【摘要】无机绝热材料是用矿物质原材料制成的材料,呈松散粒状,纤维状和多孔材料,可制成板、片、卷材或套管等型式的制品。这种材料的容重一般较有机绝热材料大,无机保温绝热材料成本高,伹不易腐朽, 不会燃烧,有的能耐高温,可用作热工设备的保温绝热材料。
【关键词】建筑;无机;绝热;材料;应用
无机绝热材料是用矿物质原材料制成的材料,呈松散粒状,纤维状和多孔材料,可制成板、片、卷材或套管等型式的制品。这种材料的容重一般较有机绝热材料大,无机保温绝热材料成本高,伹不易腐朽, 不会燃烧,有的能耐高温,可用作热工设备的保温绝热材料。
1 纤维状材料
1.1 石棉及其制品
石棉是蕴藏在中性或酸性火成岩矿床中的一种非金属矿物。这种硅酸盐矿物,其主要特征是纤维柔软,有丝绢光泽,可随手撕开,也可抽出细丝,韧性比棉花稍差。石棉具有耐火、耐热、耐酸碱、保温、绝热、防腐、隔音及绝缘等特性。
松散的石棉很少单独使用,常制成石棉粉、石棉纸板、石棉毡等石棉制品用于建筑工程。
1.1.1 石棉粉是由胶结材料与石棉混合而成的粉末状材料,直接用于施工,也可制成板材。常用的有碳酸镁石棉粉和硅藻土石棉粉两种。碳酸镁石棉粉系由碳酸镁钙8096和石棉纤维20%组成,具有保温性能好,比重小,质轻等优良性能。硅藻土石棉粉系由硅藻土粉8596石棉纤维1596组成,具有容重轻,保温效能高等优点。可用于900 ℃以下的绝热表面。
1.1.2 石棉纸系由石棉纤维与粘结材料制成,用于绝热、保温及防火覆盖。
1.2 矿渣棉及其制品
矿渣棉有以工业废料矿渣为主要原料,经熔化,用喷吹法或离心法而制成的棉丝状绝热材料。它具有质轻、导热系数小,不燃、防蛀、防腐蚀、化学稳定性强、吸音性能好等特点。矿渣棉可用沥青或酚醛树脂为粘结材料制成各种规格的板、毡、管、壳等制品。
1.3 玻璃棉及其制品
玻璃棉是玻璃纤维的一种。玻璃纤维产量大、用途广。它包括短棉和超细棉两种。短棉指纤维长度在50~ 150mm,单纤维直径为12X10一3mm左右的定长玻璃纤维,其外观洁白如棉、短棉又称玻璃棉。超细棉与短棉相比,纤维直径细得多,一般在4X 10一3mm以下,又称超细玻璃棉。
短棉可以用来制作沥青玻璃棉毡,沥青玻璃棉板等。超细绵可以用来制作普通超细玻璃棉毡、板,也可用来制作无碱超细玻璃棉毡、高硅氧超细玻璃棉毡等。
2 松散粒状材料
粒状保温绝热材料主要有膨胀蛭石和膨胀珍珠岩。
2.1 膨胀蛭石及其制品
蛭石是一种复杂的铁、镁含水硅铝酸盐类矿物,是水铝云母矿物中的一种矿石。蛭石在热膨胀时很像水蛭蠕动,故名蛭石。蛭石比重约为2.50,抗压强度在100 ~250MPa之间,能耐碱不耐酸,电绝缘性能不好,吸水率为18%~20%左右。
膨胀蛭石系由蛭石经过凉干、破碎、筛选、煅烧而成。蛭石在200℃:~300℃时急剧膨胀,在800 ℃~1 100 ℃时膨胀最大,其膨胀可达10~25倍,而颗粒总体积膨胀约为5~7倍。
膨胀蛭石的表观密度为80~200kg∕m3;013,导热系数为0.046—0.07W∕(mK),在-20至100℃温度下质量不变,耐碱不耐酸,吸水性大,电绝缘性不好,熔点为1370至1400℃,其制成品可以在1000至1 100摄氏度温度下使用,不受菌类侵蚀,不腐烂变质,不易被虫蛀。
