試談國外保溫材料發(fā)展簡史

1、14/14國外保溫材料進(jìn)展簡史特約記者：楊麗 國外一般重視保溫材料的生產(chǎn)和建筑的保溫工程，力求大幅度減少能源的消耗量，從而減少環(huán)境污染和溫室效應(yīng)。在工業(yè)中采納良好的保溫材料，有助于降低產(chǎn)品能耗，降低生產(chǎn)成本，具有專門大的社會(huì)效益。國外保溫材料工業(yè)差不多有專門長的歷史，建筑節(jié)能用保溫材料占絕大多數(shù)，如美國從1987年以來建筑保溫材料占所有保溫材料的81%左右，瑞典及芬蘭等西歐國家80%以上的巖棉制品用于建筑節(jié)能。礦物棉 國際上礦物棉制品的進(jìn)展迄今以有160多年的歷史了。1840年，英國首先發(fā)覺熔化的礦渣噴吹后能夠形成纖維，并開始生產(chǎn)礦渣棉。1880年，通過對(duì)礦渣棉性質(zhì)和用途的研究，德國和美國開始

2、生產(chǎn)礦渣棉，爾后在其它國家相繼使用和生產(chǎn)。1930年-1950年，開始了礦物棉大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用。 1980年至今，國際上礦物棉制品的產(chǎn)量處于比較平穩(wěn)的時(shí)期，因?yàn)槠渌谋癫牧先绮Ａ?、泡抹塑料的進(jìn)展加快，而要緊礦物棉的生產(chǎn)國家的進(jìn)展速度放慢。盡管礦物棉產(chǎn)量增幅不大，但在生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)及深加工方面有了專門大的進(jìn)展。玻璃棉 國外玻璃棉產(chǎn)量約在200萬噸左右，要緊生產(chǎn)國是美國、法國和日本。玻璃棉制品品種較多，要緊有玻璃棉氈、玻璃棉板、玻璃棉帶、玻璃毯和玻璃棉保溫管。玻璃棉制品要緊用于建筑業(yè)，在建筑上的用量占玻璃棉產(chǎn)量的80%以上，在日本甚至達(dá)到了90%。 自19世紀(jì)90年代開始，美國就以玻璃制取玻

3、璃纖維，20世紀(jì)30年代開始用機(jī)械方法制造玻璃纖維。當(dāng)時(shí)有棒拉法、平吹法等，纖維直徑比較粗，達(dá)25Um以上。第一次世界大戰(zhàn)期間，德國由于進(jìn)口石棉來源斷絕，就大力研制玻璃棉作為替代品。由于它隔熱、隔音的優(yōu)異性能，一經(jīng)問世，各國便爭相研制。因棒拉法生產(chǎn)量低，不能滿足需要，因此，新的工藝方法便應(yīng)運(yùn)而生。 40年代美國歐文斯-康寧公司研制成功火焰噴吹法工藝，并于1949年獲得了專利權(quán)，可生產(chǎn)棉纖維直徑為3-5um，甚至更細(xì)的超累棉、造紙棉。1956年，法國圣哥本公司，研制成功離心噴吹法（即TEL法），并向十幾個(gè)國家出售專利。膨脹珍寶巖 自1940年美國開始大量生產(chǎn)和慶用膨脹珍寶巖，并逐步推廣到農(nóng)業(yè)、工

4、業(yè)過濾劑、冶金等其它行業(yè)，時(shí)至今日，膨脹珍寶巖雖應(yīng)用范圍專門廣，但其產(chǎn)品仍絕大部分 應(yīng)用在建筑業(yè)，其用量約占世界膨脹珍寶巖總產(chǎn)量的60%以上。 在國外，膨脹珍寶巖及其制品的應(yīng)用范圍仍在接著擴(kuò)大，其用途已知的就有160多種，在建筑業(yè)中，珍寶巖在保溫作用方面是用量最大的，它要緊是用在高層建筑中作夾層墻板、屋面板、樓板，也用作耐火保溫層。以珍寶巖混凝土作中間層、金屬薄板作面層的經(jīng)濟(jì)夾層墻板在美國獲得了廣泛的應(yīng)用。珍寶巖混凝土還廣泛用于屋頂結(jié)構(gòu)中都采納了這種隔熱材料。德國在建筑業(yè)中，廣泛采納膨脹珍寶巖作散鋪隔熱、隔音層，作隔熱和耐炎抹灰砂漿的集料，應(yīng)用于調(diào)制快硬砌筑砂漿。此外，采納瀝青珍寶巖板作屋面保

