建筑材料----第十一章 绝热材料及吸声材料

第十一章绝热材料及吸声材料
绝热材料和吸声材料，都是建筑功能材料的重要品种。

建筑节能的主要途径，是采用绝热材料。

有效地运用吸声材料，可以减少噪声对环境的危害。

第一节绝热材料
绝热材料，通称保温、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。

通常，要求绝热材料的导热系数不宜大于0.17W/（m•K）,表观密度不大于600kg/m3，抗压强度不小于0.3MPa。

一般无机材料的耐久性、耐化学腐蚀性及耐高温高湿性等均较好，而有机材料则相对差些。

但有机材料的绝热性能要优于无机材料。

由于水的导热系数较高，大多数绝热材料吸水后的保温性能均显著降低，所以要求绝热材料应具有较低的吸湿性。

一、无机绝热材料及其制品
无机绝热材料由矿物质材料制成，呈纤维状、散粒状或多孔状，具有不腐、不燃、不受虫害、价格便宜等优点。

（一）纤维状绝热材料
（1）矿渣棉、岩棉及其制品矿渣棉是将冶金矿渣熔化，用高速离心法或喷吹法制成的一种矿物棉。

岩棉是以天然岩石为原料制成的矿物棉，常用岩石如玄武岩、辉绿岩、角闪岩等，在冲天炉或池窑中熔化，用喷吹法或离心法制成。

矿渣棉和岩棉，都具有保温、隔热、吸声、化学稳定性好、不燃烧、耐腐蚀等特性，是可以直接使用和做成制品使用的无机棉状绝热材料。

产品标准规定要求板、毡制品中纤维平均值应≤7.0µm;粒径大于0.25mm的渣球含量应≤10％；制品尺寸和密度应符合表11-1的规定；制品的热阻应不小于其公称热阻值，同时还应符合表11-2的规定。

（2）玻璃棉及其制品玻璃棉是以硅砂、石灰石、萤石等为主要原料，在玻璃窑中熔化后，经离心喷吹工艺制成。

根据《绝热用玻璃棉及其制品》GB/T 13350－2000的规定，玻璃棉按纤维平均直径分为三个种类，按工艺分成火焰法（标记a）和离心法（标记b）两类。

对各类棉的纤维平均直径和物理性能应符合表11－3的规定，棉中渣球的要求如表11－4所示。

②其他的厚度按本表的规定用标称厚度内插法确定热阻。

注：①导热系数为平均温度270-℃的测值。

②热荷重收缩温度系指试样在热荷重作用下，厚度收缩率为10％时所对应的温度。

以玻璃棉为基材，加入适量粘结剂，经压制、固化、切割等工艺，可制成各种绝热制品。

GB/T 13350－2000中规定，按此类产品的形态分为玻璃棉板、玻璃棉带、玻璃棉毯、玻璃棉毡和玻璃棉壳五种。

其中只有玻璃棉毯为不用粘结剂，并以纸、布或金属网等作为覆面增强材料制成；玻璃棉带是将玻璃棉板切割，经粘结适宜的覆面材料制成；玻璃棉管壳也根据需要贴附覆面材料。

标准对这五种产品的要求，主要有外观、尺寸允许偏差和物理性能三个方面，均分别提出明确规定，现将它们的物理性能指标为表11-5和表11-6，其他详见
GB/T 13350－2000。

