文档介绍：建筑材料 第八章绝热材料和吸声材料
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第一节绝热材料
在建筑上,将主要作为保温、隔热使用的材料通称为绝热材料。绝热材料通常导热系数(λ)/(m·K),热阻(R)(m2·K)/W。此外,绝热材料尚应满足:表观密度不大于600kg/m3,,构造简单,施工容易,造价低等。
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1. 影响材料导热系数的因素
影响材料保温性能的主要因素是导热系数的大小,导热系数愈小,保温性能愈好。材料的导热系数受以下因素影响:
(1)材料的性质。不同的材料其导热系数是不同的,一般说来,导热系数值以金属最大,非金属次之,液体较小,而气体更小。对于同一种材料,内部结构不同,导热系数也差别很大。一般结晶结构的为最大,微晶体结构的次之,玻璃体结构的最小。但对于多孔的绝热材料来说,由于孔隙率高,气体(空气)对导热系数的影响起着主要作用,而固体部分的结构无论是晶态或玻璃态对其影响都不大。
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(2)表观密度与孔隙特征。由于材料中固体物质的导热能力比空气要大得多,故表观密度小的材料,因其孔隙率大,导热系数就小。
在孔隙率相同的条件下,孔隙尺寸愈大,导热系数就愈大;互相连通孔隙比封闭孔隙导热性要高。
对于表观密度很小的材料,特别是纤维状材料(如超细玻璃纤维),当其表观密度低于某一极限值时,导热系数反而会增大,这是由于孔隙增大且互相连通的孔隙大大增多,而使对流作用加强的结果。因此这类材料存在一最佳表观密度,即在这个表观密度时导热系数最小。
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(3)湿度。材料吸湿受潮后,其导热系数就会增大,这在多孔材料中最为明显。这是由于当材料的孔隙中有了水分(包括水蒸气)后,则孔隙中蒸汽的扩散和水分子的热传导将起主要传热作用,/(m·K),比空气的λ=/(m·K)大20倍左右。如果孔隙中的水结成了冰,则冰的λ= W/(m·K),其结果使材料的导热系数更加增大。故绝热材料在应用时必须注意防水避潮。
(4)温度。材料的导热系数随温度的升高而增大,因为温度升高时,材料固体分子的热运动增强,同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这种影响,当温度在0~50℃范围内时并不显著,只有对处于高温或负温下的材料,才要考虑温度的影响。
(5)热流方向。对于各向异性的材料,如木材等纤维质的材料,当热流平行于纤维方向时,热流受到阻力小,而热流垂直于纤维方向时,受到的阻力就大。
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第二节建筑上常用保温材料
1. 纤维状保温隔热材料
(l)石棉及其制品。石棉是一种天然矿物纤维,主要化学成分是含水硅酸镁,具有耐火、耐热、耐酸碱、绝热、防腐、隔音及绝缘等特性。常制成石棉粉、石棉纸板、石棉毡等制品,用于建筑工程的高效能保温及防火覆盖等。
(2)矿棉及其制品。矿棉一般包括矿渣棉和岩石棉。矿渣棉所用原料有高炉硬矿渣、铜矿渣等,并加一些调节原料(钙质和硅质原料)。岩棉的主要原料为天然岩石(白云石、花岗石、玄武岩等)。上述原料经熔融后,用喷吹法或离心法制成细纤维。矿棉具有轻质、不燃、
绝热和电绝缘等性能,且原料来源广,成本较低。可制成矿棉板、矿棉毡及管壳等。可用作建筑物的墙壁、屋顶、天花板等处的保温和吸声材料,以及热力管道的保温材料。
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(3)玻璃棉及其制品。玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃经熔融后制成纤维状材料,包括短棉和超细棉两种。
(4)植物纤维复合板。系以植物纤维为主要材料加入胶结料和填料而制成。如木丝板是以木材下脚料制成木丝,加入硅酸钠溶液及普通硅酸盐水泥混合,经成型、冷压、养护、干燥而制成。甘蔗板是以甘蔗渣为原料,经过蒸制、加压、干燥等工序制成的一种轻质、吸声、保温材料。
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2. 散粒状保温隔热材料
(1)膨胀蛭石及其制品。蛭石是一种天然矿物,经850~1000°C燃烧,体积急剧膨胀(可膨胀5~20倍)而成为松散颗粒,其堆积密度为80~200kg/m3,~/ (m·K),用于填充墙壁、楼板及平屋顶,保温效果佳。可在1000~1100℃下使用。
膨胀蛭石也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合,制成砖、