建筑新型保溫材料的研發(fā)

【摘要】保溫材料是建筑業(yè)節(jié)能減排材料領(lǐng)域的一個關(guān)鍵點，也是熱點。本文從建筑的傳熱過程和基本理論基礎(chǔ)入手，對建筑材料的保溫材料特征要求進行介紹，然后詳細分析和介紹了原材料的選用及優(yōu)化設(shè)計和保溫材料的配合比設(shè)計。從詳細的幾個點全面分析了建筑新型保溫材料的研發(fā)，對其研發(fā)的大體要求和設(shè)計思路有一個簡要的詮釋。

【關(guān)鍵詞】建筑；新型保溫材料；研發(fā)

目前國家提倡節(jié)約型社會，大力推廣節(jié)能減排的策略方針，在建筑業(yè)上，保溫材料是對建筑業(yè)節(jié)能減排的具體措施。在通常的保溫建筑材料里，其保溫性能雖然能得到保證，但是達不到建筑工程的要求，所以開發(fā)具有良好保溫性能，但又能滿足建筑工程要求的新型保溫材料是目前建筑業(yè)的一個熱點，所以新型節(jié)能材料的研發(fā)是滿足我國國情，且對我國節(jié)能減排工程的一個重要進步。

1、傳熱理論

在建筑物的傳熱過程中，通常是通過空氣的流通和熱交換的方式對建筑物內(nèi)的濕熱情況做出影響。分別由導(dǎo)熱和輻射的形式使得建筑物內(nèi)部與外界開始溫度交流。在針對建筑的傳熱設(shè)計上，既要考慮夏季的散熱，又要考慮冬季的保溫。這就要求穩(wěn)定傳熱的墻體材料的保溫性能高，不穩(wěn)定傳熱的隔熱性能高。

2、節(jié)能環(huán)保型保溫材料的特征要求

首先要考慮保溫材料的強度，由于保溫材料中，孔隙比較大，本身達不到工程的強度要求，這就要對保溫材料進行無機膠凝材料的填充。而為了防治這兩種材料出現(xiàn)相互排斥的情況，就要對保溫材料的骨料進行表明的改性，增大兩種材料之間的粘性，從而達到設(shè)計要求。然后要考慮節(jié)能環(huán)保型保溫材料的料抗裂性能，在其中添加高強度的特種維纖維，同樣對保溫材料進行表明改性，從而使得兩種材料的結(jié)合，滿足防裂要求。接著，既然是保溫材料，那就要使得節(jié)能環(huán)保型保溫材料的保溫性得到保證。隨后，因為要應(yīng)用到施工中，就要求其滿足施工性。最后，就是要滿足其環(huán)保性。

3、原材料選用及其優(yōu)化設(shè)計

3.1原材料的選用

首先是保溫骨料，保溫骨料有無機保溫骨料和有機骨料。然后是增強纖維，作用是增強保溫材料的彈性，同樣有有機纖維和無機纖維兩種。隨后是膠凝組分，它要求具有耐久性和親和性，能穩(wěn)定的應(yīng)用在建筑材料中，并且要求其價格低廉，一般選用普通硅酸鹽水。最后是改性組分。

3.2配合比設(shè)計原則

在配合比上，要使得保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)盡量小，而且要滿足工程強度的安全需要。同時要保障收縮率小，抗裂性高，耐久性強，并且要求對選料上盡可能的選用價格低廉的材料，還要有利于環(huán)保，而且生產(chǎn)簡單，產(chǎn)房的用地面積小，最后要求其施工簡單，工藝不復(fù)雜。

3.3保溫材料性能測試項目

在對保溫材料的性能測試上，一般要滿足以下幾項指標。第一，松散密度。第二，干表觀密度。第三，導(dǎo)熱系數(shù)。第四，抗壓強度。第五，抗折強度。第六，壓剪強度。第七，線收縮率。第八，抗凍性。在滿足以上幾個項目的指標后，才是合格的能應(yīng)用在建筑上保溫材料。

4、保溫材料的配合比設(shè)計

4.1單因素實驗分析

首先要優(yōu)化保溫骨料的級配，對珍珠巖在保溫骨料中的比率進行計算，確定保溫骨料的最佳比率。然后要合理明確設(shè)計骨料含量與材料導(dǎo)熱系數(shù)以及抗壓強度和粘結(jié)強度的關(guān)系還有保溫材料干密度與導(dǎo)熱系數(shù)的關(guān)系。接著，要充分考慮纖維對符合保溫材料性能的影響還有聚合物外加劑對保溫材料性能的影響。

4.2最佳配合比的確定

根據(jù)影響保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)和抗壓強度的主要因素為保溫骨料、1#纖維、2#纖維、膠凝材料進行配合比實驗，對其進行正交實驗方案的設(shè)計，并得出了材料導(dǎo)熱系數(shù)的影響因素主次順序和材料抗壓強度的影響因素主次順序。結(jié)果分別為保溫骨料>2#纖維>1#纖維>膠凝材料，保溫骨料>膠凝材料>2#纖維>1#纖維，所以在設(shè)計時根據(jù)這一依據(jù)進行最佳的配合比確定。

4.3最佳配合比復(fù)合保溫材料的性能

根據(jù)單因素實驗分析和最佳配合比的確定，將其按照比例制作出不同規(guī)格的試件，然后測試其各項性能參數(shù)。得出導(dǎo)熱系數(shù)為0.057w/m.k，粘結(jié)強度為66kPa，抗壓強度為0.44MPa，抗折強度為0.40MPa，松堆密度為117kg/m3，干容重為205kg/m3，干燥收縮率為0.049%，憎水率為98.6%，抗凍性為20次的凍融循環(huán)，PH值為9，放射性為無放射性。根據(jù)以上指標得出，其各項性能均已達到預(yù)期的要求。

4.4復(fù)合保溫材料配合比設(shè)計要點

在對復(fù)合保溫材料的配合比進行設(shè)計時，要注重以下幾個要點。第一，要根據(jù)聚苯顆粒的表觀密度和松散密度等參數(shù)計算出空隙率，其空隙體積就是珍珠巖的體積。第二，要根據(jù)材料的抗壓強度和膠凝材料用量的相關(guān)性與材料導(dǎo)熱系數(shù)以及膠凝材料用量的相關(guān)性確定膠凝材料的用量。第三，在1#纖維和2#纖維的體積摻量上，分別要根據(jù)符合保溫材料體積的13%-15%和復(fù)合保溫材料體積的0.06-0.08%來確定。第四，選取復(fù)合保溫材料的松散體積要根據(jù)聚苯乙烯顆粒松堆體積的1.1-1.2倍進行確立。第四，拌合物稠度80mm所需的用水量是拌合用水量。第五，在外加劑的用量選定上要根據(jù)膠凝材料的用量以及其具體的性能要求來確定。

總之，開發(fā)具有良好保溫性能，但又能滿足建筑工程要求的新型保溫材料是目前建筑業(yè)的一個熱點，所以新型節(jié)能材料的研發(fā)是滿足我國國情，且對我國節(jié)能減排工程的一個重要進步，對我國的社會建設(shè)有著積極重要的作用。

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