整体成型法制备气凝胶隔热保温复合材料

采用溶胶-凝胶和整体成型法分别将玻璃棉毡和玻璃针剌毡与SiO_2溶胶复合,经溶剂置换、表面改性常压干燥制备气凝胶复合材料.对气凝胶复合材料的表面形貌和微观结构进行了表征,测试了其导热系数、疏水性和力学性能,结果表明,复合材料导热系数在0.023~0.025 W·m~(-1)·K~(-1)之间,疏水角大于110℃,具有较好的隔热保温和疏水性能;以玻璃纤维针剌毡增强的气凝胶复合材料抗拉、抗压和抗弯强度均在1 MPa以上,力学性能较复合前显著提高,作为高性能隔热保温材料在工业、建筑等领域具有广泛的发展应用前景.     

快速高效地板辐射供暖特性影响因素的数值模拟

数值计算了夏热冬冷地区不同的结构层厚度、地暖管导热性能以及超导模块特性对快速高效地板辐射供暖特性的影响。结果表明:当地暖进水温度为318 K、室内初始温度为279 K、开启地暖10 min后,结构层厚度从0 mm增加到15 mm时,室内温度最高相差13. 2 K;地暖管导热系数从0. 4 W·m~(-1)·K~(-1)增加到3. 6 W·m~(-1)·K~(-1)时,室内温度最多相差6. 4 K;比较是否铺设导热模块两种情况,相同供暖时间下,最大相差13 K。为了综合评价快速供暖的影响,提出室内温度不均匀系数,并发现当结构层厚度δ5 mm、地暖管导热系数λ1. 2 W·m~(-1)·K~(-1)、有超导模块工况下,室内平均温度在289. 6～296. 5 K之间,温度不均匀系数在3. 77×10~(-3)～5. 89×10~(-3)之间,有较好的室内温度舒适性和均匀性,可以满足快速供暖需求。     

具有厚型防火涂料的H型钢梁耐火性能参数分析

目的在相同极限耐火时间条件下,建立一种具有厚型防火涂料的H型钢梁的涂料厚度选择关系式.方法以辽宁鞍山市高官岭置业小区轻钢框架住宅的4号楼框架主梁GL2为分析对象,利用大型有限元软件ANSYS对具有NH(UN-H10)厚型防火涂料的GL2主梁进行耐火有限元分析,重点研究涂料厚度、导热系数、材料密度和比热等参数对钢梁耐火性能的影响.结果在一定范围内,钢梁的耐火性能随涂料厚度、密度和比热容的增加而线性增加,但随导热系数的增加而按双曲线降低.笔者给出了选取经济适用的钢结构厚型防火涂料关系式.结论对钢结构厚型防火涂料的参数分析得到的关系式可以很方便地估算出给定耐火时间下的H型钢梁的厚型防火涂料厚度.     

泡沫混凝土用作防火型保险柜柜壁隔热填充材料

通过调整泡沫混凝土的密度,对制备的泡沫混凝土的抗压强度和导热系数进行测定.试验结果表明,泡沫混凝土的干密度在350 ～878kg/m3时,对应的3、7和28d抗压强度分别为0.3～4.8MPa、0.4～5.1MPa和1.2～7.3MPa,养护3d试样的导热系数为0.13～0.25W/(m·K).对干密度562～748kg/m3养护时间为3d的泡沫混凝土试块的耐火隔热性能进行比较性试验,结果表明,由泡沫混凝土制成的圆柱体容器内部最高温度为135.0～140.5℃,具有明显的防火隔热作用.对以干密度为666kg/m3的泡沫混凝土浇筑柜壁制作的标准立方体防火型保险柜进行的标准耐火性能测试表明,箱柜内空气最高温度低于160℃,完全满足了国家标准对P 类保险柜的耐火隔热性能要求.     

