项目05绝热材料

• 不同的材料其导热系数是不同的，一般说来， 导热系数值以金属最大，非金属次之，液体较
小，而气体更小（即：金属材料＞无机非金属 材料＞有机材料）
• 对于同一种材料，内部结构不同，导热系数也 差别很大。一般结晶结构的为最大，微晶体结 构的次之，玻璃体结构的最小。
• 但对于多孔的绝热材料来说，由于孔隙率高，
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（３）玻璃棉及其制品。玻璃棉是用玻璃原 料或碎玻璃经熔融后制成纤维状材料，包 括短棉和超细棉两种。
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玻璃棉 岩棉管
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陶瓷纤维
• 陶瓷纤维：采用氧化硅、氧化铝为原料， 经高温熔融、喷吹制成。
• 表观密度为140-190kg／m3，导热系数为 0.044-0.049W／m·K
硅藻土墙体砖
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• (１) 微孔硅酸钙制品。微孔硅酸钙制品是用粉状二氧化硅 材料（硅藻土）、石灰、纤维增强材料及水等经搅拌、成 型、蒸压处理和干燥等工序而制成。用于围护结构及管道 保温。
• (２) 泡沫玻璃。它是采用碎玻璃加入１％～２％发泡剂 （石灰石或碳化钙），经粉磨、混合、装模，在800℃下烧 成后形成含有大量封闭气泡（直径0.1～5mm）的制品。它 具有导热系数小、抗压强度和抗冻性高、耐久性好等特点， 且易于进行锯切、钻孔等机械加工，为高级保温材料，也 常用于冷藏库隔热。
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学习目标 • 掌握：影响材料绝热性能的因素 • 熟悉：常用绝热材料的性质和适用范围
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9.3绝热材料
9.3绝热材料
定义：
控制室内热量外流的材料叫做保温材料， 防止热量进入室内的材料叫做隔热材料。 保温、隔热材料统称为绝热材料。
作用：
用于减少建筑物与外界环境之间的热量交 换，它的利用很大程度上影响了建筑物能 源消耗的多少。
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硬质泡沫橡胶
使用化学发泡法制成的一种热塑性材料，其表观密 度在0.064~0.12kg/m3之间，表观密度越小，保温性 能越好，但强度越低。 特点：导热系数小、强度大；抗碱盐的侵蚀能力较强， 但强无机酸及有机酸对其有侵蚀作用； 不溶于醇等弱溶剂，但易被某些强有机溶剂软化溶解； 耐热性不好，65℃左右开始软化；有良好的低温性能， 低温下强度较高且有较好的体积稳定性，多用于冷库 的绝热处理。
窗用绝热薄膜（新型防热片）
主要用于建筑物窗户部分的绝热处理，厚度多为 12~50μm,可以反射部分阳光，减少紫外线的穿透率， 减轻紫外线对室内物品的伤害。
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生活中常见的绝热材料
银 在瓶胆上涂一层薄薄的 ，使它成为反射光
线和反射热的一面镜子，从而利用银层把热辐
射挡了回去。这样，热就不致散失，起到了保
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植物纤维类绝热板
• 主要原料为：稻草、木质纤维、麦秸和甘 蔗渣等，其表观密度为200~1200kg/m3， 导热系数为0.058~0.307W/(m·K），多用 于建筑墙体、顶层和地面等处的保温处理， 也可用于冷藏库的隔热处理。
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泡沫塑料
• 以各种树脂为基料，加入一定剂量的发 泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料，经 加热发泡而制成的一种轻质、绝热、吸 声、保温及抗震的材料。
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• （５）热流方向。对于各向异性的材料， 如木材等纤维质的材料，当热流平行于纤 维方向时，热流受到阻力小，而热流垂直 于纤维方向时，受到的阻力就大。
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绝热材料的种类及使用要点 绝热材料按照它们的化学组成可以分为无机绝热
材料和有机绝热材料 1.常用无机绝热材料
(1) 纤维状无机绝热材料 1) 矿棉及矿棉制品 2）石棉及石棉制品 3) 玻璃及其制品
气体（空气）对导热系数的影响起着主要作用，
而固体部分的结构无论是晶态或玻璃态对其影
响都不大。
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典型材料
铜：导热系数最大
静止空气：导热系数最小(隔热)
导热系数小于0.175W／m·K的材 料称为绝 热材料。如：松木(横纹)、静止空气、泡 沫塑料等。
水：比热容最大(保温)
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9.3绝热材料
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9.3绝热材料
