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　　1A414033 建筑保溫材料的特性與應(yīng)用

　　保溫材料的保溫功能性指標(biāo)的好壞是由材料導(dǎo)熱系數(shù)的大小決定的，導(dǎo)熱系數(shù)越小，保溫性能越好。一般情況下，導(dǎo)熱系數(shù)小于0.23W/(m·k)的材料稱為絕熱材料，導(dǎo)熱系數(shù)小于0.14W/(m·k)的材料稱為保溫材料;通常導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.05 W/(m·k)的材料稱為高效保溫材料。用于建筑物保溫的材料一般要求密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率低、尺寸穩(wěn)定性好、保溫性能可靠、施工方便、環(huán)境友好、造價(jià)合理。

　　一、保溫材料分類

　　保溫材料的品種繁多。按材質(zhì)可分為無機(jī)保溫材料、有機(jī)保溫材料和復(fù)合保溫材料三大類。按形態(tài)分為纖維狀、多孔(微孔、氣泡)狀、層狀等。根據(jù)材料的適用溫度范圍可分為高溫保溫材料(700℃以上)、中溫保溫材料(250～700℃)、低溫保溫材料(低于250℃)，通常又將0℃以下使用的稱為保冷材料，適用溫度超過1000℃的稱為耐火保溫材料。

　　目前應(yīng)用較為廣泛的纖維狀保溫材料，如巖棉、礦渣棉、玻璃棉、硅酸鋁棉等制品;多孔狀保溫材料，如泡沫玻璃、�；�微珠、膨脹蛭石以及加氣混凝土，泡沫塑料類如聚苯乙烯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料、脲醛泡沫塑料等;層狀保溫材料，如鋁箔、金屬或非金屬鍍膜玻璃以及織物為基材制成的鍍膜制品。

　　二、影響保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素

　　材料的性質(zhì)。導(dǎo)熱系數(shù)以金屬最大，非金屬次之，液體較小，氣體更小。

　　表觀密度與孔隙特征。表觀密度小的材料，導(dǎo)熱系數(shù)小。孔隙率相同時(shí)，孔隙尺寸越大，導(dǎo)熱系數(shù)越大。

　　濕度。材料吸濕受潮后，導(dǎo)熱系數(shù)就會(huì)增大。水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.5 W/(m·k)，比空氣的導(dǎo)熱系數(shù)(0.029 W/(m·k))大20倍。而冰的導(dǎo)熱系數(shù)是2.33 W/(m·k)，其結(jié)果使材料的導(dǎo)熱系數(shù)更大。

　　溫度。材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大，但溫度在0～50℃時(shí)并不顯著，只有對(duì)處于高溫和負(fù)溫下的材料，才要考慮溫度的影響。

　　熱流方向。當(dāng)熱流平行于纖維方向時(shí)，保溫性能減弱;而熱流垂直纖維方向時(shí)，保溫材料的阻熱性能發(fā)揮最好。

　　三、常用保溫材料

　　(一)聚氨酯泡沫塑料

　　聚氨酯泡沫塑料按所用材料的不同分為聚醚型和聚酯型兩種，又有軟質(zhì)和硬質(zhì)之分。

　　按照成型方法又分為噴涂型硬泡聚氨酯和硬泡聚氨酯板材。噴涂型硬泡聚氨酯按其用途分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型三個(gè)類型，分別適用于屋面和外墻保溫層、屋面復(fù)合保溫防水層、屋面保溫防水層。主要性能特點(diǎn)有：

　　(1)保溫性能好。硬泡聚氨酯是高度交聯(lián)、低密度、多孔的絕熱結(jié)構(gòu)材料，導(dǎo)熱系數(shù)低(0.017～0.024 W/(m·k))。

　　(2)防水性能優(yōu)異。具有封閉的泡孔結(jié)構(gòu)，閉孔率超過90%，吸水率很低，能有效阻礙水汽的滲透，被視為防水保溫一體化產(chǎn)品。

　　(3)防火阻燃性能好。硬泡聚氨酯燃燒性能等級(jí)不低于B2級(jí)，其離火自熄，遇火時(shí)不產(chǎn)生熔滴;過火后表面形成碳化結(jié)焦層，阻緩內(nèi)部進(jìn)一步燃燒;沒有陰燃現(xiàn)象，不會(huì)成為二次火源。

　　(4)使用溫度范圍廣。使用溫度范圍為-50℃～150℃，短期使用溫度可達(dá)250℃，可應(yīng)用于嚴(yán)寒和高溫地區(qū)。

　　(5)耐化學(xué)腐蝕性好。硬泡聚氨酯可耐多種有機(jī)溶劑，甚至在一些極性較強(qiáng)的溶劑里，也只發(fā)生膨脹現(xiàn)象;在較濃的酸和氧化劑中，才發(fā)生分解現(xiàn)象。

　　(6)使用方便�？涩F(xiàn)場(chǎng)噴涂為任意形狀，板材具有良好的可加工性，使用方便。

　　硬泡聚氨酯板材廣泛應(yīng)用于屋面和墻體保溫�？纱�替?zhèn)鹘y(tǒng)的防水層和保溫層，具有一材多用的功效。

　　(二)改性酚醛泡沫塑料

　　用于生產(chǎn)酚醛泡沫的樹脂有兩種：熱塑性樹脂和熱固性樹脂，并大多采用熱固性樹脂。酚醛泡沫的特點(diǎn)有：

　　(1)絕熱性。其熱導(dǎo)率僅為0.022～0.045w/m·k，在所有無機(jī)及有機(jī)保溫材料中是最低的。適用于做賓館、公寓、醫(yī)院等高級(jí)建筑物內(nèi)天花板的襯里和房頂隔熱板。

