絕熱保溫材料的選擇方法

1．絕熱保溫材料概述

根據(jù)設(shè)備及管道保溫技術(shù)通則，絕熱材料是指在平均溫度等于或小于623K（350攝氏度）時(shí)，熱導(dǎo)率小于0.14W/（m*K）的材料。絕熱材料通常具有質(zhì)輕、疏松、多孔、導(dǎo)熱系數(shù)小的特點(diǎn)。一般用來防止熱力設(shè)備及管道熱量散失，或者在冷凍（也稱普冷）和低溫（也稱深冷）下使用，因而在我國絕熱材料又稱為保溫或保冷材料。同時(shí)，由于絕熱材料的多孔或纖維狀結(jié)構(gòu)具有良好的吸聲功能，因而也被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。

1.1分類方法

 絕熱材料種類繁多，一般可按材質(zhì)、使用溫度、形態(tài)和結(jié)構(gòu)來分類。

按材質(zhì)可分為有機(jī)絕熱材料、無機(jī)絕熱材料和金屬絕熱材料三類。

 熱力設(shè)備及管道用的保溫材料多為無機(jī)絕熱材料。這類材料具有不腐爛、不燃燒、耐高溫等特點(diǎn)。例如：石棉、硅藻土、珍珠巖、玻璃纖維、泡沫玻璃混凝土、硅酸鈣等。

 普冷下的保冷材料多用有機(jī)絕熱材料，這類材料具有很 小的導(dǎo)熱系數(shù)、耐低溫、易燃等特點(diǎn)。例如：聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、氨酯泡沫塑料、軟木等。

按形態(tài)又可分為多孔狀絕熱淚盈眶材料、纖維狀絕熱淚盈眶材料、粉末狀絕熱和層狀絕熱材料四種。多孔狀絕熱材料又叫泡沫絕熱材料，具有質(zhì)量輕、絕熱性能好、彈性好、尺寸穩(wěn)定、耐穩(wěn)性差等特點(diǎn)。主要有泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫橡膠、硅酸鈣、輕質(zhì)耐火材料等。纖維狀絕熱材料可按材質(zhì)分為有機(jī)纖維、無機(jī)纖維、金屬纖維和復(fù)合纖維等。在工業(yè)上用作絕熱淚盈眶材料的主要是無機(jī)纖維，目前用得廣的纖維是石棉、巖棉、玻璃棉、硅酸鋁陶瓷纖維、晶質(zhì)氧化鋁纖維等。粉末狀絕熱材料主要有硅藻土、膨脹珍珠巖及其制品。這些材料的原料來源豐富，價(jià)格便宜，是建筑和熱工設(shè)備上應(yīng)用較廣的*絕熱材料。

 1.2性能指標(biāo)和一般選用原則

 (1)導(dǎo)熱系數(shù):作為絕熱淚盈眶材料,導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)越小越好,一般應(yīng)選用導(dǎo)熱系數(shù)小于0.14W/m*K，作為保冷的絕熱材料，對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的要求更高。

 (2)容重：絕熱材料的容重一般應(yīng)低于600kg/m。容重小的材料，一般導(dǎo)熱淚盈眶系數(shù)也小，但同時(shí)機(jī)械強(qiáng)度也隨之降低，故要合理選擇。

 (3)機(jī)械強(qiáng)度：要使絕熱材料在自身重量及外力作用下不變形和損壞，其抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于3kg/cm。

 (4)吸水率：絕熱材料吸水后不但會(huì)大大降低絕熱性能，而且會(huì)加速對(duì)金屬的腐蝕，是有害的。因此，要選擇吸水率小的絕熱材料。

 (5)耐熱性和使用溫度：要根據(jù)使用場所的溫度情況選擇不同耐熱性能的絕熱材料。“高使用溫度”*是絕熱材料耐熱性的依據(jù)。

 除上述原則外，在選取絕熱材料時(shí)還應(yīng)考慮施工、價(jià)格及運(yùn)輸?shù)纫蛩亍?

 2我國絕熱保溫材料的發(fā)展現(xiàn)狀

 我國絕熱保溫材料的生產(chǎn)企業(yè)目前已有上千個(gè)，產(chǎn)品有十幾大類、上百個(gè)品種，適應(yīng)溫度范圍從-196攝氏度到1000攝氏度，技術(shù)、裝備水平也有了圈套提高。目前使用的絕熱保溫材料主要包括以下幾種。

 2.1泡沫型保溫材料

 泡沫型保溫材料主要包括兩大類：聚合物發(fā)泡型保溫材料和泡沫石棉保溫材料。聚合物發(fā)泡型保溫材料具有吸收率小、保溫效果穩(wěn)定、導(dǎo)熱系數(shù)低、在施工中沒有粉塵飛揚(yáng)、易于施工等優(yōu)點(diǎn)，正處于推廣應(yīng)用時(shí)期。泡沫石棉保溫材料也具有密度小、保溫性能好和施工方便等特點(diǎn)，推廣發(fā)展較為穩(wěn)定，應(yīng)用效果也較好。但同時(shí)也存在一定的缺陷：例如，泡沫棉容易受潮，浸于水中易溶解，彈性恢復(fù)系數(shù)小，不能接觸火焰和在穿墻管部位使用等。

