| 近年來，隨著人們對(duì)建筑節(jié)能和室內(nèi)熱濕環(huán)境愈來愈重視，開發(fā)調(diào)溫、調(diào)濕材料逐步成為復(fù)合型建筑功能材料研究和應(yīng)用領(lǐng)域的熱點(diǎn)。
非金屬礦物種類繁多，且價(jià)格低廉，無需復(fù)雜加工就能制造出大孔容積、高比表面積、寬孔徑范圍的多孔載體功能材料，有望在調(diào)溫、控濕和防治環(huán)境污染等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
1、非金屬礦物基調(diào)溫復(fù)合材料
建筑應(yīng)用得最廣泛的調(diào)溫復(fù)合材料是多孔基復(fù)合相變材料，它是指多孔礦物材料對(duì)相變材料進(jìn)行定形封裝再加入到建筑材料，根據(jù)相變材料發(fā)生相變吸放熱的特性，可以降低室內(nèi)溫度波動(dòng)，達(dá)到隔熱保溫的目的。定形復(fù)合相變材料加入水泥砂漿可吸收水泥水化過程產(chǎn)生的水化熱，防止建筑表面熱裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。
多孔礦物材料對(duì)相變材料的封裝制備方法主要有真空吸附（浸漬）法、液相插層法及熔融插層法。
真空吸附法：是將載體加入到錐形瓶中進(jìn)行真空處理，達(dá)到真空度后，加入熔融狀態(tài)的相變材料，進(jìn)行吸附處理一段時(shí)間。
液相插層法：是通過有機(jī)或無機(jī)溶劑將相變材料溶解，將載體材料加入到該混合液，相變材料能夠吸附在載體材料的孔隙結(jié)構(gòu)中，加熱待溶劑揮發(fā)后即可形成復(fù)合材料。
熔融插層法：是將相變材料與載體進(jìn)行熔融共混，利用孔隙結(jié)構(gòu)的表面張力和毛細(xì)管作用力，使相變材料能轉(zhuǎn)移進(jìn)入載體的孔隙之間，形成相變復(fù)合材料。
這些方法都是將相變儲(chǔ)熱材料嵌入到非金屬礦物材料的微孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)相變材料起到密封作用，防止其受熱液化產(chǎn)生宏觀流動(dòng)，減小泄漏的可能性。
（1）硅藻土基復(fù)合相變材料
硅藻土是由古代硅藻的遺骸沉積而成，表面布滿孔隙，可吸附自身質(zhì)量3-4倍的物質(zhì)，它具有疏松多孔，密度小，比表面積大等特性，表明其有優(yōu)良的吸附能力。
硅藻土是生產(chǎn)輕質(zhì)高強(qiáng)墻體的絕佳原材料，在保證墻體力學(xué)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，硅藻土可有效降低建筑物質(zhì)量，進(jìn)而提高房屋抗震強(qiáng)度。同時(shí)具備耐高溫、耐腐蝕的特點(diǎn)，與水泥混凝土相容性好，因此以硅藻土為基體的調(diào)溫調(diào)濕功能性材料一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。
Jeong等采用真空浸漬法將正十六烷、正十八烷和石蠟分別嵌入到硅藻土孔內(nèi)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)相變材料含量為50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，定形相變材料無泄漏現(xiàn)象，具有良好的形狀穩(wěn)定性，它的耐熱性甚至優(yōu)于純相變材料。
錢婷婷采用水熱還原法和溶液共混法在硅藻土表面分別修飾Ag顆粒和碳納米管，并嵌入液態(tài)聚乙二醇，導(dǎo)熱率分別提高了240%和260%，PEG的過冷度也得到一定程度降低，更適用于建筑節(jié)能材料領(lǐng)域。
（2）海泡石基復(fù)合相變材料
