絕熱材料是指用于建筑圍護(hù)或者熱工設(shè)備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料復(fù)合體,既包括保溫材料,也包括保冷材料。絕熱材料一方面滿足了建筑空間或熱工設(shè)備的熱環(huán)境,另一方面也節(jié)約了能源。因此,有些國(guó)家將絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之后的“第五大能源”。對(duì)熱流有較強(qiáng)阻抗作用,主要用于房屋建筑的墻體、屋面或工業(yè)管道、窯爐等的保溫和隔熱。
按絕熱原理分為:
①多孔材料。靠熱導(dǎo)率小的氣體充滿孔隙中絕熱。一般以空氣為熱阻介質(zhì),主要是纖維狀聚集組織和多孔結(jié)構(gòu)材料。泡沫塑料的絕熱性較好,其次為礦物纖維(如石棉)、膨脹珍珠巖和多孔混凝土、泡沫玻璃等。
②反射材料。如鋁箔能靠熱反射減少輻射傳熱,幾層鋁箔或與紙組成夾有薄空氣層的復(fù)合結(jié)構(gòu),還可以增大熱阻值。絕熱材料常以松散材、卷材、板材和預(yù)制塊等形式用于建筑物屋面、外墻和地面等的保溫及隔熱。可直接砌筑(如加氣混凝土)或放在屋頂及圍護(hù)結(jié)構(gòu)中作芯材,也可鋪墊成地面保溫層。纖維或粒狀絕熱材料既能填充于墻內(nèi),也能噴涂于墻面,兼有絕熱、吸聲、裝飾和耐火等效果。
絕熱產(chǎn)品種類很多,包括泡沫塑料、礦物棉制品、泡沫玻璃、膨脹珍珠巖絕熱制品、膠粉EPS顆粒保溫漿料、礦物噴涂棉、發(fā)泡水泥保溫制品。選用要點(diǎn):絕熱材料在建筑中常見的應(yīng)用類型及設(shè)計(jì)選用應(yīng)符合GB/T 17369-1998《建筑絕熱材料的應(yīng)用類型和基本要求》的規(guī)定。選用時(shí)除應(yīng)考慮材料的導(dǎo)熱系數(shù)外,還應(yīng)考慮材料的吸水率、燃燒性能、強(qiáng)度等指標(biāo)。不同絕熱材料的性能特點(diǎn)見相應(yīng)的分類指南。
耐火材料指耐火度不低于1580℃的一類無機(jī)非金屬材料。耐火度是指耐火材料錐形體試樣在沒有荷重情況下,抵抗高溫作用而不軟化熔倒的攝氏溫度。耐火材料廣泛用于冶金、化工、石油、機(jī)械制造、硅酸鹽、動(dòng)力等工業(yè)領(lǐng)域,在冶金工業(yè)中用量最大,占總產(chǎn)量的50%~60%。
經(jīng)常使用的特殊材料有AZS磚、剛玉磚、直接結(jié)合鎂鉻磚、碳化硅磚、氮化硅結(jié)合碳化硅磚、氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;氧化鈣、氧化鉻、氧化鋁、氧化鎂、氧化鈹?shù)饶突鸩牧稀?經(jīng)常使用的耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、絕熱板等。經(jīng)常使用的不定形耐火材料有補(bǔ)爐料、耐火搗打料、耐火澆注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火噴補(bǔ)料、耐火投射料、耐火涂料、輕質(zhì)耐火澆注料、炮泥等。
耐火材料種類繁多,通常按耐火度高低分為普通耐火材料(1580~1770℃)、高級(jí)耐火材料(1770~2000℃)和特級(jí)耐火材料(2000℃以上);按化學(xué)特性分為酸性耐火材料、中性耐火材料和堿性耐火材料。此外,還有用于特殊場(chǎng)合的耐火材料。
酸性耐火材料以氧化硅為主要成分,常用的有硅磚和粘土磚。硅磚是含氧化硅93%以上的硅質(zhì)制品,使用的原料有硅石、廢硅磚等,其抗酸性爐渣侵蝕能力強(qiáng),荷重軟化溫度高,重復(fù)煅燒后體積不收縮,甚至略有膨脹;但其易受堿性渣的侵蝕,抗熱振性差。硅磚主要用于焦?fàn)t、玻璃熔窯、酸性煉鋼爐等熱工設(shè)備。粘土磚以耐火粘土為主要原料,含有30%~46%的氧化鋁,屬弱酸性耐火材料,抗熱振性好,對(duì)酸性爐渣有抗蝕性,應(yīng)用廣泛。
中性耐火材料以氧化鋁、氧化鉻或碳為主要成分。含氧化鋁95%以上的剛玉制品是一種用途較廣的優(yōu)質(zhì)耐火材料。以氧化鉻為主要成分的鉻磚對(duì)鋼渣的耐蝕性好,但抗熱振性較差,高溫荷重變形溫度較低。碳質(zhì)耐火材料有碳磚、石墨制品和碳化硅質(zhì)制品,其熱膨脹系數(shù)很低,導(dǎo)熱性高,耐熱振性能好,高溫強(qiáng)度高,抗酸堿和鹽的侵蝕,不受金屬和熔渣的潤(rùn)濕,質(zhì)輕。廣泛用作高溫爐襯材料,也用作石油、化工的高壓釜內(nèi)襯。
堿性耐火材料以氧化鎂、氧化鈣為主要成分,常用的是鎂磚。含氧化鎂80%~85%以上的鎂磚,對(duì)堿性渣和鐵渣有很好的抵抗性,耐火度比粘土磚和硅磚高。主要用于平爐、吹氧轉(zhuǎn)爐、電爐、有色金屬冶煉設(shè)備以及一些高溫設(shè)備上。
在特殊場(chǎng)合應(yīng)用的耐火材料有高溫氧化物材料,如氧化鋁、氧化鑭、氧化鈹、氧化鈣、氧化鋯等,難熔化合物材料,如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等;高溫復(fù)合材料,主要有金屬陶瓷、高溫?zé)o機(jī)涂層和纖維增強(qiáng)陶瓷等。