建材大世界——保温材料(上)

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        前言

        建筑所用的各种材料包括自然界的一切物质,本身具有一定的保温性能和调温能力,可供建筑保温节能的材料有很多,但要求越来越高。目前,对保温材料的保温性能主要是根据材料容重、密度、导热系数、传热系数、强度、防火等级等主要技术指标。

        保温材料能否发挥保温性能和作用,除了本身的性能外,还要看环境的影响因素(主要是高低温、潮湿度对材料保温性能的影响,还有风灾、火灾、地震力等)。

        保温材料的性能和作用取决于环境条件和应用技术水平。

        一、保温材料的分类:

        保温材料一般是指材料的导热系数小于或等于 0.20W/(K?m)。材料中空气含量越大、质轻就越轻,保温、隔热效果就越好;材料的保温性能越好,其重量越轻、强度和稳定性就越低。

        随着保温材料的技术开发和应用,保温材料的种类起来越多,按照保温材料的不同性质、容重、功能、应用范围、形状和施工方法进行划分类别。

        ◆ 按性质分为:

        有机类、无机类、复合类。

        ◆按材料形状分类:

        松散隔热保温材料、板状隔热保温材料、整体保温隔热材料

        ◆ 按容重分为:

        重质 400~600kg/m3、轻质 150~350kg/m3 和超轻质小于 150kg/m3 三类。

        ◆ 按照功能分为:

        保温、隔热、防火、调温、调湿(调湿材料也能明显改善温度感受)

        ◆ 按适用温度分为:

        可分为高温(1700℃以上,用于高温炉保温)、中温(800℃~1350,用于钢结构或隧道防火)和低温(小于 100℃用于建筑保温隔热)。

        ◆ 按形貌分为:

        粉末、粒状、纤维状、板块状、方砖状、多孔状等多类。

        ◆ 按施工方法分为:

        湿抹、干挂、粘贴、填塞、夹心、预制等。

        二、保温材料的材料成分:

        ◆ 保温材料:

        硅酸盐保温材料、陶瓷保温材料、胶粉聚苯颗粒、钢丝网采水泥泡沫板(舒乐板)、挤塑板 XPS、硬泡聚氨酯现场喷涂、硬泡聚氨酯保温板、发泡水泥

        ◆ 屋面材料:

        陶瓷保温板、xps 挤塑板、EPS 泡沫板、珍珠岩及珍珠岩砖、蛭石及蛭石砖、发泡水泥

        ◆热力、空调材料:

        酚醛树脂、聚氨酯防水保温一体化、橡塑海绵、聚乙烯、聚苯乙烯泡沫、玻璃棉、岩棉

        ◆钢构材料:

        聚苯乙烯、挤塑板、聚氨酯板,玻璃棉卷毡等。

        ◆无机保温材料:

        发泡水泥,无机活性墙体保温材料


        三、保温材料的调温和保温性能:

        建筑保温与人体保温不一样(冷了穿上、热了脱掉),我国一年四季处于较冷、较热天气,需要保温隔热的时间,平均只有半年左右,其余半年左右时间是不需要保温隔热,更需要自然的冷热来调节室内温度,因此,保温材料及系统要具有良好的保温隔热性能,还要有良好的调温性能。

        客观上讲,一切物质都具有一定的保温、调温、绝热作用,可分为保温绝热和调温调湿两大类:水和空气是自然赐给人类最好的保温和调温材料,所有大部分有机、无机、复合类保温材料的一个共性,就是质量轻,材料中的空气含量越多,重量就越轻,保温性越好,这是因为空气的导热系数最小,空气处于静止状态时,其有保温功能,空气处于流动状态下,其有调温功能。

        北方冬季采暖基本上是以水暖为主,事实证明水也是最好的保温、调温材料。任何材料只要能与水和空气进行合理、有效结合,便可以有保温、调温作用,比如水泥:水泥或砂浆中加入铝粉或双氧水,通过发泡技术,将空气引入,使材料容重降低至 160kg/m3 左右,水泥可以成为保温材料,松子岩石经过 800-1200℃膨化成珍珠岩、闭孔玻化微珠,玄武岩石经过 1350℃溶溶后拉丝成膨松棉状(岩棉),曾经的北京奥运会和上海的世博会正值火热夏天,为防人们中暑,将凉水形成高压雾化喷向入口处拥挤的人群。夏天的雨水和自然的风能都能调节环境温度。