　　(2)耐化學(xué)溶劑腐蝕性。其該性能優(yōu)于其他泡沫塑料，除能被強(qiáng)酸腐蝕外，幾乎能耐所有的無機(jī)酸、有機(jī)酸及鹽類�？膳c任何水溶型、溶劑型膠類并用。

　　(3)吸音性能。其吸音系數(shù)在中、高頻區(qū)僅次于玻璃棉，接近于巖棉板，而優(yōu)于其他泡沫塑料。廣泛用于隔墻、外墻復(fù)合板、吊頂天花板等。

　　(4)吸濕性。酚醛泡沫閉孔率大于97%，泡沫不吸水。可用于管道保冷。

　　(5)抗老化性。長期暴露在陽光下，無明顯老化現(xiàn)象，使用壽命明顯長于其他泡沫材料。

　　(6)阻燃性。檢測(cè)表明，酚醛泡沫無需加入任何阻燃劑，氧化指數(shù)即高達(dá)40，屬B1級(jí)難燃材料;添加無機(jī)填料的高密度酚醛泡沫塑料氧化指數(shù)可達(dá)60，燃燒等級(jí)為A1級(jí)。

　　(7)抗火焰穿透性。泡沫遇見火時(shí)表面能形成結(jié)構(gòu)碳的石墨層，有效保護(hù)了泡沫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在材料一側(cè)燃燒時(shí)另一側(cè)的溫度不會(huì)升得較高，也不擴(kuò)散，當(dāng)火焰撤出后火自動(dòng)熄滅。有測(cè)試表明酚醛泡沫在1000℃火焰溫度下，抗火焰能力可達(dá)120分鐘。

　　酚醛泡沫塑料廣泛應(yīng)用于防火保溫要求較高的工業(yè)建筑和民用建筑。

　　(三)聚苯乙烯泡沫塑料

　　按照生產(chǎn)工藝的不同，可以分為模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)和擠塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)。使用溫度不超過75℃，燃燒等級(jí)為B2級(jí)。

　　模塑聚苯乙烯泡沫塑料分為普通型和阻燃型;按照密度范圍又分為六類，分別是：Ⅰ類≥15～<20kg/m3，Ⅱ類≥20～<30 kg/m3，Ⅲ類≥30～<40 kg/m3，Ⅵ類≥40～<50 kg/m3，Ⅴ≥50～<60 kg/m3，Ⅵ類≥60 kg/m3。

　　擠塑聚苯乙烯泡沫塑料按制品壓縮強(qiáng)度和表皮不同分為十類;按制品邊緣結(jié)構(gòu)不同又分為四種，分別為SS平頭型、SL型(搭接)、TG型(榫槽)、RC型(雨槽)。

　　聚苯乙烯泡沫塑料具有重量輕、隔熱性能好、隔音性能優(yōu)、耐低溫性能強(qiáng)的特點(diǎn)，還具有一定彈性、低吸水性和易加工等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于建筑外墻外保溫和屋面的隔熱保溫系統(tǒng)。

　　(四)巖棉、礦渣棉制品

　　礦渣棉和巖棉(統(tǒng)稱礦巖棉)制品是一種原料易得，可就地取材，生產(chǎn)能耗少，成本低，可稱為耐高溫、廉價(jià)、長效保溫、隔熱、吸音材料，其制品形式有棉、板、帶、氈、縫氈、貼面氈和管殼等。礦渣棉的最高使用溫度為600～650℃，巖棉最高使用溫度可達(dá)820～870℃。大部分礦巖棉制品的密度為80～200 kg/m3，燃燒性能為不燃材料。

　　巖棉，礦渣棉制品的性能特點(diǎn)有：優(yōu)良的絕熱性、使用溫度高、防火不燃、較好的耐低溫性、長期使用穩(wěn)定性、吸音、隔聲、對(duì)金屬無腐蝕性等。

　　(五)玻璃棉制品

　　玻璃棉制品品種較多，主要有玻璃棉氈、玻璃棉板、玻璃棉帶、玻璃棉毯和玻璃棉保溫管等。玻璃棉特性是體積密度小(表觀密度僅為礦巖棉的一半左右)、熱導(dǎo)率低、吸音性好、不燃、耐熱、抗凍、耐腐蝕、不怕蟲蛀、化學(xué)性能穩(wěn)定，是一種良好的絕熱吸聲過濾材料。建筑業(yè)常用的玻璃棉分為兩種，即普通玻璃棉和超細(xì)玻璃棉。普通玻璃棉一般使用溫度不超過300℃，耐腐蝕性差;超細(xì)玻璃棉一般使用溫度不超過400℃。普通玻璃棉的密度為80～100 kg/m3，超細(xì)玻璃棉的密度小于20 kg/m3。玻璃棉燃燒性能為不燃材料。

　　玻璃棉氈、卷氈、板主要用于建筑物的隔熱、隔聲等;玻璃棉管套主要用于通風(fēng)，供熱供水、動(dòng)力等設(shè)備管道的保溫。玻璃棉制品的吸水性強(qiáng)，不易露天存放，室外工程不宜在雨天施工，否則應(yīng)采取防水措施。