保温隔热砖

保温隔热砖（精选7篇）

保温隔热砖 篇1

1 墙体的热传递

通过减小隔热体的导热系数来减少热传递, 达到隔热目的。通常将单位体积的热流量认为是:由于内外部的温度差异而导致的热传递。热传递是由砖或砌块的几何参数决定的:图1中A表示体积的横截面, I表示体积的厚度。

材料的自身特性可以由导热系数或λ值表示。砖或砌块的λ值不是影响墙体传热的唯一因素, 接缝、砂浆、灰及隔热材料也对热传递有影响。但是, 可以根据材料具体的λ值评价对应材料的热传递的性质。

另一个影响因素是两种材料之间热传递方式不同, 该特性可以用传热系数来描述。因此, 一面墙的总热工特性可以用热传递系数U来描述, 见图2。一面砖墙的隔热性能是一个很复杂的问题:首先, 要考虑黏土砖的热传递, 孔洞也是一个影响因素;其次砖的环境也是一个影响因素。下面只对黏土砖或砌块的自身性能进行探讨。

2 影响热传递的主要参数

总结热传递的物理定律, 影响黏土砖或砌块的隔热性能的主要因素有:密度、孔隙率及热传递路径的长度。

材料内的热传递是物质原子核之间能量传递的一个结果, 单位体积的原子核密度越大, 传递的能量越高。

孔隙率对热传递有两方面的影响:一方面它影响体积密度, 另一方面孔隙内的空气的热传递比烧结砖自身的热传递小, 甚至造成一种热传递障碍 (热传递系数α) 。路径长度指热量传递经过的距离。因此, 设计黏土烧结承重砌墙砖时要尽可能使其密度低、孔隙率最大、热量传递路径长。

3 对黏土承重砌墙砖历史性的评估

首先, 砖的尺寸越来越大, 孔洞率从30%增至50%以上。减少砖的体积密度的首选方法是添加成孔剂——聚苯乙烯。用此方法生产的多孔砖已于1958年被波罗顿申请为专利产品。1952年第一部德国标准DIN4018规定了导热系数, 同时发布了多孔砖的第一个标准DIN105。此时砖的λ值已达到0.6 W/m·K左右, 最低体积密度约为1200 kg/m3。1970年, 加入成孔剂后的砖体积密度可以达到600 kg/m3, 砖横截面的导热系数得到了进一步减小。同时孔洞间的肋从12 mm减少至目前的3 mm或4 mm。

砂浆也是改善墙体隔热性能的一个因素。如图3。1985年出现了薄层砂浆, 对承重砌墙砖的生产有很大的影响。使用薄砂浆的新式接缝要求打磨砖的坐浆面。砖的横截面布局的设计变得越来越重要了。砖的垂直接缝开始被看作一个热桥。这时λ值达到0.1 W/ (m·K) 或更小。

发展到第二步是给砖的孔洞里填充材料。1998年Schlagmann申请了填充砖的第一项专利。填充隔热材料的砖从复杂的孔洞布局发展为更为简单的布局, 且具有一定的机械强度。将不同材料填充到砖的孔洞里来增强砖的隔热性能。

通过添加成孔剂和填充材料等方法使砖的λ值越来越小, 达到了0.07W/ (m·K) 。

4 技术、解决方法和产品

下面从传统方法着手, 对生产隔热黏土承重砌墙砖/砌块的方法和可行性进行了探讨。

4.1 成孔剂

4.1.1 成孔剂的选择

在选择成孔剂时要考虑多方面的因素。成孔添加剂对生产工艺、产品性能、成本效率及环境都有一定的影响。首先, 添加剂可以改变黏土坯体的成形状态, 有的使原料变硬, 有的使原料塑性增加, 如锯屑;其次, 添加剂改变了坯体的干燥状态, 有的可以减少产品的干燥敏感性、增加干燥产品的机械强度, 如纤维;其它添加剂有相反的作用。

能源问题是一个很重要的方面。大多成孔剂可以为窑炉提供能量, 减少总能耗。另一方面, 低温时, 成孔剂通常有自己的燃点, 增加了窑炉的控制难度。由于成孔剂的材料大多源自废料 (如纸浆) , 在提供能量的同时也污染了烟气, 所以窑炉通常要安装烟气净化系统。

另外, 选择成孔剂时可以着重于它们的有益方面。多年来, 经过对大量的成孔剂的试验研究及现场试验, 发现很多成孔剂可以减少产品的导热性。但是制砖工业生产需要大量的成孔剂的量不仅获取难, 而且成本极大。对日产出500 t的烧结砖而言, 当成孔剂的添加量为30%时就需要大约100 m3的添加剂, 如图4。

由于影响因素不同, 成本效率是一个复杂的问题。选择一个特殊的成孔剂则意味着投入更多的资金, 如在烟气的热力燃烧方面。另外, 可以减少燃料的消耗。但成孔剂对CO2释放的影响是不可忽视的。当利用废料做成孔剂时, 其焙烧不会增加CO2的释放。

目前, 生产承重砌墙砖时使用的成孔剂种类很多。添加成孔剂的目的是增加烧结砖的孔隙, 从而减小砖的导热系数。

4.1.2 有机添加剂

有机添加剂在焙烧过程中其有机成分烧尽后形成孔隙, 对砖的隔热性能有一定的作用。有机添加剂颗粒的密度和烧失量决定了孔隙率的大小。有机添加剂主要对烟气中空气污染物的排放有影响, 产生额外的有机污染物, 增加挥发性有机化合物 (VOC) 及一氧化碳 (CO) 的排放。成孔剂的类型和预热带的温度决定了额外排放的有机污染物。在隧道窑中使用高速喷嘴及合理的焙烧周期可以减少或避免VOC的排放。