注：①导热系数为平均温度270-℃下测值。

燃烧性能按GB 8624分级。

热荷重收缩温度指试样在热荷重
作用下，厚度收缩率为10％时所对应的温度。

②板的各项物理性能指标系指基材。

注：①导热系数为平均温度270-℃下测值。

燃烧性能按GB 8624分级。

热荷重收缩温度指试样在热荷重
作用下，厚度收缩率为10％时所对应的温度。

②毯、毡的各项物理性能指标系指基材；带除密度项之外的各项指标，管壳除导热系数之外的各项指
标，均指基材。

③毯和毡的密度，用标称厚度计算。

（3）硅酸铝棉及其制品 硅酸铝棉即直径3～5µm 的硅酸铝纤维，又称陶瓷纤维，是近来发展较快的新型高效绝热材料。

目前国内生产的硅酸铝棉，多以焦宝石为主要原料，经2100℃高温下熔化后，用高速离心或喷吹工艺制成的。

由于该种纤维的高温工作性能取决于氧化铝和氧化硅的含量，因而生产不同温度下使用的产品时，原料的品种和比例等也不相同。

硅酸铝棉的性能优于传统的保温材料，特别是耐高温性和受热后稳定性最为突出。

《绝热用硅酸铝棉及其制品》GB/T 16400－2003的规定：粒径大于0.21mm 的渣球含量≤20.0％；试样体积密度为160kg/m 3、平均温度（500±10）℃下的导热系数≤0.153W/（m •K ）
（2）膨胀蛭石及其制品蛭石是一种复杂的镁、铁含水硅酸盐矿物，由云母类矿物风化而成，由于其热膨胀时像水蛭（蚂蟥）蠕动，故得名蛭石。

膨胀蛭石系由蛭石经晾干、破碎、筛选、煅烧、膨胀而成，其密度很低，导热系数很小，具有耐热防腐、不变质、不易被虫蛀蚀等特点，常用于填充墙壁、楼板、平屋顶等。

膨胀蛭石按表11-12所列的级配要求分为五类，其物理性能指标应符合表11-12的规定。

膨胀蛭石制品按所用粘结剂不同，分为水泥膨胀蛭石制品、水玻璃膨胀蛭石制品、沥青膨胀蛭石制品。

按制品的外形分为板、砖、管壳和异形砖四类。

水泥膨胀蛭石制品的物理性能，应符合表11-14的规定。

（三）多孔状绝热材料
多孔状绝热材料，是指含有大量封闭、不连通气孔的隔热保温材料。

（1）硅酸钙绝热制品硅酸钙绝热制品，是经蒸压形成的水化硅酸钙为主要成分，并掺增强材料的制品。

多以硅藻土、石灰为基料，加入少量石棉和水玻璃，经加水拌和，制成砖、板、管、瓦等，经过烘干、蒸压而成的微孔制品。

硅酸钙绝热制品，按其最高使用温度分为Ⅰ型（650℃）、Ⅱ型（1000℃）；按加入的增强纤维分为有石棉、无石棉两种；按产品密度（≤kg/m3值）分为270号、240号、220号、170号和140号。

微孔硅酸钙制品的表观密度一般小于250kg/m3，100℃下导热系数一般为0.06W/（m•K），抗压强度为0.5MPa左右，最高使用温度为650℃。

该制品多用于围护结构和管道保温。

（2）泡沫玻璃泡沫玻璃是由玻璃粉料和发泡剂，经配料、装模、煅烧、冷却而成的多孔材料。

泡沫玻璃的气孔率可高达80％～90％，表观密度为150～180kg/m3，导热系数为0.045～0.066W/（m•K）,抗压强度为0.3～0.5MPa。

泡沫玻璃加工性好，易锯切、钻孔等，可制成块状或板状，多用于冷库的绝热层、高层建筑框架填充料和热力装置的表面绝热材料。

二、有机绝热材料
有机绝热材料，多由天然的植物质材料或合成高分子为原料，经加工而成。

与无机绝热材料相比，一般保温效能较高，但存在易变质、不耐燃和使用温度不能过高的弱点，尚有待使用中采取措施和产品的改进。

（一）木制人造板
（1）软木板软木板是用栓皮栎或黄菠萝的树皮为原料，经碾碎后热压而成。

由于软木中含有大量微小的密封气孔，并含有大量的树脂，故其导热系数即表观密度均较小，吸水性能较低，防水和防腐性较好。

软木板的表观密度为150～250kg/m3，导热系数为0.046～0.070W/（m•K）,适用于冷藏库及某些重要工程。

（2）木丝板木丝板是由木丝和胶结材料经拌合、压实、硬化后而制得。

根据所用胶结材料的种类，木丝板有菱苦土木丝板和水泥木丝板；根据压实程度的不同，木丝板又分为绝热木丝板与构造木丝板。

保温用木丝板的表观密度为350～400kg/m3，导热系数为0.11～0.13 W/（m•K），主要用于墙体和吊顶。

（3）软质纤维板软质纤维板是用边角木料、稻草、甘蔗渣、麦秆、麻皮等植物纤维，经切碎、软化、打浆、加压成型及干燥而制得。

软质纤维板的表观密度为300～350 kg/m3，导热系数为0.041～0.052 W/（m•K），在常温下使用，一般用于墙体和吊顶等。

（二）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，经过热分解发泡，形成微孔构造的制品。

（1）聚苯乙烯泡沫塑料是采用可发性聚苯乙烯珠粒为原料，在高压下渗入低沸点液体，在装入的模具中加热时，珠粒软化和低沸点液体的气化，致使膨胀、挤压、粘合，成为所需形状的多孔制品。

绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料，按密度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类，有阻燃型和普通型两种。

聚苯乙烯泡沫塑料板在建筑中主要用于墙体、地板及屋面的保温，以墙体应有为主。

用做墙板主要有彩板聚苯乙烯类芯板、钢丝网架夹芯板和各种外保温的复合墙体。

（2）聚氨酯泡沫塑料是将含有羟基的聚醚或聚酯树脂与异氰酸酯反应而构成聚氨酯主体，并由异氰酸酯与水反应生成的二氧化碳，或用低沸点的氰化烷烃为发泡剂发泡，制成内部具有无数小气孔的一种塑料制品。

聚氨酯泡沫塑料可分为软质、半硬质和硬质三类，用于建筑绝热的主要是硬质类成品或供应现场浇注、喷涂型物料。

用于建筑隔热的硬质聚氨酯泡沫塑料，为预制的平板或异形板，按用途分为Ⅰ、Ⅱ两种类型，并按导热系数不同分为A、B两级，根据使用要求，燃烧性能分为三级。

（3）其他品种的泡沫塑料除上述两大主流产品外，还有许多发展中的新产品，例如酚醛树脂泡沫塑料、脲醛树脂泡沫塑料，以及泡沫橡塑隔热材料等，都有了不同规模的产品。

酚醛树脂泡沫塑料，是以酚醛树脂、固化剂、发泡剂及其他配剂等，经发泡、固化而成的硬质热固性泡沫塑料。

其保温、保冷性能好，有一定的机械强度，特别是具有较高的防水性能和热稳定性。

可在－196～130℃的环境温度下使用，在1000℃火焰下不燃烧、无烟、不散发有害气体，适用于墙体、管道、冷库等处绝热层。

脲醛树脂泡沫塑料，是以脲醛树脂为基料，加入发泡剂及其他配剂制成。

其抗压强度为0.015～0.025MPa，使用温度为－70～100℃。

无毒、不霉变、阻燃，耐老化性较高，适用于工业及民用建筑、冷库、工业设备管道及罐体等的绝热保温。

第二节吸声材料
对空气传递的声能，有较大程度吸收的材料，称为吸声材料。

评定材料吸声性能的指标，通常采用吸声系数。

是指被材料吸收的声能E与到达材料表面的全部声能E0之比，即吸声系数a为：
a=E/E0
吸声系数越高的材料，说明它的吸声性越好。

由于同一材料对于高、中、低不同频率声波的吸收性不等，故往往取多个频率下的吸声系数平均值，以资全面评价其吸声性。

一、多孔吸声材料
多孔吸声材料，是最常用的一类吸声材料。

其构造特征为具有大量内外连通的微孔，通气性良好，声波易于进入微孔。

此类材料，可分为纤维状、颗粒状和多孔状，它们的主要品种及使用情况，如表11-18所示。

二、常用吸声材料
（一）矿棉装饰吸声板
以矿渣棉、岩棉或玻璃棉为基材，加入适量的胶粘剂、防潮剂、防腐剂，经过加压、烘干，制成的具有吸声和装饰功能的半硬制板状材料，统称矿棉装饰吸声板。

此类板的规格一般为500mm×500mm，厚度10～20mm多种。

矿棉装饰吸声板，具有质轻、不燃、吸声、保温、施工方便等特点，多用于吊顶和墙面。

（二）膨胀珍珠岩装饰吸声制品
膨胀珍珠岩装饰吸声板，是以膨胀珍珠岩和胶凝材料为主要原料，加入其他辅料制成的正方形板。

按照所用的胶凝材料不同，可分为水玻璃珍珠岩板、石膏珍珠岩板、水泥珍珠岩板等多种。

膨胀珍珠岩装饰吸声板，通常为300mm×300mm×10mm、500mm×500mm×20mm,尚无统一的标准。

其表面形态，有的制成各种立体花纹图案，有的以不同孔型构成多种图案。

膨胀珍珠岩装饰吸声板具有质轻、不燃、吸声、施工方便的特点，多用于墙面或顶棚的装饰与吸声工程。

（三）泡沫塑料
泡沫塑料以所用树脂不同，有聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料和脲醛泡沫塑料等多种。