膨胀蛭石具有良好的保温绝热性能,同时耐火,吸音,在建筑上用于做保温绝热吸声材料。也可以松散铺设于夹壁、楼板、屋面、地壁等处作为围护结构保温绝热、吸声之用,但由于此材料吸水率较高,需设防潮层,以免影响保温、吸音效果。
2.2 水泥膨胀蛭石制品
是由水泥和膨胀蛭石(其体积配合比为:10%~15%的水泥,85%~90%的膨胀蛭石)经拌和、成型、养护而成。
2.3 水玻璃膨胀蛭石制品
一般由水玻璃作为胶结材料,加适量保凝剂氟硅酸钠而制成的。
除以上三种外还有石棉硅藻土水玻璃膨胀蛭石制品,耐火粘土水玻璃膨胀蛭石制品和石棉膨胀蛭石制品等。以上制品均可以应用于工业与民用建筑的围护结构保温绝热材料。
2.4 膨胀珍珠岩及其制品
珍珠岩是一种酸性火山玻璃质岩石,因具有珍珠状裂隙结构而得名。珍珠岩内含有结合水3%~6%,当受高温作用时,玻璃质由固态软化为粘稠状态,内部水则由液态变为一定压力的水蒸汽向外扩散,使粘稠的玻璃质不断膨胀,当被迅速冷却达到软化温度以下时,就形成一种多孔结构的物质称为膨胀珍珠岩。生产膨胀珍珠岩的矿石有珍珠岩、松脂岩和黑曜岩三种岩石,都属于酸性火山玻璃质岩石。
膨胀珍珠岩主要技术性能是吸湿率比一般的保温绝热材料小,这是突出的优点。容重越小,其吸湿率越小,而吸水性较大,可达本身重量的2~9倍,容重越小,吸水性越强。膨胀珍珠岩的抗冻性良好,耐酸性较好,耐碱性差。
膨胀珍珠岩是中性无机砂状材料,颗粒结构呈蜂窝泡沫状,是一种高效能保温绝热材料。具有容重轻、导热系数小、低温绝热性能好,吸湿性小,化学稳定性好、吸音性能好,不燃烧、抗菌、耐腐蚀、施工方便等特点,在建筑工程上用途很广。
膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩石为骨料,配合适量胶结剂,经过搅拌、成型、干燥、焙烧或养护而成的具有一定形状的板、砖、管、瓦等产品。目前国内主要产品有水泥膨胀珍珠岩制品,水玻璃膨胀珍珠岩制品、磷酸盐膨胀珍珠岩制品及沥青膨胀珍珠制品等。
3 多孔性材料
3.1 泡沫混凝土
由水泥加水与泡沫剂混合后经机械搅拌、成型、养护而成的一种多孔、轻质、保温、绝热、吸声材料,这种混凝土仅用水泥而无骨科,也称泡沫水泥。如果是由粉煤灰加入适量石灰、石膏及泡沫剂,经机械搅拌、成型、蒸养而成的一种轻质多孔材料,一般称为粉煤灰泡沫混凝土。
3.2 加气混凝土
是由水泥、石灰、粉煤灰和加气剂等材料配制而成,经成型,蒸汽养护制成各种制品。是一种保温绝热性能良好的轻质材料。
3.3 微孔硅酸钙
是一种新颖的保温材料,它是用65%的硅藻土,35%的石灰,再加入前两者总重5%的石棉,水玻璃和水,经拌合、成型、蒸压处理和供干等工艺过程而制成。可用于建筑工程的围护结构及管道的保温。其效果较水泥膨胀珍珠岩和水泥膨胀蛭石为好。
3.4 泡沫玻璃
是采用碎玻璃100份,发泡剂1~2份配料,经粉磨混合、装模,在800℃温度下烧成,形成大量封闭不相连通的气泡,气孔率达到80%〜90%,气孔直径为0.1〜5mm,泡沫玻璃具有导热系数小。抗压强度和抗冻性高、耐久性好等特点,且易进行机械加工、截锯、钻孔、钉钉等。
参考文献
[1]张志伟,建筑材料性能 [M].北京:中国建筑工业出版社,1997
[2]王力宏,建筑施工技术 [M].北京:中国建筑工业出版社,1995
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