        绝热材料、耐温材料、防火材料的性能,取决于材料的耐温极限,如材料已经过 1600℃的环境,材料的耐温极限就在 1600℃左右,因此,材料经过的温度环境越高,其耐温极限和热稳定性就越高。

        四、保温材料的防火等级:

        外墙保温材料的防火等级划分外墙保温材料的防火等级划分外墙保温材料的防火等级划分外墙保温材料的防火等级划分。

        1、我国国家标准 GB8624-97 将建筑材料的燃烧性能分为以下几种等级:

        A 级:不燃性建筑材料:几乎不发生燃烧的 WW 无机材料。

        B1 级:难燃性建筑材料:难燃类材料有较好的阻燃作用。其在空气中遇明火或在高温作用下难起火,不易很快发生蔓延。

        B2 级:可燃性建筑材料:可燃类材料有一定的阻燃作用。在空气中遇明火或在高温作用下会立即起火燃烧,易导致火灾的蔓延,如木柱、木屋架、木梁、木楼梯等。

        B3 级:易燃性建筑材料:无任何阻燃效果,极易燃烧,火灾危险性很大。

        2、外墙保温材料可根据防火等级进行划分

        燃烧性能为 A 级的保温材料:

        WW 无机保温材料、岩棉、玻璃棉、泡沫玻璃、泡沫陶瓷、发泡水泥等

        燃烧性能为 B1 级的保温材料:

        特殊处理后的挤塑聚苯板(XPS)/特殊处理后的聚氨酯(PU)、酚醛、胶粉聚苯粒等

        燃烧性能为 B2 级的保温材料:

        模塑聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)、聚氨酯(PU)、聚乙烯(PE)等

        五、保温材料的选择:

        保温材料的性能、应用及系统构成,要符合 GB50176-93《民用建筑热工设计规范》、GB/T 17369-1998《建筑绝热材料的应用类型和基本要求》的规定,还要考虑材料及系统的稳定性、针对性、适应性、应用环境、安全性、环保性等。

        ◆ 保温材料的选择及系统构成:

        北方地区天气寒冷,主要用途是保温为主,应当选择质量轻,保温性能好的保温材料;南方气候炎热,主要用途是以隔热为主,应当选择隔热、绝热性好的材料;沿海城市和雨水较多、气候较潮湿地区,应选择透气性好、调湿能力强的保温材料;人口密集的公众场所、娱乐场所、居住小区或高度超过 100 米的建筑,应选择防火安全性较好的 A 级不燃保温材料;永久性居住建筑,宜选用保温性好,无公害、健康环保的保温材料。

        六、保温材料的应用:

        从资源与环保的角度,应谨慎、严格、高效地使用保温材料。建筑保温用材料要与当地的气候环境条件相适应,对材料本身的资源、能耗、使用寿命、节能效率、健康与环保、质量与性能可靠性、工艺技术等方面进行可行性分析论证。

        以上内容摘自北京环益美高分子聚合物研究所

        10软瓷保温:

        软瓷保温材料以天然泥土、石粉软瓷保温材料等无机物为原料,经分类混合、复合改性,在光化异构及曲线温度下成型。抗震、抗裂、耐冻融、抗污自洁等性能都非常优秀。

        性能介绍:

        ①外观:至少 95%的材料主要区域无明显缺陷(指破损、起泡、上下层分离);

        ②单位面积质量:≦8kg/㎡ ;

        ③吸水量:<0.1kg/㎡ h0.5 ;

        ④抗冻性:100 次循环后,用肉眼观察无裂纹、剥落、粉化等损失坏现象;

        ⑤耐老化性:1200h,外观无裂纹,起泡现象,粉化小于 1 级;

        ⑥燃烧性能:厚度>3mm A 级 厚度≤3mm 按质感涂料要求 11;

        11硅酸铝保温:

        硅酸铝保温材料又名(硅酸铝复合保温涂料),是一种新型的环保墙体保温材料。符合国家建筑标准,是众多房地产商,工程承包商,装饰工程商的必需材料。

        硅酸铝复合保温涂料以天然钎维为主要原料,添加一定量的无机辅料经复合加工制成的一种新型绿色无机单组份包装干粉保温涂料,施工前将保温涂料用水调配后批刮在被保温的墙体表面,干燥后可形成一种微孔网状具有高强度结构的保温绝热层。

        1、硅酸铝保温材料的特点:

