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保温材料原理 常用保温材料种类

发布时间:2018/1/13 10:11:19

为了防止建筑物和热工设备(如锅炉系统、供热通风管道等)的热量损失或隔绝外界热量的传入(如冷藏库),所使用的导热系数不大于0.23W/(m•K),表观密度不大于600kg/m³的围护材料,称为保温材料。

工程中保温材料主要用于屋面和墙面的保温和热工设备的表面围护,能起到减少围护结构(屋面、墙面)厚度及自重,降低采暖和制冷设施能耗的作用。

1 保温材料的作用原理

材料的导热性能主要用导热系数,导热系数小的材料导热性能差(绝热性好)。材料的导热系数取决于材料成分、构造、表观密度等,也与环境温度、材料含水率、传热热流方向等因素有关。

1.1 材料构造和表观密度对导热性的影响

固体物质的导热能力要比空气大得多。表观密度小的材料(指非金属材料),孔隙率高则导热系数小。导热系数还与材料孔隙大小及特征有关。材料孔隙率相同条件下,孔隙尺寸大,导热系数一般会增大;孔隙互相连通的材料比孔隙封闭而不相连通的同种材料,导热系数要大。

1.2 材料湿度对导热性的影响

材料受潮后,其导热系数增大,这对于连通开口孔较多的多孔材料尤其明显。若材料孔隙中的水冻结成冰,导热系数会更大。

1.3 保温材料的选用

工程中,应根据工程用途、环境特点、围护结构的构造、施工条件和方法以及导热材料的特性及经济等因素,选择保温材料。

2 常用保温材料

2.1 石棉及其制品

石棉是蕴藏在岩石中的纤维状天然矿物。它的主要特点是具有绝热、耐火、耐酸碱、隔声等特性,常加工成石棉纸板、石棉毡等制品,因石棉对人体有害,目前已较少采用。

2.2 矿渣棉、火山岩棉及其制品

矿渣棉是以高炉矿渣为主要原料,经熔化,用喷吹法或离心法制成的纤维材料。矿渣棉具有质轻、导热系数小、不燃、防蛀、耐腐蚀、吸声好等特点。常用沥青或酚醛树脂为胶结剂,制成各种板、毡、管壳等制品。

火山岩棉生产工艺同矿渣棉,主要原料为玄武岩。应用与矿渣棉相似。

2.3 玻璃棉及其制品

玻璃棉是玻璃纤维的一种,具有表观密度小,导热系数低,耐温性高等特点。

2.4 膨胀蛭石及其制品

蛭石是一种天然矿物,高温下缎烧时,体积急剧膨胀(可达5-20倍)。膨胀蛭石保温效果好,可在1000-1100℃温度下使用,不蛀、不腐,但吸水性较大。膨胀蛭石可以是松散状,铺设于墙壁、楼板、屋面等间层中,作为绝热、隔声之用(使用时应注意防潮),也可以与水泥、水玻璃等胶凝材料配合,或现浇,或预制成板,用于墙、楼板和屋面板等构件的绝热。

2.5 膨胀珍珠岩及其制品

珍珠岩是一种天然的火山熔岩,煅烧时体积膨胀,冷却后形成一种白色或灰白色的颗粒,呈蜂窝泡沫状,即膨胀珍珠岩。它具有表观密度小、导热系数低、低温绝热性好、吸声性好、吸湿性小、无味无毒、不燃、耐腐蚀、施工方便等特点。膨胀珍珠岩制品是膨胀珍珠岩配合适量胶凝材料(水泥、水玻璃、磷酸盐、沥青等)经一定工艺制得的一定形状的板、块、管壳等制品,广泛应用于围护结构、低温及超低温保冷设备、热工设备的绝热。

2.6 泡沫塑料

泡沫塑料是以合成树脂经一定工艺发泡而制成的高效能绝热材料。常用品种有聚苯乙烯、聚氨醋、聚氯乙烯等塑料。聚苯乙烯(PS)泡沫塑料吸水性小,耐低温,耐酸碱,且有一定的弹性,多用作管道及冷藏设备的保温;硬质聚氨醋泡沫塑料具有透气、吸尘、吸油等特点,多用于墙板及屋面板。

2.7 其他常见保温材料

工程中其他常用保温材料有泡沫混凝土、加气混凝土、泡沫玻璃、微孔硅酸钙制品、软木板、木丝板、钙塑绝热板、高膨胀发泡胶、毛毡、保温涂料等。

2.8 保温复合墙板

将保温材料(如泡沫塑料、岩棉、矿渣棉制品)与配筋水泥砂浆或玻纤水泥墙板、混凝土空心墙板复合加工成保温复合墙板,可降低墙体厚度及自重,提高施工效率,保温层也受到较好保护,其典型品种有轻质隔热夹芯板等。

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