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?？蓪⑴蛎浾渲閹r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%

常用的低密度減輕材料漂珠產(chǎn)量較少、貨源緊缺,單一的漂珠作為減輕劑導(dǎo)致生產(chǎn)成本高,因此優(yōu)選了一種成本低、來源廣的減輕材料-改性膨脹珍珠巖。提出在漂珠低密度水泥漿中復(fù)配部分改性膨脹珍珠巖的方案。室內(nèi)實驗評價結(jié)果表明,該體系密度在1.45 g/cm~3～1.60 g/cm~3可調(diào),水泥漿具有良好的沉降穩(wěn)定性、流變性,且失水量少、早期強度高等特點。對比同一密度下,采用部分改性膨脹珍珠巖復(fù)合漂珠的低密度水泥漿與單一的漂珠低密度水泥漿相比,在性能差別不大的情況下能有效的降低成本。該體系在現(xiàn)場應(yīng)用6井次,固井電測解釋表明,水泥漿返高能達到設(shè)計要求,而且固井質(zhì)量優(yōu)質(zhì),能夠滿足油氣層段開采需求。

為解決傳統(tǒng)保溫材料和氣凝膠在建筑節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)用所存在的問題,本論文從骨料創(chuàng)新入手,提出以廉價膨脹珍珠巖（Expanded perlite,EP）為載體,SiO2氣凝膠為填充體,制備合成一種新型復(fù)合保溫材料——氣凝膠膨脹珍珠巖（Aerogel-expanded perlite,AEP）,使氣凝膠獲得載體EP保護的同時有效降低EP的導(dǎo)熱系數(shù),也使氣凝膠能夠應(yīng)用于水泥基材料,并進一步降低氣凝膠的使用成本。本論文對AEP的制備工藝及性能、AEP在水泥基材料中的應(yīng)用及對水泥基材料性能的影響機理,以及AEP保溫砂漿的制備及其在建筑節(jié)能應(yīng)用中的經(jīng)濟性等問題進行了系統(tǒng)研究,主要工作及主要結(jié)論如下:1.采用微觀表征和導(dǎo)熱系數(shù)試驗,研究了常壓干燥技術(shù)制備SiO2氣凝膠各工藝階段變量對氣凝膠微觀特征和導(dǎo)熱系數(shù)的影響規(guī)律,獲得了適用于AEP制備要求的SiO2氣凝膠制備方法,制備的疏水SiO2氣凝膠表觀密度≤130kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)低至0.022W/（m·K）。2.對SiO2溶膠黏.

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