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1、建筑功能材料,材料保溫,保溫材料的性能要求及保溫機理,常用保溫材料種類及制品,幾種常用建筑保溫材料性能比較,保溫材料的應(yīng)用及其重要意義,本節(jié)內(nèi)容要點：,認(rèn)識保溫材料,保溫材料是用于減少結(jié)構(gòu)物與環(huán)境熱交換的一種功能材料。建筑工程中使用的保溫材料，一般要求其導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.17W/（m,K），表觀密度不大于600kg/m,抗拉強度不小于0.3MPa。,一、認(rèn)識保溫材料：,保溫,材料微觀結(jié)構(gòu),觀察與討論,請觀察常用保溫材料的微觀結(jié)構(gòu)，如以以下圖所示。并分析可如何獲得具有此類微觀結(jié)構(gòu)特點的保溫材料,討論,保溫,材料微觀結(jié)構(gòu),討論,保溫材料一般系輕質(zhì)、疏松多孔的，且孔隙最好不連通，可為松散顆?；蚶w維狀

2、，欲獲得此類保溫材料，可從以下幾方面著手：,利用天然多孔或纖維狀的材料為主要組成材料，如軟木、浮石、甘蔗板等；,在材料中摻入加氣劑或者泡沫劑以形成多孔結(jié)構(gòu)，如加氣混凝土、泡沫塑料等；,在材料中參加能被燒去或于高溫下可分解出氣體而形成多孔的材料，如多孔陶瓷；,材料本身在高溫下自行膨脹為多孔結(jié)構(gòu)，如膨脹珍珠巖、膨脹蛭石。,二、保溫材料-性能要求,導(dǎo)熱性指材料傳遞熱量的能力。材料的導(dǎo)熱能力用導(dǎo)熱系數(shù)表示。材料組成：材料的導(dǎo)熱系數(shù)由大到小為：金屬材料無機非金屬材料有機材料。,微觀結(jié)構(gòu)：相同組成的材料，結(jié)晶結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)最大，微晶結(jié)構(gòu)次之，玻璃體結(jié)構(gòu)最小，如水淬礦渣就是一種較好的絕熱材料。,孔隙率：孔隙

3、率越大，材料導(dǎo)熱系數(shù)越小。,孔隙特征：在孔隙相同時，孔徑越大，孔隙間連通越多，導(dǎo)熱系數(shù)越大。,保溫,機理,1、傳熱方式,傳導(dǎo)換熱、對流換熱、輻射換熱,2、導(dǎo)熱系數(shù),在穩(wěn)定導(dǎo)熱情況下，,該常數(shù)與材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造有關(guān)，反響了材料的導(dǎo)熱能力，因此稱作導(dǎo)熱系數(shù)。,實際材料為當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)，包含孔隙中氣體的傳導(dǎo)換熱和對流換熱、孔壁間的輻射換熱。,3、絕熱材料的類型,多孔型,絕熱原理：,固相傳熱：路線大大增加,氣孔傳熱：導(dǎo)熱系數(shù)極小,絕熱材料：,泡沫塑料、膨脹珍珠巖等,纖維型,絕熱原理：,絕熱材料：,與多孔材料類似,巖棉、礦棉,反射型,絕熱原理：,從而,反射率,大，,吸收率,小，,有效阻擋輻射換熱。,

4、鋁箔、熱反射玻璃,I,0,I,A,I,B,絕熱材料：,三、常用保溫材料的種類及其制品：,保溫材料按照它們的化學(xué)組成可以分為無機絕熱材料和有機絕熱材料。常用無機絕熱材料有多孔輕質(zhì)類無機絕熱材料、纖維狀無機絕熱材料和泡沫狀無機絕熱材料；常用有機絕熱材料有泡沫塑料和硬質(zhì)泡沫橡膠。,按材料的構(gòu)造可分為纖維狀、松散粒狀和多孔狀三種，通?？梢灾瞥砂?、片、卷材或管殼等多種形式的制品。,1.,無機纖維狀保溫材料：,這類材料主要以礦棉、石棉、玻璃棉及植物纖維等為主要原料，制成板、筒、氈等形狀的制品，廣泛應(yīng)用于住宅建筑和熱工設(shè)備、管道等的保溫隔熱。這類材料通常也有良好的吸聲性能。,（1）玻璃棉及制品,玻璃棉是用玻

