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本论文主要研究了将具有中空结构硬硅钙石二次粒子和具有纳米孔结构SiO2气凝胶采用真空复合结合超临界干燥技术制备硅酸钙复合纳米孔超级绝热材料的方法，将此复合材料制成的纳米孔超级绝热板应用于钢结构防火保护。
SiO2气凝胶的合成采用溶胶-凝胶法。对合成SiO2气凝胶的影响因素、超临界干燥、物性及结构特征进行了研究。研究表明，以正硅酸乙酯(TEOS)作为前驱体、乙醇和水的混合液为溶剂、盐酸和氨水为酸碱催化剂，经过溶胶-凝胶过程，可以获得SiO2醇凝胶。制备凝胶配方为：H2O/TEOS=3～8(摩尔比)；pH值在第一步反应控制在3～4，第二步反应控制在7～8；温度在室温下或不高于60℃；老化时间是在室温下老化2～4天；EtOH/TEOS视拟制备气凝胶密度而定。然后使用超临界干燥技术得到了不同密度具有纳米孔结构的SiO2气凝胶样品。
采用真空浸渍技术成功的制备出中空结构的硬硅钙石二次粒子内部充满了具有纳米孔SiO2气凝胶的复合超级绝热材料。这种材料的平均孔径为9.1nm，90﹪孔径小于50nm，其他都在80nm以内。与SiO2气凝胶复合后，硬硅钙石的导热系数降低了38﹪，常温常压下导热系数为0.025W/(m·K)，已经低于空气的导热系数值，抗压强度提高了67﹪，抗折强度提高了29﹪，保温绝热性能和机械强度明显提高，且匀温灼烧实验的线性收缩率仅为1﹪。
利用ANSYS有限元软件的热分析模块对普通防火涂料和复合防火板在钢结构应用中的防火性能进行对比分析，实验结果表明复合防火板的防火时间远远高于目前一般厚质防火涂料的防火时间，从而在很大程度上提高了钢结构的防火性能。