        绿色无害

        硅酸铝复合保温涂料为新型绿色无机涂料,是单组份材料包装,无毒无害、具有优良的吸音、耐高温、耐水、耐冻性能、收缩率低、整体无缝、无冷桥、热桥形成,质量稳定可靠、抗裂、抗震性能好、抗负风压能力强、容重轻、保温性能好并具有良好的和易性、保力强、面层不空鼓、施工不下垂、不流挂、减少施工耗、燃烧性能为 A

        级不燃材料:温度在-40-800℃范围内急冷急热,保温层不开裂,不脱落,不燃烧,耐酸、碱、油等优点。

        12 吸水阻燃

        弥补了传统的墙体保温涂料中存在的吸水性大,易老化体积收缩大,容易造成产品后期强度低和空鼓开裂降低保温涂料性能等现象,同时又弥补了聚苯颗粒保温涂料易燃,防火性差高温产生有害气体和耐侯低,反弹性大等缺陷。硅酸铝复合保温涂料是墙体保温材料中安全系数最高,综合性能和施工性能最理想的保温涂料,可根据不同介质温度抹最佳经济厚度,性价比大大优于同等性能材料。

        密封稳固

        成型稳固,粘结力强,施工方便快可有效缩短工期,并且不受被保温体几何形状的限制,特别适用于内、外墙保温、中央空调下送风系统及异性表面保温,可杜绝传统材料缝隙泄露而损失能量,构成整体密封。产品符合《建筑保温砂浆》GB/T20473-2006 执行标准,并达到国家消防及环保要求。

        2、硅酸铝保温材料的应用:

        应用范围

        主要用于颗料(包括聚苯颗粒、玻化微珠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等)内外墙外保温体系中的保温层面,也可用作普通外墙防开裂。

        13酚醛泡沫保温材料:

        酚醛泡沫材料属高分子有机硬质铝箔泡沫产品,是由热固性酚醛树脂发泡而成,它具有轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟、无毒、无滴落,使用温度围广(-196~+200℃)低温环境下不收缩、不脆化,是暖通制冷工程理想的绝热材料,由于酚醛泡沫闭孔率高,则导热系数 低,隔热性能好,并具有抗水性和水蒸气渗透性,是理想的保温节能材料。

        1、发泡方法:

        无论采用什么方法发泡,其基本过程都是:

        ①在液态或熔态塑料中引入气体,产生微孔;

        ②使微孔增长到一定体积;

        ③通过物理或化学方法固定微孔结构。

        按照引入气体的方式,发泡方法有机械法、物理法和化学法

        v 机械法:借助强烈搅拌,把大量空气或其他气体引入液态塑料中。工业上主要用此法生产脲醛泡沫塑料,可用作隔热保温材料或影剧中布景材料(如人造雪花)。

        v 物理法:将低沸点烃类或卤代烃类溶入塑料中,受热时塑料软化,同时溶入的液体挥发膨胀发泡。

        v 化学法:① 采用化学发泡剂,它们在受热时分解放出气体

        ② 利用聚合过程中的副产气体,典型例子是聚氨酯泡沫塑料,当异氰酸酯和聚酯或聚醚进行缩聚反应时,部分异氰酸酯会与水、羟基或羧基反应生成二氧化碳。

        2、性能及特点:

        泡沫塑料与纯塑料相比,具有密度低,质轻,比强度高,其强度随密度增加而增大,有吸收冲击载荷的能力,有优良的缓冲减震性能,隔音吸音性能,热导率低,隔热性能好,优良的电绝缘性能,具有耐腐蚀、耐霉菌性能。软质泡沫塑料具有弹性优良等性能。

        特点:

        (1)容重很低,可减轻包装重量,降低运输费用;

        (2)具有优良的冲击、振动能量的吸收性,用于缓冲防震包装能大大减少产品的破损;

        (3)对温、湿度的变化适应性强,能满足一般包装情况的要求;

        (4)吸水率低、吸湿性小,化学稳定性好,本身不会对内装物产生腐蚀,且对酸、碱等化学药品有较强的耐受性;

        (5)导热率低,可用于保温隔热包装,如冰淇淋杯、快餐容器及保温鱼箱等;

        (6)成型加工方便,可以采用模压、挤出、注射等成型方法制成各种泡沫衬垫、泡沫块、片材等。

        3、选用要点:

        模塑聚苯乙烯泡沫塑料 (EPS)板:

