Aditivos ligeros para hormigón | Agentes espumantes de alto rendimiento para hormigón celular
Más que 1/3 del consumo total de energía de toda la sociedad proviene del consumo de energía de los edificios. En la situación actual de escasez de recursos, es imperativo reducir el consumo energético de los edificios nuevos. La forma tradicional de reducir el consumo energético de los edificios es utilizar lana de roca., materiales de espuma, tablero de poliestireno, tablero de poliuretano, etc.. Estos materiales son de alta conductividad térmica., No es un buen efecto de ahorro de energía.;O mala protección contra incendios, creando otros riesgos para el edificio. La invención del material de aerogel de sílice abre una nueva forma para la conservación de energía en los edificios..
El aerogel de sílice es un nuevo tipo de nanomaterial con una estructura de red porosa y una gran superficie específica. Dentro de la materia, hay más que 90% Volumen de aire con muy baja densidad. El material aerogel tiene una conductividad térmica muy baja., y se utiliza como material de construcción, que tiene las ventajas de un peso ligero y un buen efecto de ahorro de energía.
1. Ventajas de los materiales ahorradores de energía del aerogel de sílice.
La razón por la cual los materiales de aerogel de sílice que ahorran energía pueden desarrollarse rápidamente y atraer la atención general de académicos de diferentes países tiene sus ventajas sobresalientes., que se reflejan principalmente en los siguientes:
Primero, buen efecto de aislamiento. Los materiales de aerogel de sílice tienen alta porosidad. Hay tres tipos de transferencia de calor en los materiales de aerogel de sílice.: (1) Baja conductividad. El aerogel de sílice tiene baja densidad y alta porosidad., y sus características estructurales amplían la ruta de propagación del calor en el material., reduciendo en gran medida la eficiencia de transmisión de calor, y su conductividad térmica es 0.2% del de materiales sólidos homogéneos.(2) Convección.El tamaño de partícula coloidal de los materiales de aerogel de sílice es menor que 20 Nuevo Méjico, menos que 1/3 del camino libre promedio de las moléculas de aire (acerca de 70 Nuevo Méjico), lo que restringe en gran medida el libre movimiento de las moléculas de aire dentro de los materiales de aerogel de sílice, y reduce en gran medida la conductividad térmica convectiva del aire..(3) Radiación.La radiación térmica del aerogel de sílice se repite con la longitud de onda de la luz infrarroja., que puede cubrir la mayor parte de la radiación infrarroja, proteger la radiación térmica, y la conductividad térmica de la radiación es muy baja. Por lo tanto, La conductividad térmica general del aerogel de sílice es muy baja., que suele ser entre 0.01 y 0,03w /(m·K) a temperatura ambiente bajo presión atmosférica. Es el más bajo entre los materiales sólidos conocidos y tiene un buen efecto de aislamiento térmico..
Segundo, El aerogel de sílice tiene baja densidad..La densidad de los materiales de aerogel de sílice está entre 0. 16 y 4.0 kilogramos/m3, mientras que la densidad del aire es 1.29 kilogramos/m3, la madera es 0.5 ×103 kilogramos/m3, y el acero es 7,9×103 kg /m3.
Tercero, alta transparencia. El aerogel de sílice es un material coloide poroso a nanoescala, con un largo camino libre de luz promedio y una reflexión térmica casi nula. Puede penetrar la luz solar y reducir la radiación infrarroja a baja temperatura.. Se puede utilizar en un sistema de recolección de energía solar para mejorar significativamente la eficiencia de la calefacción y reducir la pérdida de calor..
Además, El aerogel de sílice también tiene importantes ventajas en el aislamiento acústico., prevención de incendios, resistencia a la corrosión y resistencia al envejecimiento. Es un nuevo tipo de material de construcción que ahorra energía y es seguro., ahorro de energía y protección del medio ambiente.
2. El papel del aerogel de sílice en mortero y hormigón.
El mortero y el hormigón tradicionales son materiales de construcción básicos con capacidad de unión que se forman añadiendo cemento., árido fino o árido y agua, con alta densidad y casi sin rendimiento de aislamiento térmico. Agregar aerogel de sílice con baja conductividad térmica al mortero y concreto tradicional puede compensar este defecto..
Cómo aplicar aerogel de sílice en mortero y hormigón？
Hacer geles con cemento Portland, agregando aerogel de SiO2 y perlas de vidrio, mortero aislante de aerogel de sílice hecho, Las perlas de vidrio son mayores que el tamaño de las partículas de aerogel de sílice., cuanto mayor sea el tamaño de las perlas de vidrio que rellenan la matriz del mortero, El pequeño tamaño de las partículas de aerogel de sílice llena aún más el espacio de las perlas de vidrio., Reducir eficazmente la porosidad del mortero de aislamiento térmico., el aumento significativo en el camino del calor a través del mortero de preservación del calor, fuerte disminución del coeficiente de conductividad térmica, El rendimiento de preservación del calor mejoró significativamente. Aplique mortero aislante en la superficie de la pared exterior del edificio., y utilizar software de análisis para simular el rendimiento del aislamiento.. Cuando la temperatura exterior es 38 ℃ en verano, la temperatura interior es sólo 23 ℃. Cuando la temperatura exterior es -16 ℃ en invierno, y la temperatura interior es 15 ℃, cuanto mayor sea el espesor del mortero aislante, mayor es la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior, Se puede observar que el mortero aislante de aerogel de sílice dificulta la difusión del calor., y el efecto de ahorro de energía del aislamiento es obvio. Según el análisis de sus beneficios económicos y sociales, para un edificio de 24 pisos, el uso de mortero aislante con un espesor de 30 mm puede ahorrar 50% de consumo de energía al año, ahorrar el costo de calefacción y refrigeración de 594 yuan, y reducir las emisiones de CO2 en casi 4 t, protegiendo así el medio ambiente atmosférico.
Cuando se agrega aerogel de sílice al concreto, no sólo puede reducir la calidad del hormigón, sino que también reduce la conductividad térmica. Sin embargo, La adición de aerogel de sílice dañará la resistencia mecánica del hormigón., por lo que el hormigón de aerogel de sílice se suele utilizar en muros sin carga.
El material de aerogel de sílice tiene propiedades físicas y químicas únicas debido a su microestructura especial., especialmente su bajísima conductividad térmica, lo que lo hace tener una gran perspectiva de aplicación en la industria de la construcción.. El aerogel de sílice se agrega al mortero y al concreto para mejorar el efecto de conservación de energía y preservación del calor de la estructura básica de los edificios. La modificación compuesta orgánica o inorgánica del aerogel de sílice puro puede mejorar las propiedades integrales de los materiales compuestos y producir mayores valores económicos y sociales..
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