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1、保温材料的研究与选用摘要：介绍了保温材料的概况、性能及选型依据，并对几种常用保温材料作了阐述，综合对比其各种性能指标，得出工程推荐的保温材料。关键词：保温材料，导热系数1、 引言随着能源价格的上涨和能源的紧张，人们更加关注能源消耗的降低，为此在“五”规划中，建筑节能目标为全国各类新建建筑实现节能50，重点城市达到节能65的目标，25的现有建筑要进行建筑节能改造。作为途筑保温材料在节能方面占有重要地位，不论房屋建筑、冷藏设备的保温，还是工业锅炉、窑炉、管道、设备的保温，力求大幅度减少能源的消耗量。这就要求大力发展高效能的保温材料。近年来，随着保温材料工业的迅速发展，保温材料品种不断增多，可选范围
2、也不断增大。材料品种的多样化，导致产品性能指标的多样化。如何选用节能、经济、实用的保温材料，就必须对常用保温材料的性能指标、优缺点、用途等进行综合对比，以便做出相对合理的选择。2、 保温材料的概述保温材料是一种减缓由传到、对流、辐射产生的热流速率的材料或复合材料。通常所指的保温材料是导热系数小于0.14W/(mK)材料。保温材料一般具有质轻、疏松、多孔、导热系数小等特点。同时由于保温材料的多孔或纤维状结构具有良好的吸声功能，而被广泛应用于建筑行业。建筑行业中使用的保温材料品种繁多，无机材料主要有膨胀珍珠岩、加气混凝土砌块、岩棉、玻璃棉等；有机材料有聚苯乙烯泡沫塑料（聚苯板）、泡沫玻璃、聚氨酯泡
3、沫塑料等。这些材料保温隔热性能的优劣，主要由材料的热传导性能的高低（导热系数）所决定。材料的导热系数愈小，其保温隔热性能便愈好。其中无机材料有不燃、使用温度宽、耐化学腐蚀性较好的特点，有机材料有强度髙、吸水率较低、不透水性较佳等特点。目前，国内在建筑上大量采用节能新型保温材料，主要有岩棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、水泥聚苯板、硅酸盐复合绝热砂浆、泡沫玻璃等。3保湿材料的主要性能指标保温材料的性能指标主要有：导热系数（W/(mK)、容重（kg/m)、最高使用温度（），抗压强度(MPa)、抗折强度(MPa)、含水量（%）等。3.1导热系数导热系数是反映材料的导热能力，也是保温材料的主要热物理特性，
4、它与材料的温度、密度、含水率、内部结构、保温层尺寸等物理性能密切相关。一般保温材料的导热系数随温度、含水率、容重的增大而上升，保温效果下降。导热系数可由导热率方程式、图或者表得出。3.2容重容重是在溫度为110时经过烘干且呈松散状态的保温材料，其单位体积的重量。它具有一个最佳容重值，即在最佳容重下，它才具有较小的导热系数和较好的保温效果。在工程上为了节约能源和减少保温管道支吊架结构荷重，应尽量采用容重小的保温材料。一般软质和半硬质材料的容重不得大于150 kg/m，硬质材料的容璽不得大于220 kg/m。3.3 最高使用温度保温保湿材料长期安全可靠工作所承受的极限温度。一般无机材料的耐热温度比
5、较高。3.4抗压强度抗压强度是材料受到压缩力作用而破坏时，每单位原始横截面上承受的最大压力负荷。3.5 抗折强度抗折强度是材料受到弯曲负荷作用下破坏时，单位面积上所受的力偶矩。3.6含水率含水率是保温材料吸收水的性质。其值升髙，材料导热系数随之升髙，严重破坏保温效果。一般有机材料的含水率较低。最后，保温材料除了要考虑以上的物理性能指标，还有一个重要的经济指标，即市场参考价格，工程上即要节约能源，又要降低成本，所以市场价袼是选材必须考虑的。综上所述，保温材料的性能指标相互影响，所以选用保温材料时，应本着“理化性能良好，综合价格适中”的原则，无论是有机还是无机保温材料，它们都各自有它的特点，选择材