5、璃原料或碎玻璃經(jīng)熔融后制成的一種纖維狀材料。一般的堆積密度為40150kg/m,導(dǎo)熱系數(shù)小，價格與礦棉制品相近。玻璃棉可以制成瀝青玻璃棉氈、板及酚醛玻璃棉氈和板，使用方便，因此是廣泛用在溫度較低的熱力設(shè)備和房屋建筑中的保溫隔熱材料，還是優(yōu)質(zhì)的吸聲材料。,（2）礦棉和礦棉制品,礦棉一般包括礦渣棉和巖石棉。礦渣棉所用原料有高爐硬礦渣、銅礦渣、和其他礦渣等，另加一些調(diào)整原料（含氧化鈣、氧化硅的原料）。巖石棉的主要原料是天然巖石，經(jīng)熔融后吹制而成的纖維狀（棉狀）產(chǎn)品。,礦棉具有輕質(zhì)、不燃、保溫和電絕緣等性能，且原料來源豐富，本錢較低，可制成礦棉板、礦棉防水氈及管套等。可用作建筑物的墻壁、屋頂、頂棚等處

6、的保溫隔熱和吸聲。,2,.,無機散粒狀保溫材料：,（1）膨脹蛭石及其制品,蛭石是一種天然礦物，在850,1000的溫度下煅燒時，體積急劇膨脹，單個顆粒的體積能膨脹約20倍。,膨脹蛭石的主要特性：表觀密度80900,kg/m，導(dǎo)熱系數(shù)0.0460.070W/（m,K）?？稍?0001100溫度下使用，不蛀、不腐但吸水性較大?？沙仕缮钿佋O(shè)于墻壁、樓板、屋面等夾層中，作為保溫隔聲之用。使用時應(yīng)注意防潮，以免吸水后影響保溫效果。,膨脹蛭石也可與水泥水玻璃等膠凝材料配合，澆制成板，用于墻、樓板、屋面板等構(gòu)件的保溫。,隔熱保溫材料,-,膨脹蛭石板,（,2,）,膨脹珍珠巖及其制品,膨脹珍珠巖是由天然珍珠巖

7、燒制而成的，呈蜂窩泡沫狀的中灰白色顆粒，是一種高效能的絕熱材料。其堆積密度為,40,500kg/m,，導(dǎo)熱系數(shù)為,0.447-0.070W/mk,，最高使用溫度可達(dá),800,，最低使用溫度為,-200,。具有吸濕小、無毒、不燃、抗菌、耐腐、施工方便等特點。建筑上廣泛用作結(jié)構(gòu)、低溫保冷設(shè)備、熱工設(shè)備等的絕熱保溫材料，也可用于制作吸聲制品。,膨脹珍珠巖制品是以膨脹珍珠巖為主，配適宜量膠凝材料，經(jīng)拌和、成型、養(yǎng)護(hù)而制成的具有一定形狀的板、塊管殼等制品。,3,.,無機多孔類保溫材料：,（,1,）泡沫混凝土,泡沫混凝土又叫發(fā)泡水泥，是將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫參加到有水泥基膠凝材料、集料、摻和料

8、、外加劑和水等制成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注、自然養(yǎng)護(hù)而成的輕質(zhì)多孔混凝土制品。,泡沫混凝土的優(yōu)點和特點,1.,具有耐壓強度和抗老化性；,2.,具有輕量性：其密度可以到達(dá),200,1600kg/m3,有效地減少了建筑物的負(fù)重。,3.,隔音性好：隔音性是一般水泥的,5,8,倍。,4.,耐高溫性好：適用的溫度可以到達(dá),250,300,以上。,5.,提高保溫層的穩(wěn)固性和壽命：具有高度的穩(wěn)定性和抗老化性能，有效的保證室內(nèi)地面的平整不開裂，其壽命是苯板的,5,10,倍，是珍珠巖顆粒的,5,倍以上。,6.,環(huán)保性能好：所有的添加劑為植物蛋白纖維和動物性蛋白質(zhì)，無毒無害。,7.,隔熱性好：導(dǎo)熱系數(shù)為,0.0

