石膏基外墙内保温节能材料的研究

【摘要】：我国建筑物能耗约为总能耗的27.5%。随着人民生活水平的提高，建筑能耗的比例必将进一步提高。 为了节约能耗和保护环境，对建筑物隔热、保温性能的要求愈来愈高。外墙是影响建筑节能的一个至关重要的因素，建筑物总能耗中有20～30%消耗在外墙。因此研究外墙保温的形式和新型保温材料，对于建筑物节能具有重要意义。 本文分析东莞和珠三角地区夏热冬暖的气候特性，提出采用外墙内保温的保温技术措施，完全可以达到国家对建筑节能的要求。研究了一种以石膏为主要胶凝材料的石膏基外墙内保温材料。石膏本身的导热系数小、具有极好的防火性能、收缩小，不易开裂脱落，并能在一定范围内调节室内的温度。但石膏又是一种气硬性材料，直接用于外墙内保温仍有许多技术问题和特性需要解决或提高。本研究采用不同的石膏改性剂对石膏的强度、软化系数、凝结时间、导热系数进行改性或调节，使其能适合施工、建筑节能及使用的要求。并试验和研究了用引气剂调节石膏硬化体的干密度、从而降低其导热系数的方法。这种方法较传统的添加聚苯乙烯颗粒调节石膏硬化体的干密度的方法具有更好的特性。 研制的石膏基外墙内保温节能材料的技术指标为：干密度＜300kg/m3、导热系数≤0.07w/m·k、抗压强度≥0.20MPa、压剪粘结强度≥50KPa，从而满足降低能耗50%的要求。 本研究对石膏及其水化硬化体的微观结构进行了分析研究，用SEM、DSC、IR、XRD等不同方法进行了观察。得出了α半水石膏粉和β半水石膏粉及其水化硬化体不同的差热曲线和不同的显微结构。微观的分析也证明，各种石膏改性剂在石膏混合、搅拌、水化、凝结、硬化、干燥等一系列过程中没有参与任何化学反应，但可以使石膏晶体结构的致密性得到改善，从而提高石膏硬化体的物理力学性能。 【关键词】：建筑节能 外墙内保温 石膏 改性剂
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TU551
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 立项背景10
• 1.2 建筑节能的重要意义10-11
• 1.2.1 我国能源和能源总消耗状况与世界水平的比较10
• 1.2.2 建筑节能在我国的重要意义10-11
• 1.3 外墙节能在建筑节能中的重要性11-12
• 1.4 外墙节能的形式、适应性及优缺点12-15
• 1.4.1 外墙外保温技术12
• 1.4.2 外墙内保温技术12-13
• 1.4.3 外墙保温不同形式优缺点的一般分析13
• 1.4.4 夏热冬暖地区外墙内保温性能分析13-15
• 1.5 本课题的研究内容15-16
• 第二章 试验用原材料、仪器设备与测试表征方法16-24
• 2.1 实验用原材料16-18
• 2.1.1 胶凝材料16
• 2.1.2 石膏改性材料16-17
• 2.1.3 改性材料对半水石膏水化物及硬化体性能的影响17-18
• 2.2 试验用仪器及表征方法18-24
• 2.2.1 x-射线衍射分析（XRD）18
• 2.2.2 差热分析（DSC）18-19
• 2.2.3 红外光谱分析（IR）19
• 2.2.4 扫描电镜分析（SEM）19
• 2.2.5 抗折、抗压和压剪强度的测定19-20
• 2.2.6 凝结时间的测定20
• 2.2.7 导热系数和传热系数的测定20-23
• 2.2.8 保水性、溶析率、软化系数的测定23-24
• 第三章 建筑石膏性能的研究24-36
• 3.1 石膏的水化硬化机理24-26
• 3.1.1 石膏的组成及相变24
• 3.1.2 石膏的水化硬化机理24-26
• 3.2 缓凝剂对石膏性能的影响26-30
• 3.2.1 正交试验26-27
• 3.2.2 结果与分析27-29
• 3.2.3 复合缓凝剂的研究29-30
• 3.3 减水剂对石膏力学性能的影响30
• 3.4 保水剂对石膏性能的影响30-32
• 3.5 粘结强度增强剂对石膏性能的影响32-34
• 3.6 碱度调节剂34-35
• 3.7 本章小结35-36
• 第四章 石膏基外墙内保温节能材料的研究36-45
• 4.1 石膏改性剂用量及作用的确定36
• 4.2 石膏基外墙内保温节能材料轻质掺和料的确定36-42
• 4.2.1 膨胀玻化微珠用量的确定36-40
• 4.2.2 石膏基外墙内保温材料配比的确定40-42
• 4.3 石膏基外墙内保温节能材料性能测试42-43
• 4.3.1 性能测试配合比42
• 4.3.2 性能测试结果42-43
• 4.4 石膏基保温材料硬化体的主要物理力学性能43-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第五章 石膏胶凝材料性能特征和微观分析45-55
• 5.1 α和β半水石膏的 DSC 测试45-47
• 5.2 α和β半水石膏粉的 SEM 图47-48
• 5.3 石膏水化硬化体的显微结构分析48-51
• 5.3.1 α和β半水石膏水化硬化体的显微结构49-50
• 5.3.2 掺石膏改性剂后二水石膏的显微结构50-51
• 5.3.3 引气剂对石膏硬化体显微结构的影响51
• 5.4 二水石膏硬化体的 XRD 分析51-52
• 5.5 二水石膏硬化体的 IR 分析52-54
• 5.6 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-60
• 致谢60-61
• 附件61

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