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气凝胶材料在建筑保温中的应用

放大字体  缩小字体    发布日期:2020-03-26  来源:快资讯  浏览次数:64
核心提示:气凝胶材料发现于 20 世纪 30 年代,是一种保温性能优越的 A 级防火隔热材料,其导热系数一般在 0.013~0.03 W(/ m· K),远低于目前市场上已有的用于建筑保温节能领域的无机类保温材料,如岩棉板、膨胀玻化微珠保温砂浆、泡沫水泥板、泡沫玻璃等,与以上无机保温材料相比,气凝胶材料更具有性能优势。近年来,建筑保温节能领域火灾密集出现,揭示了目前市场上广泛应用的有机类保温材料的应用缺陷,如膨胀聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)等。

气凝胶材料发现于 20 世纪 30 年代,是一种保温性能优越的 A 级防火隔热材料,其导热系数一般在 0.013~0.03 W(/ m· K),远低于目前市场上已有的用于建筑保温节能领域的无机类保温材料,如岩棉板、膨胀玻化微珠保温砂浆、泡沫水泥板、泡沫玻璃等,与以上无机保温材料相比,气凝胶材料更具有性能优势。近年来,建筑保温节能领域火灾密集出现,揭示了目前市场上广泛应用的有机类保温材料的应用缺陷,如膨胀聚苯板(EPS)、挤塑聚苯板(XPS)等。


建筑墙体保温材料防火等级提高 是行业必然的发展趋势,发展和推广低导热系数的 A 级防火隔热材料是行业重要任务。气凝胶材料具有较好的保温隔热性能和防火性能,是传统保温材料理想替代品,具有良好应用前景。


1、气凝胶材料可以作为墙体保温系统中保温材料的合理替代


目前,用于外墙外保温系统的保温功能材料可以分为有机保温材料和无机保温材料。气凝胶材料为无机保温材料, 燃烧等级为 A 级,其导热系数一般为 0.020 W(/ m·K)左右,是膨胀玻化微珠保温砂浆的 1/3,是岩棉板的 1/2,是 EPS/XPS 板的 1/2,其成型的板材或者毡材品的密度为 160~250 kg/m3,虽然比有机保温材料重,但是为膨胀玻化微珠保温砂浆密度的 1/2,与岩棉板相当。由此可见,气凝胶材料不论与现有有机保温材料或者无机保温材料相比都具有很大的优势。将目前市场上成熟的墙体保温系统中保温材料使用气凝胶材料进行合理的替代,并对辅助材料配方进行合理调整可以起到集合各方优势的效果。


2、 气凝胶颗粒应用在保温砂浆中


气凝胶颗粒的粒径为 0.5~5.0mm,密度为 40~380 kg/m3, 孔径为 25~45 nm,可以控制工艺条件制备出合适粒径及密度的气凝胶颗粒材料。这样的气凝胶颗粒材料可以与普通无机胶凝材料复合制备保温砂浆,根据用途不同调节配比可以作为墙体外保温层材料、墙体夹芯保温填充层材料等。现在市场上常见的有膨胀玻化微珠保温砂浆、胶粉聚苯颗粒保温砂浆以及陶粒保温砂浆等。应用最广泛的保温砂浆产品为膨胀玻化微珠保温砂浆,其干密度为 80~120 kg/m3,导热系数为0.045~0.07 W(/ m·K)。因此,结合气凝胶材料超低的导热系数的优势,气凝胶颗粒材料在保温砂浆中的应用不仅具有可行性,还具有一定的优势。


3、气凝胶材料应用于保温装饰一体化板


保温装饰一体化板是墙体保温一个新的发展方向,虽然目前还没有大面积普及,但是其具有施工方面优势,也可实现工厂化预制生产,具有规模效应。这也是现场施工保温系统所不能比拟的。保温装饰一体化板的发展大体经历了 3 个阶段,第一个阶段是保温材料层与饰面层简单的粘结复合, 这种复合板结构简单,强度较低,抗冲击能力差,极易变形; 为了克服简单复合板的缺陷,研制了在 2 层保温材料层之间加入一定厚度的铝板的第二代保温装饰一体化板,这种板材的强度和抗冲击性能有所提高,而加入铝板所带来的缺陷是水汽被封闭在保温系统内部不易排出,容易对保温系统形成破坏;随之发展而来的第三代保温装饰一体化板,在饰面层与隔热保温层之间设置一层纤维增强水泥板以增强系统强度, 并且在保温层内侧增设界面层以增强保温层与基层墙体的粘结亲和力


4、气凝胶材料在墙体夹芯保温中的应用


气凝胶材料在墙体夹芯保温系统中应用的优势在于,其质量较轻,导热系数较低,且 A 级不燃。同时使用寿命可以达到与建筑物同寿命;与无机类保温材料相比,气凝胶具有更低的导热系数,这就意味着使用较少的气凝胶材料既可以到达传统较厚保温材料才能达到的效果。而夹芯材料厚度的降低,不仅仅是保温材料本身的节约,因为可以减少间隙空间,这将减少包裹体材料,将能够降低整个墙体的厚度,增加使用面积,减轻墙体自重,对应的可以提高结构安全性。


墙体夹芯保温材料中常用的是成型的板材产品,如岩棉板或者砂浆类材料如胶粉聚苯颗粒保温砂浆以及现场施工浇注发泡的无机发泡类保温材料,如泡沫水泥等。气凝胶材料应用于墙体夹芯保温既可以使用成型的板型制品如气凝胶毡或气凝胶板等做夹芯层,也可以使用掺入了气凝胶颗粒制备的保温砂浆作为夹芯填充料。

 
 
 
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