6、料时，应本着扬长避短，综合利用的原则，这样才能充分发挥各种材料的优势。4保温材料选型依据要合理选择保温材料必须综合考虑以下几个方面：a.选材要经济，包括材料的市场价格、容重、保温厚度、使用年限等要综合比较。b.在经济的同时，保温材料的导热系敉应尽量小，因为材料的导热系数愈小，其保温隔热性能便愈好。c.保温材料的原材料储设丰富，来源方便，这样不但可以充分利用资源，而且可以降低成本。真正达到节能降耗的目的。5几种常用保温材料的理化性能综述5.1岩棉岩棉、矿渣棉及其制品是矿物棉的一种。岩棉是以精选的玄武岩或辉绿岩为主要原料，经高温熔融后，由高速离心设备制成人造无机纤维，同时加入特制的粘结剂和防尘油，
7、再经加温固化，制作成各种规格、不同要求的岩棉保湿制品。其主要品种有岩棉板、岩棉玻璃布缝毡、岩棉保温条等。岩棉制品具有不燃、无毒、容重小、导热系数小，使用温度高，经久耐用，不易风化，对金属不腐蚀。还有一个重要优点是原材料丰富，成本低等特点，因此它是目前国内外在建筑外埔上应用最多的一种保温材料。但缺点是施工时对施工人员的皮肤有刺痒反应，安装条件差。5.2玻璃棉玻璃棉及其制品是矿物棉的一种。玻璃棉是以硅砂、石灰石、萤石等矿物为主要原料，熔化后经过特殊工艺将熔融玻璃液制成无机纤维。在玻璃棉成型的过程中，根据不同的使用要求可以制成毡、板或管壳等各种制品。玻璃棉制品具有良好的隔热、隔振、吸音效果，其缺点是
8、吸水率大，须防水处理。它受潮后变形，隔振效果下降，即使风干后也不能恢复至原来的性能。因此一般来说玻璃棉使用寿命较短。5.3聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为基料，加人发泡剂等辅助材料，经加热发泡而成的轻质材料。它具有质轻、导热系数小、吸水率低、柔性好、耐水、耐老化、耐低温、耐腐蚀、易加工、价廉质优等优点。现已在建筑市场上广泛应用。聚苯乙烯泡沫塑料根据生产工艺的不同，有膨胀型（EPS）与挤塑(XPS)两类。在目前各种外墙保温中使用最多的为聚苯乙烯板，其中又以膨胀聚苯乙烯板最为普遍。5.4 泡沫玻璃泡沫玻璃是由定量的碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和促进剂等，经过细粉碎混合均匀形成配合料
9、、放入到特定的磨具中，再经过预热、熔融、发泡、退火等工艺制成的多孔玻璃。泡沫玻璃作为保温隔热材料主要应用于石油化工热力管线的保温和冷库保冷材料、外墙外保温材料、热电厂的烟仓内壁保温以及建筑屋顶的保温隔热等，甚至还具有用于家庭淸洁保健的功能。其生产原料是利用回收废旧玻璃，投资较少，但是科技含量商、产品附加值大的一种保温材枓。目前国内生产的泡沫玻璃由于受废玻璃原有特性的局限及加工工艺和设备等多种因素的限制，只能生产普通档次的产品，在导热系数和抗压强度等技术性能上与国外同类产品存在明显的差距。5.5 聚氨酯泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料是由二元或多元有机异氰酸酯与多元醇化合物加其他助剂作用相互发生反应而成的
10、高分子聚合物。它分为软质、半硬质和硬质聚氨酯泡沫塑料几种，而用于绝热材料的主要是硬质聚氨酯泡沫塑料。近年来聚氨酯泡沫塑料发展较快，但与国外发展相比，技术上仍属于低水平，主要原料依靠进口，价格不断升高，严重阻碍了聚氨酯工业发展和应用，尤其在建筑工业中的大规模应用。6工程推荐进行比较后，岩棉、挤塑聚苯、聚氨酯泡沫塑料的导热系数比较小；从价格上来说岩棉、玻璃棉、膨胀聚苯比较低。根据保温材料选型原则，既要导热系数小，又要价格低廉，而且还要原材料储&丰富，来源方便等特点。因此岩棉是工程中优选的保温材料之一，也是目前国内外建筑中广泛使用的节能材料。聚苯乙烯泡沫塑料也因其具有优良的热阻及耐腐蚀性能，而且价格适中，而备受市场青睐，其中又以膨胀聚苯乙烯板应用最为普遍。因此岩棉和聚苯乙烯板在国内外有着广阔的市场前景。总之，保温材料的选型在工程设计中是十分重要，也是比较复杂，必须综合考虑各种因素，才能做出合理的选型。