海泡石是一種長纖維狀富鎂硅酸鹽礦物，在高溫下不燃燒，物質(zhì)結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定，是性能極佳的保溫材料，適用于航空、航天等特殊領(lǐng)域。海泡石具有兩層硅氧四面體，還有中間一層氧鎂八面體，水分子和可交換的陽離子位于層狀結(jié)構(gòu)單元上下相間與鍵平行的孔道。該特殊孔道可有效吸附相變材料，從而制備海泡石基復(fù)合相變材料，進(jìn)而加入到相關(guān)建筑材料。
張?chǎng)瘟值仍捎靡合喾ㄖ苽溆仓?海泡石復(fù)合相變儲(chǔ)能建筑材料，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該復(fù)合材料儲(chǔ)熱性能大、耐熱性能良好，有效阻止和延緩熱量流出或流入建筑室內(nèi)。
Shen等采用真空浸漬法將月桂酸浸漬到改性海泡石中，研究了煅燒、堿浸和鹽酸處理對(duì)海泡石的相變材料最大負(fù)載量的影響。改性后的海泡石比原礦材料提升了50%的負(fù)載量，該復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱率則提高了1.8倍，過冷度降低了0.9-1.2℃。
（3）膨潤土基復(fù)合相變材料
膨潤土是一種含水粘土礦，主要成分是蒙脫石，含量在30%-90%之間，層狀結(jié)構(gòu)與海泡石類似。以膨潤土為原材料的輕質(zhì)墻體，可用模型打墻，成型速度快，無需蒸汽養(yǎng)護(hù)，便于施工。鈣基膨潤土具有粘結(jié)性和高塑性，可作為墻體材料的膠凝劑和固化劑。
劉弋潞等采用液相插層-超聲震動(dòng)方法制備鈉基膨潤土復(fù)合相變材料并制成相變石膏板，該相變儲(chǔ)能石膏板的吸水率是（26.8±0.2）%，保溫隔熱性能是普通石膏板的3倍，最大斷裂負(fù)荷比國家標(biāo)準(zhǔn)高14.1%，表明了該成果在建筑行業(yè)具有良好的應(yīng)用前景。
Chen分別以膨潤土和聚合物為支撐載體制備了定形相變材料，前者主要以毛細(xì)管作用力吸附相變材料，后者以氫鍵固定熔融狀態(tài)下的相變材料。結(jié)果表明，膨潤土最大吸附量為50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），聚合物載體相變材料最大負(fù)載容量為70%，且后者的相變焓高于前者，但是膨潤土基復(fù)合相變材料的導(dǎo)熱率比純相變材料高近一倍，而聚合物基相變材料的導(dǎo)熱效果與相變材料相差無幾。
綜上所述，大多數(shù)非金屬礦物材料自身質(zhì)輕、密度小，適合做輕質(zhì)墻體的原材料，可通過其自身豐富孔隙結(jié)構(gòu)吸附相變材料制成相變細(xì)骨料，按等質(zhì)量代砂法加入到砂漿、混凝土，降低太陽輻射量對(duì)室內(nèi)環(huán)境的影響，但是應(yīng)當(dāng)注意替砂率對(duì)砂漿、混凝土力學(xué)強(qiáng)度、耐久性等工作性能的影響。
2、非金屬礦物基調(diào)濕復(fù)合材料
目前非金屬礦物基調(diào)濕復(fù)合材料主要集中在調(diào)濕材料的研制和性能檢測(cè)，天然的多孔基礦物材料調(diào)濕性能仍達(dá)不到實(shí)際應(yīng)用的要求，一般需要用物理或化學(xué)的方法對(duì)其進(jìn)行改性，著重于對(duì)內(nèi)部孔道結(jié)構(gòu)以及大小和數(shù)量的改進(jìn)。
近年來，學(xué)者們著手復(fù)合不同類型的調(diào)濕材料，如無機(jī)鹽/無機(jī)礦物、無機(jī)礦物/有機(jī)高分子、無機(jī)礦物/無機(jī)礦物等復(fù)合材料，使礦物材料的吸濕容量和濕度響應(yīng)速率進(jìn)一步提升。
（1）無機(jī)鹽/無機(jī)礦物復(fù)合調(diào)濕材料
