保温隔热材料教材

保温隔热材料
山东省建筑科学研究院
1 保温隔热材料概念
概念：保温隔热材料是指对热流具有显著阻抗性 的材料或材料复合体。保温隔热材料一方面满足 了建筑空间或热工设备的热环境，另一方面也节 约了能源。
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保温隔热材料是保温材料和隔热材料的统称。
保温材料指的是控制室内热量外流的建筑材料，应 具有表观密度低，抗压强度高，构造简单，施工容 易，造价低等特点。
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纤维质保温材料
纤维质保温材料在80年代初市场上占有显著的 份额,是因为其优异的防火性能和保温性能,主要适 用于建筑墙体和屋面的保温.但由于投资大,所以生 产厂家不多,限制了它的推广使用,因而现阶段市场 占有率较低。
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5 保温隔热材料制品概述及应用
内容
4.1 膨胀珍珠岩及其制品 4.2 岩棉与矿渣棉及其制品 4.3 玻璃棉及其制品 4.4 膨胀蛭石及其制品 4.5 聚苯乙烯泡沫塑料（EPS） 4.6 挤塑板（XPS） 4.7 聚氨酯泡沫塑料（PU）
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概述：用于保温隔热的硬质泡沫塑料，依据合成工
艺与原料的变化有聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯—聚异 氰脲酸酯泡沫塑料、聚氨酯碳素泡沫塑料。
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性能特点：硬质聚氨酯泡沫塑料具有保温隔热效 果好，比强度大，耐化学药品以及隔音效果等优 越特点，广泛应用于保温隔热材料、结构材料、 以及“合成木材”等。
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4.4 膨胀蛭石及其制品
概述：膨胀蛭石是由天然矿物蛭石经烘干、破碎、 焙烧(800～1000℃) ，在短时间内体积急剧膨胀 （6～20倍）而成的一种黄色或灰白色的松散颗粒 状材料。膨胀蛭石制品主要有水泥膨胀蛭石制品、 水玻璃膨胀蛭石制品等。
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性能特点：
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性能特点：容重小、导热系数低、吸声性能高、过 滤效率高、不燃烧、耐腐蚀、手感柔软。
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应用：玻璃棉毡、板：主要使用于建筑物的隔热、 通风、隔声、空调设备保温、播音室、消音室、 噪声车间的吸声，冷库保温、隔热，交通工具的 保温、隔热、吸声等。玻璃棉管套、异型制品： 主要使用于设备、管道的保温。
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硅酸钙绝热制品保温材料
硅酸钙绝热制品保温材料在80年代曾被公认为 块状硬质保温材料中最好的一种，其特点是密度 小、耐热度高，导热系数低，抗折、抗压强度较 高，收缩率小。但进入90年代以来，其推广使用 出现了低潮，主要原因是许多厂家采用纸浆纤维。 以上做法虽然解决了无石棉问题，但由于纸浆纤 维不耐高温，由此影响了保温材料的耐高温性和 增加了破碎率。该保温材料在低温材料在低温部 位使用时，性能虽不受影响，但并不经济。
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复合硅酸盐保温材料
复合硅酸盐保温材料具有可塑性强、导热系数 低、耐高温、浆料干燥收缩率小等特点。主要种 类有硅酸镁、硅镁铝、稀土复合保温材料等。而 近年出现的海泡石保温隔热材料作为复合硅酸盐 保温材料中的佼佼者，由于其良好的保温隔热性 能和应用效果，已经引起了建筑界的高度重视， 显示出强大的市场竞争力和广阔的市场前景。
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4.1 膨胀珍珠岩及其制品
概述：珍珠岩是一种酸性火山 玻 璃 质 岩 石 ， 内 部 含 有 3% ～ 6 %的结合水。 膨胀珍珠岩以珍 珠岩、墨曜岩或松脂岩矿石经 破碎、筛分、预热，在高温下 悬浮瞬间焙烧、体积骤然膨胀 而成的一种白色或灰白色的松 散颗粒状的材料。具有轻质、 绝热、吸音、无毒、不燃烧、 无臭味等特点。
应用：建筑工程中已经大量使用聚氨酯泡沫塑料， 高密度的硬质聚氨酯泡沫塑料可以制作各种房屋 构件，如窗架、窗框、门等，聚氨酯泡沫塑料和 薄钢板或铝合金板复合制成的夹芯板，质量轻、 保温隔热效果好，施工方便等特点，大量应用于 建筑物的绝热屋顶和墙壁。