4.1.3 无机添加剂

无机添加剂比黏土轻得多, 在焙烧过程中会保持它们的结构不变。不同类型的无机添加剂的体积含量加起来有20%~25%。有的添加剂在焙烧过程中不会产生释放, 如硅藻土或珍珠岩。而添加石灰石粉、白垩或泥灰质黏土可以增加微孔, 且有助于减少氟和二氧化硫的排放。无机添加剂的成孔性能是由材料的自身特性决定的, 有的添加剂自身具有多孔性, 在矿物相中微孔结构形成时可以扩展其微孔, 有的添加剂中的碳质矿物分解反应后形成微孔。大多添加剂都是吸湿添加剂, 因此需要增加与塑性黏土混合时的水量, 可以使干燥后形成更高的孔隙容量。在焙烧过程如果采用不当的焙烧曲线, 会使一些添加剂出现问题, 有可能导致产品残次率提高。

4.1.4 普通添加剂

表1对一些常用添加剂的性能和作用进行了汇总。多数情况下, 这些数据是经过实验室试验、现场试验及可行性研究得出的。

4.2 砖的横截面

砖的横截面由孔洞形状决定。孔洞的百分比、孔洞间距 (即肋的厚度) 、孔洞的几何形状及位置都对砖墙的隔热性能有很大的影响。孔洞的百分比可以减少砖的体积密度, 从而降低导热系数。表2展示了理论例子中的孔洞对隔热性能的影响。对一个365 mm×250 mm×250 mm的标砖而言, 若孔洞从30%增加至60%, λ值将从0.28 W/ (m·K) 减小至0.22 W/ (m·K) , 砖的体积密度也会降低。

其他的几何参数有孔洞间距即肋的厚度、孔洞至砖外棱的距离。目前肋厚度为2 mm~3 mm的砖在市场上比比皆是。表3中一些理论例子解释了肋厚度与隔热性能的关系。

改善砖隔热的方法:由于传热路径越长, 隔热效果越好, 因此, 可以通过进一步优化砖孔洞的形状和排列来改善隔热效果。如图5、图6所示。

从图中可以看到通过不同的孔洞布局可将砖的热阻提高40%多, 热传递的路径较长且不是直的。另外, 通过选择距形、菱形、六角形等孔形也可以提高热阻。见图7、图8、图9。

不仅砖自身通过墙体传热, 而且砖接缝对整个墙的导热性有着不良的影响, 因此砖接缝的设计也是非常重要的, 见图10。

隔热效果最好的砖是Michael Kellerer公司的TMK8砌块 (获得了欧洲专利) 。第一步是利用更多或更少的迭代方法来开发一个最佳横截面, 接着通过FEM模拟从理论上分析不同方法的热工性能。通过对可挤压成型性、原料处理、干燥及焙烧性能进行的试验对相应的横截面进行调整。最困难的是将此付诸于实际生产中。

4.3 砖的打磨

对墙体的热阻而言, 水平接缝、垂直接缝对其都有很大的影响。使用薄层砂浆替代传统砂浆可以将墙体的λ值减少10%~15%〔~0.05 W/ (m·K) 〕, 见图11、图12。

薄层砂浆要求黏土砖或砌块的表面精度误差为+/-1 mm或更小, 因此打磨砖的坐浆面是一道很重要的工序。被打磨的砖要求质量要非常好, 无裂纹或曲度, 否则砖会在打磨时破坏掉。使用薄砂浆和打磨过的砖, 这样可减小砖接缝 (热桥) , 同时提高了整个墙的机械强度, 砌墙工程简单快速从而减少了劳动成本, 砂浆用量减少了80%。

4.4 填充

通过上述方法改善了砖的隔热性能, 使λ值减少至0.08 W/ (m·K) ~0.1 W/ (m·K) 。多年来的优化使产品的λ值低于0.12 W/ (m·K) 。目前有一种新的方法即填充技术, 在复杂的大孔洞断面里填充隔热材料。最常见的隔热材料见表4。

砌块的孔洞一般设计为矩形或方形大孔。孔间的肋厚度一般在10 mm左右, 以保证砖的机械强度。这类砖易于挤出、干燥和焙烧。常见问题是机口容易被添加的成孔料阻塞, 且干燥、焙烧中常出现裂纹现象。

填充技术增加了投资, 除了要求更换成型机的机嘴以优化砖的横截面外, 还要求改进设备。要求打磨砖, 砖的孔洞必须直, 无切割引起的变形。一套打磨设备是必须的。同时也需要更多的原料处理工艺。填充材料的处理和储存也很重要。焙烧后的流程为:打磨、处理、填充、处理、码至坯板上。

4.4.1 填充无机材料 (珍珠岩)

该方法于20世纪90年代早期开发, 获欧洲专利。珍珠岩是一种自然发生的无定形的火山玻璃, 它的一个重要的性能是遇高温膨胀, 因此用珍珠岩填充的砖具有轻质高孔隙, 隔热性能非常好。见图13。

珍珠岩的填充流程和其他技术相同, 但填充前珍珠岩必须先和胶混合, 填充后要再次将砖干燥确保胶的凝固。填充生产线每小时产出量为480块黏土砌块。

4.4.2 填充泡沫保温材料

该方法的优点是可以直接对现有的产品进行填充。见图14, 正在为砌块的孔洞填充粒状矿物或隔热泡沫。

除了清理填充后砌块表面外, 该技术与其他填充工艺也类同。填充生产线每小时的产量为1400块黏土砌块。有时会出现一些孔洞填不满或根本填不进去的现象。

4.4.3 填充预制好的隔热材料块

生产填充砖最简单的方法之一是直接将预制好的隔热材料块填入砖或砌块的孔洞, 材料大多为矿物棉, 有时也用其他材料如聚苯乙烯或其他农产品, 如图15、图16。

用于填充的材料块要稍大于砖的孔洞, 这样可以紧紧地卡在孔洞里而无需胶水来固定。填充材料以托板运送, 在进入填充车间前直接切割成块。产量低的生产线可以人工填充, 产量高的生产线可以利用机器手或推进装置来自动填充, 见图17。填充材料块可以水平或垂直填入孔洞。水平填充时, 砖不需要在打磨后翻转。填充材料块根据填充的材料、填充块的大小及所要求的产量来选择设备。半自动生产线每小时可填充1000块黏土砌块, 全自动生产线每小时可填充2000块黏土砌块。