低等级粉煤灰表面功能化及对酚醛泡沫保温板性能的影响

为了改善酚醛泡沫保温板力学性能低和易掉渣的缺陷,使用KH570偶联剂对三级及以下粉煤灰表面进行功能化处理,研究其对酚醛泡沫板的力学性能和保温性能的影响。结果表明:在改性时间30 min和反应温度80℃下,粉煤灰的最佳改性配方(以粉煤灰质量计算)为:KH570偶联剂4%、无水乙醇16%、蒸馏水4%。当粉煤灰添加量为酚醛树脂质量的10%时,酚醛泡沫板的综合性能显著提高:抗压强度高达1.574 MPa,抗拉强度达151 k Pa;发泡效果、消烟效果最佳;极限氧指数提高,材料掉渣率降低;导热系数为0.033 W·m~(-1)·K~(-1),保温性能优良。     

低温真空环境下不同密度二氧化硅气凝胶复合材料隔热性能研究

以正硅酸乙酯、乙醇等为原料,采用溶胶-凝胶反应和超临界干燥工艺制备了密度分别为30、80、120、260、320 kg/m³的纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料,分别在常压、25℃下以及真空、-130～25℃的条件下测定了所制备的气凝胶复合材料的导热系数,研究了复合材料的密度及组成对于气凝胶材料隔热性能的影响规律。结果表明：在常压、25℃条件下,在不同密度的气凝胶复合材料中,密度为120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数最小(0.013 W/(m·K));密度为30、80、120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小;密度为120、260、320 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而增大。在真空、-130～25℃的条件下,密度为120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数最小;密度为30、80、120 kg/m³的气凝胶复合材料的导热系数随密度增大而减小。在130℃时,由于密度为320 kg/m³的气凝胶复...     

植物结构铝基复合材料的制备及热学性能

为研制新型复合材料,将植物结构引入到金属基复合材料的制备中.该文以柳桉木材为模板,先将其转变为多孔碳,再通过铝合金和硅树脂的浸渍,制备了具有木材结构的Al/C、Al/(SiC+C)两种铝基复合材料,并通过扫面电镜、热膨胀仪和导热仪对复合材料的微观结构、热膨胀性能及导热性能进行了研究,建立了导热模型.结果发现该复合材料的结构由所选模板的结构决定,这与以往结构完全由人为控制的金属基复合材料不同;并且其热膨胀系数明显低于铝合金,导热系数(98.2和95.4 W·m~(-1)·K~(-1))远高于由木材转化的多孔碳(2.22 W·m~(-1)·K~(-1)).     

复合相变储能砂浆的制备及其性能研究

以工业石蜡为相变芯材,通过真空吸附法和硅酸钙外壳封装法制备石蜡/膨胀珍珠岩复合相变材料和复合相变储能砂浆.利用SEM和差示扫描量热法分析了石蜡/膨胀珍珠岩相变材料的形貌和蓄热能力,测试了复合相变储能砂浆的抗压强度、干表观密度、导热系数和三维条件下材料温度时间响应关系.结果表明,经硅酸钙外壳封装后石蜡/膨胀珍珠岩相变材料中石蜡的含量约为55.47%时,相变温度和相变潜热分别为35.59℃和96.77J/g;复合相变储能砂浆的28d抗压强度,干表观密度和导热系数分别为8.0MPa,1 678kg/m~3和0.46W·m~(-1)·K~(-1),在外界温度变化时,复合相变储能砂浆相对于传统砂浆材料具有升温和降温速度变化平缓,可用作保温砂浆.     