9、8w/m.k,，是一般水泥的,20,30,倍。,8.,具有良好的抗壓強度：在密度為,350kg/m3,時，,7,天抗壓強度為,6kg/cm2,28,天為,9kg/cm2,。,9.,施工簡單：發(fā)泡水泥是有機械高壓輸送的流動性液體，施工節(jié)約人力物力。,10.,防潮性好：供暖時溫水管周圍不會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，各層之間不會出現(xiàn)分裂。,11.,結(jié)合性好：采用的材料是水泥，和上下層的結(jié)合非常好，不會形成地面空鼓和塌陷。,12.,施工速度快：每臺班可以施工,3000,4000,平方米，節(jié)約施工工期。,13.,整體性好：一次澆注無縫隙和間斷，和現(xiàn)澆板及砂漿層能夠完全結(jié)合形成一個整體。,14.,具有抗?jié)B的作用：由于

10、發(fā)泡水泥的多孔性和整體性，比一般樓板的抗?jié)B增強,6,倍以上。,15.,具有防火性：發(fā)泡水泥是無機材料，不會燃燒，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。,（,2,）加氣混凝土：,加氣混凝土是以硅質(zhì)材料（砂、,粉煤,灰,及含硅尾礦等）和鈣質(zhì)材料（石灰、,水泥,）為主要原料，摻加發(fā)氣劑（,鋁粉,），通過配料、攪拌、澆注、預(yù)養(yǎng)、切割、蒸壓、養(yǎng)護(hù)等工藝過程制成的輕質(zhì)多孔硅酸鹽制品。,其特性概括為：輕質(zhì)、高強、保溫、隔音、防火等。,（,3,）硅藻土：,硅藻土由水生硅藻類生物的殘骸堆積而成，可用作填充材料或制成制品。其孔隙率為,50,80,，導(dǎo)熱系數(shù)約為,0,060,W/（m,K），因此具有很好的保溫性能

11、。最高使用溫度可達(dá),900,。,(4),微孔硅酸鈣,：,微孔硅酸鈣由硅藻土或硅石與石灰等經(jīng)配料、拌和、成型及水熱處理制成。以托貝莫來石為主要水化產(chǎn)物的微孔硅酸鈣，表觀密度約為,200,kg/m，導(dǎo)熱系數(shù)為,0.047,W/（m,K），最高使用溫度約,650,。以硬硅鈣石為主要水化產(chǎn)物的微孔硅酸鈣，其表觀密度為,230,kg/m，導(dǎo)熱系數(shù)約為,0.056,W/（m,K），最高使用溫度可達(dá),1000,。,（,5,）泡沫玻璃：,泡沫玻璃由玻璃粉和發(fā)泡劑等經(jīng)配料燒制而成。氣孔率達(dá),80,95,，大量為封閉而獨立的小氣泡。其表觀密度為,150,600,kg/m，導(dǎo)熱系數(shù)為,0.058,0.128,W/（

12、m,K），抗拉強度為,0.8,15MPa,。采用一般玻璃粉制成的泡沫玻璃最高使用溫度為,300,400,，假設(shè)用無堿玻璃粉生產(chǎn)時，則最高使用溫度可達(dá),800,1000,。其耐久性好，易加工，可滿足多種保溫需要。,4,.,有機保溫材料：,（,1,）泡沫塑料：,泡沫塑料是以各種樹脂為基料，參加一定劑量的發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑等輔助性材料，經(jīng)加熱發(fā)泡而制成的一種具有輕質(zhì)、保溫、吸聲、防震性能的材料。目前我國生產(chǎn)的有聚苯乙烯泡沫塑料，其表觀密度為,2050,kg/m，導(dǎo)熱系數(shù)為,0.0380.047,W/（m,K），最高使用溫度為,70,。聚氯乙烯泡沫塑料其表觀密度為,1275,kg/m，導(dǎo)熱系數(shù)為,

13、0.0310.045,W/（m,K），最高使用溫度為,70,，遇火能自行熄滅；聚氨酯泡沫塑料其表觀密度為,3065,kg/m，導(dǎo)熱系數(shù)為,0.0350.042,W/（m,K），最高使用溫度可達(dá),120,，最低使用溫度為,-60,。此外還有脲醛泡沫塑料及制品等。該類保溫材料可做復(fù)合墻板及屋面板的夾心層及冷藏和包裝等保溫需要。,（,2,）植物纖維類保溫板：,該保溫材料可用稻草、木質(zhì)纖維、麥秸、甘蔗渣等為原料經(jīng)加工而成。其表觀密度約為,2001200,kg/m，導(dǎo)熱系數(shù)為,0.0580.307,W/（m,K）,可用于墻體、地板、頂棚等，也可用于冷藏庫、包裝箱等。,高強度植物纖維復(fù)合（外墻）保溫板,四