泡沫塑料的孔型以闭口为主，因此其吸声性能不够稳定，选做吸声材料时，往往要实测其吸声系数。

软质泡沫塑料，如软质聚氨酯泡沫塑料和软质聚氯乙烯泡沫塑料等，它们基本上没有通气性，但因有一定程度的弹性，可导致声波的衰减，可作为柔性吸声材料使用。

（四）钙塑泡沫装饰吸声板
钙塑泡沫装饰吸声板，是以聚乙烯树脂加入无机填料，经混炼模压、发泡、成型制得。

该板有一般和难燃两类，可制成多种颜色和凹凸图案，同时还可加打孔图案。

钙塑泡沫装饰吸声板，一般的规格为500mm×500mm×6mm,表观密度在250kg/m3以下，抗拉强度约0.8MPa，具有质轻、耐水、吸声、隔热、施工方便等特点，适用于吊顶和内墙面装饰用。

（五）吸声薄板和穿孔板
常用的吸声薄板有胶合板、石膏板、石棉水泥板、硬质纤维板和金属板等。

通常是将它们的周边固定在龙骨上，背后留有适当的空气层，组成薄板共振吸声结构。

采用上述薄板穿孔制品，可与背后的空气层形成空腔共振吸声结构。

在穿孔板的空腔中，填入多孔材料，可在很宽的频率范围内提高吸声系数。

金属穿孔板，如铝合金板、不锈钢板等，因其较薄，且强度高，可制得较大穿孔率的微穿孔板。

较大穿孔率的金属板，需背衬多孔材料使用，金属板主要起饰面作用。

金属微孔板，孔径小于1mm，穿孔率1％～5％，通常采用双层，无须背衬材料，靠微孔中空气运动的阻力达到吸声的目的。

常用材料的吸声系数，如表11-19所示。

第十一章习题
一、单项选择
1. 建筑节能的主要途径，是采用（D）材料。

A. 防火
B. 吸声
C. 防水
D. 绝热
2. 由于水的导热系数较高，大多数绝热材料吸水后的保温性能均显著降低，所以要求绝热材料应具有较低的（C）。

A. 防火性
B. 防水性
C. 吸湿性
D. 保温性
3. 产品标准规定要求板、毡制品中纤维平均值应小于等于（A）。

A. 7.0µm
B. 0.7µm
C. 17µm
D.70µm
4. 硅酸铝棉即直径3～5µm的硅酸铝纤维，又称（D），是近来发展较快的新型高效绝热材料。

A. 植物纤维
B. 硅酸纤维
C. 玻璃纤维
D. 陶瓷纤维
5. 目前国内生产的硅酸铝棉，多以焦宝石为主要原料，经（B）高温下熔化后，用高速离心或喷吹工艺制成的。

A. 1100℃
B. 2100℃
C. 210℃
D.110℃
6.（A）是用栓皮栎或黄菠萝的树皮为原料，经碾碎后热压而成。

A. 软木板
B. 软质纤维板
C. 木丝板
D. 胶合板
7. 保温用木丝板的表观密度为（D），导热系数为0.11～0.13 W/（m•K），主要用于墙体和吊顶。

A. 100～150 kg/m3
B. 150～250kg/m3
C. 300～350 kg/m3
D. 350～400kg/m3
8. 对空气传递的声能，有较大程度吸收的材料，称为（C）。

A.吸热材料
B. 防火材料
C. 吸声材料
D. 防潮材料
9.有机纤维材料常用的动物纤维为（B）。

A. 麻绒
B. 毛毡
C. 海草
D. 椰子丝
10. 钙塑泡沫装饰吸声板，一般的规格为500mm×500mm×6mm,表观密度在250kg/m3以下，抗拉强度约（D）。

A. 8MPa
B. 18MPa
C. 80MPa
D. 0.8MPa
二、多项选择
1. 无机绝热材料由矿物质材料制成，呈纤维状、散粒状或多孔状，具有（ABCD）等优点。

A. 不腐
B. 不燃
C. 不受虫害
D. 价格便宜
2.根据《绝热用玻璃棉及其制品》GB/T 13350－2000的规定，玻璃棉按纤维平均直径分为三个种类，按工艺分成（CD）。

A. 喷吹法
B. 挤压法
C. 火焰法
D. 离心法