纳米材料改性新型钢结构防火涂料的研究

研究采用纳米材料改性钢结构防火涂料，实验表明：采用经硅烷偶联剂改性的纳米粒子改性钢结构防火涂料，可解决无机纳米粒子在有机涂料中的分散问题，从而可有效地提高钢结构防火涂料的耐火极限；实验还表明，不同的纳米材料及其加入量对钢结构防火涂料的耐火极限均有不同程度的影响。在最常用纳米TiO2、纳米SiO2和纳米B2O3这几种纳米材料中，纳米TiO2的效果最好，经其改性后的防火涂料的耐火极限可提高6min，防水性可提高17．9％；当纳米TiO2含量为0．9％时，改性效果为最佳。     

低热导率芳砜纶织物的制备与性能

采用溶胶-凝胶法和常压干燥制得二氧化硅-氢氧化铝(SiO2-Al(OH)3)复合气凝胶,通过扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附测试、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)等对其性能和结构进行了测试和表征.结果表明:采用溶胶-凝胶成型法成功地将SiO2-Al(OH)3气凝胶整理到芳砜纶织物上,与原织物相比,整理后的织物导热系数从0.051 3 W/(m·K)下降到0.028 2 W/(m·K),垂直燃烧损毁长度从4.90cm减少到2.85cm,隔热和阻燃性能也得到了显著提高.     

复合助剂改性泡沫石膏的保温性能研究

以探索制备防火、耐水、保温、便于现场拌制且易于连续铺贴的外墙保温材料为目的,采用石膏为基材,以差皂粉、水泥、引气剂和铝粉膏为复合助剂组分,以导热系数为指标,采用L9(34)正交试验方法,研究了复合助剂对泡沫石膏保温性能的影响。结果表明:复合助剂能有效地降低石膏的导热系数,提高其保温性能,在选定的因素水平范围内,复合助剂改性泡沫石膏的导热系数分布在0.088~0.129 W/(K·m),保温性能良好;当复合助剂的组成为水泥掺量30%,差皂粉掺量0.35%,引气剂掺量50%,铝粉膏掺量1/1 300时,泡沫石膏的导热系数仅为0.088 W/(K·m),保温性能最好。     

CFS抗剪加固钢筋混凝土梁的耐火性能研究

采用厚型防火涂料对3根碳纤维布抗剪加固钢筋混凝土梁和1根对比梁进行ISO834标准升温条件下的恒载升温耐火性能试验,得到试验梁的测点温度随时间增加的分布关系。分析不同加载方式、剪跨比、加固量和防火保护层厚度对高温下CFRP抗剪加固梁的破坏形态及耐火极限的影响。试验研究表明:剪跨比是高温下影响CFRP抗剪加固梁耐火极限和破坏形态的主要因素;抗剪加固防火涂料的厚度可以提高剪切破坏的耐火极限,但不改变弯曲破坏的耐火极限。编制了设有厚型防火涂料保护的碳纤维抗剪加固混凝土梁的截面温度场计算程序,通过试验结果验证程序的正确性。为全面考虑影响高温下碳纤维抗剪加固钢筋混凝土梁耐火极限的因素提供补充。     

复合隔热体系对水泥基涂料高温隔热性能的影响

水泥基非膨胀型防火涂料中隔热组分是影响其隔热性能的关键.采用气凝胶粉、空心树脂球、封闭气孔3种隔热组分构成三元复合隔热体系,研究隔热组分总体积不变的情况下,3种隔热组分体积分数的变化对水泥基涂料高温隔热性能的影响,并通过浓度三角形分析气凝胶粉-树脂球-封闭气孔三元隔热系统高温隔热性能的变化规律.研究表明:掺气凝胶粉时高温隔热性能显著优于空心树脂球和封闭气孔,在气凝胶粉-空心树脂球、气凝胶粉-封闭气孔两个二元隔热系统中,随着气凝胶粉体积分数的增加,样品高温隔热性能显著提升;在气凝胶粉-空心树脂球-封闭气孔三元隔热系统中,气凝胶粉体积分数在0. 33～0. 78之间且空心树脂球和封闭气孔体积分数接近时,样品具有较好的高温隔热性能.     

