建筑用絕熱材料分析(解讀有機與無機之爭)

1、隔熱材料、隔熱材料、定義：抑制室內熱流出的材料稱為保溫材料，防止熱侵入室內的材料稱為隔熱材料。 保溫、隔熱材料統(tǒng)稱為隔熱材料。 作用：為了減少建筑物與外部環(huán)境之間的熱交換，其利用對建筑物的能源消耗量有很大的影響。 1材料的熱學性質，基本概念(1)熱傳導性：材料傳熱的能力。 (2)熱傳導率：表示材料的熱傳導能力的指標。 物理意義：在穩(wěn)態(tài)傳熱條件下，材料層單位厚度內的溫差為1時，1s內通過1m2表面積的熱。 材料的熱傳導率越大，熱傳導性能越好。 工程上，導熱率為0.23w/(mK )的材料稱為隔熱材料，影響材料導熱率的因素是影響材料保溫性能的因素是導熱率大，導熱率越小保溫性能越好。 材料的熱傳導性

2、能受(1)材料的性質(2)材料的外觀密度和氣孔率(3)材料的環(huán)境和溫度(4)材料的含水量(5)材料的熱流量，)材料的性質影響。 不同材料的熱傳導率不同。 一般來說，熱傳導率的值是金屬最大，僅次于非金屬，液體小。 氣體對較小(即金屬材料無機非金屬材料的有機材料)相同材料，內部結構不同，熱傳導率也大。 一般的結晶結構最大，其次是微晶結構，玻璃體結構最小。 但是，多孔質隔熱材料，由于氣孔率高，氣體(空氣)對熱傳導率的影響起到主要的作用，但固體部分的結構與結晶狀態(tài)和玻璃狀態(tài)無關，幾乎沒有影響。 典型材料：銅：熱傳導率最大的靜止空氣：熱傳導率最小(隔熱)的熱傳導率小于0.175WmK的材料稱為隔熱材料。

3、 松木(橫條紋)、靜止空氣、泡沫塑料等。 水：比熱最大(保溫)，()外觀密度和空隙的特征。 由于材料中固體物質的熱傳導能力比空氣大得多，所以外觀密度小的材料的氣孔率大，所以熱傳導率小。 在氣孔率相同的條件下，氣孔尺寸越大，熱傳導率越大，相互連通的空隙的熱傳導性比閉塞空隙高。 對于表觀密度小的材料，特別是纖維狀材料(例如極細玻璃纖維)，表觀密度低于某個界限值時，反而導熱率變大，空隙變大，連通的空隙變大，對流作用變強。 因此，在這種材料中存在最合適的外觀密度，在該外觀密度下熱傳導率最小。 溫度。 材料的熱傳導率隨著溫度的升高而變大，隨著溫度的升高，材料的固體分子的熱運動變強，同時，材料的細孔空氣的

4、熱傳導和細孔壁間的輻射作用也增加。 然而，這個影響并不在50范圍內，并且必須僅考慮溫度對處于高溫或負溫度的材料的影響。(4)含水量。 材料吸濕受到濕氣時，其熱傳導率變大，這在多孔材料中是最顯著的。 這是因為，材料的空隙中有水分(含水蒸氣)時，空隙中的蒸氣的擴散和水分子的熱傳導發(fā)揮主要的傳熱作用，水的量為0.58 ()，比空氣的=0.029 ()大20倍左右。 空隙的水變成冰的話，冰的=2.33 ()，結果材料的熱傳導率進一步變大。 隔熱材料要注意防水防潮。()熱流方向。 各向異性的材料，例如木材等纖維質的材料，熱流與纖維方向平行時，對熱流的阻力小，熱流與纖維方向垂直時，阻力變大。 所謂無機纖維

