绝热材料产业现状及发展.pdf

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究应用
绝热材料产业现状及发展
邹宁宇
4(用大材利科关進系
摘要:本文介绍了各类绝热材料的性能,世界绝热材料现状及发展,提出绝热材料的发展趋势之一是与蓄能材料的复合
使用。
关词:绝热材料:现状:趋势,概念,蓄热
绝热材料(我国台湾地区称为断热材料〕通常
今天,绝热材料已是能源开发、节约工程的重
是指对热流和节流具有明显阻抗性(即导热系数低要组成,是与生态、环境保护和可持续发展密切相
于规定数值)和吸收性的轻质、疏松、多孔的单
关的行业。分析、归纳绝热材料的历史和发展趋勢
或复合材料。绝热材料的使用与人类社会的发展几是一件很有意义的工作。在本文中,笔者尝试抛抛
乎同步。随着社会发展,绝热材料的种类和内涵也砖引玉,并求教识者。
在与时俱进。史前人类离开温暖、树木繁茂的热带
森林,迈向更加广大世界之后,绝热材料就与他们1曾经使用和正在使用的绝热材料
形影不离。早期的绝热材料,应该是天然材料如簿1.1硅藻土
火的灰烬、涂敷树木小屋的黄泥、兽皮和茅草;进入
硅藻士是一种被称为硅藻的水生植物的残骸
农业社会以后,人类开始使用棉花、烧结的砖瓦,
在显微镜下观察,可以发现硅藻士是由微小的硅藻
这时绝热材料并没有和其他材料明显划分,只是建売构成,硅藻売的大小在5~400um之间,每个硅
筑、工具等满足人们为求温暖和安全生产需要的诸藻売内包含有大量极细小的微孔。硅藻土孔隙率约
多功能中的一项。
为50%~80%,因此,硅藻土有很好的保温绝热性
现代意义上的保温材料、保冷材料及综合为绝能,硅藻土的化学成分为含水非晶质二氧化硅,其
热材料的概念源自产业革命以后的迫切需要。
导热系数入=0.060W(m?K),最高使用温度约
为900℃。硅藻土常用作填充料,或用其制作硅藻
作者简介:邹宁字,男,1947年生,中国绝热隔音材料协会理事
土砖等。
河海大学新材料新能源研究开发院高级工程师。
12膨胀蛭石
2005年第1期5
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保温材与节能技本令
蛭石是一种复杂的镁、铁含水铝硅酸盐矿物,系数约为0.082~0.186W(m?K);加气混凝土的
由云母矿物经风化而成,具有层状结构。将天然蛭表观密度约为400-700kg/m3,导热系数约为
石经破碎、预热后快速通过煅烧带可使蛭石膨胀0.093-0.164MW(m?K)
20-30倍,煅烧后的膨胀蛭石表观密度可降至1.6微孔硅酸钙
87-900kg/m3,导热系数0046-0.07W(m?K)
微孔硅酸钙是以石英砂、普通硅石或活性高的
最高使用温度1000℃~1100℃。膨胀蛭石除可直接硅藻土以及石灰为原料经过水热合成的绝热材料。
用于填充材料,还可用胶结材,如水泥、水玻璃等将其主要水化产物为托贝莫来石或硬硅钙石。以托贝
膨胀蛭石结在一起,制成膨胀蛭石制品。
莫来石为主要水化产物的微孔硅酸钙,其表观密度
13膨胀珍珠岩
约为200kgm,导热系数约为0.047W(m?K),
珍珠岩由地下喷出的熔岩在地表水中急冷而成,最高使用温度约为650℃;以硬硅钙石为主要水化
具有类似玉髓的隐晶结构。将珍珠岩(以及松脂岩、
产物的微孔硅酸钙,其表观密度约为230kgm3,导
黑曜岩〕经破碎、预热后,怏速通过煅烧带,可使热系数约为0.056W(m?K),最高使用温度约为
珍珠岩体积膨胀约20倍。膨胀珍珠岩的堆积密度为1000℃。
40~500kgm3,导热系数入=0.047-0.070W(m
1.7泡沫玻璃
K),最高使用温度可达800℃。膨胀珍珠岩除可用
用玻璃粉和发泡剂配成的混合科经煅烧而得到
作填充材料,还可与水泥、水玻璃、沥青、粘土等的多孔材料称为泡沫玻璃。气相在泡沫玻璃占总体
结合制成膨胀珍珠岩绝热制品。
积的80%-95%,而玻璃只占总体积的20%~-5%。
1.4发泡粘土
根据所用发泡剂的化学成分之差异,在泡沫玻璃的
将一定矿物组成的粘土(或页岩)加热到一定气相中所含的气体有:碳酸气、一氧化碳、硫化氢
温度会产生一定数量的高温液相,同时会产生一定氧气、氮气等,其气孔尺寸为0.1~5mm,且绝大多
数量的气体,由于气体受热膨胀,使其体积胀大数数气孔是孤立的。泡沫玻璃的表观密度为150~600
倍,冷却后即得到发泡粘土(或发泡页岩〕轻质骨kgm3,导热系数为0.058~0.128W(m?K),抗
料。其表观密度约为350kg/m3,导热系数为
压强度为0.8~15MPa,最高使用温度为300℃~400
0.105W(m?K),可用作填充材料和混凝土轻骨℃(采用普通玻璃)、800℃~1000℃(采用无碱玻
料
璃)。泡沬玻璃可用来砌筑墙体,也可用于冷藏设
1.5轻质混凝土
备的保温,或用作漂浮、过滤材料
轻质混凝士包括轻骨料混凝士和多孔混凝土。
1.8石棉
轻骨料混凝士由于采用的轻骨料有多种,如粘
石棉为一类纤维状含水、镁、铁硅酸盐无机结
土陶粒、膨胀珍珠岩等,采用的胶结材也有多种,
晶材料,是由天然蛇纹石或角闪石经松解而成的纤
如普通硅酸盐水泥、矾土水泥、水玻璃等,从而使维,前者为温石棉,后者主要有铁石棉、青石棉。
其性能和应用范围变化很大。以水玻璃为胶结材,松散石棉的表观密度为103kg/m3时,其导热系数为
以陶粒为粗骨料,以蛭石砂为细骨料的轻骨料混凝0.049W/(m?K),最高使用温度为600℃(温石
土,其表观密度约为1100kg/m23,导热系数为棉)、500℃(青石棉)。石棉除用作填充材料外,
0.22》(m?K)。
还可与水泥、碳酸镁等胶结剂结合制成石棉制品绝
多孔混凝土主要有泡沫混凝士和加气混凝土。
热材料。
泡沫混凝土的表观密度约为300-500kg/m3,导热
19岩棉及矿渣棉
2005年第1期