        用于外墙和屋面保温时,一般不会产生明显的受潮问题,用于冷库、空调等低温管道保温时,必须在 EPS板外表面设置隔汽层;

        挤塑聚苯乙烯泡沫塑料 (XPS)板:由于 XPS 板长期吸水率低,特别适用于倒置式屋面和空调风管;

        硬质聚氨酯泡沫塑料(PUR):由于使用温度较高,多用于供暖管道保温;

        聚乙烯泡沫塑料(PE):适用于低温管道和空调风管;

        酚醛泡沫塑料(PF):由于耐温性和防火性能远远优于聚氨酯,所以适用于高温管道和对防火要求严格的场合;

        尿素甲醛现浇泡沫塑料(UF):适用于夹心墙体和空心砌块填充保温;

        膨胀玻化微珠

        玻化微珠保温砂浆是以玻化微珠为轻质骨料与玻化微珠保温胶粉料按照一定的比例搅拌均匀混合而成的用于:外墙内外保温、楼梯间保温隔音的一种新型无机轻质保温材料。

        玻化微珠保温砂浆具有优异的保温隔热性能和防火耐老化性能、不空鼓开裂、强度高、现场施工加水搅拌即可使用。

        1、产品状态:均匀灰色粉体

        2、产品特点:

        精选进口可再生分散胶粉、无机胶凝材料、优质骨科及具有保水、增加、畜变、抗裂等功能助剂预混干拌而成。

        对多种保温材料均具有良好的粘结力,良好的柔性、耐水性、耐候性,现场直接加水调和使用,方便操作安全环保,符合产业政策。

        3、应用范围:

        适用于节能 50%和 65%夏热冬冷、夏热冬暖、温和地区新建、改扩建的公共和民用建筑的外墙内、外 保温、屋面保温节能工程。饰面为涂料和面砖的外保温层,包括楼梯间、分户隔墙、厨厕、封闭式阳台、顶棚等维护结构在内的内保温层,钢结构建筑的保温层、建筑异型结构保温层,干挂饰面内层的保温填充,地面保温、上人屋面、种植屋面、木结构屋面保温。

        4、主要技术指标:

        导热系数小,绝热性好:所制备的膨胀玻化微珠为表面玻化封闭,呈不规则球状体的内部为多孔类真空结构的轻质绝热颗粒材料,其导热系数低,热工性能好。

        吸水率低:由于产品表面为全玻化封闭结构层,阻止水分进入颗粒内部,吸水率低,大大提高了产品综合性能。

        粒径范围广,适宜不同用途和产品制备:通过采用不同粒径的矿砂及对生产工艺参数的调整与控制,可得到不同粒径的膨胀玻化微珠颗粒。粒径最小为 0.2mm、最大可达 3mm,可满足不同的使用需求。

        和易性好:由于产品呈微球状,玻化后表面平整光滑、强度高,与其他胶结材料掺混使用,易于均匀分散。

        胶粉聚苯颗粒

        胶粉聚苯颗粒是由胶粉料、聚苯颗粒轻料和水泥混拌组成,现场加水即可使用(即胶粉聚苯颗粒保温砂浆),其保温性能较好,施工简单,粘结力强外面加以罩面砂浆,纤维增强抗裂能够解决面层空鼓裂等问题。

        1、材料特点:

        该材料导热系数低,保温隔热抗结露性能好,抗压强度高,粘接力强,附着力强,耐冻融、干燥收缩率及侵水线性变行率小,不易空鼓、开裂。

        2、胶粉聚苯颗粒保温砂浆施工工序:

        ①胶粉聚苯颗粒保温砂浆由胶粉与聚苯颗粒组成(注意比例: 1kg 胶粉:8L 颗粒),两种材料分袋包装,使用时按比例加水搅拌制成(胶粉与水 1:2)该材料应随搅随用在 4 小时内用完。

        ②墙面应清理干净,无油渍、浮沉等。旧墙面松动、风化部分应剔除干净,表面突起部分大于 10mm 应铲平。

        ③对于混凝土墙体和砌块墙体应满涂界面砂浆。

        ④第一遍保温层厚度不大于 10mm,以后每遍抹保温浆料厚度不大于 20mm,间隔 24 小时以上。

        ⑤聚苯颗粒保温面层做粘贴面砖时,在抗裂层中用镀锌钢丝网替代网格布作为抗裂防护层的增强骨架,并将金属网与结构墙连接牢固。

        3、无机保温砂浆与胶粉聚苯颗粒的对比区别

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