無機纖維狀保溫隔熱材料在建筑中的應(yīng)用

無機纖維狀保溫隔熱材料在建筑中的應(yīng)用

0建筑吸聲材料無機碳有機涂層材料是指以天然或人工產(chǎn)生的無機礦為基本原材料的纖維材料。目前主要包括巖棉、礦渣棉、玻璃棉以及硅酸鋁棉等一類人造無機纖維材料。這類保溫隔熱材料通常也是一種良好的吸聲材料。該類材料在外觀上具有相同的纖維形態(tài)和結(jié)構(gòu),并且密度小,絕熱效果好,不燃燒,耐腐蝕,化學(xué)穩(wěn)定性強,吸聲性能好,無毒,無污染,防蟲蛀并且價廉,因此被廣泛應(yīng)用于建筑物的填充絕熱,吸聲和隔聲以及工業(yè)管道,窯爐和各種設(shè)備的保溫、隔熱和吸聲材料。三棉制品(巖棉,礦渣棉和玻璃棉)用作建筑絕熱和吸聲,目前在國內(nèi)外應(yīng)用已非常普遍。硅酸鋁纖維耐高溫、理化性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱容量小并且穩(wěn)定性能好,因此主要應(yīng)用于工業(yè)窯爐的高溫絕熱以及用作過濾和吸聲材料,是目前國內(nèi)外公認(rèn)的新型輕質(zhì)高效保溫絕熱材料。1巖礦棉主要種類巖礦棉是巖棉和礦渣棉等一類人造無機纖維材料的總稱。礦渣棉的主要原材料是冶金礦渣等工業(yè)廢渣和焦炭,生產(chǎn)巖棉的主要原材料是玄武巖和輝綠巖等一類天然巖石。礦渣棉的最高使用溫度為600℃~650℃,一般產(chǎn)品纖維較粗略短;巖棉的最高使用溫度可達900℃~1000℃,纖維較長,化學(xué)耐久性能也優(yōu)于礦渣棉?？傊?巖棉具有礦渣棉所具有的一切優(yōu)點和特性,且性能更為可靠,但生產(chǎn)成本較礦渣棉高。在巖礦棉纖維中加入一定量的膠粘劑,增強劑和防塵油等,經(jīng)加工后可制成各種用途的巖棉制品。巖棉制品一般可分為板、管、氈、繩、粒狀棉和塊狀制品。巖礦棉材料保溫節(jié)能效果顯著,240mm的外磚墻,采用巖棉內(nèi)保溫,空隙20mm,巖棉層30mm(密度8080g/m3),紙面石膏板12mm,總厚度僅為302mm,其保溫隔熱效果與790mm厚的外墻磚相當(dāng)。巖礦棉產(chǎn)品除了具有良好的保溫和節(jié)能效果外,還具有吸聲、隔震、防火、自重輕、增加建筑使用面積等優(yōu)點,同時巖礦棉生產(chǎn)工藝技術(shù)相對簡單,設(shè)備投資較小,生產(chǎn)能耗低,價格低廉,因此是世界各國廣泛使用的建筑保溫材料。根據(jù)膠粘劑的類型,巖礦棉制品可分為有機和無機兩類。有機巖礦棉制品所用膠粘劑主要是水溶性酚醛樹脂、聚乙烯醇和瀝青等材料。由于多數(shù)有機膠粘劑耐溫性差,因此用量都有嚴(yán)格控制,使用量一般小于3%。無機類膠粘劑多為水玻璃、改性水玻璃和其他耐高溫膠粘劑,無機類制品的使用溫度相對有機類巖棉制品大大提高。按形狀的不同,巖棉制品可分為巖礦棉保溫板、巖礦棉縫氈、巖礦棉保溫帶、巖礦棉管殼和巖礦棉吸聲板等。這類產(chǎn)品使用時還可在表面粘貼或縫上玻璃纖維薄氈、玻璃纖維網(wǎng)格布、玻璃布、牛皮紙、鋁箔和鐵絲網(wǎng)等貼面材料。另外,還有一類重要的巖礦棉制品———粒狀棉,其一般是在制成帶有熱固性樹脂的巖礦棉之后,經(jīng)造粒工藝制成。粒狀棉目前在我國還未大量發(fā)展,而在西方發(fā)達國家的建筑中已應(yīng)用相當(dāng)廣泛。主要用作制造巖礦棉裝飾吸聲板的原材料,也可用作墻面、頂棚等處的噴涂材料,起到保溫、吸聲、防火和裝飾的作用。巖礦棉制品的品種及性能指標(biāo)見表1。巖礦棉原棉分為無樹脂巖礦棉和樹脂巖礦棉。無樹脂巖礦棉主要用作填充材料或用作濕法成型制品的原料,樹脂巖礦棉主要用作于成型制品的原料。由于所用膠粘劑樹脂的不同,樹脂巖礦棉在防火程度上有些差異,使用時應(yīng)注意。巖礦棉原棉的技術(shù)性能要求見表2。2玻璃棉纖維的制備玻璃棉是指以生產(chǎn)玻璃的天然礦石和化工原料,在熔融狀態(tài)下拉制而成。按化學(xué)成分分為無堿、中堿和高堿玻璃棉。玻璃棉是建筑工業(yè)中目前最常用的另一類無機纖維類絕熱材料和吸聲材料。建筑上常用的玻璃棉分為普通玻璃棉和普通超細(xì)玻璃棉兩種。普通玻璃棉纖維一般長50mm~150mm,直徑為12μm。超細(xì)玻璃棉纖維直徑一般在4μm以下,因此比普通玻璃棉細(xì)得多。