5 总结和展望

生产隔热黏土承重砌墙砖/砌块的第一步是添加成孔剂来减小体积密度, 本文确定了哪些添加料是有效的, 会产生哪些成本, 最终的黏土混合料具有什么特性。选择成孔剂后, 确定了砖/砌块的最佳孔形或最佳的填充材料, 及需要打磨的设备和增加的设备投资。这种新产品需要花费较长时间来投入市场。生产填充隔热材料砖的初期投资是较高的, 但解决方法是简单有效的, 降低了干燥和焙烧成本。要做出正确选择, 任何情况下要对当地的情况做一个深入具体的分析。

提高建筑物保温隔热措施研究 篇2

关键词：隔热；建筑物、；措施；原理

中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）07-0126-02

随着我国经济的不断发展，人们对建筑物的质量以及舒适度的要求越来越高，所以说提高建筑物保温隔热至关重要，是关系国计民生的大事。当前我国建筑物保温隔热多从屋面、地面、墙体、门窗四个方面进行，除了施工技术的提高之外，开发出节能、高效的保温隔热建筑材料是提高建筑物保温隔热功效的关键举措。

一、保温隔热原理介绍

以建筑物为基础，利用建筑物的围护结构，提高其热工性能能够让建筑物的热舒适性得到很好的提高。提高建筑物的保温隔热效能能够使人们居住环境更加舒适，笔者整理和分析了大量的文献和资料，调研出我国每年建筑能耗占到了我国全部能耗的30%左右，这从我国能耗总量来说是非常庞大的一个数据。所以最近几年我国一直在致力于提高建筑物墙体的热工性能，具体的保温隔热原理主要有两种，一种是利用保温隔热性能好的材料作为建筑物的墙体，另外一种是采用满足节能设计要求的建筑物材料作为墙体。

二、建筑物保温隔热区域划分

（一）屋面。

笔者根据对大量的资料进行整理和分析，统计并分析了建筑物屋面具体的能耗，结果表明屋面的能耗大概占到了建筑物外围全部能耗的10%左右，所以在屋面上设置保温隔热层是非常必要的，在具体的建筑工程当中保温隔热材料多选取类似硬质发泡聚氨酯材料。这种材料是一种低密度、带有闭空结构、隔热性能极好、施工方便、吸水率较低等优势。隔热保温板主要是由水泥砂浆、竹筋层、泡沫层共同组成的，这种保温隔热板是非常环保的，阻燃性、隔声性能都非常好，所以在具体的建筑物施工当中是较为常用的。

（二）地面。

因为建筑物地面有一定的承重崩离，所以对于建筑物的地面进行保温隔热重点应该侧重于节能、高效、强度之间的互相结合，当前建筑物地面保温隔热材料主要选择的是陶粒、膨胀珍珠岩、聚氯乙烯等，具体到施工过程中，要根据保温隔热材料的密度、阻燃性、导热系数、压缩强度进行后续的复检。

（三）墙体。

做好建筑物墙体的保温隔热首先要充分的对建筑物所处的外界条件充分的考虑，然后依据建筑物的具体功能和实际需求选取不同的保温隔热措施，尽量使建筑物更为环保、绿色。建筑物墙体保温隔热材料安装在墙体的外侧叫做墙体外保温，这种保温隔热措施效果是非常好的。当前这种措施多用于新施工的建筑物外围墙体、旧建筑物外围墙体。在外墙体上采取保温隔热措施能够有效的消除建筑物结构性的冷热桥，保证建筑物的主体结构不受任何破坏，同时又能够保证空间的节约。相对的墙体内保温指的是在建筑物墙体的最内侧敷设上保温材料，所用的材料多为充气石膏板、岩棉板等。还有一种墙体保温措施是外墙夹心保温，在墙体的空隙内将混凝土浇筑在其中，以起到保温隔热的作用。

（四）门窗。

在建筑物的保温隔热当中门窗一直是技术的难点，建筑物大部分的热损基本上都是从门窗进来的，而门窗的保温效果好坏直接取决于所用材料、结构、密封情况，所以门窗不仅要结构设计合理，同时还需要严格的进行密封材料、保温材料的选取。例如密封条应该选择弹性好、不容易老化的材料。

三、新型夹芯保温隔热面板的创新研究

新型夹芯保温隔热面板的创新研究除了工艺之外，更加重要的是材料的选择，所以本文的研究主要如何选择材料进行了研究和分析。

（一）新型夹芯保温隔热面板保温层材料的选取

要想提高建筑物的保温隔热效果，研究出更实用的保温隔热面板，那么所选取的材料就应该吸水性极低、导热系数小、密度小、抗压强等特点。

（1）吸水性极低：保温隔热层一般都安装在建筑物防水层的上面，所以其会直接的和水接触，若保温隔热面板层的吸水率高则会导致面板的热穿性增强，最后造成材料的老化，使保温效果大幅降低。

（2）抗压强：若面板的抗压太小则会对建筑物的适用面积造成影响。

（3）导热系数小：要求面板的热阻除了要达到国家标准之外，其在零下30摄氏度到零上70摄氏度的范围都应该适用，同时在这一温度范围内还要保持物体的性状保持不变。

（4）所选材料必须无空隙：本文选择的保温隔热面板材料为挤塑型聚苯板，这种材料不仅符合上述的材料要求，同时这种材料的抗压能力也是最强的，故本研究选择其作为新型夹芯保温隔热面板制作的材料。

（二）新型夹芯保温隔热面板面层材料的选取

本研究所设计的面层主要是为了使新型夹芯保温隔热面板使用时间更长、机械强度更好、抗冲击性能更好。所设计的新型夹芯保温隔热面板的压置层，就是在保温层的上面铺设水泥砂浆、砂铺压块以及卵石，这三种铺设的材料都不具有防水功能。将卵石、砂铺压块铺设后，水就会渗透到保温层的下面，这时候和大气是连通的，不管是水还是水汽都能够自由的流通，短时间内会对保温效果产生影响。而水泥砂浆若压置的过薄，则容易出现碎裂等现象，同时下雨的时候也就会出现容易进，不容易出的情况，所以新型夹芯保温隔热面板在设计的时候就好把握好铺设的厚度。本文还将防水砂浆作为防水层或者是压置层，这就有效的阻止了水分进入到保温层当中，使新型夹芯保温隔热面板的保温隔热作用能更好的发挥出来，从而也使保温层的寿命有效的延长。

总结：

建筑物保温隔热措施的合理应用会在一定程度上延长建筑物的使用寿命，满足人们对生活舒适性的需求，本文的研究除了从屋面、地面、墙体、门窗四个角度提出了有效提高建筑物保温隔热效果的措施之外，还提出了以研究出一种新型夹芯保温隔热面板作为提高建筑物保温隔热的有效措施。

参考文献：

[1]王铁凝.唐山地区农村住宅建筑节能改造措施研究[D].河北工大学.2008（5）：43-44.

