)
[4]泡沫混凝土在屋面隔熱保溫中的應(yīng)用技術(shù)[J]. 史鵬. 建材與裝飾. 2017(52)
[5]相變平板可變熱容熱阻簡化模型研究[J]. 嚴天,仇盾,徐新華. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(12)
[6]鐵尾礦粉泡沫混凝土收縮性能的研究[J]. 趙蘇,溫煦,丁向群,潘常升. 混凝土. 2017(08)
[7]泡沫混凝土復(fù)合墻板工程應(yīng)用研究[J]. 周霞. 混凝土. 2017(07)
[8]淺談國內(nèi)外泡沫混凝土的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 田國鑫,黃俊. 混凝土. 2017(03)
[9]B08級泡沫混凝土的強度性能研究[J]. 劉登賢,楊奉源,吳鑫. 新型建筑材料. 2017(02)
[10]水泥-鐵尾礦泡沫混凝土的性能研究[J]. 李國棟,畢萬利,張冷慶,孫恩禹,楊學(xué)奇. 硅酸鹽通報. 2016(11)
碩士論文
[1]SiO2氣凝膠隔熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率計算與優(yōu)化[D]. 楊建明.廣州大學(xué) 2016
[2]超輕泡沫混凝土制備及性能研究[D]. 蔣俊.西南科技大學(xué) 2015
[3]二氧化硅氣凝膠膜及復(fù)合節(jié)能鍍膜玻璃的制備及性能研究[D]. 趙嫦.浙江大學(xué) 2014
[4]超低密度泡沫混凝土的研究[D]. 孫慶豐.湖南大學(xué) 2013
[5]防水性泡沫混凝土研究[D]. 丁曼.湖南大學(xué) 2011
本文編號:3678612
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.1.1 建筑能耗概況
1.1.2 墻體隔熱材料應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題
1.2 泡沫混凝土發(fā)展及研究進展
1.2.1 泡沫混凝土的發(fā)展歷程
1.2.2 泡沫混凝土概述與特點
1.2.3 泡沫混凝土國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 氣凝膠在建筑方面的研究及運用進展
1.3.1 氣凝膠隔熱材料的研究進展
1.3.2 氣凝膠隔熱材料的運用進展
1.4 選題依據(jù)與研究內(nèi)容
1.4.1 選題依據(jù)
1.4.2 研究內(nèi)容
1.4.3 技術(shù)路線
第二章 實驗原材料、設(shè)備與測試方法
2.1 實驗原材料
2.1.1 普通硅酸鹽水泥
2.1.2 SiO_2 氣凝膠
2.1.3 發(fā)泡劑
2.1.4 增稠水
2.1.5 玻璃纖維
2.1.6 防水劑
2.2 實驗設(shè)備
2.2.1 發(fā)泡機
2.2.2 電子秤
2.2.3 混凝土養(yǎng)護箱
2.2.4 空氣壓縮機
2.2.5 電動攪拌機
2.3 泡沫混凝土配合比設(shè)計
2.3.1 設(shè)計步驟
2.3.2 設(shè)計依據(jù)
2.3.3 泡沫混凝土性能規(guī)范要求
2.4 泡沫混凝土性能測試與結(jié)構(gòu)表征
2.4.1 表觀密度測試
2.4.2 導(dǎo)熱性能測試
2.4.3 力學(xué)性能測試
2.4.4 吸水性能測試
2.4.5 孔隙率測定
2.4.6 微觀形貌表征
2.4.7 孔徑大小及其分布測定
2.5 本章小結(jié)
第三章 纖維氣凝膠泡沫混凝土的制備與性能研究
3.1 氣凝膠對泡沫混凝土的調(diào)控研究
3.1.1 氣凝膠泡沫混凝土的制備
3.1.2 氣凝膠含量對泡沫混凝土物理性能的影響
3.1.3 氣凝膠含量對泡沫混凝土吸水率的影響
3.1.4 氣凝膠含量對泡沫混凝土微觀結(jié)構(gòu)的影響
3.1.5 氣凝膠對泡沫混凝土孔徑分布的影響
3.2 纖維對氣凝膠泡沫混凝土的調(diào)控研究
3.2.1 纖維氣凝膠泡沫混凝土的制備