3.膨胀蛭石制品按所用粘结剂不同，分为（ABC）。

A. 水泥膨胀蛭石制品
B. 水玻璃膨胀蛭石制品
C. 沥青膨胀蛭石制品
D. 硅酸钠膨胀蛭石制品
4. 膨胀蛭石按制品的外形分为（ABCD）。

A. 板
B. 砖
C. 管壳
D. 异型砖
5. 硅酸钙绝热制品，按其最高使用温度分为（AB）。

A. Ⅰ型（650℃）
B. Ⅱ型（1000℃）
C. Ⅲ（1200℃）
D.Ⅳ（1500℃）
6.硅酸钙绝热制品，按加入的增强纤维分为（CD）。

A. 有毛毡
B. 无毛毡
C. 有石棉
D. 无石棉
7. 硅酸钙绝热制品，按产品密度（≤kg/m3值）分为（ABCDE）。

A. 270号
B. 240号
C. 220号
D. 170号
E.140号
8. 根据所用材料的种类，木丝板有（BC）。

A. 硅酸盐木丝板
B. 菱苦土木丝板
C. 水泥木丝板
D. 石棉木丝板
9. 根据压实程度的不同，木丝板又分为（AD）。

A. 绝热木丝板
B. 挤轧木丝板
C. 防潮木丝板
D. 构造木丝板
10. 绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料，按密度分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类，有（CD）。

A. 保温型
B. 装饰型
C. 阻燃型
D. 普通型
11. 聚氨酯泡沫塑料可分为（ACD）三类，用于建筑绝热的主要是硬质类成品或供应现场浇注、喷涂型物料。

A. 半硬质
B. 半软质
C. 软质
D.硬质
12.多孔吸声材料，是最常用的一类吸声材料. 此类材料，可分为（ABC）。

A. 纤维状
B. 颗粒状
C. 多孔状
D. 花纹状
13. 泡沫塑料以所用树脂不同，有（ABCD）等多种。

A. 聚苯乙烯泡沫塑料
B. 聚氯乙烯泡沫塑料
C. 聚氨酯泡沫塑料
D. 脲醛泡沫塑料
14. 膨胀珍珠岩装饰吸声板，按照所用的胶凝材料不同，可分为（BCD）等多种。

A. 花岗岩珍珠板
B. 石膏珍珠岩板
C. 水玻璃珍珠岩板
D. 水泥珍珠岩板
15. 常用的吸声薄板有（ABCDE）等。

A. 胶合板
B. 石膏板
C. 石棉水泥板
D. 硬质纤维板
E.金属板
三、判断题
1.建筑节能的主要途径，是采用绝热材料。

有效地运用吸声材料，可以减少噪声对环境的危害。

（√）
2. 矿渣棉是将冶金矿渣熔化，用高速离心法或喷吹法制成的一种矿物棉。

（√）
3. 产品标准规定要求板、毡制品中纤维平均值应≤7.0µm;粒径大于0.25mm的渣球含量应≥10％。

（×）
4.目前国内生产的硅酸铝棉，多以焦宝石为主要原料，经2100℃高温下熔化后，用高速离心或喷吹工艺制成的。

（√）
5. 膨胀蛭石系由蛭石经晾干、破碎、筛选、煅烧、膨胀而成，其密度很高，导热系数很小，具有耐热防腐、不变质、不易被虫蛀蚀等特点，常用于填充墙壁、楼板、平屋顶等。

（×）
6.多孔状绝热材料，是指含有大量封闭、不连通气孔的隔热保温材料。

（√）
7.软木板的表观密度为250～250kg/m3，导热系数为0.046～0.070W/（m•K）,适用于冷藏库及某些重要工程。

（×）
8.吸声系数越高的材料，说明它的吸声性越查。

（×）
9.矿棉装饰吸声板，具有质轻、不燃、吸声、保温、施工方便等特点，多用于吊顶和墙面。

（√）
10. 金属微孔板，孔径小于1mm，穿孔率1％～5％，通常采用三层，无须背衬材料，靠微孔中空气运动的阻力达到吸声的目的。

（×）
11.硅酸钙绝热制品，是经蒸压形成的水化硅酸钙为主要成分，并掺增强材料的制品。

（√）。