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无机保温材料在建筑节能工程中的应用

发布时间:2018/12/12 浏览量:7328

1建筑节能与保温材料我国地域广阔,冬寒夏热十分突出,与同纬度其他国家相比,自长江以北至东北地区冬季温度偏低10~18T,夏季温度偏高2.由于我国对建筑物的保温、隔热、气密性重视不够,陕西玻璃棉西安玻璃棉板西安保温材料白色无甲醛玻璃棉板http://www.xajxjc.com西安聚鑫建材有限公司使得既有建筑和新建建筑的保温、隔热和气密性大部分都很差,采暖系统热效率普遍偏低。据统计,到2000年底,能够达到建筑节能设计标准的建筑累计仅占全部城乡建筑总面积的0.5%,占城市既有采暖居住建筑面积的9%,绝大部分新建建筑仍是高能耗建筑。

我国既有的400多亿m2城乡建筑中,99%为高能耗建筑;新建的房屋建筑中,95%以上仍是高能耗建筑。我国资源占有量不到世界平均水平的1/5,而单位建筑面积能耗是气候相近的发达国家的3~5倍。由此可见,要改变目前我国能源紧张的局面,缓解能源供求压力,关键在建筑节能。建筑节能成为各种节能途径中潜力最大、最为直接有效的方式,是缓解能源紧张,解决社会经济发展与能源供应不足这对矛盾的最有效措施之一。

我国建筑节能工作已开展了20多年,投人了大量的人力、物力和财力,并取得了初步较好的成效。目前己从建筑节能30%提高到50%,有些城市如北京在向65%迈进。国家从能源中长期发展规划纲要(2004年-2020年草案中,确定了我国发展节能型经济,建设节能型社会的目标,提出了节能优先的方针。依靠技术创新,体制创新和管理创新,在全国形成有利于节约能源的生产和消费模式。随着我国建筑节能工作的发展和建筑节能所需大量的各种新型建筑材料产品的不断出现,为了发展我国建筑节能工作,国家已颁发共建筑节能设计标准以及建筑照明节能标准等,这些国家标准的颁布与实施,将大力促进我国建筑节能工作的发展。

当前,随着我国国民经济的快速增长和人民生活水平的提高,人们对居住舒适度的要求也越来越高,在现有非节能住宅中提高居住舒适度必然会增加能源消耗量。对于以前的非采暖地区,城市和农村的住宅中越来越广泛的安装了空调、地暖等采暖设施,尤其是南方地区,空调的安装率已超过50%,这些势必会加剧我国能源紧张的局面。我国建筑能耗为社会总能耗的27.6%,预计到2020年建筑能耗将超过我国总能耗的三分之一,因此,降低建筑能耗将成为我国推广节能建筑非常重要的工作S.建设部部长在第二届国际智能、绿色建筑与建筑节能大会上发言时表示,“十一五”期间中国将大力发展节能建筑和绿色建筑,促进资源节约型社会和环境友好型社会的建设。中国还将组织实施“建筑节能工程”,在北京等直辖市试行节能65%的地方标准,并逐步成为国家标准;进行低能耗、超低能耗及绿色建筑示范,增强技术储备;进行既有建筑节能改造城市级示范,积极探索,积累经验,逐步推广。

沈阳市先后出台了沈阳市建筑节能新型墙体材料应用管理办法、沈阳市建筑节能“十五”计划和2015年规划等28个相关文件,加强科技攻关,完成了节能建筑技术规程及构造图集等科研课题30余项。据有关部门统计,自1993年至2004年底,沈阳市累计建成节能建筑2619万m2,共有2 584万m2的节能建筑节能率达到50%;新型墙体应用率由5%上升到83%,实心黏土砖产量由1993年的24亿块标砖下降到5.9亿块标砖,累计节约土地约1在建筑节能和降低墙材生产能耗上累计节能178万t标煤。

从2006年1月1日起,新建居住建筑强制执行节能标准由50%提高到65%;对在规定日期以后不按节能标准建设的公共建筑和居住建筑项目不予审批,对达不到建筑节能质量标准的项目不予验收。沈阳市建委还将有计划地对既有建筑进行节能改造,通过各种可行的办法,实现节能、节地、节水、节材,减少资源消耗,提高建筑功能质量和人居舒适度近年来,通过卓有成效的墙体改革,我国的保温节能墙体得到了长足的发展,但我们与国外发达国家的差距依然存在,与我国建筑节能政策的要求仍有相当大的差距,因此需继续加大保温节能墙体的研究和开发。结合我国国情,为尽快实现建筑节能65%的目标,应充分利用工业废料,发展符合我国国情的砌块制品;大力研制开发新型的复合墙体体系和墙体材料;提高保温节能墙体产品标准;并确保新墙材应用,加快保温节能墙材的推广应用的步伐。作为围护结构的墙体,是影响建筑节能的一个至关重要的因素。一个国家保温节能墙体的发展客观上反映了这个国家建筑节能的情况。