 2.2復(fù)合硅酸鹽保溫材料

 復(fù)合硅酸鹽保溫材料具有可塑性強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫、漿料干燥收縮率小等特點(diǎn)。主要種類有硅酸鎂、硅鎂鋁、稀土復(fù)合保溫材料等。而近年出現(xiàn)的海泡石保溫隔熱材料作為復(fù)合硅酸鹽保溫材料中的佼佼者，由于其良好的保溫隔熱性能和應(yīng)用效果，已經(jīng)引起了建筑界的高度重視，顯示出強(qiáng)大的市場競爭力和廣闊的市場前景。海泡石保溫隔熱材料是以特種非金屬礦物質(zhì)——海泡石為主要原料，輔以多種變質(zhì)礦物原料、添加助劑，采用新工藝經(jīng)發(fā)泡復(fù)合面而成。該材料無毒、無味，為灰白色靜電無機(jī)膏體，干燥成型后為灰白色封閉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物。其顯著特點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)小，溫度使用范圍廣，抗老化、耐酸堿，輕質(zhì)、隔音、阻燃、施工簡便、綜合造價(jià)低等。主要用于常溫下建筑屋面、墻面、室內(nèi)頂棚的保溫隔熱，以及石油、化工、電力、冶煉、交通、輕工與國防工業(yè)等部門的熱力設(shè)備，管道的保溫隔熱和煙囪內(nèi)壁、爐窯外殼的保溫（冷）工程。這種保溫隔熱材料，將以其獨(dú)特的性能開創(chuàng)保溫隔熱節(jié)能的新局面。

 2.3硅酸鈣絕熱制品保溫材料

 硅酸鈣絕熱制品保溫材料在80年代曾被公認(rèn)為塊狀硬質(zhì)保溫材料中好的一種，其特點(diǎn)是密度小、耐熱度高，導(dǎo)熱系數(shù)低，抗折、抗壓強(qiáng)度較高，收縮率小。但進(jìn)入90年代以來，其推廣使用出現(xiàn)了低潮，主要原因是許多廠家采用紙漿纖維。以上做法雖然解決了無石棉問題，但由于紙漿纖維不耐高溫，由此影響了保溫材料的耐高溫性和增加了破碎率。該保溫材料在低溫材料在低溫部位使用時(shí)，性能雖不受影響，但并不經(jīng)濟(jì)。

 2.4纖維質(zhì)保溫材料

纖維質(zhì)保溫材料在80年代初市場上占有圈套的份額,是因?yàn)槠鋬?yōu)異的防火性能和保溫性能,主經(jīng)適用于建筑墻體和屋面的保溫.但由于投資大,所以生產(chǎn)廠家不多,限制了它的推廣使用,因而現(xiàn)階段市場占有率較低。

 3絕熱保溫材料發(fā)展趨勢

 3.1憎水性是保溫材料重要發(fā)展方向

 “憎水性”廣義上是指制品抵抗環(huán)境中水分對(duì)其主要性能產(chǎn)生不良影響的能力。在國際“保溫材料憎水性試驗(yàn)方法”的“術(shù)語定義”中，規(guī)定為反映材料耐水滲透的一個(gè)性能指標(biāo)，已經(jīng)規(guī)定方式、一定流量的水流噴淋后，試樣中未透水部分的體積百分率來表示。目前改性有機(jī)硅類憎水劑是保溫材料較通用的一種*憎水劑，它的憎水機(jī)理是利用有機(jī)硅化合物與無機(jī)硅酸鹽材料之間較強(qiáng)的化學(xué)親和力，來有效的改變硅酸鹽材料的表面特性，使之達(dá)到憎水效果。它具有穩(wěn)定性好、成本低、施加工藝簡單等特點(diǎn)。例如：纖維類保溫材料，如礦巖棉制品，下班棉制品等基本上均不憎水，但經(jīng)憎水處理后，其憎水率可達(dá)到90%甚至更高。普通泡沫石棉不憎水，吸水率很 高，但經(jīng)“氣相吸收法”作二次處理后，可以制成彈性憎水泡沫石棉制品，使用效果較普通石棉好得多。

 材料的吸水率是在選用絕熱材料時(shí)應(yīng)該考慮的一個(gè)重要因素，常溫下水的導(dǎo)熱系數(shù)是空氣的確23.1倍。絕熱材料吸水后不但會(huì)大大降低其絕熱淚盈眶性能，而且會(huì)加速對(duì)金屬的腐蝕，是有害的。保溫材料的空隙結(jié)構(gòu)分為連通型、封閉型、半封閉型外，其它保溫材料不管空隙結(jié)構(gòu)如何，其材質(zhì)本身吸水，加上連通空隙的毛細(xì)管滲透吸水，故整體吸水率均很高。我國目前大多數(shù)保溫絕熱材料均不憎水，吸水率高，這樣一來對(duì)外護(hù)層的防水要求*十嚴(yán)格，增加了外層的費(fèi)用。