• 4.有机绝热 材料 • （１）软木板。软木也叫栓木。软木板是
用栓皮、栎树皮或黄菠萝树皮为原料，经 破碎后与皮胶溶液拌和，再加压成型，在 80℃的干燥室中干燥一昼夜而制成。软木 板具有表观密度小，导热性低，抗渗和防 腐性能高等特点。
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• （2）蜂窝板。蜂窝板是由两块较薄的面板， 牢固地粘结在一层较厚的蜂窝状芯材两面 而制成的板材，亦称蜂窝夹层结构。蜂窝 状芯材是用浸渍过合成树脂（酚醛、聚酯 等）的牛皮纸、玻璃布和铝片等，经加工 粘合成六角形空腹（蜂窝状）的整块芯材。 常用的面板为浸渍过树脂的牛皮纸、玻璃 布或不经树脂浸渍的胶合板、纤维板、石 膏板等。面板必须采用合适的胶粘剂与芯 材牢固地粘合在一起，才能显示出蜂窝板 的优异特性，即具有比强度大、导热性低 和抗震性好等多种功能。
(2)散粒状绝热材料 1)膨胀蛭石及其制品 2)膨胀珍珠岩及其制品
（3）多孔状绝热材料 泡沫玻璃、微孔硅酸钙制品、泡沫混凝土、
加气混凝土、硅藻土
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2.常用有机绝热材料
• 1）软木板 • 2）蜂窝板
3）植物纤维类绝热板 • 4）泡沫塑料 • 5）硬质泡沫橡胶 • 6）窗用绝热薄膜
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•
材料吸湿受潮后，其导热系数就增大，
这是由于当材料的孔隙中有了水分（包括
水蒸气）后，则孔隙中蒸汽的扩散和水分
子的热传导将起主要传热作用，而水的λ为
0.58Ｗ／（ｍ·Ｋ），比空气的λ=0.029Ｗ
／（ｍ·Ｋ）大20倍左右。如果孔隙中的水
结成了冰，则冰的λ=2.33 Ｗ／（ｍ·Ｋ），
其结果使材料的导热系数更加增大。故绝
限值时，导热系数反而会增大，这是由于孔隙增
大且互相连通的孔隙大大增多，而使对流作用加
强的结果。因此这类材料存在一最佳表观密度，
即在这个表观密度时导热系数最小。
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9.3绝热材料
• （3）温度。材料的导热系数随温度的升高 而增大，因为温度升高时，材料固体分子 的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导 热和孔壁间的辐射作用也有所增加。但这 种影响，当温度在０～50℃范围内时并不 显著，只有对处于高温或负温下的材料， 才要考虑温度的影响。
• 膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为骨料， 配以适量胶凝材料，经拌和、成型、养护 （或干燥、或焙烧）后两制成的板、砖、 管等产品。
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3. 多孔性保温隔热材料
• 由固相和孔隙良好的分散材料组成，主要 为泡沫类和发气类产品。常见的有泡沫玻 璃、微孔硅酸钙制品、泡沫混凝土、加气 混凝土和硅藻土。
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9.3绝热材料
• （4）含水量。材料吸湿受潮后，其导热系数就 会增大，这在多孔材料中最为明显。这是由于当 材料的孔隙中有了水分（包括水蒸气）后，则孔 隙中蒸汽的扩散和水分子的热传导将起主要传热 作用，而水的λ为0.58Ｗ／（ｍ·Ｋ），比空气的 λ=0.029Ｗ／（ｍ·Ｋ）大20倍左右。如果孔隙中 的水结成了冰，则冰的λ=2.33 Ｗ／（ｍ·Ｋ）， 其结果使材料的导热系数更加增大。故绝热材料 在应用时必须注意防水避潮。
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9.3绝热材料
9.3.1材料的热学性质
• 基本概念
• （1）导热性： 指材料传递热量的能力。
• （2）导热系数 ： 位厚度内的温差为1℃时，在1s内通过 1m2表面积的热量。
• 材料导热系数越大，导热性能越好。工程 上将导热系数λ<0.23w/(m•K)的材料称为绝 热材料
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9.3绝2热.材料散粒状保温隔热材料
• 主要由连续气相与无机颗粒状固相组成， 常见的材料有膨胀蛭石、膨胀珍珠岩等。
膨胀蛭石板材
膨胀珍珠岩板材
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• （1）膨胀蛭石及其制品。蛭石是一种天然 矿物，经850～1000°C燃烧，体积急剧膨 胀 (可膨胀５～20倍)而成为松散颗粒，其堆 积密度为80～200kg／m3，导热系数 0.046～0.07W/ (m·K)，用于填充墙壁、楼 板及平屋顶，保温效果佳。可在1000～ 1100℃下使用。
• （2）矿棉及其制品。矿棉一般包括矿渣棉 和岩石棉。矿渣棉所用原料有高炉硬矿渣、 铜矿渣等，并加一些调节原料（钙质和硅 质原料）。岩棉的主要原料为天然岩石 （白云石、花岗石、玄武岩等）。上述原 料经熔融后，用喷吹法或离心法制成细纤 维。矿棉具有轻质、不燃、绝热和电绝缘 等性能，且原料来源广，成本较低。可制 成矿棉板、矿棉毡及管壳等。可用作建筑 物的墙壁、屋顶、天花板等处的保温和吸 声材料，以及热力管道的保温材料。
温作用。
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棉被是一种棉织品保温材料