[2]张志峰，外窗的密封性能在建筑节能中的作用[J].建筑工人，2008年第2期（总第332期）：24.

[3]陈福山.屋面防水及保温隔热施工技术[J].山西技术 .2007（10）.251.

蒸压泡沫混凝土砖隔热性能的研究 篇3

蒸压泡沫混凝土砖是一种节约土地资源、材质稳定、环保节能的新型墙体材料。随着国家禁止黏土砖的生产和使用，解决毁田烧砖的问题愈来愈受到各省、市的重视，也随着国家节能减排，节约资源能源政策的推行，蒸压泡沫混凝土砖近年得到快速的发展。

蒸压泡沫混凝土砖是以发泡剂与水拌和产生泡沫，加入到以水泥、砂、矿渣粉或其它掺合料等原材料中，进行混合而形成轻质料浆，经浇注成型后再蒸压养护而制成的墙体材料。其特有的生产工艺使得它不仅具有保温隔热、防水抗渗、隔声防火、质轻、收缩性小等优良性能[1]，近年来逐渐得到市场的认可，应用前景越来越广阔。

导热系数是墙体材料的一个重要性能指标，其大小反映了材料保温和隔热性能的优劣。一般来说，导热系数越小，则其保温隔热功能越大，反之越小[2,3,4]。对于蒸压泡沫混凝土砖理应服从该规律。但是笔者在试验过程中发现，不同品种产品在隔热性能比对时并不服从该规律。笔者就此现象开展了试验研究，以求抛砖引玉。

1 实验

1.1 试验材料

蒸压泡沫混凝土砖为江门天风墙体材料有限公司生产，密度等级为B07，实测干密度733 kg/m3，规格尺寸(长×宽×高)300 mm×200 mm×100 mm，原材料中的砂为普通砂;蒸压加气混凝土砌块为某厂家生产，密度等级为B07，实测干密度719 kg/m3，规格尺寸(长×宽×高)600 mm×100 mm×200 mm，原材料中的砂为磨细砂，发气方向为长度方向。

1.2 试件制备

(1)分别将以上规格的蒸压泡沫混凝土砖和蒸压加气混凝土砌块切割成Φ200 mm×15 mm的圆板各2块，进行导热系数试验。

(2)分别将以上规格的蒸压泡沫混凝土砖和蒸压加气混凝土砌块砌筑成200 mm厚的墙体，双面用10 mm厚水泥砂浆抹平，在自然条件下风干28 d，进行墙体传热系数检测。

在砌筑前，将600 mm长的蒸压加气混凝土砌块切割成300 mm长的规格，以便与蒸压泡沫混凝土砖具有同样多的砌筑灰缝，使试验有可比性，隔热性能试验也对样品做相同处理。

(3)分别将以上规格的蒸压泡沫混凝土砖和蒸压加气混凝土砌块砌筑成200 mm厚的墙体，单面用10 mm厚水泥砂浆抹平，在自然条件下风干28 d，进行隔热性能试验。

(4)分别将以上规格的蒸压泡沫混凝土砖和蒸压加气混凝土砌块切割成若干厚度约10 mm的小板，进行光学显微镜观察试验。

蒸压加气混凝土砌块的光学样品切割方向与长度方向(发气方向)平行。

1.3 试验方法

分别对蒸压加气混凝土砌块与蒸压泡沫混凝土砖的导热系数进行检测，并进行其墙体传热系数及隔热性能的比对试验，比较两者隔热性能的优劣，从试验原理及其微观结构来探讨其中的机理原因。

(1)导热系数试验采用GB/T 10294—2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》规定的方法进行。

(2)墙体传热系数检测采用GB/T 13475—2008《绝热稳态传热性质的测定标定和防护热箱法》规定的方法进行。

(3)隔热性能试验采用GB/T 9978.1—2008《建筑构件耐火试验方法》规定的隔热性试验方法进行。因耐火性包括隔热性和完整性，而本文只研究蒸压泡沫混凝土砖的隔热性能，故其隔热性能试验仍采用该标准中的隔热性试验方法。

(4)简易隔热性能试验：分别将蒸压泡沫混凝土砖和蒸压加气混凝土砌块样品放在1400℃电热炉上加热30 min，分别用手触摸背火面，检验两者的隔热性能差异。

(5)微观结构分析采用光学显微镜(型号XTL-340连续变倍体视显微镜，上海长方光学仪器有限公司)进行。

2 结果与分析

2.1 试验结果

2.1.1 导热系数

蒸压泡沫混凝土砖、蒸压加气混凝土砌块的导热系数分别为0.25、0.13 W/(m·K)。

2.1.2 传热系数

蒸压泡沫混凝土砖、蒸压加气混凝土砌块的传热系数分别为1.73、1.26 W/(m2·K)。

2.1.3 隔热性能

试验条件：墙体规格均为3200 mm×3200 mm×210 mm，其向火面温度升温曲线如图1所示，试验时间均为4 h。

蒸压泡沫混凝土砖墙体、蒸压加气混凝土砌块墙体隔热试验背火面温升曲线分别见图2、图3。

从图2、图3可知，蒸压泡沫混凝土砖墙体背火面的平均温升为74.8℃，测点最高温升为88.7℃;蒸压加气混凝土砌块墙体背火面的平均温升为103.3℃，测点最高温升为129.3℃。

