納米氣凝膠改性水泥基材料耐高溫性能試驗(yàn)研究及其應(yīng)用.pdf

1、水泥基材料屬于不可燃材料，在火災(zāi)中(高溫下)不產(chǎn)生煙霧和有毒氣體，但高溫下水泥基材料自身發(fā)生的物理及化學(xué)變化使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，降低其耐久性以及安全性，造成重大的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。納米氣（硅）凝膠由于其極低的導(dǎo)熱性能(導(dǎo)熱系數(shù)為0.017W/m·K，低于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)0.026W/m·K)，正在成為一種新型的隔熱材料。浙江大學(xué)徐世娘科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的超高韌性水泥基復(fù)合材料(Ultra High Toughness Cementitiou

2、s Composites，UHTCC)有著高強(qiáng)高韌的特性，本文在UHTCC的基礎(chǔ)上通過納米氣凝膠改性，提升材料保溫隔熱性能，并分析納米氣凝膠改性水泥基材料保溫、防火、結(jié)構(gòu)性能一體化的可行性。
　　1、在UHTCC基體中摻入體積摻量為20％、30％和40％的納米氣凝膠復(fù)合材料，常溫狀態(tài)下測(cè)得導(dǎo)熱系數(shù)最低可至0.2614W/m·K，將其在ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫狀態(tài)下高溫處理1小時(shí)后，發(fā)現(xiàn)材料未出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象，剩余抗壓強(qiáng)度最高可達(dá)9.82M

3、Pa，剩余抗折強(qiáng)度最高可達(dá)3.33MPa。
　　2、根據(jù)規(guī)范《纖維水泥夾芯復(fù)合墻板》(JC/T1055-2007)設(shè)計(jì)一種納米氣凝膠改性水泥基復(fù)合板，結(jié)合ANSYS模擬驗(yàn)證其抗壓強(qiáng)度、抗彎破壞荷載、導(dǎo)熱系數(shù)均符合規(guī)范要求。
　　3、將摻有體積摻量為20％、30％和40％的納米氣凝膠復(fù)合材料的納米氣凝膠改性水泥基材料置于ISO834標(biāo)準(zhǔn)升溫狀態(tài)下進(jìn)行高溫處理，通過內(nèi)部指定點(diǎn)的升溫情況研究其隔熱性能，并建立一種厚型防火材料火災(zāi)情

4、況下內(nèi)部升溫模型。
　　4、將摻有體積摻量為40％的納米氣凝膠復(fù)合材料的納米氣凝膠改性水泥基材料作為防火涂料涂至墻板上進(jìn)行真實(shí)火災(zāi)試驗(yàn)，與四川天府防火材料進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)其具有良好的隔熱性能，并且與墻體面板間粘結(jié)性良好，實(shí)際使用安全性高。
　　5、利用ANSYS計(jì)算并對(duì)比混凝土板以及納米氣凝膠改性水泥基復(fù)合板在火災(zāi)情況下的溫度場(chǎng)分布情況，發(fā)現(xiàn)復(fù)合板整體隔熱性能遠(yuǎn)高于混凝土板，在火災(zāi)中3小時(shí)后，夾心層溫度在400℃以下，依舊能保持