5、狀絕熱材料，是指以天然或人工無機礦物為基本成分的纖維材料，現在主要是指石棉、礦渣棉、玻璃棉和硅酸鋁棉等人工無機纖維狀材料。 巖礦棉包括巖棉和渣棉。 礦棉：向高爐硬渣、銅渣及其他工業(yè)廢棄物和焦炭等中加入調整原料(含有氧化鈣、氧化硅的原料)，熔融吹塑而成。巖棉：天然巖石(玄武巖、輝綠巖等)熔化后，被吹出來。 那個纖維很長，耐久性比礦渣棉好，但成本稍高。 隔熱效果：采用302mm厚磚壁(外壁240空氣層20巖面層30紙石膏板12mm厚)時，保溫效果與790mm厚磚壁相同。 一、巖礦棉及其制品、性能：熱傳導率0.044，質輕，具有吸音、防震、不燃、隔熱和電絕緣等性能，使用溫度高(巖棉7000C，礦棉6

6、000C )，使用面積增加，原料豐富，成本低。 產品：執(zhí)行GB/T11835-2007標準，根據不同粘合劑分為酚醛樹脂型、水玻璃型巖礦棉等形狀，可以制作巖礦棉板、毛氈、皮帶、套管、吸音板等。 一、巖礦棉及其制品，應用：用于墻壁、屋頂、門和地面等保溫的隔音、吸音、免震材料的國外多采用粒狀棉制造裝飾吸音板，也用于墻面、天花板、梁柱、窯爐表面等的涂裝，用于防火、保溫及裝飾。 一、巖礦棉及其制品，巖礦棉板，玻璃棉：將玻璃原料或碎玻璃熔化后，再拉上、吹塑或澆鑄而成的極細的纖維狀材料。 分類：普通棉，長50-150mm毫米，直徑12微米極細棉，直徑4微米。 產品：在玻璃棉中加入一定量的粘合劑和添加劑，可在

7、固化、切斷、橡膠等工序中制成各種用途的玻璃棉制品。 有玻璃棉、板、氈、管和異型制品，其表面也可貼塑料紙、玻璃纖維布、薄氈、鋁箔、牛皮紙等。 執(zhí)行隔熱用玻璃棉產品GB/T13350-2008和建筑隔熱用玻璃棉產品GB/T17795-2008的標準。 二、玻璃棉及其制品，性能：質輕，吸音性好，過濾效率高，不燃性、耐腐蝕性好，熱傳導率0.0330.05； 其燃燒性，無外霸層達到a級，帶外霸層因使用部位而異。 應用：玻璃棉、毛氈用于建筑、空調、冰箱、消音室等保溫、隔熱、隔音的玻璃棉板用于錄音室、冰箱、隧道、房屋等隔熱、隔音的玻璃棉裝飾板用于劇場和音樂廳的天花板。 特征：其產品吸水性強，不能在露天保管，

8、也不能在雨天施工。 二、又稱玻璃棉及其制品、玻璃棉制品、耐火纖維，是新型優(yōu)質隔熱材料。 性能：質量輕，隔熱，理化性能穩(wěn)定，耐高溫，酸堿，耐腐蝕，熱穩(wěn)定性好，力學性能和填充性能優(yōu)異的體積密度為65160kg/m3，平均使用溫度為5000C，熱傳導率為0.1530.178W/(m.K )。 分類：低溫、標準、高純度、高鋁和鋁5種，長期使用溫度因Al2O3和雜質含量而異，在80013000C下變動。 三、硅酸鋁纖維，產品：隔熱用硅酸鋁棉和產品執(zhí)行標準GB/T16400-2003，有硅酸鋁棉、硅酸鋁棉板、氈、針刺毯、避難所和異形產品。 應用：由于其成本高，主要用作反應堆、工業(yè)窯爐、冶金爐、石油化工反應

9、裝置等絕熱內襯的耐熱增強材料和高溫過濾材料。 三、硅酸鋁纖維、硅酸鋁纖維及制品、無機多孔質狀絕熱材料是指以低表觀密度的非金屬粒子狀、粉末狀或短纖維狀材料為骨料的定型或不定形絕熱材料。 包括膨脹珍珠巖及其制品、膨脹蛭石和制品、發(fā)泡混凝土制品、細孔硅酸鈣制品、發(fā)泡石棉和輕量燒結粘土制品等材料。 多孔材料的傳熱過程，細孔的存在大大增加了熱在固相的傳熱路徑，大大減慢了傳熱速度。 膨脹珍珠巖：以天然珠光體、黑耀巖或松脂巖為原料，經破碎、分級、預熱、高溫燒成瞬間急劇膨脹(約20倍)的蜂窩狀白色或灰色的松散粒子。 性能：質量輕，沉積密度70250kg/m3，=0.060.12 (隨溫度變化)，適合溫度-20