2.1.4 简易隔热性能

蒸压泡沫混凝土砖隔热性能简易试验效果见图4。

简易隔热性能试验结果表明，蒸压泡沫混凝土砖受热面可点燃纸张，但背面不烫手。而蒸压加气混凝土砌块的受热面可点燃纸张，但背面很烫手，不能用手触摸。

2.1.5 微观结构（见图5、图6)

(黑洞为因照明灯斜照引起)

(黑洞为因照明灯斜照引起)

2.2 结果分析

从上述试验结果可知，蒸压泡沫混凝土砖的导热系数和传热系数均比蒸压加气混凝土砌块的大，特别是其导热系数约为后者的2倍。按照热力学理论[2]推论，前者的保温隔热性能应比后者要差。但图2、图3及图4试验结果表明，它们的隔热性能与推论刚好相反，蒸压泡沫混凝土砖比蒸压加气混凝土砌块具有更加优异的隔热性能。

对于以上反常的现象，从图5、图6的微观结构可看出，蒸压泡沫混凝土砖的孔洞基本上处于封闭不连通的状态，而蒸压加气混凝土砌块中有较多的连通孔，并且孔洞之间存在着裂缝，这与周春英等[5]的观察结果一致。

2.3 机理分析

从图2、图3的温升曲线可以看出，蒸压泡沫混凝土砖墙体的背火面在试验开始50 min内的升温速度比蒸压加气混凝土砌块的快得多，而且在50 min左右就基本升温至一个稳定阶段;而后者直到100 min左右才升温至稳定阶段。这是因为前者的导热系数较后者大的缘故，导热系数大，则传递热量的速度就快[2,3,4]，因此出现以上所述的温升现象。

同时，从图2、图3中的温升曲线也可看出，蒸压泡沫混凝土砖墙体背火面的温度稳定阶段时间为150 min左右，而蒸压加气混凝土砌块的为70 min左右，前者比后者长得多。

出现以上现象的原因分析如下：

(1)两者都是热的不良导体，所以热以较慢的速度传递，物体不会快速升温，升温曲线不会呈现直线上升形。

(2)蒸压泡沫混凝土砖和蒸压加气混凝土砌块内都存在孔洞结构，当其一面受热时，则热量从该面开始向内部传递，且主要以传导方式为主，传递过程中使得孔洞周边的材质首先受热升温，不断地由外向内传热;同时，孔洞周边的材质受热升温后，将热量传递给孔洞内的气体，因而材质的温度又下降，如果材质继续受热升温，则继续将热量传递给孔洞内的气体，温度又再下降，温度趋于平稳，如此将持续一段时间，因此出现图2、图3中曲线的平稳段。

(3)根据PV=nRT[3,4]可知，当孔洞内气体温度升高，则首先会引起孔洞内的压力上升，如果孔洞封闭而不连通，则难以形成对流的传热方式进行传热，物体升温仍然主要以传导方式为主;如果孔洞连通，则气压大的孔洞中的气体必定向气压低的孔洞移动，这样必定形成对流的传热方式进行传热，那么物体受热升温方式既有传导，也有对流，物体升温的速度将加快。温度平稳阶段则将结束。

(4)蒸压泡沫混凝土砖的孔洞基本上处于封闭孤立而不连通的状态，在温升平稳阶段，其受热时热传递主要以传导为主，对流传热非常微弱，当温度继续升高，则孔洞内的气压不断升高，当气压达到一定的程度，会导致孔洞壁破裂而形成连通孔，产生对流传热。当连通达到一定程度的时候，则产生大范围的对流传热，使得温度再次上升，平稳阶段结束。而蒸压加气混凝土砌块中虽然也存在封闭的不连通孔洞，使温升可平稳持续一段时间，但其内部的封闭孔洞数量较蒸压泡沫混凝土砖的少，而且其内部已有大量连通的孔洞及裂缝，使得其温升平稳阶段提前结束，平稳阶段大大缩短。这是蒸压泡沫混凝土砖墙体的背火面的温度稳定阶段时间比蒸压加气混凝土砌块长的原因。

(5)由内部传热机理模型(见图7、图8)可看出，蒸压加气混凝土砌块的连通孔中气体的对流传热使得热量提前传递到后面，使得其温升稳定阶段的温度较蒸压泡沫混凝土砖的要高。

(连在气孔上的箭头表示热流方向)

(连在气孔上的箭头表示热流方向)

(6)由于蒸压加气混凝土砌块的墙体背火面受热温升稳定阶段短，只有70 min左右，而且稳定阶段的平均温度较高，达到70℃以上。而蒸压泡沫混凝土砖的墙体背火面受热温升阶段长，有150 min左右，稳定阶段的平均温度也只有50℃左右，当同样受热4 h后，蒸压泡沫混凝土砖墙体的背火面的平均温度及最高温度比蒸压加气混凝土砌块的低，表现出更佳的隔热性能。

以上所述表明，墙体材料的隔热性能与其内部结构密切相关，这一现象与俞继军等[6]的观点一致。

3 结论

(1)墙体材料隔热性能的优劣一方面取决于其导热系数的大小，同时也决定于内部的孔洞结构;墙体材料的隔热性能与其内部结构密切相关。

(2)材料的导热系数小，但如果其孔洞结构存在缺陷如连通孔及裂缝等，则不一定有良好的隔热性能;相反，材料导热系数稍大，但内部孔洞封闭而不连通，则可能具有较好的隔热性能。蒸压泡沫混凝土砖比蒸压加气混凝土砌块具有更加优良的隔热性能。

参考文献

[1]闫振甲,何艳君.泡沫混凝土实用生产技术[M].北京:化学工业出版社,2006.

[2]李洪芳.热学[M].2版.北京:高等教育出版社,2001.

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[4]朱峰.大学物理[M].北京:清华大学出版社,2008.

[5]周春英,韦江雄,余其俊,等.蒸压加气混凝土砌块的吸水特性研究[J].武汉理工大学学报,2007(4):22-26.