14、、幾種常用建筑保溫材料性能比較:,1,、STP超薄絕熱保溫板外墻外保溫系統(tǒng),優(yōu)點：防火性能極佳,不燃A級材料,無機系統(tǒng),、,平安可靠,、,優(yōu)異的防火性能，完全不燃。保溫效果極好，導(dǎo)熱系數(shù)在0.006左右，是一般保溫材料巖棉板、無機保溫板的十分之一。其保溫效果是聚苯板的6倍，擠塑板的4倍，聚氨酯的3倍。單位面積質(zhì)量輕，上墻后的平安系數(shù)高,；,材料自身熱穩(wěn)定性好，熱脹冷縮系數(shù)小，不存在常規(guī)有機保溫材料的熱收縮性。夏熱冬冷地區(qū)一公分即可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)兩公分即可滿足絕大局部建筑的標(biāo)準(zhǔn)要求。,缺點：無法現(xiàn)場裁切，一旦裁切，真空腔就漏氣，失去保溫效果。,抽真空絕熱保溫板，容易被鋒利物體刺穿密

15、封袋，上墻后假設(shè)透氣容易造成保溫材料鼓脹，外飾面脫落。新型墻材，價格相對較高。,2,、無機保溫板外墻外保溫系統(tǒng),優(yōu)點：防火性能極佳，不燃A級材料。,天然無機系統(tǒng)、平安可靠優(yōu)異的防火性能，完全不燃。,適用于夏熱冬冷地區(qū)節(jié)能保溫，導(dǎo)熱系數(shù)0.065左右，4公分左右可滿足當(dāng)?shù)毓?jié)能標(biāo)準(zhǔn)。用于寒冷地區(qū)需要做到7公分以上方可滿足。,比較適合外墻干掛保溫系統(tǒng)。,價格相對酚醛板，聚氨酯等高效保溫材料要低,缺點：防水性能不好，容易脫落，施工要求高。用于寒冷及嚴(yán)寒地區(qū)，保溫厚度過厚，大約在8公分以上。,推舉使用無機保溫板裝飾一體化外墻保溫系統(tǒng)。,3,、改性酚醛防火保溫板,優(yōu)點：保溫效果極好，導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.025

16、到0.03之間，略高于聚氨酯，能夠確保在同等保溫效果的前提下，保溫層厚度低于一般的保溫材料，自重力小，大大提高了系統(tǒng)的平安性能。,防火阻燃性能好，熱固性保溫材料，遇明火僅外表碳化，無融滴、無變形，能有效防止火勢的蔓延，確保施工過程和施工現(xiàn)場的平安。,使用范圍廣、使用溫度范圍在零下150度到零上180度，可應(yīng)用于寒冷，嚴(yán)寒，夏熱冬冷及高溫氣候的所有地區(qū)，寒冷地區(qū) 分到5公分之間即可滿足絕大局部建筑的保溫要求。,保溫裝飾一體化板，徹底解決保溫材料與飾面層的粘結(jié)問題。,高檔仿真飾面，穩(wěn)定系統(tǒng)、輕質(zhì)、平安，安裝簡單，節(jié)省工期，雙重防水、透氣性，良好的耐候性，維護(hù)簡便、易加工、可更換。,缺點：現(xiàn)場施工切割板材時，會有損耗，建議做裝飾一體化板材。,4,、硬泡聚氨酯保溫裝飾復(fù)合板,優(yōu),點：外墻保溫裝飾一體化，整體防火性能A級，適用于夏熱冬冷地區(qū)及寒冷地區(qū)。徹底解決粘接相容性問題、徹底解決飾面開裂問題，防水性好。,保溫效果極好，導(dǎo)熱系數(shù)低，一般在0.023以下，分的復(fù)合板相當(dāng)于五公分以上的EPS板，七公分以上的巖棉板、玻璃棉板，九公分的無機保溫砂漿。使用該復(fù)合板夏熱冬冷地區(qū)兩公分即可滿足，寒冷地區(qū) 分