10、0800度，化學穩(wěn)定性好，吸濕性小，無毒、無味、防火、吸音； 執(zhí)行膨脹珠光體隔熱產品GB/T10303-2001的標準。一、膨脹珠光體及其制品，制品：不定形品有膨脹珠光體散材和涂料的定型品(以膨脹珠光體為骨料，配合粘合劑，攪拌、成型、干燥、燒成、養(yǎng)護而成的一定形狀的膨脹珠光體)粘合制品和燒結制品，如平板、拱板、外殼等一、膨脹珍珠巖及其制品、應用：散材，主要用作保溫填充材料、輕骨料和防水、裝飾涂料填充材料的石膏珠光體、水泥珠光體、水玻璃珠光體、瀝青珠光體、氯化鎂水泥制品、纖維增強聚合物珠光體制品、膨潤土膨潤土、沸石、珠光體燒結制品等燒結制品，用于內壁保溫材料。 一、膨脹珍珠巖及其制品，膨脹珠光體

11、和制品，膨脹珠光體和制品，膨脹蛭石：以蛭石為原料，經過干燥、破碎、燒成，短時間急劇膨脹的輕量粒狀材料。 性能：外觀密度小(80200kg/m3 )，強度高，=0.0470.07 (隨溫度變化)，使用溫度10001100度，質量穩(wěn)定，耐火性強，執(zhí)行膨脹蛭石JC/T441-2009標準。 二、膨脹蛭石及其制品，制品：有機、無機和復合粘合劑三種，如水泥膨脹蛭石制品，按磚、板、避難所和其他有異型品的骨料分為單一骨料和多種骨料膨脹蛭石兩種質量，分為優(yōu)等生一等合格的三級。 應用：主要用于建筑、設備管道隔熱、隔音、防火的各種隔熱、吸音產品，散材可用作隔熱填充材料、防火涂料。 注意：請勿在酸性介質中使用。 二

12、、膨脹蛭石及其制品，微孔硅酸鈣：粉狀硅質材料、石灰、纖維強化材料、助劑和水攪拌、凝膠化、成型、蒸發(fā)養(yǎng)生、干燥等工序制作。 性能：外觀密度小(10011000000kg/m3 )，強度高，=0.0360.224 (根據溫度變化)，使用溫度100110000度，質量穩(wěn)定，耐水性強，無腐蝕，耐用，可以用鋸削，安裝容易。 三、孔硅酸鈣、產品：有纖維增強硅酸鈣、超輕硅酸鈣、高強度硅酸鈣等產品的平板、圓弧板、殼三種。 以纖維增強硅酸鈣板為主體。 應用：纖維增強硅酸鈣板、超輕硅酸鈣、高強度、膨脹收縮變形小，用于隔板、天花板隔熱、隔音、防火的高強度硅酸鈣用于熱設備和管道的懸掛。 缺點：吸水性強，需要專用的墊材

13、。 三、細孔硅酸鈣、細孔硅酸鈣制品、發(fā)泡石棉：以溫石棉為主要原料，在陰離子表面活性劑的作用下，制漿、發(fā)泡成型、干燥石棉纖維，充分解開網狀多孔材料。 新型超輕保溫隔熱隔熱吸音材料。 性能：外表密度小(2060kg/m3 )，=0.046左右，吸音性強，抗震性好，低溫不脆，高溫下不放出有毒氣體。 四、發(fā)泡石棉，產品：可與其他類型的材料復合，如普通發(fā)泡石棉、彈性發(fā)泡石棉、彈性防水發(fā)泡石棉等。 應用：用于房屋保溫、保冷、吸音、防震. 四、以發(fā)泡石棉、發(fā)泡石棉制品、發(fā)泡塑料、各種樹脂為基材，加入發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑和輔助材料加熱發(fā)泡后的輕量、隔熱、吸音、防振材料。 常用品種有聚苯乙烯、聚氨酯、聚氯乙烯

