地源热泵实际就是用于填充地下换热器与地层之间的填充材料，的是将在钻孔过程中所排出的地层的土或岩石进行回填，以获得与地层相一致的导热性能。但是由于施工过程的影响，这些排出的岩土体受到了扰动，已经发生了本质性的改变，不具有与原有地层参数相同的性能，所以这种做法具有很强的局限性。一般来讲，回填材料可以用与地层相近的材料，如膨润土、水泥、砂等充填、夯实。这样既方便又有效，而且已经在许多工程案例中得到了有效的利用。
直接采用膨润土与水泥混合，它们成型后，具有很强的可塑性。而且由于膨润土自身的吸水膨胀性，这种情况下形成的块一段时间后,由于失水产生严重收缩并开始出现大量的裂缝而无法测量其导热系数。所以在实际工程应用中 , 直接采用这两种物质混合，不适于用作回填材料。
膨润土中加入一定量的细砂后的混合物，导热系数随着砂的加入量的增加而呈现非线性增加，但随着砂的加入量的增加 , 其施工难度受到一定的影响。并且它的养护时间对导热系数也有一定的影响 , 随着养护时间的增加，导热系数往往呈增加的趋势。
对水泥、砂作为回填料进行实验研究，采用水泥和砂作为基料 ,由于水泥含有大量矿物成分而且砂的主要组成成分为 SiO2 , 其导热系数明显提高。回填土的导热系数随着含砂量的增加而增加 ,当采用膨润土与砂配合进行导热系数的测量时发现 , 当砂的置换率增加时 , 其导热系数也随之增大。但当砂的置换率过高(超过 80 %)时 , 其可泵性（施工难度）受到了一定的限制。
由于膨润土具有很强的吸水膨胀性 ，失水后出现大量的裂缝以及空隙 , 严重影响了其导热系数且一般在 016～019W/ m· K, 所以不适合于单独用做回填材料。在所有的回填材料中 ,以水泥膨润土在饱和状态下低 ,所以实际应用中 ,推荐使用非饱和态。
导热系数是随着 W/ C 值的减少而增大;当回填材料中的含水量超过了基料水解所需的含水量时,回填材料将会失水而产生一些空隙,降低导热系数;
回填材料中使用大颗粒的骨料（比如砂）是提高其导热系数的一个有效的办法：一方面它可以降低回填材料失水后的收缩、开裂 , 但另一方面必须考虑回填材料的可泵性（费用增加）。
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