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应用：聚氨酯泡沫塑料可根据需要制成各种板材、 管材、棒材等制品，然后进行施工；又可以进行 现场喷涂、灌注施工，可以直接对各种几何形状 的设备进行喷塑。
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应用：wk.baidu.com
松散膨胀蛭石可以填充在建筑维护结构中作保温、 保冷、隔热、隔音材料。如墙壁、楼板、顶棚和 屋面等部位，也可以用于热工设备的绝热层。
膨胀蛭石制品：膨胀蛭石为主要原料，用石膏、 水泥、沥青、水玻璃和合成树脂为胶粘材料所制 成的墙板、楼板、屋面板，也可以根据不同使用 要求制造各种形状和规格尺寸的砖、板、管壳等 制品，用于建筑物围护结构和工业管道的保温和 绝热。
岩棉、矿渣棉保温带，用于大口径管道、设备等保 温隔热；
岩棉、矿渣棉管壳，用于小口径的管道保温。
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4.3 玻璃棉及其制品
概述：玻璃棉及其制品是矿物 棉的一种，采用天然矿石石英 砂、白云石、蜡石，配以其他 化工原料纯碱、硼酸等溶制玻 璃，在熔融状态和外力的拉制、 吹制、甩制成极细的纤维状材 料。按照其化学成分可以分为 无碱、中碱、高碱玻璃棉。目 前使用最多的是离心喷吹法， 其实是火焰法。
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使用注意事项：
1、玻璃棉组织蓬松，容重小，不宜远距离运输。
2、玻璃纤维含湿量低，但是制成棉毡、板、管套 等制品后，材料有大量孔隙，吸水性较高，不宜 露天存放，以免水分进入，降低使用效果。
3、玻璃棉及其制品中，较粗的纤维和皮肤直接接 触有刺痒感；极细的纤维或者纤维粉吸入呼吸道 后，易产生干咳等不适；所以在制造、搬运、施 工过程中必须有适当的劳动保护措施。
容 重 轻 、 密 度 ： 80-200kg/m3 ， 密 度 大 小 取 决 于膨胀倍数、颗粒组成和杂质含量等条件。导热系 数小、防火、防腐、化学性质稳定、无毒无味。在 干燥条件下使用，具有很好的抗冻性能。由于膨胀 蛭石是多孔层状结构，有很大的吸水性能。膨胀蛭 石有一定的脆性，需要在保管运输中注意。
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2保温隔热材料分类
保温隔热材料按其成分分为无机保温隔热材料、 有机保温隔热材料和复合保温隔热材料三大类型。 按照材料形态可以分为纤维状、气泡状、微孔状、 层体状等。 目前使用的绝热保温材料主要包括以下几种。
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泡沫型保温材料
泡沫型保温材料主要包括两大类：聚合物发泡 型保温材料和泡沫石棉保温材料。聚合物发泡型 保温材料具有吸收率小、保温效果稳定、导热系 数低、在施工中没有粉尘飞扬、易于施工等优点， 正处于推广应用时期。泡沫石棉保温材料也具有 密度小、保温性能好和施工方便等特点，推广发 展较为稳定，应用效果也较好。但同时也存在一 定的缺陷：例如，泡沫棉容易受潮，浸于水中易 溶解，弹性恢复系数小，不能接触火焰和在穿墙 管部位使用等。
应用要点：使用和储运过程，严禁烟火，避免受 热。不得接触强酸、强碱和有机溶剂，避免长时 间日光曝晒，避免长时间承受压力。避免尖锐锋 利的工具刺伤泡沫表面。
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典型应用：直接喷涂硬质聚氨酯泡沫塑料（简称 喷涂泡沫）隔热屋面，是将液体聚氨酯组合料直 接喷涂在屋面板上，使聚氨酯泡沫塑料固化后与 基层形成无拼接缝的整体隔热防水层，外设保温 层。
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4.7 聚氨酯泡沫塑料（PU）
概述：聚氨酯全称叫做聚氨基甲酸酯，聚氨酯泡 沫塑料是由二官能度和多官能度的有机异氰酸酯 与多官能度的含羟基化合物，如聚醚或聚酯多元 醇化合物，在催化剂、发泡剂等助剂作用下发生 反应而生成的聚合物。分别有软质、半硬质、硬 质聚氨酯泡沫塑料。用于保温隔热材料的主要是 硬质泡沫塑料。由于成型方法、物理性能或添加 的功能性改性剂的不同，硬质聚氨酯泡沫塑料可 以分为浇注型、喷涂型、低密度、高强度、耐热 型、阻燃型等品种。
隔热材料：指的是控制室外热量进入室内的建筑材 料。
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保温隔热材料的功效性能，取决于材料导热系数 的大小，导热系数越小其保温隔热的功效性能越 高。
使用于建筑物的保温隔热材料一般要求密度小、 导热系数小、操作方便、价格合理。
