1A414033 建筑保温材料的特性与应用

　　保温材料的保温功能性指标的好坏是由材料导热系数的大小决定的，导热系数越小，保温性能越好。一般情况下，导热系数小于0.23W/(m·k)的材料称为绝热材料，导热系数小于0.14W/(m·k)的材料称为保温材料;通常导热系数不大于0.05 W/(m·k)的材料称为高效保温材料。用于建筑物保温的材料一般要求密度小、导热系数小、吸水率低、尺寸稳定性好、保温性能可靠、施工方便、环境友好、造价合理。

　　一、保温材料分类

　　保温材料的品种繁多。按材质可分为无机保温材料、有机保温材料和复合保温材料三大类。按形态分为纤维状、多孔(微孔、气泡)状、层状等。根据材料的适用温度范围可分为高温保温材料(700℃以上)、中温保温材料(250～700℃)、低温保温材料(低于250℃)，通常又将0℃以下使用的称为保冷材料，适用温度超过1000℃的称为耐火保温材料。

　　目前应用较为广泛的纤维状保温材料，如岩棉、矿渣棉、玻璃棉、硅酸铝棉等制品;多孔状保温材料，如泡沫玻璃、玻化微珠、膨胀蛭石以及加气混凝土，泡沫塑料类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;层状保温材料，如铝箔、金属或非金属镀膜玻璃以及织物为基材制成的镀膜制品。

　　二、影响保温材料导热系数的因素

　　材料的性质。导热系数以金属最大，非金属次之，液体较小，气体更小。

　　表观密度与孔隙特征。表观密度小的材料，导热系数小。孔隙率相同时，孔隙尺寸越大，导热系数越大。

　　湿度。材料吸湿受潮后，导热系数就会增大。水的导热系数为0.5 W/(m·k)，比空气的导热系数(0.029 W/(m·k))大20倍。而冰的导热系数是2.33 W/(m·k)，其结果使材料的导热系数更大。

　　温度。材料的导热系数随温度的升高而增大，但温度在0～50℃时并不显著，只有对处于高温和负温下的材料，才要考虑温度的影响。

　　热流方向。当热流平行于纤维方向时，保温性能减弱;而热流垂直纤维方向时，保温材料的阻热性能发挥最好。

　　三、常用保温材料

　　(一)聚氨酯泡沫塑料

　　聚氨酯泡沫塑料按所用材料的不同分为聚醚型和聚酯型两种，又有软质和硬质之分。

　　按照成型方法又分为喷涂型硬泡聚氨酯和硬泡聚氨酯板材。喷涂型硬泡聚氨酯按其用途分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型三个类型，分别适用于屋面和外墙保温层、屋面复合保温防水层、屋面保温防水层。主要性能特点有：

　　(1)保温性能好。硬泡聚氨酯是高度交联、低密度、多孔的绝热结构材料，导热系数低(0.017～0.024 W/(m·k))。

　　(2)防水性能优异。具有封闭的泡孔结构，闭孔率超过90%，吸水率很低，能有效阻碍水汽的渗透，被视为防水保温一体化产品。

　　(3)防火阻燃性能好。硬泡聚氨酯燃烧性能等级不低于B2级，其离火自熄，遇火时不产生熔滴;过火后表面形成碳化结焦层，阻缓内部进一步燃烧;没有阴燃现象，不会成为二次火源。

