第11章 建筑功能材料1

土木工程材料

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主要内容 第一节 第二节

绝热材料 吸声隔声材料

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一、基本概念1、绝热材料：建筑中将阻止室内热量外流的材料称保温材料；防止室外热量进入室内 的材料称隔热材料。保温、隔热材料统称为 绝热材料。

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2、导热系数也称热导率(λ):表示材料导热能力的指标。Qd AZ (T2 T1 )Q T2 d T1

物理意义：在稳定传热条件下，通过厚度为1m温 差为1K的材料时，在1h内通过1m2面积的热量。 一般材料λ ↑,导热性越好，绝热性越差↓。 建筑上将λ<0.175w/(m K),表观密度<500kg/m2, 抗压强度>0.3MPa的材料称为绝热材料。

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二、影响导热系数的因素1、材料的性质⑴不同的材料，其λ值是不同的。一般金 属>非金属>液体>气体。 ⑵对同一材料，内部结构不同其λ不同。 一般结晶结构>微晶体结构>玻璃体结构。 ⑶对多孔材料，孔隙率高低，气体(空气) 含量对λ的影响极大。

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二、影响导热系数的因素2、表观密度与孔隙特征

⑴一般表观密度小，孔隙率大，λ 值小。 ⑵在孔隙率相同时，孔隙尺寸愈大，λ 愈 大；开放、连通孔比封闭微孔λ 要大。 ⑶当表观密度很小时，如纤维状的超细玻 璃纤维，当其表观密度低于某一极限值时， λ 反而会增大(由于孔隙增大且互相连通的孔 隙大大增多，使对流作用加强的结果)。因此， 存在一最佳表观密度，此时λ 最小。

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二、影响导热系数的因素3、湿度：材料吸湿(结冰)后，其λ 增大。(因为λ 水=0.58,比λ 空气=0.029大20倍左右。若水 结冰，冰的λ 冰=2.2,其λ 更大。故绝热材料在应用 时必须注意防水避潮)

4、温度：随材料温度的升高，λ 增大。(因为温度升高，材料固体分子的热运动增强，同时 材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也增加。 当温度在0~50℃时，该影响不显著，只有对高温或 负温下的材料，应考虑温度影响)

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二、影响导热系数的因素5、热流方向：对各向异性的材料，如木材等纤维质的材料，当热流平行于纤维方 向时，热流受到阻力小，而热流垂直于纤 维方向时，受到的阻力就大，各方向λ不 同，选择绝热材料应注意方向性。多孔型 结构热 传导示 意图 纤维型 结构热 传导示 意图

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三、绝热材料的种类

1. 无机绝热材料(1)纤维状材料 (2)多孔轻质类 (3)泡沫状材料 (4)散粒状材料

2. 有机绝热材料(1)泡沫塑料 (2)硬质泡沫橡胶

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四、常用保温材料1、纤维状保温隔热材料矿物棉

⑴矿棉及其制品：其包括矿渣棉和岩石棉。矿渣棉是以高炉硬矿渣、铜矿渣等为原料，并加 入调料(钙质和硅质原料)。岩棉是以天然岩石(白云石、花岗石、玄武岩等)为原料。上述原料经熔融 后，

用喷吹法或离心法制成细纤维。 特点：矿棉轻质、不燃、绝热且电绝缘。其原料 广，成本低，可制成矿棉板、矿棉毡及管壳等。 应用：用作墙壁、屋顶、天花板等处的保温和吸 声材料，以及热力管道的保温材料。

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玻璃棉

四、常用保温材料1、纤维状保温隔热材料⑵石棉及其制品：石棉是天然矿物纤维，主要成分是含水硅酸镁。其耐火、耐热、耐酸碱、 绝热、防腐、隔音且绝缘。制品有石棉粉、石棉 纸板、石棉毡等制品，主要用于建筑工程的高效 能保温及防火覆盖等。

⑶玻璃棉及其制品：是以玻璃或碎玻璃为原料经熔融后制成纤维状材料，包括短棉和超细棉 两种。

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矿棉

陶瓷纤维

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四、常用保温材料1、纤维状保温隔热材料植物纤维复合板

⑷植物纤维复合板：系以植物纤维为主料，加入胶结料和填料而制成的复合板。 木丝板：是以木材下脚料制成木丝，加入硅酸 钠溶液及普通硅酸盐水泥混合，经成型、冷压、养 护、干燥而制成。 甘蔗板：是以甘蔗渣为原料，经过蒸制、加压、 干燥等工序制成的一种轻质、吸声、保温材料。

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四、常用保温材料2、散粒状保温隔热材料膨胀蛭石

⑴膨胀蛭石及其制品：蛭石是一种天然矿物，经850~10000C煅烧，体积急剧膨胀(可达5~20倍) 成为松散颗粒，堆积密度为80~200kg/m3,导热系 数为0.046~0.07。 应用：①用于填充墙壁、楼板及平屋顶，保温效 果佳，可在1000~1100℃下使用。②膨胀蛭石也可与水泥、水玻璃等胶结料配合， 制成砖、板、管壳等用于围护结构及管道保温。

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四、常用保温材料2、散粒状保温隔热材料膨胀珍珠岩

⑵膨胀珍珠岩及其制品：是由天然珍珠岩、黑耀岩或松脂岩为原料，经煅烧体积急剧膨胀(约 20倍)而得蜂窝状白色或灰白色松散颗料。 堆积密度为40~300kg/m3,λ =0.025~0.048, 耐热达8000C,为高效能保温保冷填充材料。 制品：是以膨胀珍珠岩为骨料，配以适量胶凝材 料，经拌和、成型、养护(或干燥、或焙烧)后制 成的板、砖、管等产品。

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四、常用保温材料3、多孔性保温隔热材料⑴微孔硅酸钙制品 是用粉状SiO2(硅藻 土)、石灰、纤维增强 材料及水等经搅拌、成 型、蒸压处理和干燥等 工序制成，用于围护结 微孔硅酸钙 构及管道保温。

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