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建筑中使用的保温隔热材料品种繁多，其中使用 最为普遍的保温隔热材料，无机材料有膨胀珍珠 岩、膨胀蛭石、玻化微珠、硅酸钙及制品，加气 混凝土、岩棉、玻璃棉等，有机材料有聚苯乙烯 泡沫塑料、挤塑板、聚氨酯泡沫塑料等。这些材 料保温隔热效能的优劣，主要由材料热传导性能 的高低（其指标为导热系数）所决定。
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性能特点：重量轻、绝热、防火及吸音性能好， 并且原材料丰富、价格低廉、使用安全、施工方 便。
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应用：膨胀珍珠岩是应用极为广泛的一种材料,几 乎涉及到各个领域，例如：①制氧机、冷库、液 氧液氮运输的填充式保温隔热。 ②用于酒类、油 类、药品、食品、污水等产品过滤。 ③用于橡胶、
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4.2 岩棉、矿渣棉及其制品
概述：岩棉、矿棉都属于 矿物棉，岩棉是由如玄武 岩、辉绿岩等经高温熔融 制成的人造无机纤维；矿 渣棉是由工业废料矿渣如 高炉矿渣、锰矿渣、磷矿 渣、粉煤灰等，高温熔融， 用高速离心、或高载能气 体喷吹而成棉丝状无机纤 维。两者的形态都是纤维 状的。
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性能特点：聚苯乙烯泡沫塑料板具有优良的耐冲 击性能、韧性和强度，绝热性能好，抗腐蚀，防 水、质轻、容易切割。
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应用：广泛应用于保温、隔热、防震包装等用途。 建筑行业应用聚苯乙烯泡沫塑料作为墙体、屋面 的保温板，也可以复合成钢丝网架水泥聚苯乙烯 夹芯板、金属夹芯板，用于墙体保温。
油漆、涂料、塑料等填充料及扩张剂。 ④用于吸 附浮油。 ⑤用于农业、园艺、改良土壤、保水保 肥。 ⑥用于与各种粘合剂配合制成各种规格与性 能的型材。 ⑦用于工业窑炉与建筑物屋面与墙体 的保温隔热。
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各种膨胀珍珠岩制成品的应用除膨胀珍珠岩故有的 保温性能外，以此为基本，掺加不同的粘结，可使 制品适应不同的需要。
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4.6 挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）板
概述：挤塑聚苯乙烯泡沫塑料板是以聚苯乙烯树 脂为原料加上其他的添加剂，通过加热挤塑压出 成型而制得的具有闭孔结构的硬质泡沫塑料板。
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性能特点：XPS具有完美的闭孔蜂窝结构，因此具 有绝佳的隔热性、绝低的透湿系数,这种结构让XPS 保温板具有EPS所没有的低吸水性（几乎不吸水）、 低导热系数、高抗压性、抗老化性（正常使用几乎 无老化分解现象）。
现浇施工：可以膨胀蛭石为骨料，制备现浇水泥 蛭石，用于屋面或者夹壁等处的保温隔热层。
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4.5 模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）板
概述：以聚苯乙烯树脂为基料，经加热预发泡后 在模具中加热成型而制得的具有闭孔结构的聚苯 乙烯泡沫塑料板。通常采用可发性聚苯乙烯颗粒 制造聚苯乙烯泡沫塑料，生产过程是将EPS粒料， 在蒸汽或者电作热源和一定压力作用下进行预发 泡、熟化、成型、干燥（陈化）制成制品。
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性能特点：密度低、质轻、导热系数小、防水、 吸声、不燃、化学稳定性好。
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应用：粒状矿渣棉，用于各种建筑物的屋面、墙体、 工业设备保温、隔热材料，也可以用于隔热或者防 火的喷涂材料；
岩棉、矿渣棉板，用于平面或者曲率半径较大的设 备、建筑物的保温隔热；
岩棉、矿渣棉缝毡，用于管道、设备等保温隔热；
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XPS板的主要性能： 1、优异的保温隔热性能； 2、高强度抗压性能； 3、独特的高抗水汽渗透能力； 4、良好的隔音减噪、防火性； 5、质量轻、硬度高。
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应用：挤塑聚苯乙烯（XPS）保温板广泛应用于 墙体保温，平面混凝土屋顶及钢结构屋顶的保温 低温储藏地面、泊车平台、机场跑道、高速公路 等领域的防潮保温，控制地面冻胀，是目前建筑 业界比较常用的隔热、防潮材料。