14、、聚乙烯泡沫、酚醛樹脂和環(huán)氧樹脂泡沫等材料。 也稱為膨脹多酚板(EPS )擠出成形多酚板(XPS )、一、聚苯乙烯發(fā)泡塑料、成形多酚板，是將成熟的預發(fā)泡聚苯乙烯粒子輸送到板材成形機的模腔中，通過蒸汽透過加熱使粒子粘合成形而成的板材制品。 性能：按照外觀密度1822kg/m3、熱傳導率0.041、隔熱用成型聚苯乙烯發(fā)泡塑料GB/T10801.1-2002、膨脹多酚板薄灰外壁外保溫系統(tǒng)JC149-2003的標準，EPS板為阻燃性。適用：用于外墻外保溫。 膨脹多酚板(EPS )擠出多酚板(XPS )，另一方面，聚苯乙烯發(fā)泡塑料板是以聚苯乙烯樹脂為原料，通過擠出成形制造的高密度硬質發(fā)泡塑料板。 性能：

15、重量輕，高強度，不吸水，不通氣，耐磨損性和耐分解性強，熱傳導率0.028，隔熱性好。 實施隔熱用成形聚苯乙烯泡沫塑料GB/T10801.2-2002標準。 型號： XPS板根據外形分為平頭、保鮮膜、榫槽和雨槽4種。 應用：用于屋頂隔熱和防潮處理。 聚苯乙烯保溫板是以包含羥基的聚醚樹脂或聚酯樹脂和異氰酸酯反應生成的聚氨酯為主體，以異氰酸酯和水反應生成的CO2為發(fā)泡劑的發(fā)泡塑料。 性能：熱傳導率(0.027 )低，耐熱性好，性能優(yōu)于聚苯乙烯。 分類：根據原料分為聚酯和聚醚兩種的負荷，有(輕負荷)和(重負荷)兩種。 應用：用于保溫、隔熱、吸音、防振材料及復合壁板的芯材。 二、聚氨酯泡沫(PU )、聚

16、氨酯泡沫、三、聚氯乙烯泡沫(PVC )是以聚氯乙烯樹脂為骨料，加入發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑等輔助材料而成的泡沫。 性能：重量輕，導熱率低(0.054 )，隔熱、不吸水，酸堿、耐油、隔音、防震性能好。 根據柔軟性，有軟質、半硬質、硬質泡沫。 特點：成本高，隔熱、使用溫度、耐藥性與聚氨酯泡沫相同，但強度、耐火性優(yōu)于此。 四、以聚乙烯泡沫(PE )、聚乙烯為主要材料，同時加工交聯劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑等制成的泡沫。 性能：重量輕，熱傳導率(0.047 )低，隔熱、吸音、防震性能好。 按發(fā)泡倍率分為45、30、20倍3種，絕熱應該選擇45倍的，低倍率的強度高。 特點：易燃，使用溫度低，但其沖擊、耐藥性優(yōu)異。 廣泛用

17、作熱絕緣、懸浮、電絕緣材料，代替木材和金屬材料。 五、以酚醛泡沫(PF )、酚醛樹脂為主要材料，加入固化劑、發(fā)泡劑和輔助材料制成的硬質熱固性泡沫。 特點：泡孔封閉均勻，質輕，熱傳導率低(0.04 )，吸音性好，成本低，耐火性好，耐熱，自滅火低煙，無耐火焰透過，燃燒時無滴下物，不產生有毒氣體的缺點是密度低，質脆，開孔率容易吸水，沒有蒸汽隔板時應用：隔熱、吸音、防震等。 閉孔發(fā)泡塑料、酚醛樹脂是內部充滿無數微小氣孔、具有均勻氣孔結構的多孔玻璃制品。 其氣孔體積占8090%，孔徑在0.55mm以下。 分類：按用途分類隔熱、吸音、裝飾、輕量填充、輕量混凝土骨料發(fā)泡玻璃等，按材料分類一般有石英、熔巖、礦渣泡沫玻璃、發(fā)泡微晶玻璃等。 特征：輕量、高強度、隔熱、吸音、不燃、耐蟲、耐細菌、耐腐蝕。 絕熱玻璃熱傳導率為0.0350.139，執(zhí)行JC/T640-2005的吸音性隨著發(fā)泡玻璃的