随着我国国民经济的发展,保温节能墙体在我国建筑业将有一个广阔的发展前景。

建筑节能可以通过多种方式和多种渠道来实现,但无论哪种方式,其重要的物质基础就是保温隔热材料。

2保温材料的历史及发展国外保温材料工业已经有很长的历史,建筑节能用保温材料占绝大多数,从上世纪70年代开始,国外开始普遍重视保温材料的生产和应用,力求大幅度减少能源的消耗量,从而减少环境污染和温室效应。如美国从1987年以来建筑保温材料占所有保温材料的81%左右,瑞典及芬兰等西欧国家80%以上的岩棉制品用于建筑节能。建筑节能不仅仅是建筑节能法规的颁布执行,它的实现还涉及一个庞大的产业群体,其中保温隔热材料与制品是影响建筑节能一个重要的影响因素。建筑保温材料的研制与应用越来越受到世界各国的普遍重视,新型保温材料正在不断地涌现4.近年来,世界各国都在采取有力措施,发展保温材料,主要生产国保温材料的年增长率在10%上下波动,例如日本,每年保温材料的增长率为10%-12%,保温材料的生产和使用量越大,节约的能源越多。从这个意义上讲,生产保温材料,就是生产能源,发展保温材料就是发展能源。而发展保温材料,比发展能源投资小、建设周期短、资源多、见效也快。因此,采取有力措施,大力发展保温材料工业,积极宣传保温材料对节能的作用,认真组织保温材料的推广和应用。真正做到该用保温材料的地方,都用上保温材料,这是有关的主管机关和科技工作者的一项光荣而又艰巨的任务目前,发达国家在浆体保温材料研制开发方面,是以轻质多功能复合浆体保温材料为主。此类浆体保温材料的各项性能较传统浆体保温材料明显提高,如具有较低的导热系数和良好的使用安全性及耐久性等。同时,这类复合浆体保温材料又具有优异的功能性,如无氟利昂阻燃型聚氨酯泡沫复合浆体保温材料、超轻质全憎水硅酸钙浆体保温材料等,可以满足不同使用条件的要求。此外,在开发“绿色”保温材料制品方面,国外也做出了相当程度的尝试,从原材料准备开采或运输、产品生产及使用,及日后的处理问题,都要求最大限度地节约资源和减少对环境的危害。保温材料工业是国外资源重新回收利用的一个很成功的典型6.世界上保温材料的品种已经发展到六大类、几十个品种。各国由于资源条件和技术条件的不同,发展保温材料也各有侧重。例如美国、日本侧重于发展玻璃纤维、北欧则侧重于发展矿棉。匈牙利非常重视纤维保温材料的发展。传统的保温材料,例如硅藻土,美国、苏联、日本都在应用,近年来各国普遍重视发展珍珠岩5.国内从20世纪80年代中期开始外墙外保温技术的试点,并将该技术广泛应用于建筑领域。但目前国内的建筑节能水平还远低于发达国家,建筑单位面积能耗仍是气候相近发达国家的3~5倍。国内的建筑节能工作在北京、天津等地进展情况较好,但在采暖地区的很多城镇进展相当缓慢,其原因主要是:建筑节能意识差;立法不健全,尽管节能技术标准属于强制性标准,却缺乏行政法规和执行机构实施监督;包费制的采暖收费制度与用户利益无直接关系,不能促使住户对节约热能的关注。建筑节能缺乏经济政策驱动机制,建设单位往往过多计较一次性基建投资;节能科技投入过少,从研究到推广各环节的工作还不配套,建筑节能产业体系还未充分建立6.过去,由于我国建筑物不强调保温,工业保温也缺乏严格的规定和要求,保温材料生产量小,应用面窄,又加上地区性的不平衡,保温材料生产厂多集中在东北、华北和华东地区。因此,全国的能源利用率仅为28%,有72%的能源白白浪费掉,我国的能源利用率,比工业发达的国家低50%.我国的保温材料以珍珠岩、硅藻土、蛙石和石棉为主。无机纤维、泡沫塑料、微孔硅钙板、加气混凝土、近年来有了较快的发展5. 1990年之前辽宁的膨胀珍珠岩和全国一样主要用于屋面保温,由于建筑热工规范等新的技术要求,又逐渐加工成珍珠岩制品,也用于屋面保温。其它保温材料主要用于工业窑炉及管道保温。1990年之后,由于建筑节能标准的要求和节能住宅试验小区的不断推广,保温材料已较多地用于建筑的屋顶及墙体和地面保温7.总体来说,目前,我国墙体保温材料技术水平较低、种类较少、产品大多属于低档产品。在我国常见的保温隔热材料的种类主要有以下几种:目前建筑中常用的泡沫型保温材料主要包括两大类:即泡沫石棉保温材料和聚合物发泡型保温材料。其中的聚合物发泡型保温材料凭借其吸收率小、导热系数低、现场操作不会产生粉尘等优点,受到各方的青睐,得到较大的推广和应用。

