绝热材料分类和性能

绝热材料种类繁多，一般可按材质、使用温度、形态和结构来分类。按材质可分为有机绝热材料、无机绝热材料，按形态又可分为多孔状绝热材料、纤维状绝热材料、粉末状绝热材料和层状绝热材料4种。

13．2．1 无机绝热材料的种类及性能特点

无机绝热材料是用矿物质原料做成的呈松散状、纤维状或多孔状的材料，可加工成板、卷材或套管等形式的制品。无机绝热材料耐久性好、不燃，有些材料还能抵抗高温，但其堆积密度或表观密度较大。

1）无机纤维状绝热材料

这是一类由连续的气相与无机纤维状固相组成的材料。常用的无机纤维有矿棉、玻璃棉等，可制成板或筒状制品。由于无机纤维不燃、吸声、耐久、价格便宜、施工简便，因而广泛应用于住宅建筑和热工设备的绝热。

（1）玻璃棉及其制品

玻璃棉是玻璃原料或碎玻璃经熔融后制成的一种纤维状材料，其堆积密度为40～150kg／m3，导热系数小，价格与矿棉制品相近，可制成沥青玻璃棉毡和板、酚醛玻璃棉毡和板，使用方便，广泛用于热力设备和房屋建筑的保温隔热。此外，玻璃棉还是优质的吸声材料。

（2）矿棉和矿棉制品

矿棉一般包括矿渣棉和岩石棉。矿渣棉所用原材料有高炉硬矿渣、铜矿渣和其他矿渣等，另加一些调整原料（含氧化钙、氧化硅的原料）。岩石棉是将天然岩石经熔融后吹制而成的纤维状（棉状）产品。矿棉具有质轻、不燃、绝热和电绝缘等性能，且原料来源丰富，成本较低，可制成矿棉板、矿棉防水毡及管套等，可用作建筑物的墙壁、屋顶、顶棚等处的保温隔热和吸声。

2）无机散粒状绝热材料

这是一类由连续气相与无机颗粒固相组成的材料，常用的有膨胀蛭石、膨胀珍珠岩和膨胀玻化微珠等。

（1）膨胀蛭石及其制品

蛭石是一种天然矿物，在850～1000℃的温度下煅烧时，体积急剧膨胀，单个颗粒的体积能膨胀约20倍。膨胀蛭石的主要特性是：表观密度为80～900kg／m3，导热系数为0．046～0．070W／（m·K），可在1000～1100℃温度下使用，不蛀、不腐，但吸水性较大。膨胀蛭石可以呈松散状铺设于墙壁、楼板、屋面等夹层中，发挥绝热、隔声作用。使用时应注意防潮，以免吸水后影响绝热效果。膨胀蛭石也可与水泥、水玻璃等胶凝材料配合，浇筑制成板材，用于墙、楼板和屋面的绝热。

（2）膨胀珍珠岩及其制品

膨胀珍珠岩是由天然珍珠岩矿砂经预热后在瞬时高温焙烧膨胀后形成，呈蜂窝泡沫状的白色或灰白色颗粒，是一种高效的绝热材料，其堆积密度为40～500kg／m3，导热系数为0．047～0．070W／（m·K），最高使用温度可达800℃，最低使用温度为－200℃。具有吸湿性小、无毒、不燃、抗菌、耐腐、施工方便等特点，建筑上广泛用于围护结构、低温及超低温保冷设备、热工设备的隔热保温，也可用于制作吸声制品。膨胀珍珠岩制品是以膨胀珍珠岩为主，配合适量胶凝材料（水泥、水玻璃、磷酸盐水泥、沥青等），经拌和、成型、养护（或干燥、或固化）后制成的具有一定形状的板、块、管壳等制品。

3）无机多孔类绝热材料

多孔类材料是由固相和孔隙良好的分散材料组成的，主要有泡沫类和发气类产品，它们的整个体积内含有大量均匀分布的气孔（开口孔、闭口孔或两者皆有）。

（1）泡沫混凝土

泡沫混凝土是由水泥、水、泡沫剂混合后，经搅拌、成型、养护而制成的一种多孔、轻质、保温、绝热、吸声的材料，也可用粉煤灰、石灰、石膏和泡沫剂制成粉煤灰泡沫混凝土。泡沫混凝土的干表观密度通常为150～1200kg／m3，导热系数为0．050～0．186W／（m·K），其中超轻泡沫混凝土（干表观密度小于300kg／m3）的导热系数可以低至0．050W／（m·K）。

