泡沫混凝土在建筑物中的能源效率越來越高。然而,它們的密度(?400 kg / m 3)和導(dǎo)熱系數(shù)(0.10 W /(m·K))需要進一步降低,以滿足綠色和近乎零能耗建筑的高性能應(yīng)用。近期,廣州大學(xué)建筑節(jié)能材料與技術(shù)(BEEM)研究團隊,將通過溶膠-凝膠常壓干燥制備出的性能優(yōu)異的SiO2氣凝膠粉體,加入到泡沫混凝土中制備出了性能非常優(yōu)異的多級孔徑結(jié)構(gòu)的氣凝膠泡沫混凝土,并對其導(dǎo)熱系數(shù)建立了理論計算模型。該新型氣凝膠泡沫混凝土具有超低的密度和導(dǎo)熱系數(shù),同時具有很好的力學(xué)強度,解決現(xiàn)今泡沫混凝土密度和導(dǎo)熱系數(shù)過高以及低密度低導(dǎo)熱系數(shù)時難以成型的問題,可以通過理論模型準確預(yù)測其導(dǎo)熱系數(shù),可以很好的將氣凝膠粉體應(yīng)用于建筑保溫。
這種新型氣凝膠泡沫混凝土,密度低至198 kg / m 3通過在微孔泡沫混凝土中加入超絕緣和納米多孔氣凝膠,成功制備了0.049 W /(m·K)的導(dǎo)熱系數(shù)。實驗研究了氣凝膠泡沫混凝土的微觀結(jié)構(gòu)和導(dǎo)熱系數(shù)。建立了基于改進的Maxwell模型預(yù)測氣凝膠泡沫混凝土的熱導(dǎo)率的模型。計算結(jié)果用實驗數(shù)據(jù)驗證,誤差小于5%。利用該模型,研究了三元比對導(dǎo)熱系數(shù)的影響,并實現(xiàn)了針對小導(dǎo)熱系數(shù)的優(yōu)化。因此,實驗制備了具有比例的三元氣凝膠泡沫混凝土樣品,其導(dǎo)熱系數(shù)和密度比現(xiàn)有泡沫混凝土低約50%。因此,具有高性能的新型氣凝膠泡沫混凝土可廣泛用于綠色和近零能耗建筑中的潛在應(yīng)用。