EPS保温隔热材料 篇4

EPS主要做成EPS复合墙板和EPS保温砌块等方式出现作为一种建筑保温隔热材料, 将EPS颗粒作为集料引入混凝土内部, 充分发挥其固有的优异性能, 同时又要保证配制的混凝土具有良好的力学性能以满足结构承重的需求, 减轻建筑物自重。

另外EPS的原料来源广, 现今被称之为白色污染的废旧塑料既可作为来源, 这样可以帮助治理白色污染, 对环境有利。

同样对于无机隔热保温材料, 可取代有机保温材料的无机保温材料主要是EPS轻质混凝土和加气混凝土。相对来说, 加气混凝土明显的优势是强度比泡沫混凝土高, 水泥用量少:加气混凝土的水泥用量仅5%~10%, 而泡沫混凝土大多要50%以上的水泥。但综合起来EPS轻质混凝土还是有比加气混凝土更多的优势:密度轻, 方便施工, 易于安放固定, 设计的随意性强, 同时又可以减轻建筑结构的重量;EPS轻质混凝土可以现浇施工, 而加气混凝土需蒸汽养护, 有一定的局限性;另外EPS轻质混凝土的吸水率低, 可以避免出现一系列的因孔隙水引发的质量问题, 例如冬季孔隙水冻胀将使混凝土破坏, 而EPS轻质混凝土没有这样的问题, 可以在广大的北方地区推广应用;此外还有投资小, 容易推广, 运用灵活等优势。重要的是设计制造时可以利用模板将EPS轻质混凝土做成各种形状和图案, 丰富建筑外形, 达到装饰美观效果。

一般来说保温隔热层置于外墙, 内墙隔热层有诸多劣势, 比如说会占据建筑内部空间, 引发温度差产生附加应力和变形等等。所以本文以下将主要对外墙保温隔热中EPS轻质混凝土的优势进行讨论:从结构上看EPS轻质混凝土外墙外保温能有效切断外墙上混凝土主梁、混凝土芯柱等部位的热桥;从功能上看EPS轻质混凝土外墙外保温把重质结构材料设置在内侧, 提高室内比热容, 从而提高房间内部温度稳定性, 改善室内热舒适度, 并附带提高外墙保温的整体性和有效保温性;从经济上考虑, EPS轻质混凝土外墙外保温比较经济, 比其它保温材料建筑造价低廉, 有效地降低了墙体的保温耗材成本, 节能可达50%以上;从结构刚度和抗震性能上看, EPS轻质混凝土抗震性能要优越。

总的来说EPS轻质混凝土的优势非常明显, 不论是功能上、整体结果上还是经济方面考虑都比其他保温隔热材料优异。但是要想成为第一大保温材料, EPS轻质混凝土很长的路要走, 首先是无标准可依, 行业当中没有形成规模, 实验数据还不全面, 理论上的保证也没有确立标准, 另外还没有示范性工程引领市场。就像粉煤灰刚开始运用复合于混凝土一样, 因没有标准也没有示范性工程所以一直等到很久以后才得到广泛的运用, 发展到现在已经成为大体积混凝土的必掺混合料。燃煤企业也因此解决了烟囱灰的堆放难题, 以前是企业伤脑筋的煤灰由此而变成抢手货, 同时企业还获得了一定的经济利益。随着时代的前进、社会的进步和建筑行业的发展以及保温隔热材料的需求加大, 我相信不久之后EPS轻质混凝土必将能成为第一大保温材料。总之采用EPS轻质混凝土作外墙外保温和屋面保温层, 实现建筑节能将是未来建筑保温隔热的主流趋势, EPS轻质混凝土前景十分看好。

参考文献

[1]姜德民杜明军潘大林胡钢姜莹提高EPS轻骨料混凝土强度的研究建筑技术2009, 40 (1)

[2]周可可陈兵陈龙珠EPS颗粒级配对EPS混凝土力学性能的影响哈尔滨工程大学学报2010, 31 (2)

[3]贾伟卢立平EPS外墙外保温节能体系的概念设计与应用山西建筑2005, 31 (1)

[4]蔡丽朋一种绿色混凝土砌块的研制混凝土与水泥制品2006 (3)

[5]王辉周振海胡颖EPS保温板在工程中的应用天津建设科技2006, 16 (z1)

[6]张忠球钱书琨谢朝学利废轻质保温隔热建筑材料的研究新型建筑材料2005 (8)

[7]闫振甲泡沫混凝土有望成为保温材料首选混凝土世界2010 (1)

建筑外墙保温隔热施工工艺研究 篇5

关键词：建筑节能,外墙外保温,保温隔热

1 建筑外墙裂缝产生的原因

墙体产生裂缝可能是由很多因素产生的合力造成的, 不能简单的归于某一个因素, 主要包括如下原因: (1) 承重或填充墙体本身收缩太大, 超出了保温隔热结构的应力分散范围。使用加气混凝土或其他新型墙体材料时, 制品未达到稳定状态即被使用;使用的预制结构本身存在缺陷也导致了墙体开裂。 (2) 外墙外保温构造设计存在不足。抗裂防护层的柔韧性和耐候性对外保温体系的抗裂性能起着关键的作用, 充分考虑热应力、水、风、火及地震力的影响;考虑以上影响因素的同时, 采取分散应力的措施:压覆耐碱网格布、添加纤维;刷弹性乳液, 阻止水分进入保温层内部, 并起到抗裂层作用等, 兼顾“逐层渐变柔性释放应力”的技术路线。 (3) 热桥部位或节点部位的处理不合适。热桥部位或节点部位的温度受环境影响十分明显, 产生温度应力而导致墙体开裂, 这样的部位的保温隔热层要做加强处理, 如部分地方保温层需加厚或内、外保温同时使用等。 (4) 材料的性能。JGJ149-2004和JGJ 158-2004标准对外墙保温隔热的材料性能做了明确的规定, 整套的材料都应由体系供应商提供并负责。现在的保温材料和抗裂材料均采用分装、预拌技术, 能够很好的控制外墙保温隔热材料的性能稳定性。 (5) 施工技术。