硅酸钙绝热制品保温材料在上世纪80年代曾经风靡一时,是块状硬质保温材料中的佼佼者。但随着时代的不断进步、科学技术的发展、研究手段的完善,硅酸钙绝热制品保温材料在市场上逐渐不再占据主导地位。导致这一结果的主要原因是厂家出于降低成本等考虑,将纸浆纤维作为石棉的替代品制作硅酸钙绝热制品保温材料,由于纸浆纤维不耐高温,用这种材料制备出的硅酸钙绝热制品保温材料的耐高温性能严重降低,同时还大大增加了制品的脆性,增加了制品的破碎率。

纤维质保温材料曾经在上世纪80年代凭借其优异的防火性能和保温性能被广泛应用于建筑墙体、屋面的保温。但随着新型保温材料的出现,纤维质保温材料的劣势也逐渐显现出来,如投资较大,生产厂家很少,在与其他新兴保温产品的对比中逐渐处于劣势,大大限制了纤维质保温材料的推广应用。

复合硅酸盐保温材料的通性为导热系数低、耐高温、耐火性强等。不仅如此由于制备硅酸盐类保温材料的原材料来源丰富、价格低廉、在市场竞争中占有优势。常见硅酸盐保温材料的主要种类包括硅酸镁、铝、稀土复合保温材料等。

超轻保温砌块具有质量轻、施工速度快、保温效果好等优点,除此之外,超轻保温砌块在生产过程中还可以大量利用粉煤灰、矿渣等工业废渣作为原材料,这样,方面降低了生产成本,另一方面还可以变废为宝,减少了环境污染,节能环保随着框架结构建筑的普遍采用,尤其是近些年来应用曰益普遍的轻钢龙骨结构住房、厂房的出现、复合保温墙体材料的大量研究、应用,超轻保温砌块的生产与应用得到了前所未有的迅猛发展8. 3保温材料的分类及特点保温材料是一种减缓由传导、对流、辐射产生的热流速率的材料或复合材料。由于材料的高热阻,保温材料阻碍热流进出建筑物。根据设备及管道保温技术通则,在平均温度不大于623K时,材料的导热系数应小于0.14W/(inK.保温材料的优点主要有以下几点:1从经济效益角度看,使用保温材料不仅可以大量节约能源花费,而且减小了机械设备空调、暖气规模,节约了设备花费。

Q从环境效益角度看,使用保温材料不仅节约了能源,而且由于减少机械设备,使得设备排放的污染气体量也相应减少。

3从舒适度角度看,保温材料可以减小室内温度的波动。尤其是在季节交替时,更可以保持室温的平稳。并且保温材料普遍具有隔音性,受外界噪音千扰减小。

4从保护建筑物的角度看,剧烈的温度变化将破坏建筑物的结构。使用保温材料可以保持温度平稳变化,延长建筑物的使用寿命,保持建筑物结构的完整性。同时使用和安装保温材料有助于隔热和阻燃,减少人员伤亡和财物损失当前建筑隔热保温材料市场中其类型大体可分成三个类别:有机质材料、无机质材料和有机质与无机质复合材料。