3.2.2 纖維對氣凝膠泡沫混凝土物理性能的影響
3.2.3 纖維對氣凝膠泡沫混凝土微觀結(jié)構(gòu)的影響
3.2.4 纖維對氣凝膠泡沫混凝土孔徑分布的影響
3.3 本章小結(jié)
第四章 纖維氣凝膠泡沫混凝土性能影響因素研究
4.1 水膠比對超輕泡沫混凝土性能的影響
4.2 泡沫摻量對超輕泡沫混凝土性能的影響
4.3 玻璃纖維摻量對超輕泡沫混凝土性能的影響
4.4 防水劑摻量對超輕泡沫混凝土性能的影響
4.5 本章小結(jié)
第五章 纖維氣凝膠泡沫混凝土熱工性能研究
5.1 測試盒的制作及熱工性能測試
5.1.1 實驗原材料
5.1.2 實驗儀器
5.1.3 測試盒實驗步驟
5.2 RC熱流網(wǎng)絡(luò)模型
5.2.1 基本假設(shè)
5.2.2 模型方程的建立
5.2.3 RC模型修改
5.2.4 邊界條件設(shè)定
5.3 測試盒測試結(jié)果與分析
5.3.1 材料結(jié)構(gòu)與表征
5.3.2 材料熱物理性能
5.3.3 測試盒溫度分布
5.3.4 測試盒隔熱性能對比與評價
5.4 熱容熱阻網(wǎng)絡(luò)(RC)模型的驗證
5.4.1 測試盒RC參數(shù)辨識結(jié)果
5.4.2 測試盒3R2C模型的驗證
5.5 測試盒傳熱性能分析
5.5.1 測試盒內(nèi)外保溫方式對比
5.5.2 測試盒動態(tài)熱性能評價
5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
附錄 A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文及專利情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]氣凝膠復(fù)合材料真空絕熱板的熱導(dǎo)率計算及優(yōu)化[J]. 梁玉瑩,吳會軍,楊建明,唐蘭. 材料導(dǎo)報. 2018(12)
[2]氣凝膠含量對泡沫混凝土孔結(jié)構(gòu)及性能的影響[J]. 付平,吳會軍,李朋威. 新型建筑材料. 2018(05)
[3]氣凝膠建筑玻璃透光隔熱性能及影響因素[J]. 呂亞軍,吳會軍,王珊,付平,周孝清. 土木建筑與環(huán)境工程. 2018(01)
[4]泡沫混凝土在屋面隔熱保溫中的應(yīng)用技術(shù)[J]. 史鵬. 建材與裝飾. 2017(52)
[5]相變平板可變熱容熱阻簡化模型研究[J]. 嚴天,仇盾,徐新華. 華中科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(12)
[6]鐵尾礦粉泡沫混凝土收縮性能的研究[J]. 趙蘇,溫煦,丁向群,潘常升. 混凝土. 2017(08)
[7]泡沫混凝土復(fù)合墻板工程應(yīng)用研究[J]. 周霞. 混凝土. 2017(07)
[8]淺談國內(nèi)外泡沫混凝土的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 田國鑫,黃俊. 混凝土. 2017(03)
[9]B08級泡沫混凝土的強度性能研究[J]. 劉登賢,楊奉源,吳鑫. 新型建筑材料. 2017(02)
[10]水泥-鐵尾礦泡沫混凝土的性能研究[J]. 李國棟,畢萬利,張冷慶,孫恩禹,楊學(xué)奇. 硅酸鹽通報. 2016(11)
碩士論文
[1]SiO2氣凝膠隔熱復(fù)合材料的熱導(dǎo)率計算與優(yōu)化[D]. 楊建明.廣州大學(xué) 2016
[2]超輕泡沫混凝土制備及性能研究[D]. 蔣俊.西南科技大學(xué) 2015
[3]二氧化硅氣凝膠膜及復(fù)合節(jié)能鍍膜玻璃的制備及性能研究[D]. 趙嫦.浙江大學(xué) 2014
[4]超低密度泡沫混凝土的研究[D]. 孫慶豐.湖南大學(xué) 2013
[5]防水性泡沫混凝土研究[D]. 丁曼.湖南大學(xué) 2011
本文編號:3678612
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