2 建筑外墙抗裂措施

调整膨胀组份:为达到抗裂砂浆早期零收缩的目的, 在原料中引入膨胀剂, 由于在水化后生成膨胀性晶体, 增加砂浆体系中的晶体含量, 产生体积膨胀, 补偿各类收缩变形, 抵消或部分抵消相应的拉应力, 从而提高整体的抗裂性。同时在保温层加入引气剂, 产生很多相互独立的闭气孔, 隔断了热传输通道, 增加砂浆的密实度, 从而减小自由收缩, 减小早期开裂的原动力。使用抗裂功能材料耐碱网格布、纤维:在保温层施工完成并可以继续下一步施工时, 在保温层进行聚合物水泥抗裂砂浆施工, 施工完成的同时, 应立即压覆耐碱网格布, 该网格布能抵抗一定的应力应变, 网格布的位置在抗裂砂浆的浅表层, 以看不见玻纤网格布的颜色为宜。在施工中要特别注意, 网格布之间一定要搭结牢固, 最好加强处理, 否则这些位置很容易因应力分散不均匀而产生一系列平行的裂纹, 在抗裂砂浆中加入耐碱纤维, 可以使抗裂砂浆的应力分散均匀, 从而避免因应力集中引起的开裂。纤维改善砂浆性能主要是通过物理改性使其内部结构发生变化。本身与其他原料不发生反应, 故与砂浆有良好的亲和性, 可以迅速与其他原料混合, 在砂浆中形成一种均匀乱向分布的网络体系, 使结构应力分散, 从而产生有效的二级加强效果。刷渗入型养护液:在抗裂砂浆固化后应随之进行表面的防水和增强处理, 即在抗裂砂浆表面涂抹具有高弹性指标和防水功能的渗入型养护液。实验证明, 对抗裂砂浆表面进行防水和增强处理是保证砂浆不开裂的重要措施, 主要由于采用渗入型的弹性防水养护液, 一方面可以避免外部水分进入保温隔热层, 影响保温隔热效果;另一方面, 又可以保证抗裂砂浆中的水分不容易散失, 起到保证养护条件的作用;另外, 这一层养护液能有效抑制泛霜出现, 同时该养护液渗入砂浆层可形成新的抗裂层, 有效地防止了砂浆层的开裂。增加砂浆的柔韧性:传统砂浆泌水量大、保水性差, 容易分层离析, 涂抹在保温隔热墙体表面上时, 由于保温隔热墙体的吸水率高、外界蒸发失水, 砂浆将发生严重的失水现象, 不但会影响砂浆的正常硬化, 而且还会减弱砂浆与保温层的粘结力, 降低强度及抗裂性, 导致墙面空鼓、开裂、脱落等现象。在水泥砂浆中引入聚合物能有效改善其性能, 使砂浆抗裂能力大大增强。

3 建筑外墙保温施工工艺

建筑墙体由承重墙系统和保温隔热系统组成。保温隔热系统可以选用板材或现抹灰浆保温隔热材料, 板材可以选择干挂或粘结剂粘结, 还可以选择锚栓等措施加固。在选用粘结剂粘结时, 由于承重结构部位不同, 保温隔热施工前必须进行预处理, 即基层处理。保温隔热材料一般选用高分子材料, 所以保温隔热施工后表面必须进行处理, 该层施工要求砂浆具有良好的柔韧性, 否则表面开裂除影响美观, 还会对保温隔热层造成破坏, 影响其耐久性;最后进行饰面处理。保温隔热系统结构为:“基层处理—保温隔热层—抗裂保护层—饰面层”。基层处理:根据不同建筑基体表面情况分别采用相应的处理方式, 包括采用普通水泥砂浆找平、聚合物水泥灰浆拉毛或者不处理, 保温隔热施工:对于胶粉聚苯颗粒保温隔热灰浆, 4cm厚度以下的保温隔热层采用一次抹面成型, 对4cm以上则分两次或多次抹面;对于EPS板, 须按照施工规范用粘结剂错缝粘结、按照高度的规定用锚栓加固处理, 最后找平;另外, 对阴阳角、勒脚、分隔缝、窗洞口、滴水线等地方进行特别加强处理。抗裂层是由聚合物水泥砂浆、耐碱玻纤网格布、防水养护液 (表面的防水和增强处理) 组成。饰面层由柔性耐水腻子和色彩涂料或瓷砖组成。值得注意的是, 用瓷砖作为装饰层时, 在抹抗裂砂浆之前要铺贴钢丝网, 并用锚固膨胀螺栓加固, 然后抹抗裂砂浆、贴瓷砖并勾缝, 粘结时要选用专用的瓷砖粘结剂, 勾缝也要选用专用的胶粉砂浆勾缝。具体如下:基层处理:对基层的处理是防止隔热保温层产生“空、鼓”现象的必要措施之一。基层处理工艺一般为表面的物理处理和化学处理, 视表面的情况, 应对墙体表面的松动、风化部分进行物理处理, 对不平整墙面可用普通砂浆找平, 而光洁的部分则应进行凿毛处理或用聚合物水泥砂浆拉毛处理。施工中预留伸缩缝, 分散应力:除了用网格布和纤维等抗裂功能材料来分散应力外, 还应当在施工中预留伸缩缝, 以释放结构中产生的应力。预防雨水等外来水冲刷:研究发现, 抗裂砂浆表面被雨水直接冲刷的位置, 极易产生开裂, 一方面是雨水冲刷过程中, 破坏了抗裂层外表面养护液层的保护;另一方面雨水冲刷使得墙体处于高饱水状态, 太阳照射后又产生快速失水, 这样的循环, 极易在冲刷位置产生裂缝, 同时还发现, 被冲刷部位易发生泛霜。规范施工人员、施工单位的施工质量:要求施工人员、施工单位严格按照操作要求施工, 不得自作主张修改施工程序、原料配比等。

参考文献

[1]林刚.建筑墙体节能技术与外墙内保温施工过程控制[J].科学大众, 2006 (3) :25～27.

