文档介绍：第十二章绝热材料与吸声材料
在建筑中****惯上把用于控制室内热量外流的材料叫做保温材料;把防止室外热量进入室内的材料叫做隔热材料。保温、隔热材料统称为绝热材料。
基本概念
(1)导热性: 指材料传递热量的能力。
(2)导热系数: 表示材料的导热能力指标。意义:在稳定传热条件下,当材料层单位厚度内的温差为1℃时,在1s内通过1m2表面积的热量。材料导热系数越大,导热性能越好。工程上将导热系数λ</(m•K)的材料称为绝热材料
绝热材料的种类及使用要点
绝热材料按照它们的化学组成可以分为无机绝热材料和有机绝热材料。
(1) 多孔轻质类无机绝热材料
(2) 纤维状无机绝热材料
1) 矿物棉
2) 玻璃纤维
(3) 泡沫状无机绝热材料
1) 泡沫玻璃
2) 多孔混凝土
(1) 泡沫塑料
(2) 硬质泡沫橡胶
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。
(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。
(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。
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。
(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。
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、板、管壳等用于围护结构及管道保温。
(2)膨胀珍珠岩及其制品。膨胀珍珠岩是由天然珍珠岩、黑耀岩或松脂岩为原料,经煅烧体积急剧膨胀(