在玻璃棉纖維中加入一定量添加劑,經(jīng)固化、切割和貼面等加工后可制得各種用途的玻璃棉制品。玻璃棉制品的品種主要有玻璃棉氈、板、管套和一些異形制品等?？稍谶@些制品的表面粘貼不同的貼面材料,以滿足不同的需要。主要的貼面材料有塑料裝飾紙、玻璃纖維布、玻璃纖維薄氈、鋁箔、鋁箔牛皮紙等。由于玻璃纖維上有樹脂,因此其制品外觀上呈現(xiàn)黃色。玻璃棉纖維具有質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸聲性能好、不燃、耐腐蝕等性能,是一種優(yōu)良的工業(yè)材料,因此被廣泛應(yīng)用于各種設(shè)備的保溫絕熱,在建筑物和構(gòu)筑物中用作保溫、絕熱和吸聲材料。3纖維原料的使用要求硅酸鋁纖維又稱耐火纖維,是目前國內(nèi)外公認(rèn)的一種新型優(yōu)質(zhì)保溫絕熱材料。具有質(zhì)輕、理化性能穩(wěn)定、耐高溫、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱容量小、耐酸堿、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性能好、力學(xué)性能和填充性能好等一系列優(yōu)良性能,因此被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)窯爐的高溫絕熱以及用作過濾和吸聲材料。硅酸鋁纖維可分為低溫型、普通型、高純型、含鉻型、含鋯型等幾個大類。纖維使用溫度因制品中的Al2O3以及其他有害雜質(zhì)(Fe2O3,Na2O,K2O等)的含量而異。低溫硅酸鋁纖維最高使用溫度為1000℃,長期使用溫度為700℃~800℃,多用于工業(yè)窯爐的復(fù)合爐襯。Al2O3含量一般為30%~40%,對有害雜質(zhì)含量沒有具體限制。生產(chǎn)成本低,僅略高于礦物棉,但耐熱性能優(yōu)于礦物棉。普通硅酸鋁纖維最高使用溫度為1260℃,長期使用溫度應(yīng)在1000℃左右,Al2O3含量要求在45%左右,有害雜質(zhì)含量應(yīng)控制在3%~4%范圍內(nèi)。高純硅酸鋁纖維最高使用溫度和普通硅酸鋁纖維一樣都為1260℃,長期使用溫度在1100℃左右,Al2O3含量要求在45%左右,有害雜質(zhì)含量小于1%。高鋁纖維最高使用溫度為1400℃,長期使用溫度為1200℃,Al2O3含量要求在55%以上,有害雜質(zhì)含量小于1%。含鉻硅酸鋁纖維的最高使用溫度為1400℃,長期使用溫度在1200℃范圍內(nèi),系在高純硅酸鋁纖維合成材料中加入1%~6%的Cr2O3制成。含鋯硅酸鋁纖維最高使用溫度為1400℃,長期使用溫度在1300℃左右,系在氧化鋁粉及硅石粉合成原料中加入鋯英砂制成,纖維中ZrO2含量達到12%~15%左右。由于硅酸鋁耐火纖維的制作成本高于其他纖維材料,因此其制品主要應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,建筑領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用不多。主要用作各種工業(yè)窯爐的內(nèi)襯和隔熱保溫材料,還可用作耐熱補強材料和高溫過濾材料。作為內(nèi)襯材料,可用作各種熱敏感裝置和設(shè)施等的絕熱保溫材料。作為絕熱材料,可用于工業(yè)爐壁的填充絕熱,作為爐壁耐火磚和耐火磚間的填充絕熱材料。4耐火纖維板、熱面材料的應(yīng)用在實際應(yīng)用中,原棉纖維可直接用作工業(yè)窯爐膨脹縫填充、爐壁隔熱、密封材料以及制作耐火涂料和澆筑料等;耐火纖維氈屬于半剛性的板狀耐火纖維制品,具有良好的撓度和柔性,常溫和高溫下都可滿足施工和長期使用的需要,主要應(yīng)用于工業(yè)窯爐襯壁;耐火纖維氈由于其應(yīng)用于施工時具有良好的柔軟成型性,因此適用于各種復(fù)雜的絕熱部位。干燥后成為質(zhì)輕、表面硬化且富有彈性的絕熱體系;耐火纖維針刺毯不含結(jié)合劑,力學(xué)性能優(yōu)良,廣泛應(yīng)用于各類型工業(yè)窯爐以及高溫管道的保溫絕熱;耐火纖維板屬于剛性耐火纖維制品,由于其采用無機結(jié)合劑,因此其制品具有優(yōu)良的力學(xué)性能和抗風(fēng)蝕性能,一般用作工業(yè)窯爐及高溫管道襯壁的熱面;定型制品耐火纖維預(yù)制制品主要用于砌