1有机质材料占主导地位,代表产品有:聚苯乙烯泡沫板EpS,挤塑板XpS,聚氨脂硬质泡沫板以及胶粉聚苯颗粒砂浆千粉系统。有机保温材料的化学组成决定了这类保温材料具有的优势:质轻、保温、隔热、吸声等良好的性能,在寒冷地区有较长的使用历史,生产与施工技术已经成熟,达到了规模化、规范化。但同时也存在着无法改变的缺陷:在外墙保温施工时,不能防火、不能与建筑物同寿命、污染环境、工序十分复杂,施工技术难度大、工程造价高、且有机材料与砖墙结合困难,强度低、变形系数大,容易造成空鼓、脱落等事故隐患;而且抗老化能力差,生产有机保温材料所用原材料的生态环保性差、生产所需的资源有限,废弃材料造成“白色污染”并难以实现循环再利用,与现在所倡导的新型环保型保温建材背道而驰8. Q无机质材料目前仍处在拓展阶段,市场占有率较小。无机保温砂浆为不燃材料,在满足保温隔热要求的同时,具有抗压、抗拉性能好,与建筑主体同寿命,施工方便,保温造价较低等特点,具有良好的应用前景。它正以其有机质材料无可比拟的优势引起了各方的关注,代表着建筑隔热保温材料发展的趋势。

3有机质材料与无机质材料的复合体。目前尚处在试行阶段,理论上的优势应该是有机质与无机质二者互补,但在生产工艺、施工方法以及应用效果上还需在实践中去完善和验证10. 4金属反射型绝热材料是在特定环境下使用的,其作用原理是利用对辐射的反射而使外来热辐射热传回空间或返回热力设备和管道,从而取得绝热效果的材料。金属绝热材料主要是铝箔和不锈钢箔两种,近年各国均以研究铝箔为主。金属绝热材料主要有以下特殊性能:绝热结构清洁不易产生尘埃;安装和拆卸方便;有足够的机械强度;有良好的去污性;对设备和管道不产生腐蚀;具有绝热屏蔽双功能。

泡沫塑料构成有机保温隔热材料的一大体系,其种类有很多,但最主要的有两种,聚苯乙烯泡沫塑料和聚胺酯泡沫塑料。聚胺酯泡沫塑料,聚苯乙烯泡沫塑料均在20世纪30年代问世。聚胺酯材料已被认为是世界六大发展的合成材料之1,聚苯乙烯也成为了当今四大通用塑料之1.我国的聚胺酯泡沫塑料的生产则始于上世纪50年代末,发展于上世纪80年代。

聚苯乙烯泡沫塑料类是目前使用最普遍的一种保温隔热材料。聚苯乙烯泡沫塑料制品具有质轻容重在20kg/m3以下,保温隔热性能良好(导热系数仅0.044W/mK),吸声等良好的性能。但是,在施工中,用作外墙保温时,有的用钢筋龙骨固定,外罩钢丝网,然后再抹灰,容易导致热桥产生。或者是用特殊粘结剂和偶合剂将板材粘结在外墙上,再经过若千道工序处理后,才能达到技术要求,施工十分复聚苯乙烯泡沫塑料板,是以聚苯乙烯树脂为基料,加入一定剂量的含低沸点液体发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料,经加热使可发性聚苯乙烯珠粒预发泡,然后在模具中加热而制得的一种具有密闭孔结构的硬质聚苯乙烯泡沫塑料板。其作为建筑保温材料,具有热导率小,保温性能良好;密度小,减轻了结构载荷,有利于抗震等优点。

聚氨酯泡沫塑料是由含有羟基的聚醚树脂或聚酯树脂与异氰酸酯反应构成聚氨酯主体,由异氰酸酯与水反应产生C2气体,或用低沸点氟氯烃受热气化而成。聚氨酯泡沫塑料一般可分为:硬质泡沫塑料、软质泡沫塑料、半硬质泡沫塑料以及特种泡沫塑料。其中聚氨酯硬质泡沫塑料制品热导率低、质轻,广泛用作保温隔热材料。

聚氯乙烯泡沫塑料是以PVC树脂为主体,添加适量的高分子改性剂、热稳定剂、发泡剂和增塑剂,经过低速或高速混合机混匀,经预塑造粒或压片,再用模压发泡、挤出发泡或注射发泡而制成的一种泡沫塑料,聚氯乙烯有软质和硬质两种,硬质PVC泡沫的基本性质有:燃烧性,离开火源后立即熄灭;耐温性,80T,2h不发粘;耐寒性,-35T,15min不龟裂;耐油性,在一级汽油中浸24h无变化;耐酸性,在20%盐酸中浸泡24h无变化;耐碱性,在45%氢化钠溶液中浸泡24h无变化;抗压强度为0.35MPa;导热系数为0.023W/m.K.可用于房屋建筑上保温、隔热、吸声和防震的材料。

