保温讲座之一：保温材料之简述

    一、保温材料的分类：

    1、按材料成份分

    （1）有机保温材料：如稻草、稻壳、甘蔗纤维、软木木棉、木屑、刨花、木纤维及其制品。此类材料容重小，来源广，多数价格低廉，但吸湿性大，受潮后易腐烂，高温下易分解或燃烧。

    （2）无机保温材料：矿物类有矿棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅藻土石膏、炉渣、玻璃纤维、岩棉、加气混凝土、泡沫混凝土、浮石混凝土等及其制品，化学合成聚脂及合成橡胶类有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨脂、聚乙烯、脲醛塑料和泡沫硬性酸酯等及其制品，此类材料不腐烂，耐高温性能好，部分吸湿性大，易燃烧，价格较贵。

    （3）金属类保温材料：主要是铝及其制品，如铝板、铝箔、铝箔复合轻板等。它是利用材料表面的辐射特性来获得绝热保温效能。具有这类表面特性的材料，几乎不吸收入射到它上面的热量，而且本身向外辐射热量的能力也很小，这类材料货源较少，价格较贵。
    2、按材料形状分

    （1）松散保温材料 如炉渣、水渣、膨胀蛭石、矿物棉、岩棉、膨胀珍珠岩、木屑和稻壳等，它不宜用于受振动和围护结构上。

    （2）板状保温材料 :一般是松松散保温材料的制品或化学合成聚酯与合成橡胶类材料，如矿物棉板、蛭石板、泡沫塑料板、软木板以及有机纤维板（木丝板、刨花板、稻草板和甘蔗板等），另外还有泡沫混凝土板，它具有原松散材料的一些性能，加工简单，施工方便。

    （3）整体保温材料 :一般是用松散保温材料作骨料，浇注或喷涂面成，如蛭石混凝土、膨胀珍珠岩混凝土、粉煤灰陶粒混凝土、粘土陶粒混凝土、浮石混凝土、炉渣混凝土等，此类材料仍具有原松散材料的一些性能，整体性好，施工方便。

    1980年以前，中国保温材料的发展十分缓慢，但我国保温材料行业经过近20年的发展，生产规模已位居世界前列，不少产品从无到有，从单一到多样化，质量从低到高，已形成膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热、聚氨酯、聚苯等各大门类齐全的产品结构，不仅为我国建筑节能、工业节能提供了坚实的材料基础，而且为我国飞机制造、火车制造、船舶制造、汽车制造，乃至航天器制造提供了可靠的材料保障。

目前，我国使用的保温材料主要包括以下几种：
    1.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，但由于存在一定的缺陷，限制了进一步的推广使用。这些缺陷主要表现在泡沫棉容易受潮，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。
    2.复合硅酸盐保温材料 

    复合硅酸盐保温材料可塑性强、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，显示了强大的市场竞争力和广阔的市场前景。海泡石保温隔热材料是以特种非金属矿物质——海泡石为主要原料，辅以多种变质矿物原料、添加助剂，采用新工艺经发泡复合而成。该材料无毒、无味，为灰白色静电无机膏体，干燥成型后为灰白色封闭网状结构物。其显著特点是导热系数小，温度使用范围广，抗老化、耐酸碱，轻质、隔音、阻燃，施工简便，综合造价低等。主要用于常温下建筑屋面、墙面、室内顶棚的保温隔热以及石油、化工、电力、冶炼、交通、轻工和国防工业等部门的热力设备和管道的保温隔热和烟囱内壁、炉窑外壳的保温(冷)工程。这种保温隔热材料将以其独特的性能开创保温隔热节能的新局面。
    3.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，主要原因表现在90年代初许多厂家采用纸浆纤维，这样解决了无石棉问题，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；虽然这种保温材料在低温部位使用，性能不受影响，但并不经济。
    4、纤维质保温材料 