膨胀珍珠岩的纳米气凝胶改性及其应用

膨胀珍珠岩作为建筑保温材料在应用中易碎裂、吸水率大,保温性能下降严重。为克服这个缺陷,研究制备憎水气凝胶,然后用其对膨胀珍珠岩进行改性,复合得到纳米改性膨胀珍珠岩保温骨料,并探讨其在保温砂浆中应用。采用水玻璃为硅源,用三甲基氯硅烷(TMCS)/乙醇(Et OH)/正己烷(C_6H_(14))(摩尔比3∶2∶2)混合液对水凝胶进行溶剂置换和表面改性,当混合液中TMCS和水凝胶中的H_2O的摩尔比为0.14时,得到憎水性良好气凝胶。在研究得到的最佳相对真空度-0.04 MPa下,真空吸入液溶胶,将憎水气凝胶和珍珠岩掺和到一起,得到具有良好憎水性能气凝胶改性膨胀珍珠岩,其导热系数为0.034 7 W/(m·K),筒压强度为208.64 MPa,其中气凝胶的质量比为39.30%,综合性能明显优于膨胀珍珠岩。用该骨料制备的保温砂浆基本性能良好,抗压强度0.38 MPa,导热系数0.056 W/(m·K),吸水率为32%;其抗压强度和吸水率明显优于珍珠岩砂浆,导热系数优于玻化微珠保温砂浆。     

四氢呋喃水合物热物性非原位测量方法

利用Hot Disk热常数分析仪对四氢呋喃(THF)水合物导热系数和热扩散系数进行了非原位测量。实验结果表明,温度在254. 0～267. 0 K时非原位测得的THF水合物导热系数为0. 52～0. 57 W·m~(-1)·K~(-1);且随着温度的增加而线性增大。非原位测量导热系数值与原位测量导热系数值绝对值相差0. 045～0. 065 W·m~(-1)·K~(-1),误差为8%～12%。当温度从267. 0 K升高到277. 0 K时,非原位测得的THF水合物的导热系数增加剧烈,表现出非线性关系。在254. 0～267. 0 K时,非原位测得的THF水合物的热扩散系为0. 26～0. 31 mm~2·s~(-1);并随温度增加而减小。非原位测量的热扩散系数值与原位测量的热扩散系数绝对值相差0. 028～0. 068 mm~2·s~(-1),误差为10%～22%。原位测量与非原位测量产生的误差,分析认为可能是样品的转移过程中,空气中的水蒸气在水合物表面凝结成冰所致。     

环氧膨胀型钢结构防火涂料的性能测试

以酒精喷灯模拟火灾现场的高温环境,对一种双组分环氧树脂膨胀型钢结防火涂料的耐火极限和膨胀倍数进行测试.采用热重/差热(TG-DTG)对环氧防火涂料的热稳定性进行分析,采用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等对燃烧后炭层的组分、结构和形貌进行表征.结果表明,该涂料耐火极限为170 min,此时膨胀倍数为8.4.TG-DTG分析发现,该防火涂料热稳定性良好,最大失重温度为330℃,最终质量残留45.4%;FT-IR分析暗示,炭层主要由—NH,—CH—,C=O,P—O—C,Ti—O等构成;XRD分析说明炭层中的无机物主要为TiO_2,TiP_2O_7以及硅酸铝纤维;SEM形貌观察发现,炭层呈现"蜂窝状"结构,这些多孔结构是由直径为6.5μm的棒状硅酸铝纤维固定.该涂料是一种性能优异的钢结构防火涂料.     