脲醛泡沫塑料由尿素和甲醛生成二羟甲基脲,然后二羟甲基脲缩合生成线性脲甲醛树脂。采用合成发泡剂溶液进行发泡,能使发泡完全、均匀、疏松、发泡过程缓和,操作容易进行,在催化剂存在下固化成型,再经过千燥而制成闭孔结构的脲甲醛泡沫塑料。它无毒、阻燃、密度小、价格低廉。可用做隔热保温材料、隔音材料。温度适应范围宽、使用寿命较长、吸水率低、易清洗、不老化、施工方便等优点。可广泛应用于建筑、交通运输、化工、等行业。

酣醛树脂泡沫保温材料是由酣醛齐聚物通过交联、发泡制成的。酣醛树脂分为热固性树脂和线型酣醛树脂两类。具有导热系数低曲于具有均匀微细的闭孔结构,近期已经研制出导热系数仅为0.0175W/m-K的酣醛泡沫塑料、力学性能好、尺寸稳定性优、吸水率低、耐热性好、电绝缘性优良、难燃、良好的耐酸性和耐溶剂性等优点,尤其适合于某些特殊场合作隔热保温材料或其他功能性材料。在阻燃、隔热方面,酣醛树脂可以长期在130T下工作,瞬时工作温度可达200~300T,这与聚苯乙烯发泡材料的最高使用温度70~80T相比,具有极大的优越性。同时,在耐热方面也优于聚氨酯发泡材料9,现有标准绝热用硬质酣醛泡沫制近年来,随着建筑节能工作的不断推进,有机保温材料的大面积应用,有机保温材料的缺点得到了充分的暴露,尤其是保温材料的防火性能和火灾后对人体的伤害事故频发,保温工程的保温性能与安全性能的矛盾已达到了水火不相容的程度,相对来讲,有机保温材料中酣醛、脲醛泡沫材料防火性能稍好,但各自又存在其他方面问题,有机类保温材料如何发展面临重大考验!

4无机保温材料无机保温材料是目前为止,应用效果最好,最理想的保温材料。无机保温材料以岩棉、玻璃棉和膨胀珍珠岩为主,是最先发展起来的保温材料,对建筑节能保温起到了积极的作用。无机保温材料与有机保温材料相比,虽然容重稍微偏大、保温隔热效果也稍差,但其他方面的优良性能是有机保温材料所无法匹敌的。如无机保温材料耐酸碱、耐腐蚀、不开裂、不脱落、稳定性高,不存在老化问题,与建筑墙体同寿命。在施工过程中可以与墙基面和抹层面很好地结合施工简便,适用范围广,适用于各种墙体基层材质和各种形状复杂墙体的保温,工程成本低,并符合生态环保的要求,在生产过程中可以实现循环再利用。而且全封闭、无接缝、无空腔,没有冷热桥产生。不但可以做外墙外保温还可以做外墙内保温,或者外墙内外同时保温及屋顶的保温和地热的隔热层。防火阻燃安全性好,可广泛用于密集型住宅、公共建筑、大型公共场所、易燃易爆场所、对防火要求严格场所。