    纤维质保温材料在80年代初市场上占有较大的份额，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。 

    5、聚氨酯材料

    聚氨酯材料是国际上性能最好的保温材料。硬质聚氨酯具有很多优异性能，在欧美国家广泛用于建筑物的屋顶、墙体、天花板、地板、门窗等作为保温隔热材料。欧美等发达国家的建筑保温材料中约有49％为聚氨酯材料，而在中国这一比例尚不足10％。因此，聚氨酯材料在中国的发展还有很大的空间。

    上世纪70年代后，国外普遍重视保温材料的生产和在建筑中的应用，力求大幅度减少能源的消耗量，从而减少环境污染和温室效应。国外保温材料工业已经有很长的历史，建筑节能用保温材料占绝大多数，如美国从1987年以来建筑保温材料占所有保温材料的81%左右，瑞典及芬兰等西欧国家80%以上的岩棉制品用于建筑节能。国外一些发达国家早在上世纪70年代末就已经开始了建筑节能的工作，强制建筑业在新建建筑中执行节能标准，美国在1975年第一次颁布了ASHRAE（美国采暖、制冷及空调工程协会）标准90-75新建筑物设计节能。以此为基础，1977年12月官方正式颁布了《新建筑物结构中的节能法规》，并在45个州内收到很明显的节能效果。美国国家能源局、标准局及全国建筑法规和标准大会，不断地在建筑节能设计等方面提出新的内容，每5年便对ASHRAE标准进行一次修订。

 发达国家对建筑节能的重视和采取的一些行之有效措施，取得了巨大的成效，使这些国家的建筑能耗大幅度下降。如丹麦1985年比1972年采暖面积增加了30%，但采暖能耗却减少了318万吨标准煤，采暖能耗占全国总能耗的比重，也由39%下降为28%；美国自从制定和执行一部节能标准至今已节约了大量资金耗费，估计到2011年，在此基础上又节约430亿美元。由此可见，国外的建筑节能法规30多年来取得了显著的社会效益和经济效益。建筑节能不仅仅是建筑节能法规的颁布执行，它的实现还涉及一个庞大的产业群体，其中保温隔热材料与制品是影响建筑节能一个重要的影响因素。建筑保温材料的研制与应用越来越受到世界各国的普遍重视，新型保温材料正在不断地涌现。从建筑保温材料的材质和品种上看，国内外对以聚苯乙烯为主要原料的保温材料研究相对广泛，但绝大部分都是在板材领域，如聚苯板、钢丝网架夹芯复合内外墙板、金属复合夹芯板等。虽然聚苯板作为保温材料在使用中具有良好的保温效果，但由于板材的特点使得聚苯板在施工中与主体联接时是以点固定为主、面固定为辅，板材之间要进行必要拼接、黏结，不适应外形较复杂建筑物的保温，施工工艺较复杂、综合成本高。同时，由于聚苯板的憎水性与常规的亲水性材料不适应，导致其面层以外的后续施工质量不易保证，容易出现面层砂浆开裂、脱落、空鼓等质量问题，对建筑物的外装饰如面砖、涂料的使用或施工构成了很大的制约。不定形的浆体保温材料可以克服板材类的这些不足，因此它构成了建筑保温隔热材料的重要组成部分。欧美等发达国家在浆体保温材料的研究与应用方面起步较早，技术较为成熟，在研究和应用上已卓有成效。

    目前，发达国家在浆体保温材料研制开发方面，是以轻质多功能复合浆体保温材料为主。此类浆体保温材料的各项性能较传统浆体保温材料明显提高，如具有较低的导热系数和良好的使用安全性及耐久性等。同时，这类复合浆体保温材料又具有优异的功能性，如无氟里昂阻燃型聚氨酯泡沫复合浆体保温材料、超轻质全憎水硅酸钙浆体保温材料等，可以满足不同使用条件的要求。此外，国外非常重视保温材料工业的环保问题，积极发展“绿色”保温材料制品，从原材料准备（开采或运输）、产品生产及使用，及日后的处理问题，都要求最大限度地节约资源和减少对环境的危害。保温材料工业是国外资源重新回收利用的一个很成功的典型。