隔热涂料保温性能的实验研究 篇6

目前,我国市场上墙体保温涂料的种类很多,具有耐污染、耐久、耐碱及较低成膜温度等特点,但并不是每种涂料都包含这些优点。本文研究的隔热涂料是以高科技特殊粉体混合耐水性和耐候性极佳的环保型高分子聚合物及添加剂复合而成,可采用喷涂方式施工。其特殊的空心粉体结构可有效阻隔太阳光长、短波85%～90%的热源,大幅降低短波吸收率,使建筑物围护吸收的热量大减。该隔热涂料具有优良的弹性、耐候性和耐水性,25℃时导热系数不大于0.0563 W/(m·K),涂膜厚度只需0.5～0.6 mm,即可达到优异的隔热保温效果。可广泛应用于建筑墙体、各类异型管道、塔体、球体以及结构复杂、体型特殊的保温绝热工程。本文对该隔热涂料与普通涂料的隔热性能进行了对比试验,分析该隔热涂料的优缺点及节能效果。

1 实验

实验原理与板状建筑构件稳态热传递性质的测定原理一样,选取青岛某居民楼内1个房间的1面墙作为试验台,采用空调加热控制室内一侧空气的温度,墙体外侧则选取青岛2.5h内温度变化不大时段的数据。对室内墙体涂有隔热涂料和普通涂料的同一个墙体、相同的时间进行试验研究分析,2种涂料的颜色均为白色,墙体的热电偶布置为室内、外墙体各布置5个点(见图1),热电偶为标准热电偶[1],精度为±0.2℃。每隔10 min采集1次数据。最后采用试验稳态时的数据,采用的每一组计算数据为试验达到稳态后2.5 h内5组数据的平均值。

○为墙内侧测点;●为墙外侧测点

2 实验数据及分析

2.1 晚间空气温差对内外墙体温度的影响

试验时间为4月2～8日每晚的9点到凌晨5点,测试结果见表1。

℃

通过表1的数据得到晚间2种涂料墙体室内外空气温差对内外墙体温差的影响(见图2)。

从图2可得晚间2种涂料墙体温差与室内外温差的函数关系式。

(1)隔热保温涂料:y=0.6058x+1.8401,R2=0.9726;

(2)普通涂料:y=0.6425x+0.6619,R2=0.9782。

2.2 白天室内外空气温差对内外墙体温度的影响

白天的数据为4月2～8号每天中午12点左右2.5 h内的平均数据(见表2)。

℃

通过表2的数据得到白天2种涂料墙体室内外空气温差对内外墙体温差的影响(见图3)。

从图3可得白天2种涂料墙体温差与室内外温差的函数关系式。

(1)隔热涂料:y=1.0938x-5.4094,R2=0.8346;

(2)普通涂料:y=1.1450x-6.9046,R2=0.8316。

3 节能对比计算及温度延迟时间

3.1 节能对比计算

选取的处理数据的平均值见表3。

由表3可以看出,同一时间,晚间涂隔热涂料墙体室内壁面温度比普通涂料的高0.8℃,室外壁面温度比普通涂料墙体温度的低0.1℃;白天涂隔热涂料墙体室内壁面温度比普通涂料的高0.6℃,室外壁面温度比普通涂料墙体的温度低0.4℃,由此可以看出,隔热涂料达到了一定的保温隔热效果。

任何隔热涂料的最终目的都是为了节能,我们通过计算2种材料的节能对比,得出结论。假设在相同试验条件下,2种材料的传热量相同,即取室内外空气温度的平均值进行计算,由于涂刷2种材料的墙体面积相同,为了计算简便,我们都取面积F=1 m2。

3.1.1 晚间

普通涂料的传热量[2]为:Q=KF△t=1.72×1×(19.2-7.5)=20.12 W,则传热量取为20.12 W,2种涂料的墙体内外墙温差不同时的传热系数(K1、K2)的计算结果见表4。

由表4中的X可得节能效果受室内外墙体温差变化而变化的曲线(见图4)。

由图4可得2种材料的相对传热系数X为线性函数,其关系式为:y=0.0164x+0.0168,R2=0.9144。

3.1.2 白天

在做白天的试验时,试验达到稳态时的时间不相同,太阳的辐射效率不同,而且受到天气的影响,本次试验没有找到相关的规律。

3.2 温度波的延迟

涂料的保温性能在另一个方面体现在温度的延迟上,测试了2次不同时刻各个墙体及室内外空气温度的变化趋势。图5的测试时间为2011年4月2日16:00～4日7:50,图6的测试时间为2011年4月4日8:00～6日8:00。

从图5、图6可以看出,在最高温度时,涂隔热涂料墙体的温度比涂普通涂料外墙的温度低,而且在时间上也延迟了130 min,多次试验发现延迟时间皆为130 min;在最低温度时,隔热涂料墙体的温度比普通涂料外墙的温度低,在时间上延迟了10 min。由此可以说明,隔热涂料的保温隔热效果比普通涂料的明显。

4 结语

同一时间,晚间涂隔热涂料墙体室内壁面温度比普通涂料的高0.8℃,室外壁面温度比普通涂料墙体温度的低0.1℃;白天涂隔热涂料墙体室内壁面温度比普通涂料的高0.6℃,室外壁面温度比普通涂料墙体的温度低0.4℃。涂隔热涂料墙体的温度到达最大值比普通涂料墙体的要延迟130 min,且最高温度值低于普通涂料墙体的温度值;达到最小值延迟10min。由此可以看出,隔热涂料的保温隔热效果比普通涂料的好,达到了一定的保温隔热效果。但是现在市场对该涂料的认知还不是很全面,这就需要我们大力推广该新型涂料的使用。

参考文献

[1]JJF1059—1999,测量不确定度评定与表示[S].

保温隔热砖 篇7

建筑“外保温”技术及其隔热保温制品是近期我国绝热保温材料制品新产品开发的主攻方向, 重点开发适合我国民用建筑体系 (多层与中高层为主) 、经济条件、性能满足“外保温”技术要求的块、板制品。除现正在探索开发、应用 (试点建筑) 的一些产品外, 要开发耐候性好、轻质、高强的建筑用保温材料制品, 如以泡沫玻璃为粗骨料 (特殊工艺生产) 、硬质硅酸钙为胶结方式的隔热保温块, 该产品在德国等欧州国家已用做外墙保温 (外保温) 。鼓励拓展思路去开发我国的建筑“外保温”用隔热保温制品。