（2）蒸压加气混凝土

蒸压加气混凝土是一种保温绝热性能良好的轻质材料，由于表观密度小（300～800kg／m3），导热系数为0．093～0．164W／（m·K），比烧结普通砖小很多，因此24cm厚的加气混凝土墙体，其保温绝热效果优于37cm厚的砖墙。此外，蒸压加气混凝土还具有良好的耐火性能。

（3）硅藻土

硅藻土是由水生硅藻类生物的残骸堆积而成，其孔隙率为50％～80％，导热系数约为0．060W／（m·K），因此具有很好的绝热性能。硅藻土最高使用温度可达900℃，可用作填充料或制成制品。

（4）微孔硅酸钙

微孔硅酸钙是由硅藻土或硅石与石灰等经配料、拌和、成型和水热处理制成的以托贝莫来石为主要水化产物的微孔硅酸钙，其表观密度约200kg／m3，导热系数约0．047W／（m· K），最高使用温度约650℃。以硬硅钙石为主要水化产物的微孔硅酸钙，其表观密度约230kg／m3，导热系数约0．056W／（m·K），最高使用温度可达1000℃。

（5）泡沫玻璃

泡沫玻璃是由玻璃粉和发泡剂等经配料、烧制而成，气孔率达80％～95％，气孔直径为0．1～5mm，且主要为封闭而孤立的小气泡；表观密度为150～600kg／m3，导热系数为0．058～0．128W／（m·K），抗压强度为0．8～15MPa。采用普通玻璃粉制成的泡沫玻璃，最高使用温度为300～400℃，若用无碱玻璃粉生产，则最高使用温度可达800～1000℃。泡沫玻璃耐久性好，易加工，可满足多种绝热需要。

13．2．2 有机绝热材料的种类及性能特点

有机绝热材料是用有机原料（如各种树脂、软木、木丝、刨花等）制成，有机绝热材料的密度一般小于无机绝热材料的密度；有机绝热材料一般吸湿性较大，易受潮、腐烂，高温下易分解变质或燃烧，一般温度高于120℃时就不宜使用，但其堆积密度小，原料来源广，成本低，绝热效果好。

（1）泡沫塑料

泡沫塑料是以各种树脂为基料，加入一定量的发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料，经加热发泡制成的一种具有轻质、绝热、吸声、防震性能的材料。目前我国生产的泡沫塑料主要有：聚苯乙烯泡沫塑料，其表观密度为20～50kg／m3，导热系数为0．038～0．047W／（m·K），最高使用温度为70℃；聚氯乙烯泡沫塑料，其表观密度为12～75kg／m3，导热系数为0．031～0．045W／（m·K），最高使用温度为70℃，遇火能自行熄灭；聚氨酯泡沫塑料，其表观密度为30～65kg／m3，导热系数为0．035～0．042W／（m·K），最高使用温度可达120℃，最低使用温度为－60℃；此外，还有脲醛树脂泡沫塑料及其制品等。这类绝热材料可用于复合墙板及屋面板的夹芯层、冷藏及包装等。

（2）植物纤维类绝热板

这类绝热材料可用稻草、木质纤维、麦秸、甘蔗渣等为原料加工而成，其表观密度为200～1200kg／m3，导热系数为0．058～0．307W／（m·K），可用于墙体、地板、顶棚等，也可用于冷藏库、包装箱等的绝热。

（3）窗用绝热薄膜

这种薄膜是以聚酯薄膜经紫外线吸收剂处理后，在真空中进行蒸镀金属粒子沉积层，然后与一层有色透明的塑料薄膜压粘而成，厚度约为12～50μm，用于建筑玻璃的绝热，效果与热反射玻璃相同。其作用原理是将透过玻璃的大部分阳光反射出去，反射率最高可达80％，从而起到了遮蔽阳光、防止室内陈设物褪色、减少冬季热量损失、节约能源、增加美感等作用，同时还有避免破碎玻璃片伤人的功效。