建料講稿第11章絕熱材料(已修改)
2025-05-31 03:50 本頁(yè)面
【正文】 土木工程材料 第十章 絕熱材料和吸聲材料 主講 ? 第一節(jié) 絕熱材料 ? 在建筑上 ， 將主要作為保溫 、 隔熱使用的材料通稱為絕熱材料 。 絕熱材料通常導(dǎo)熱系數(shù) （ λ ） 值應(yīng)不大于 ／ (mK)， 熱阻 （ Ｒ ） 值應(yīng)不小于 （ m2K） /W。 此外 ， 絕熱材料尚應(yīng)滿足：表觀密度不大于600kg／ m3， 抗壓強(qiáng)度大于 ， 構(gòu)造簡(jiǎn)單 ， 施工容易 ， 造價(jià)低等 。 ? 1. 影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素 ? 影響材料保溫性能的主要因素是導(dǎo)熱系數(shù)的大小 ， 導(dǎo)熱系數(shù)愈小 ， 保溫性能愈好 。 材料的導(dǎo)熱系數(shù)受以下因素影響： ? （ １ ） 材料的性質(zhì) 。 不同的材料其導(dǎo)熱系數(shù)是不同的 ， 一般說來 ， 導(dǎo)熱系數(shù)值以金屬最大 ，非金屬次之 ， 液體較小 ， 而氣體更小 。 對(duì)于同一種材料 ， 內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同 ， 導(dǎo)熱系數(shù)也差別很大 。 一般結(jié)晶結(jié)構(gòu)的為最大 ， 微晶體結(jié)構(gòu)的次之 ， 玻璃體結(jié)構(gòu)的最小 。 但對(duì)于多孔的絕熱材料來說 ， 由于孔隙率高 ， 氣體 （ 空氣 ） 對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響起著主要作用 ， 而固體部分的結(jié)構(gòu)無論是晶態(tài)或玻璃態(tài)對(duì)其影響都不大 。 ? （２）表觀密度與孔隙特征。由于材料中固體物質(zhì)的導(dǎo)熱能力比空氣要大得多，故表觀密度小的材料，因其孔隙率大，導(dǎo)熱系數(shù)就小。 ? 在孔隙率相同的條件下，孔隙尺寸愈大，導(dǎo)熱系數(shù)就愈大；互相連通孔隙比封閉孔隙導(dǎo)熱性要高。 ? 對(duì)于表觀密度很小的材料，特別是纖維狀材料（如超細(xì)玻璃纖維），當(dāng)其表觀密度低于某一極限值時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)反而會(huì)增大，這是由于孔隙增大且互相連通的孔隙大大增多，而使對(duì)流作用加強(qiáng)的結(jié)果。因此這類材料存在一最佳表觀密度，即在這個(gè)表觀密度時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)最小。 ? （ ３ ） 濕度 。 材料吸濕受潮后 ， 其導(dǎo)熱系數(shù)就會(huì)增大 ，這在多孔材料中最為明顯 。 這是由于當(dāng)材料的孔隙中有了水分 （ 包括水蒸氣 ） 后 ， 則孔隙中蒸汽的擴(kuò)散和水分子的熱傳導(dǎo)將起主要傳熱作用 ， 而水的 λ 為 ／（ ｍ Ｋ ） ， 比空氣的 λ= ／ （ ｍ Ｋ ） 大 20倍左右 。 如果孔隙中的水結(jié)成了冰 ， 則冰的 λ= Ｗ／（ ｍ Ｋ ） ， 其結(jié)果使材料的導(dǎo)熱系數(shù)更加增大 。 故絕熱材料在應(yīng)用時(shí)必須注意防水避潮 。 ? （ ４ ） 溫度 。 材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大 ， 因?yàn)闇囟壬邥r(shí) ， 材料固體分子的熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng) ， 同時(shí)材料孔隙中空氣的導(dǎo)熱和孔壁間的輻射作用也有所增加 。 但這種影響 ， 當(dāng)溫度在０～ 50℃ 范圍內(nèi)時(shí)并不顯著 ， 只有對(duì)處于高溫或負(fù)溫下的材料 ， 才要考慮溫度的影響 。 ? （ ５ ） 熱流方向 。 對(duì)于各向異性的材料 ， 如木材等纖維質(zhì)的材料 ， 當(dāng)熱流平行于纖維方向時(shí) ， 熱流受到阻力小 ，而熱流垂直于纖維方向時(shí) ， 受到的阻力就大 。 ? 第二節(jié) 建筑上常用保溫材料 ? 1. 纖維狀保溫隔熱材料 ? （ ｌ ） 石棉及其制品 。 石棉是一種天然礦物纖維 ， 主要化學(xué)成分是含水硅酸鎂 ， 具有耐火 、 耐熱 、 耐酸堿 、 絕熱 、 防腐 、 隔音及絕緣等特性 。 常制成石棉粉 、 石棉紙板 、 石棉氈等制品 ， 用于建筑工程的高效能保溫及防火覆蓋等 。 ? （ 2） 礦棉及其制品 。 礦棉一般包括礦渣棉和巖石棉 。礦渣棉所用原料有高爐硬礦渣 、 銅礦渣等 ， 并加一些調(diào)節(jié)原料 （ 鈣質(zhì)和硅質(zhì)原料 ） 。 巖棉的主要原料為天然巖石 （ 白云石 、 花崗石 、 玄武巖等 ） 。 上述原料經(jīng)熔融后 ，用噴吹法或離心法制成細(xì)纖維 。 礦棉具有輕質(zhì)
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