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高孔隙率水化硅酸钙的合成及对水泥基复合材料保温隔热性能的影响
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作者 王成海 韩昌报 +2 位作者 崔雅楠 严辉 蒋荃 《材料导报》 北大核心 2025年第13期93-99,共7页
水泥基保温材料凭借其优异的防火、耐久性和低成本等优势已在建筑行业得到广泛应用,然而导热系数高、保温性能差成为制约其应用的瓶颈问题,开发具有低导热系数的新型水泥基保温材料对建筑节能意义重大。水化硅酸钙是一种重要的水泥水化... 水泥基保温材料凭借其优异的防火、耐久性和低成本等优势已在建筑行业得到广泛应用,然而导热系数高、保温性能差成为制约其应用的瓶颈问题,开发具有低导热系数的新型水泥基保温材料对建筑节能意义重大。水化硅酸钙是一种重要的水泥水化产物,其孔隙率高且比表面积大,保温隔热性能优异,因而对水泥材料中的水化硅酸钙性能及比例进行调控,是提升保温隔热性能的一种潜在途径。以Na_(2)SiO_(3)和Ca(OH)_(2)为原材料,采用常压水热法合成水化硅酸钙,通过对Na_(2)SiO_(3)模数的调控,获得具有高比表面积、高孔隙率和低导热系数的水化硅酸钙,并将水化硅酸钙作为筑孔剂对水泥基材料进行结构调控。结果表明,当Na_(2)SiO_(3)模数为1.0时,所制备水化硅酸钙的孔隙率达93.56%,比表面积为236.45 g/m^(2),平均孔径为12.52 nm(远低于空气分子自由程69 nm),导热系数低至0.0513 W/(m·K)。随着水化硅酸钙掺量的提高,水泥基材料的干密度从1690 kg/m^(3)下降至765 kg/m^(3);孔隙率从33.3%升高至64.7%,平均孔径从2826.1 nm下降至421.3 nm,这说明水化硅酸钙向水泥基材料中引入了大量纳米孔,进而提高了材料孔隙率。添加不同比例的水化硅酸钙后,水泥基材料的导热系数从0.391 W/(m·K)下降至0.122 W/(m·K),降幅达68.8%;红外成像也表明,水化硅酸钙改性水泥基材料表现出更优异的隔热效果。由于水化硅酸钙向水泥基材料中引入大量微纳米孔,导致热传导路径大大延长,提升了材料的热阻隔能力,从而大幅改善其保温隔热性能。本研究成果可为提高水泥基材料的保温性能提供新的思路和方法。 展开更多
关键词 水化硅酸钙 水热法合成 水泥基复合材料 保温隔热 节能降耗
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