5、溫層，能夠與泡抹玻璃相媲美。硅酸鈣絕熱制品 本世紀(jì)40年代，硅酸鈣絕熱制品首先在美國問世，硅酸鈣絕熱制品在眾多的保溫材料中具有在中高溫范圍內(nèi)的抗壓強(qiáng)度高，導(dǎo)熱系數(shù)小，施工方便，可反復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，因此硅酸鈣行業(yè)進(jìn)展迅速。 1952年開始用濕法生產(chǎn)硅酸鈣隔熱制品，其密度降為230 kg/m3 左右。到70年代初，日本生產(chǎn)耐溫650C的硅酸鈣制品的廠家有：韓日石棉公司、日本石棉公司、大阪包裝公司、神鳥化學(xué)公司等，其中3家還生產(chǎn)了耐溫1000C的產(chǎn)品。 到80年代，日本三菱化工公司進(jìn)一步用動(dòng)態(tài)法工藝生產(chǎn)了密度為100kg/m3 的無石棉微孔硅酸鈣產(chǎn)品，并以專利賣給了美國的瓊斯-曼維爾公司。國外保溫材料

6、進(jìn)展趨勢 現(xiàn)有保溫材料產(chǎn)品性能的提高、生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)和生產(chǎn)成本的降低 針對(duì)各種保溫材料生產(chǎn)和使用中的問題加以改進(jìn)和提高，如聚氨酯泡沫塑料向無氟里昂發(fā)光及提高阻燃性方向進(jìn)展；硅酸鈣保溫材料向超輕質(zhì)全憎水方向進(jìn)展；以及提高各種保溫材料使用壽命，從而節(jié)約原材料及生產(chǎn)的能源。研制多功能復(fù)合保溫材料，提高產(chǎn)品的保溫效率和擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用面。目前使用的保溫材料在應(yīng)用上都存在著不同程度的缺陷：硅酸鈣在含濕氣狀態(tài)下，易存在腐蝕性的氧化鈣，玻璃纖維易汲取水分，不適于用于低溫環(huán)境，也不適于用于540以上的溫度；礦物棉同樣存在吸水性，不宜用于低溫環(huán)境，只用于不存在水分的高溫環(huán)境下；聚氨酯泡沫與聚苯乙烯泡沫不宜用于高溫

7、下，而且易燃、收縮、產(chǎn)生毒氣；泡沫玻璃由于對(duì)熱沖擊敏感，不宜用于溫度急劇變化的狀態(tài)下，因此為了克服保溫隔熱材料的不足，各國紛紛研制輕質(zhì)多功能復(fù)合保溫材料。強(qiáng)調(diào)保溫材料工業(yè)的環(huán)保性，進(jìn)展“綠色”保溫材料制品 國外特不重視保溫材料工業(yè)的環(huán)保問題，從原材料預(yù)備（開采或運(yùn)輸）、產(chǎn)品生產(chǎn)及使用，以及日后的處理問題，都要求最大限度地節(jié)約資源和減少對(duì)環(huán)境的危害。 保溫材料工業(yè)是國外資源重新回收利用的一個(gè)專門成功的典型，它節(jié)約了自然資源，降低了廢棄物流對(duì)環(huán)境的壓力，同時(shí)在生產(chǎn)過程中消耗較少的能量。例如美國就十鼓舞在保溫材料工業(yè)中大量使用可再回收利用的原料，美國環(huán)境愛護(hù)總局（EPA）規(guī)定了假如想要獲得超過100

8、00美元聯(lián)邦基金的資助，建筑工程中選用保溫材料所含最低回收利用成分必須達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。 此外，國外還十分重視保溫材料在生產(chǎn)和使用中環(huán)保問題。便如在泡沫保溫材料工業(yè)生產(chǎn)中，積極查找氟里昂（CFC類）發(fā)泡劑的替代產(chǎn)品，生產(chǎn)不含氟里昂的泡沫保溫材料。建筑也要穿棉衣: 哪種保溫材料好 隨著工業(yè)化的進(jìn)展和人口的急劇增加，環(huán)保和節(jié)能差不多成為全社會(huì)共同關(guān)注的問題。進(jìn)展日益加快的現(xiàn)代保溫材料以其良好的保溫節(jié)能性能，適應(yīng)了這一形勢進(jìn)展的需要。十分可喜的是現(xiàn)代保溫材料不斷推陳出新，并掀起了推廣熱潮，在石油、化工、冶煉、電力部門的設(shè)備、管道以及工業(yè)和民用建筑方面得到了廣泛的應(yīng)用。 目前，我國使用的保溫材料要緊包括以

