中國粉體網(wǎng)訊 日前，我國建材行業(yè)首次集中發(fā)布了近年來具有顛覆性、突破性、原創(chuàng)性成果的最新科技。其中包括水泥氣凝膠“超級材料”。
隔熱節(jié)能新材料：水泥氣凝膠
在建筑材料中有一種保溫材料叫氣凝膠。氣凝膠是一種以納米粒子或高聚物分子為骨架，具有三維網(wǎng)絡納米多孔結構的輕質固體材料，具有超低密度（密度最低為0.003g/cm3）、納米級孔徑（1~100nm）、低熱導率（0.013~0.016W/m·k）和高孔隙率（80%~90%）等優(yōu)良特性，在保溫隔熱和節(jié)能降耗等方面應用廣泛。
傳統(tǒng)隔熱材料和氣凝膠隔熱材料性能對比
作為近年來化學領域新興技術之一，氣凝膠密度低、重量輕、隔熱性能優(yōu)異，但成本高昂，在建材領域一直難以普及。而新型建材——水泥氣凝膠有望破解這個難題。
水泥氣凝膠的性能特點
作為目前世界上應用最廣泛的建筑材料，水泥因其高力學強度、良好的耐久性和抗高溫能力而被廣泛應用在各類大型和超大型建筑中，如三峽大壩、港珠澳大橋等。然而，水泥原材料在制備過程中的兩磨一燒過程排放了大量的溫室效應氣體，水泥行業(yè)的溫室氣體排放量約占全球溫室氣體排放的10%。因此，在保持水泥基材料良好的力學強度的同時，集成優(yōu)異的隔熱性能并減輕環(huán)境負擔成為一項重要的挑戰(zhàn)。
2023年2月，國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、國家能源局四部門曾聯(lián)合發(fā)布了《高耗能行業(yè)重點領域節(jié)能降碳改造升級實施指南（2022年版）》，指出水泥行業(yè)應“推動采用氣凝膠等技術，進一步提升燒成系統(tǒng)能源利用效率”。
水泥氣凝膠，正是一種以水泥為主要成分的新型氣凝膠。這種神奇新建材具有眾多優(yōu)良性能。
安全無毒
作為一種建筑材料，安全無毒是一個必要前提。這種水泥氣凝膠性能非常穩(wěn)定，即便長時間浸泡在魚缸里，也不會向水中釋放任何有毒物質，對魚兒的健康沒有任何影響。
力學性能
東南大學曾做過實驗，表示水泥氣凝膠在應變較大時，樣品微觀形貌并沒有明顯的開裂或破壞，保持了基本的層狀結構，展現(xiàn)了較高的延性，并且具有明顯的負泊松比現(xiàn)象，抗壓強度高。
水泥氣凝膠雖然輕但強度和韌性好。一個半斤重的鋼球從50厘米的高處做自由落體，可以看到鐵球穩(wěn)穩(wěn)地落在上面，甚至沒有發(fā)生反彈跳躍。一個140斤左右的成年人站在上面，它也依舊穩(wěn)固，幾乎沒有發(fā)生形變。
疏水性能
水泥氣凝膠有著非常優(yōu)異的疏水性能，不管是水、咖啡或是其他液體，滴在表面，水珠就像在荷葉上一樣跳躍滾動，不會附著染色。哪怕是強酸、強堿也不會對它造成腐蝕。
隔熱性能
由于高孔隙率和均勻的層狀結構，水泥氣凝膠具有良好的隔熱性能，其導熱率低至0.020W/(m·K)。記者用1200多度的噴射火焰對著它噴上十幾秒，手貼在1.5厘米的氣凝膠薄板后面，幾乎感覺不到溫度的變化。如果我們的房屋采用這種材料作為保溫層，就可以減少熱傳導，把空調或暖氣的能耗降低一半左右。
吸聲性能
水泥氣凝膠的三維層狀結構具有易于控制結構孔隙率和曲折度的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)良好的隔聲效果。
應用前景
新型高效的氣凝膠隔熱材料是目前最優(yōu)的節(jié)能隔熱新材料，是助力實現(xiàn)“雙碳”目標的節(jié)能降耗新材料。
水泥氣凝膠不僅性能優(yōu)越，解決了傳統(tǒng)建筑材料高力學性能和高隔熱性的矛盾，而且成本低。東南大學材料科學與工程學院院長佘偉表示：這種氣凝膠它的主要成分是價格低廉的水泥，所以它的成本只有常規(guī)氣凝膠的二十分之一，未來它在建材領域將會有著非常廣闊的應用前景。
信息來源：央視新聞、東南大學學報、材料研究。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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