該類材料是利用無機(jī)鹽調(diào)濕材料（如CaCl2、MgCl2等）對(duì)無機(jī)礦物材料進(jìn)行改性或者混合成型制備出高濕容量和高濕度響應(yīng)速度的復(fù)合調(diào)濕材料。
如采用CaCl2對(duì)海泡石進(jìn)行改性，隨著CaCl2用量的增大，海泡石的吸濕容量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。
劉露以氧化鎂為主要原料，與改性礦物材料加水混合成漿體澆注成型制成氧化鎂基復(fù)合調(diào)濕材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性礦物材料均勻分布于復(fù)合調(diào)濕材料中，當(dāng)?shù)V物材料摻和量為20%，試塊尺寸為50mm×50mm×50mm的飽和吸濕量為3.1529g（85%RH），飽和放濕量為2.8581g（25%RH），表現(xiàn)出良好的吸濕性能。
（2）無機(jī)礦物/有機(jī)高分子復(fù)合調(diào)濕材料
該類材料是利用有機(jī)材料進(jìn)行對(duì)無機(jī)礦物混合改性，提高多孔材料的孔隙大小、層間間距和成膜能力。
黃劍鋒等采用丙烯酰胺對(duì)膨潤土進(jìn)行插層聚合處理，制成聚丙酰胺/膨潤土復(fù)合調(diào)濕膜，膨潤土的層間間距由1.607nm拓寬為2.079nm，同時(shí)發(fā)現(xiàn)復(fù)合調(diào)濕膜中膨潤土的含量越高，調(diào)濕膜的吸濕容量就越小，吸濕速率也隨著變慢，放濕速率卻增加了。
任曙憑將沸石、海泡石、硅藻土等多類無機(jī)礦物與丙烯酸聚合，制備出多種復(fù)合調(diào)濕材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，硅藻土類材料對(duì)環(huán)境濕度控制能力最高，這是因?yàn)楣柙逋恋谋缺砻娣e較大，易于高分子包裹，使得調(diào)濕性能更加優(yōu)越。
（3）無機(jī)礦物/無機(jī)礦物復(fù)合調(diào)濕材料
該類材料是將多種無機(jī)礦物材料進(jìn)行混合、復(fù)合處理，以制造出寬孔徑范圍的復(fù)合多孔材料。
呂榮超將海泡石加入到沸石、硅藻土制成混合品試樣。結(jié)果表明，隨著海泡石摻入量的增加，兩者的混合品試樣相較沸石、硅藻土調(diào)濕能力均有上升，但是均小于海泡石原礦，這是因?yàn)闃悠分g只是簡(jiǎn)單的機(jī)械混合，物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)并無改變。
馬明明等將硅藻土、鉀長石、黏土和滑石粉高溫?zé)Y(jié)制備出復(fù)合調(diào)濕材料。結(jié)果表明，當(dāng)燒結(jié)溫度為900℃，制成的樣品吸濕量最大為32.84mg/g，分別比燒結(jié)溫度為950℃和1050℃的吸濕量大34.68%和82.49%。
當(dāng)然，礦物基調(diào)溫調(diào)濕復(fù)合材料不僅局限于調(diào)溫或者控濕的單一功能，可針對(duì)高溫高濕地區(qū)，將材料應(yīng)用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑室內(nèi)熱濕環(huán)境的同步調(diào)節(jié)。開發(fā)礦物基載體功能材料，不僅能拓寬非金屬礦物的應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)其高附加值、精細(xì)化綜合利用，更是目前非金屬礦物精細(xì)加工的必然要求，其市場(chǎng)前景值得期待。
參考資料：礦物基載體功能材料調(diào)溫調(diào)濕性能研究進(jìn)展，作者：張?chǎng)瘟值?br />
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