还可作为防火隔离带施工,提高建筑防火标准。与新兴材料相比存在以下主要缺点:保温性能差、占地面积大;抗撞击和受压强度差;吸湿性大。无机保温材料包括:岩棉、矿渣棉、玻璃棉、硅酸铝纤维、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、泡沫玻璃等均属于无机保温材料的范畴7,14.矿物棉制品于1840年在英国首先发现,熔化的矿渣啧吹后形成纤维并生产出矿渣棉至今170余年的历史,无论从生产技术、装备,还是成型工艺啧吹法改为先进的高速离心法,都有了很大的改进和进步矿物棉制品也有了很大的发展,矿物棉毡、管、板,矿物棉装饰吸声板,粒状棉啧涂及吸声材料的应用都越来越普及。同时,由于矿物棉摆锤法成纤技术的应用,从而实现了制取长纤维,低渣球、高弹性、低密度、高强度的矿物棉制品,其质量已接近离心玻璃棉制品的质量,可以制成量低密度为18kg/m3的岩棉毡和耐高温局容重最局可以250kg/m)的矿物棉、为矿物棉的应用开辟了更为广阔的领域。国内的矿物棉研制和生产则始于1958年,现有标准绝热用岩棉、矿渣棉及其制品GB/T11835- 2007、建筑用岩棉、矿渣棉绝热制品GB/T19686-2005.玻璃棉制品在全世界生产的国家有10~15个,法国的圣哥本公司是离心棉技术的发明者,拥有世界最先进的工业生产技术,而美国的欧文斯克宁公司则是最大的生产公司,其年生产能力在100万t以上。我国的玻璃棉研制和生产则始于上世纪60年代,70-80年代的应用量约为2万t,但期间制品加工能力极差,80年代末上海平板玻璃厂、北京玻璃钢厂从日本引进了两条离心玻璃棉生产线后,离心玻璃棉占了玻璃棉生产与销售的主导地位,超细棉市场在下降,现在全国玻璃棉的生产能力已达到6万t以上。如果在建筑领域的应用无法拓展,那么面临的将是供过于求,现有标准绝热用玻璃棉及其制品GB/T13350-2000.岩棉、矿棉、玻璃棉温度适应能力强,也是一种常用的保温隔热材料,但因其中不同程度含有沥青、胶或其它的有机物,容易产生有害物质而污染环境,同时,因其强度低,作为围护结构的保温隔热层时易塌陷和生产加工工艺复杂,逐渐被其它材料所替代。膨胀珍珠岩及制品容重在50~200kg/m3之间,其表观密度为40~300kg/m3,常温下当表观密度为180kg/m3时,热导率<0.0465W/(m.K,在高温时,热导率则0.058~0.175W/m‘K.吸湿率小吸水性大,表观密度80~300kg/m3时,吸湿率0.006%~0.080%,而且表观密度越小吸湿率越小吸水高。在实践工程中,保温材料层常因吸水性大而导致保温层的热导性能增加而失去保温隔热能力12.其研究应用比玻璃棉、矿棉晚,但发展速度较快,其价格和施工性能上具有优势,现有标准膨胀珍珠岩绝热制品GB/T10303-2001.膨胀玻化微珠是利用含结晶水的酸性玻璃质火山岩洳珍珠岩、黑耀岩及松脂岩等经粉碎、脱水劫晶水、汽化膨胀、熔融、玻化等工艺生产而成的颗粒呈不规则球状,内部为多孔的空腔结构,外表面封闭、光滑,质轻、防火、吸水率低等性能,是种新型的膨胀珍珠岩隔热材料13.传统膨胀珍珠岩为种外形极不规则,表面有许多孔洞、裂缝,凸凹不平和表面不连贯的粒状产品。这种结构特征使材料易碎,压缩比大,强度低,而且由于多孔,吸水率可以高达500%,这些缺点大大影响产品的长期寿命和保温质量。