棉花本身就是热的不良导体
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软木板 规格：400*400 价格: 950元
木丝板 规格：1220*2440 价格：180
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• 例1：什么是绝热材料？工程上对绝热材料 有哪些要求？
• 例2：绝热材料为什么总是轻质的？使用时 为什么一定要注意防潮？
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• 1.解：绝热材料是指导热系数（λ）值应不 大于0.23W／(m·K)的隔热保温效果好的建 筑材料。
• 用于减少建筑物与外界环境之间的热量交 换，它的利用很大程度上影响了建筑物能 源消耗的多少。
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• 2.解：由于材料中固体物质的导热能力要比 空气的导热能力大得多，因此，一般的轻 质材料，其表观密度较小，导热系数也较 小。所以绝热材料总是轻质的。
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• 建筑上常用保温材料 • 1. 纤维状保温隔热材料 • （ｌ）石棉及其制品。石棉是一种天然矿物纤维，
主要化学成分是含水硅酸镁，具有耐火、耐热、 耐酸碱、绝热、防腐、隔音及绝缘等特性。常制 成石棉粉、石棉纸板、石棉毡等制品，用于建筑 工程的高效能保温及防火覆盖等。
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9.3绝热材料
• 膨胀蛭石也可与水泥、水玻璃等胶凝材料 配合，制成砖、板、管壳等用于围护结构及 管道保温。
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• （２）膨胀珍珠岩及其制品。膨胀珍珠岩 是由天然珍珠岩、黑耀岩或松脂岩为原料， 经煅烧体积急剧膨胀（约20倍）而得蜂窝 状白色或灰白色松散颗料。堆积密度为 40～300kg／m3，λ=0.047～0.070Ｗ／ (ｍ·Ｋ)，耐热800 °C，为高效能保温保冷 填充材料。
热材料在应用时必须注意防水避潮。
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严禁隐瞒、虚报生产安全事故。20.11.1420.11.14Saturday, November 14, 2020
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推行ISO9000不走样，企业生存发展 有希望 。11:24:3611:24:3611:2411/14/2020 11:24:36 AM
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质量出效益，点滴成江河。20.11.1411:24:3611:24Nov-2014-Nov-20
• (３) 多孔混凝土和轻骨料混凝土。
• (4) 泡沫塑料。泡沫塑料是以合成树脂为基料，加入一定剂 量的发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料经加热发泡而制 成的轻质保温、防震材料。目前我国生产的有聚苯乙烯、 聚氯乙烯、聚氨酯及 脲醛树脂等泡沫塑料。
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多孔材料传热过程
• 孔隙的存在使热量在 固相中的传热路线大 大增加，从而传热速 度大为减缓。
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厕所卫生要注意,干净清洁常保持。11:24:3611:24:3611:24Saturday, November 14, 2020
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人人讲安全，安全为人人。20.11.1420.11.1411:24:3611:24:36November 14, 2020
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今日的质量，明日的市场。2020年11月14日 上午11时24分20.11.1420.11.14
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• 影响材料导热系数的因素
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影响材料保温性能的主要因素是导热系数
的大小，导热系数愈小，保温性能愈好。
• 材料的导热性能受以下因素影响：
• （1）材料的性质
• （2）材料的表观密度与孔隙率
• （3）材料的环境与温度
• （4）材料的含水量 （5）材料的热流量
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9.3绝热材料
• （１）材料的性质。
• （２）表观密度与孔隙特征。由于材料中固体物 质的导热能力比空气要大得多，故表观密度小的 材料，因其孔隙率大，导热系数就小。
• 在孔隙率相同的条件下，孔隙尺寸愈大，导 热系数就愈大；互相连通孔隙比封闭孔隙导热性 要高。
• 对于表观密度很小的材料，特别是纤维状材料
（如超细玻璃纤维），当其表观密度低于某一极