　　(4)使用温度范围广。使用温度范围为-50℃～150℃，短期使用温度可达250℃，可应用于严寒和高温地区。

　　(5)耐化学腐蚀性好。硬泡聚氨酯可耐多种有机溶剂，甚至在一些极性较强的溶剂里，也只发生膨胀现象;在较浓的酸和氧化剂中，才发生分解现象。

　　(6)使用方便。可现场喷涂为任意形状，板材具有良好的可加工性，使用方便。

　　硬泡聚氨酯板材广泛应用于屋面和墙体保温。可代替传统的防水层和保温层，具有一材多用的功效。

　　(二)改性酚醛泡沫塑料

　　用于生产酚醛泡沫的树脂有两种：热塑性树脂和热固性树脂，并大多采用热固性树脂。酚醛泡沫的特点有：

　　(1)绝热性。其热导率仅为0.022～0.045w/m·k，在所有无机及有机保温材料中是最低的。适用于做宾馆、公寓、医院等高级建筑物内天花板的衬里和房顶隔热板。

　　(2)耐化学溶剂腐蚀性。其该性能优于其他泡沫塑料，除能被强酸腐蚀外，几乎能耐所有的无机酸、有机酸及盐类。可与任何水溶型、溶剂型胶类并用。

　　(3)吸音性能。其吸音系数在中、高频区仅次于玻璃棉，接近于岩棉板，而优于其他泡沫塑料。广泛用于隔墙、外墙复合板、吊顶天花板等。

　　(4)吸湿性。酚醛泡沫闭孔率大于97%，泡沫不吸水。可用于管道保冷。

　　(5)抗老化性。长期暴露在阳光下，无明显老化现象，使用寿命明显长于其他泡沫材料。

　　(6)阻燃性。检测表明，酚醛泡沫无需加入任何阻燃剂，氧化指数即高达40，属B1级难燃材料;添加无机填料的高密度酚醛泡沫塑料氧化指数可达60，燃烧等级为A1级。

　　(7)抗火焰穿透性。泡沫遇见火时表面能形成结构碳的石墨层，有效保护了泡沫的内部结构，在材料一侧燃烧时另一侧的温度不会升得较高，也不扩散，当火焰撤出后火自动熄灭。有测试表明酚醛泡沫在1000℃火焰温度下，抗火焰能力可达120分钟。

　　酚醛泡沫塑料广泛应用于防火保温要求较高的工业建筑和民用建筑。

　　(三)聚苯乙烯泡沫塑料

　　按照生产工艺的不同，可以分为模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)和挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)。使用温度不超过75℃，燃烧等级为B2级。

　　模塑聚苯乙烯泡沫塑料分为普通型和阻燃型;按照密度范围又分为六类，分别是：Ⅰ类≥15～<20kg/m3，Ⅱ类≥20～<30 kg/m3，Ⅲ类≥30～<40 kg/m3，Ⅵ类≥40～<50 kg/m3，Ⅴ≥50～<60 kg/m3，Ⅵ类≥60 kg/m3。

　　挤塑聚苯乙烯泡沫塑料按制品压缩强度和表皮不同分为十类;按制品边缘结构不同又分为四种，分别为SS平头型、SL型(搭接)、TG型(榫槽)、RC型(雨槽)。

　　聚苯乙烯泡沫塑料具有重量轻、隔热性能好、隔音性能优、耐低温性能强的特点，还具有一定弹性、低吸水性和易加工等优点。广泛应用于建筑外墙外保温和屋面的隔热保温系统。

　　(四)岩棉、矿渣棉制品

　　矿渣棉和岩棉(统称矿岩棉)制品是一种原料易得，可就地取材，生产能耗少，成本低，可称为耐高温、廉价、长效保温、隔热、吸音材料，其制品形式有棉、板、带、毡、缝毡、贴面毡和管壳等。矿渣棉的最高使用温度为600～650℃，岩棉最高使用温度可达820～870℃。大部分矿岩棉制品的密度为80～200 kg/m3，燃烧性能为不燃材料。

　　岩棉，矿渣棉制品的性能特点有：优良的绝热性、使用温度高、防火不燃、较好的耐低温性、长期使用稳定性、吸音、隔声、对金属无腐蚀性等。

　　(五)玻璃棉制品

　　玻璃棉制品品种较多，主要有玻璃棉毡、玻璃棉板、玻璃棉带、玻璃棉毯和玻璃棉保温管等。玻璃棉特性是体积密度小(表观密度仅为矿岩棉的一半左右)、热导率低、吸音性好、不燃、耐热、抗冻、耐腐蚀、不怕虫蛀、化学性能稳定，是一种良好的绝热吸声过滤材料。建筑业常用的玻璃棉分为两种，即普通玻璃棉和超细玻璃棉。普通玻璃棉一般使用温度不超过300℃，耐腐蚀性差;超细玻璃棉一般使用温度不超过400℃。普通玻璃棉的密度为80～100 kg/m3，超细玻璃棉的密度小于20 kg/m3。玻璃棉燃烧性能为不燃材料。

　　玻璃棉毡、卷毡、板主要用于建筑物的隔热、隔声等;玻璃棉管套主要用于通风，供热供水、动力等设备管道的保温。玻璃棉制品的吸水性强，不易露天存放，室外工程不宜在雨天施工，否则应采取防水措施。