而膨胀珍珠岩玻化微珠的外形比较规则,呈微球形,表面连续光滑,孔隙封闭。其表观密度为100~200kg/m3,常温下当表观密度为180kg/m3时,热导率小于0.046 5W/mk,吸湿率小,吸水性大。而且表观密度越小吸湿率越小、吸水率越大。球形闭孔膨胀珍珠岩具有强度高、吸水率低、砂浆流动性能优良、生产无环境污染等优点。现有标准膨胀玻化蛭石是由黑云母、金云母、绿泥石等矿物风化或热液蚀变而来,自然界很少产出纯的蛭石,而工业上使用的主要是由蛭石和黑云母、金云母形成的规则或不规则间层矿物,称之为工业蛭石。硅藻土和蛭石都是传统的低效无机保温材料,千百年来使用不衰,究其原因就在于它生产工艺简单,投资小,见效快,就地供应,使用方便。因此,今后仍然是一种很有发展前途的保温材料。但是由于硅藻土、蛭石资源有限,只宜在有资源的地区,就近资源建厂,供应当地需要。膨胀蛭石的生产多采用焙烧法,其生产工艺过程可包括破碎、筛分、烘千、焙烧和速冷等工序。将蛭石去除杂质后,进行破碎,获得l~2mm的颗粒,筛去细粉,然后通过日晒或自然风千,将含水量降至5%以下,置于千燥室内使用热力烘千,再进入立窑或回转窑内焙烧膨化,焙烧温度一般在850~1000T,时间为0.5~1.0min,膨化的蛭石立即进行冷却即得膨胀蛭石。膨胀蛭石具有耐热保温、保冷防冻和隔音良好性能。表观密度300kg/m3,热导率0.14W/(mk.现有标准膨胀蛭石制品C/T442-1991.泡沫玻璃为按30%粉煤灰、65%碎玻璃、5%发泡剂配制泡沫玻璃配合料,细度控制在0.08mm方孔筛筛余10%,以20~30<加记升温至1000<,发泡烧结50瓜,最后冷却即可得到质量较好的泡沫玻璃。以粉煤灰、碎玻璃为原料生产的泡沫玻璃,质轻,高强,保温隔热性好,应用范围广泛,在不同温度、湿度下,仍能保持很好的使用功能,同时还可以利用废玻璃和工业废渣,是一种很有发展前途的保温隔热材料,现有标准泡沫玻璃绝热制品C/T647-2005.微孔硅酸钙作为保温材料主要有两种晶型,一是以静态凝胶法生产以雪硅钙石为主的普通中温型硅酸钙制品,蒸压养护温度一般为100~150U压力为0.81~1.42MPa,最高使用温度为650T,二是以动态水热合成法合成以硬硅石为主的高温型制品,即在水热合成的过程中不断搅拌使生成的针状的一次粒子团聚成球形的二次粒子然后加人纤维压滤成型烘千后即可得到制品。现有标准硅酸钙绝热制品GB/T10699-1998.加气混凝土是以硅质材料洳砂、粉煤灰、铁尾矿等和钙质材料洳水泥、石灰等为基本原料,加适量引气剂和其他外加剂,经加水搅拌、发气膨胀、浇注成型预养切割、高温蒸养等工序形成的种轻质多孔材料。现有标准蒸压加气混凝土砌块GB11968-2006、蒸压加气混凝土板GB15762-2008.泡沫混凝土通常是用机械方法将发泡剂水溶液制备成泡沫,再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中,经混合搅拌、浇注成型养护而成的种多孔材料。十九世纪八十年代,欧洲首先研制成功了泡沫混凝土。现在一些工业发达国家,不仅在工厂中生产出泡沫混凝土制品,而且在施工工地使用了现浇泡沫混凝土,并取得了良好效果。由于投资少,操作简单、安全、成本低,可现场浇注。近年来,国内外都非常重视泡沫混凝土的研究与应用,使其在建筑领域的应用越来越广泛。我国在多孔混凝土研制和应用方面起步很晚,于二十世纪三十年代研制使用,六十年代初期才研制成功了蒸压泡沫混凝土制品,但由于对生产工艺和设备研究不够,发展受到阻碍,改革开放以来,我国的泡沫混凝土得到了迅猛的发展,尤其是近几年在工程地暖、屋面保温等领域得到了长足的发展。泡沫混凝土具有:密度小,1般为300~1800kg/m3;保温隔热性能好,由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙,因此有良好的热工性能,即良好的保温隔热性能,导热系数在0.08~0.30W/m-K之间;隔音耐火、抗震性能性能好;易于施工,可采用大工业手段泵送工艺进行施工。用于地暖绝热层的泡沫混凝土标准规程有地面辐射供暖技术规程G142-2004、发泡水泥绝热层与水泥砂浆填充层地面辐射供暖工程技术复合硅酸盐保温材料是一种固体基质联系的封闭微孔网状结构材料,主要采用火山灰玻璃、白玉石、玄武石、海泡石、膨润土、珍珠岩等矿物材料和多种轻质非金属材料,运用静电原理和湿法工艺复合制成的憎水性复合硅酸盐保温材料。具有可塑性强、导热系数低、容重轻、粘接性强、施工方便、不污染环境等特点,是新型优质保温绝热材料9.纳米孔硅质材料,目前发展势头最快的新型绝热材料主要是超效热材料。一般认为超效绝热材料是指:在预定的使用条件下,其导热系数低于“无对流空气”导热系数的绝热材料。超效绝热材料有两种:一种是真空绝热材料,另一种就是纳米孔绝热材料。20世纪40年代,SamuelKistler将纳米孔结构模型首先在硅气凝胶上变成现实,他通过保留SiO2颗粒在其凝胶状态下的排列结构,成功制造了纳米孔型的硅气凝胶。随着技术地不断发展,纳米孔硅质绝热产品正在向系列化发展,已满足各种实际应用需求。