膨胀珍珠岩掺量对EPS泡沫混凝土性能的影响

为了解决建筑制冷、保暖所产生的建筑能源损耗问题,本文设计了一种新型、绿色、轻质、高强自保温泡沫混凝土砌块,即将聚苯乙烯(EPS)颗粒和膨胀珍珠岩颗粒这2种隔热轻质骨料与泡沫混凝土混合制成一种新型复合泡沫混凝土,并通过测试该复合混凝土的干密度、抗压强度、孔隙率、吸水率、导热系数、含水率和燃烧质量损失率,探讨膨胀珍珠岩掺量对复合泡沫混凝土性能的影响﹒研究结果表明：一定掺量膨胀珍珠岩能增加EPS泡沫混凝土的抗压强度,降低导热系数和燃烧质量损失率,且当膨胀珍珠岩掺量为12%时,其抗压强度最高为1.66 MPa;当膨胀珍珠岩掺量为21%时,其导热系数最低为0.133 W/(m·K);当膨胀珍珠岩掺量为18%时,其燃烧质量损失率最低为4.2%;当膨胀珍珠岩掺量为6%时,该配比满足A6等级,其干密度、导热系数和抗压强度等级达到C1,吸水率等级达到W10,燃烧性能等级达到A级不燃﹒     

麦秸纤维多孔陶粒混凝土基本物理性能的试验研究

根据填充理论,以目标孔隙率为主要设计指标,确定了麦秸纤维多孔陶粒混凝土的配合比.在水灰比为0.3,不同纤维掺量、目标孔隙率和骨料粒径情况下,测定了多孔陶粒混凝土的28 d抗压强度、干密度、实测孔隙率、绝干和饱水状态下的导热系数,得出在陶粒粒径为10～20 mm时,28 d抗压强度范围为0.595～3.579 MPa,干密度范围为613～886 kg·m~(-3),实测孔隙率范围为36.5%～52.4%;采用5～10 mm陶粒时28 d抗压强度增大显著,而干密度、实测孔隙率和导热系数有所减小.     

低温保冷用SiO_2气凝胶复合材料的制备和性能

以玄武岩纤维为增强相,与SiO_2溶胶复合,经超临界干燥制备疏水SiO_2气凝胶复合材料。采用N_2吸附法、接触角分析仪、傅里叶红外光谱仪、激光法导热仪、万能试验机对玄武岩纤维增强SiO_2气凝胶复合材料的结构和性能进行表征。结果表明:玄武岩纤维增强SiO_2气凝胶复合材料的比表面积为398.31 m~2/g、孔体积为1.076 9cm~3/g、接触角为152°、吸水率为1.7%,材料具有良好的隔热性能和耐低温性能,其常温热导率为0.032 W/(m·K),在深冷条件下体积没有发生明显的收缩。玄武岩纤维的加入提供了力学支撑,使材料具有良好的力学性能,其抗压强度为0.37 MPa(10%应变)、0.85 MPa(25%应变)和1.65 MPa(50%应变)。     

建筑隔震橡胶支座耐火性能和防火保护研究

隔震建筑是近三十年在我国大力发展的新型建筑结构形式.隔震橡胶支座为隔震建筑的重要组成部分,其与承重构件构成基础或层间隔震结构,可降低地震对建筑物的损坏.建筑隔震橡胶支座由钢板和橡胶叠合而成,橡胶为有机材料,所以其支座的持荷能力受温度影响较大.由于隔震支座通常位于柱端部或中部,其为结构关键的承重构件,因此对支座进行耐火性能及防火保护研究十分必要.针对建筑隔震橡胶支座耐火性能,按照《建筑构件耐火试验方法第7部分:柱的特殊要求》(GB/T 9978.7—2008)进行无防火保护支座承重耐火性能试验研究,同时进行数值分析,得到直径为520 mm的隔震橡胶支座的耐火极限时间82 min和耐火极限承载力,并通过极限承载力分析得到无防火保护支座满足耐火性能180 min的尺寸阈值为1 000 mm;针对隔震橡胶支座防火保护措施,考虑支座的可动性以及工程适用性,设计两段式组合防火保护方案和柔性防火保护方案,并按照《建筑构件耐火试验方法第1部分:通用要求》(GB/T9978.1—2008)进行非承载的耐火试验研究和相应的数值分析,结果得到两种可动式防火保护方案均满足耐火性能180 min并且隔热性满足支座内部温度均小于橡胶保持力学性能高温阈值150℃的要求.