SiO2氣凝膠/發泡水泥基復合材料的微觀結構及性能

曹家豪，李亞靜，劉洪麗，潘 華，韓 雪，李洪彥，李 婧

(1.綠色建筑材料國家重點實驗室，北京 100024;2.天津城建大學材料科學與工程學院，天津 300384)

0 引 言

目前，我國推行綠色環保、節能降耗的策略方針，新型建筑節能材料已成為新的研究領域。發泡水泥是一種多孔材料，由膠凝材料[1-3]、摻和料[4-6]、促凝劑[7-9]、發泡劑[10-12]、穩泡劑[13-17]等按一定比例混合組成[18]。其中發泡劑是制備發泡水泥的重要組成部分。常用的發泡劑主要有表面活性劑、蛋白質、金屬粉末和雙氧水(H2O2)[19-24]。發泡水泥具有質量輕、導熱系數低、抗震性能好、耐火性好、隔音性能好、無毒害等優點[25-26]，這些優越的性能非常符合建筑節能的要求，使得發泡水泥近些年在建筑保溫、建筑結構和道路建設等領域中的應用逐漸增多[27-30]。

SiO2氣凝膠是一種納米粒子相互交聯形成的具有三維網狀結構的非晶態材料，氣凝膠的出現，實現了人們對超輕、絕熱固體材料的追求。Jais等[31]首先做出嘗試，采用稻殼灰制得SiO2氣凝膠之后，將7%的水泥替換為氣凝膠，制得的砌塊沒有產生明顯的強度降低，但導熱系數降低了50%。Kim等[32]在氣凝膠的添加量為水泥質量的2%時，發現砂漿導熱系數降幅高達75%，但力學性能損失較高。SiO2氣凝膠單獨作為一種輕骨料使用，只有在添量較高時，才能達到使用要求的節能效果，這不符合節能降耗的策略方針。隨后Hanif 等[33]將SiO2氣凝膠與粉煤灰空心微珠共同作為輕骨料，以水泥為粘結劑，聚乙烯醇纖維用于改善水泥基復合材料的力學性能，導熱系數最低為0.319 W/(m·K)。……