除上面讨论的无机保温材料外,还有一些无机保温材料,他们共同的特点:力学性能、耐久性能等综合性能略好,但保温性能无法和有机材料相比。

5无机保温材料在建筑节能中应用的必由之路-复合有机保温材料存在很多保温方面的优势,这是无机材料所无法达到的,但是,有机保温材料的致命缺点也是无法自身克服的,而无机保温材料除了保温性能略显不足外,其他性能比如防火、耐久性等是有机保温材料又无法达到的,因此,以无机材料为基材,科学合理的选择有机材料进行复合是无机保温材料在建筑节能中应用的必由之路。

在过去的十几年里,保温材料的研究主要是对现有保温材料进行完善,今后研究的方向应主要表现在以下几点:1研究开发性能好、成本低的高、中、低档配套的保温材料。在消化吸收国内外先进技术的基础上,结合我国的资源条件和工程需要,开发用于大跨度工业建筑和公共建筑的、以无机保温材料为主体的、有机和无机复合的高档复合保温材料,开发用于量大面广的单层和多层工业与民用建筑的、性能好、成本低的中低档保温材料。

2无机保温材料研究重点应放在减少生产过程中能源的消耗、限制灰尘和纤维的排放、减少粘结剂的用量,提高材料的憎水性。

3有机保温材料例如聚苯乙烯泡沫保温材料、聚氨酯泡沫等研究重点应放在找出更合适的发泡剂,改进材料的阻燃性能和降低材料的生产成本。

4发展新型的保温材料例如:有机与无机复合保温材料也是个研究的主要方向9.无机保温材料与有机保温材料复合的典型案例:如上所述无机保温材料膨胀珍珠岩具有很多优点,但是做成板材后其最大的缺点是导热系数偏大,通过系统分析其导热系数大的原因主要是膨胀珍珠岩的开口孔结构,如何封闭其开口孔结构国内外有许多探讨,如上面提到的膨胀玻化微珠另外1种说法角坚壳珍珠岩就是其中的1种,i方面能耗很高也就是意味着成本很高,另一方面坚壳的内部仍然还是联通孔,和普通膨胀珍珠岩相比导热性略有降低,但和有机保温材料相比导热性仍然很高。

通过科学合理的级配,将有机保温材料脲醛颗粒与膨胀珍珠岩颗粒进行复合,优选适当的胶结材料,这样复合的保温材料具有很低的导热性、很低的密度、很好的防火阻燃性能、很好的力学性能,获得如此性能的主要原因在于有机脲醛颗粒充分的阻塞了膨胀珍珠岩的联通通道。有机、无机保温材料都充分的发挥了各自的优势,复合成单一材料无法实现的效果。

2无机材料基啧涂保温材料。

以无机材料为基材,适当复合纤维及有机保温材料,采用现场发泡啧涂工艺,获得一种新型复合保温材料及施工工艺,该复合材料具有明显优良的保温、防火、较好力学性能、耐久性的综合性能,并且可以实现大工业的现场施工工艺,具有明显的发展前景。

如前所述泡沫混凝土具有非常多的优点,但从保温角度来看,保温隔热性能还达不到理想的要求,和有机保温材料相比还存在着相当大的差距,为此我们开展了大量的实验研究工作,将聚苯颗粒、脲醛颗粒和泡沫混凝土进行了复合,取得了非常理想的各种性能,主要有:非常好的保温隔热性能、防火性能、施工性能,可将此材料应用于楼、屋面保温,夹心墙外墙保温。工程力学,2007,24:121-128.孙氰萍。建筑节能促进我省外墙保温材料发展。四川建李寅。建筑节能之外墙保温方式探讨。建筑节能,胡伟良,候国辉。节能保温隔热材料行业发展前景。中国新技术新产品,2010,16:147.于保温材料的利用现状和发展趋势。20-22.巩永忠,苑峰,孙艳。国内建筑外墙外保温材料现状与发展宋彦琴,张立文。辽宁保温材料现状及发展趋势。房材刘柱平。建筑墙体保温材料的研究现状与发展趋势。广伍林,杨贺易,德莲。保温材料的技术现状和发展趋势。山西建筑,2005,谢文丁。对以膨胀玻化微珠为代表的新型无机质绝热材料的探索。实验与研究,72-77.柳晓春。保温隔热材料发展及建筑应用。福建建材,肖军,李嘉华。采用新型保温隔热材料促进建筑节能可持续发展。四川建筑科学研究,2006,江飞飞。玻化微珠无机保温砂浆及其保温系统的研究