关键词：气凝胶；建筑节能领域；应用形式与效果；分析
引言：气凝胶材料的出现始于20世纪的30年代，是一种性能良好的保温隔热材料,但是在之前受到设备工艺的影响,这项材料多应用于航天航空、军事、医药等较为高端的领域中,随着当前研究工作的逐渐深入，气凝胶材料在其他领域中的应用也逐渐得到了发展和深化。特别是在近年来我国经济和社会的稳定发展，建筑能耗工作也成为了占据社会发展总能耗四分之一的重要部分，可以说开展建筑节能工作已经成为了当前社会发展中不可忽视的一项重要工作。
一、气凝胶
（一）气凝胶论述
气凝胶又被称之为固态烟或是冻烟，是当前社会中最已知的最轻固体材料。经过分析和研究发现，气凝胶是一种具备三维网状的微观结构，正是由于这种相对比较特殊的结构使其具备了很多其他材料不具备的性能，这也使得其在隔热、催化和隔音.上都有着十分明显的发展趋势。
（二）气凝胶的制备
关于气凝胶的制备过程主要可以分为三个部分：制备湿凝胶、湿凝胶老化和干燥湿凝胶。首先，制备湿凝胶，是将反应液体中的纳米颗粒进行聚集，将液体中的纳米颗粒物质聚集成紧密的三维网状结构，使其观察起来更加明显。其次，湿凝胶的老化，从反应的角度出发，可以视为对三维网状结构的加固过程。在溶胶达到相应的凝胶临界点时，将硅聚合物与凝胶结构骨架上未参与反应的活性基团进行填充。在该条件下，为进行反应的聚合物可以进行水解、缩合与加成，使二氧化硅网状结构进行充分加固。最后，干燥湿凝胶，这不仅是制备气凝胶的最后一个环节，也是最重要的一步。一般情况下，有常压干燥和超临界干燥两种处理方式，前者在进行操作时更加便捷，但是容易出现凝胶过于干燥裂开的问题。因此，在制备的过程中，通常选用后者的干燥方法，而这种干燥方式相对来说比较复杂，成本也略高，也是影响气凝胶价格的重要因素。
二、气凝胶材料在建筑中的应用形式与效果
（一）气凝胶颗粒
气凝胶颗粒在一般情况下是指二氧化硅气凝胶，二氧化硅的化学性质有疏水性和亲水性，而气凝胶颗粒也将这两种性质得以延伸。关于其制备过程，通常应用一次成型与二次成型的方式。制备二氧化硅气凝胶的过程可分为制备二氧化硅和形成凝胶两部分，在制备二氧化硅时不仅需要参与反应的物质，还需要必要的反应条件，因为制备过程中有些反应条件和速度得不到满足，会在其中添加甲酰胺作为反应的催化剂。而形成凝胶的过程也是需要借助其它物质的，不能够独自完成，大多数情况是以水玻璃作为凝胶的先导体。再利用凝胶法将其在常温常压的状态下对不同的粒径进行统一制备。这种气凝胶可以作为保温涂料应用在建筑当中，不仅在性能上可以与国外的产品比肩，质量与使用效果也比国外产品更好。
（二）气凝胶毡
气凝胶毡可以说是一种增强型复合型材料，在原材料的基础上添加了其它物质与之复合，增强其性质。添加的增强物质一般为有机纤维，且要求纤维的韧性较好，或者是耐高温的无机材料，应用这些材料的复合改变传统材料机械强度低、易裂易碎的问题。通过对新型材料的分析，可以得出气凝胶毡具有隔热性、疏水性、抗压、柔韧性等特点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆联系这些特点，可以得出气凝胶毡是比较理想的管道保温材料，经过复合之后，对其进行干燥处理会形成一层相对致密的气凝胶毡网，在进行管道保温时，可以直接将网状结构贴管进行缠绕。以此，能够对管道起到保温的作用。不仅实施操作的过程简单，施工也比较方便，与传统的保温材料相比，不仅保温效果好，成本也有了大幅度的降低，完全满足建筑节能领域的要求。
（三）气凝胶板
气凝胶板又被称为气凝胶复合板，是将纯气凝胶与纤维、有机聚合物、金属等材料复合而成的刚性板材。因为复合材料种类的繁多，因此，形成的刚性板材也不止一种，而是多种多样的，不同的种类，相应的性能也有所不同。那么，做出的产品不仅可以做成保温隔热的材料也可以将其应用在部件结构当中。我国在过去应用的保温材料通常分为有机材料和无机材料两种，但是无论是有机材料还是无机材料当中都存在一些缺点，比如，有机保温材料中的聚苯泡沫板虽然保温性能相对不错，但是耐火防火的性能却差。而无机材料例如岩棉、玻璃棉等因为密度的原因，保温性能又比较差。气凝胶板密度虽然相对较低，但是却保留了保温效果优良的性能，不仅减轻了建筑的承载重量，还实现了建筑的节能化建设。
三、气凝胶的发展
（一）气凝胶在建筑节能领域的发展现状
从目前来看，气凝胶在建筑节能领域当中，逐渐得到重视和发展，越来越多的建筑也逐渐应用这种材料。这不仅跟气凝胶材料的性能相关，也与其优良的使用效果密不可分。气凝胶得以推广发展的主要原因之一就是它采用了多种的方式在建筑节能领域发挥作用，这也是它的优势。目前为止，我国的该类材料相对较少，而从国外引进，成本价格又相对较高，无论是在性能上还是价格上，气凝胶都是在建筑节能领域最适合的应用材料。由此看来，气凝胶在建筑节能领域的发展前景是非常可观的。
（二）气凝胶在未来的发展的方向
虽然气凝胶复合当前建筑节能领域的需求发展，但是随着技术水平的提高与建筑领域的发展，气凝胶一成不变也终究会被淘汰，因此，我们要对气凝胶进行优化，建筑行业的发展需求，确定气凝胶在未来的发展方向。首先，在保证质量与性能良好的基础上，降低气凝胶的制备成本。成本降低，在市场的占有率就可以得到推广，经济性永远是发展推行的重要原因。可以通过三个方面进行成本的降低，第一，选择价格比价低廉但不影响制备的原材料；第二，对制备的工艺进行优化，缩短制备的时间；第三，对于制备过程中需要添加的复合材料或者催化剂，进行廉价替换。其次，对复合型的气凝胶材料进一步开发、挖掘，扩大气凝胶的应用范围。通过添加不同的复合材料，挖掘其不同的性能特点，使其充分应用在建筑领域中的各个部分，增加其使用功能。最后，在应用气凝胶的方案上，进行深入研究，充分利用县级的计算机信息技术对气凝胶的使用方案进行优化，尽可能将气凝胶在节能的角度上发挥至最佳状态，满足建筑市场对材料的需求。
四、结语
气凝胶材料因其独特的多孔网络骨架结构，拥有优异的防火性能和保温隔热性能，但由于其力学性能较差限制了气凝胶的适用范围。对气凝胶材料进行复合改性研究，可提高材料的综合性能，取得更好的经济和社会价值。随着我国对建筑节能标准的逐步提高，对气凝胶材料的研究和应用也在不断深入，研发以气凝胶为原料的复合材料将成为今后建筑节能的重要发展方向。
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论文作者:张慧琳,,程磊
论文发表刊物:《城镇建设》2020年4期
论文发表时间:2020/4/13
标签：凝胶论文; 材料论文; 建筑节能论文; 领域论文; 性能论文; 效果论文; 建筑论文; 《城镇建设》2020年4期论文;