9、下幾種：泡沫型保溫材料 泡沫型保溫材料要緊包括兩大類，聚合物發(fā)泡型保溫材料和泡沫石棉保溫材料。聚合物發(fā)泡型保溫材料具有汲取率小，保溫效果穩(wěn)定，導(dǎo)熱系數(shù)低，在施工中沒有粉塵飛揚(yáng)，易于施工等優(yōu)點(diǎn)，正處于推廣應(yīng)用時(shí)期。泡沫石棉保溫材料也具有密度小、保溫性能好和施工方便等特點(diǎn)，推廣進(jìn)展較為穩(wěn)定，應(yīng)用效果也較好，但由于存在一定的缺陷，限制了進(jìn)一步的推廣使用。這些缺陷要緊表現(xiàn)在泡沫棉容易受潮，浸于水中易溶解；彈性恢復(fù)系數(shù)小；不能接觸火焰和在穿墻管部位使用等。復(fù)合硅酸鹽保溫材料 復(fù)合硅酸鹽保溫材料可塑性強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低、耐高溫、漿料干燥收縮率小等特點(diǎn)。要緊種類有硅酸鎂、硅鎂鋁、稀土復(fù)合保溫材料等。而近年出現(xiàn)的

10、海泡石保溫隔熱材料作為復(fù)合硅酸鹽保溫材料中的佼佼者，由于其良好的保溫隔熱性能和應(yīng)用效果，差不多引起了建筑界的高度重視，顯示了強(qiáng)大的市場競爭力和寬敞的市場前景。海泡石保溫隔熱材料是以特種非金屬礦物質(zhì)海泡石為要緊原料，輔以多種變質(zhì)礦物原料、添加助劑，采納新工藝經(jīng)發(fā)泡復(fù)合而成。該材料無毒、無味，為灰白色靜電無機(jī)膏體，干燥成型后為灰白色封閉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)物。其顯著特點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)小，溫度使用范圍廣，抗老化、耐酸堿，輕質(zhì)、隔音、阻燃，施工簡便，綜合造價(jià)低等。要緊用于常溫下建筑屋面、墻面、室內(nèi)頂棚的保溫隔熱以及石油、化工、電力、冶煉、交通、輕工和國防工業(yè)等部門的熱力設(shè)備和管道的保溫隔熱和煙囪內(nèi)壁、爐窯外殼的保溫(

11、冷)工程。這種保溫隔熱材料將以其獨(dú)特的性能開創(chuàng)保溫隔熱節(jié)能的新局面。硅酸鈣絕熱制品保溫材料 硅酸鈣絕熱制品保溫材料在80年代曾被公認(rèn)為塊狀硬質(zhì)保溫材料中最好的一種，其特點(diǎn)是密度小、耐熱度高，導(dǎo)熱系數(shù)低，抗折、抗壓強(qiáng)度較高，收縮率小。但進(jìn)入90年代以來，其推廣使用出現(xiàn)了低潮，要緊緣故表現(xiàn)在90年代初許多廠家采納紙漿纖維，如此解決了無石棉問題，但由于紙漿纖維不耐高溫，由此阻礙了保溫材料的耐高溫性和增加了破裂率；盡管這種保溫材料在低溫部位使用，性能不受阻礙，但并不經(jīng)濟(jì)。纖維質(zhì)保溫材料 纖維質(zhì)保溫材料在80年代初市場上占有較大的份額，是因?yàn)槠鋬?yōu)異的防火性能和保溫性能，要緊適用于建筑墻體和屋面的保溫。但

12、由于投資大，因此生產(chǎn)廠家不多，限制了它的推廣使用，因而現(xiàn)時(shí)期市場占有率較低 建筑節(jié)能保溫隔熱材料及其應(yīng)用建議Insulating Materials of Energy Efficiency and Application in Buildings隨著我國建筑節(jié)能工作的縱深進(jìn)展，不斷涌現(xiàn)眾多品種的保溫隔熱材料，由于其節(jié)能保溫性能等緣故，一些保溫隔熱材料逐漸被市場淘汰。選擇適合的保溫隔熱材料不僅能達(dá)到節(jié)能保溫的目的，還能延長建筑物的壽命，反之阻礙甚至縮短建筑物的壽命。依照保溫隔熱材料在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的使用部位不同，分為內(nèi)墻保溫隔熱材料和外墻保溫隔熱材料；依照節(jié)能保溫材料的狀態(tài)不同分為板材（固體）保溫隔

13、熱材料和漿體保溫隔熱材料，本文著重闡述后者的性能、特點(diǎn)和應(yīng)用。一、板材保溫隔熱材料廣義的講，板材保溫隔熱材料，使用的地區(qū)和范圍比較廣，能夠在外墻外保溫工程中使用，也能夠在外墻內(nèi)保溫工程中使用。板材保溫隔熱材料的保溫主體能夠是發(fā)泡型聚苯乙烯板，擠出型聚苯乙烯板，巖棉板，玻璃棉板等不同材料。板材保溫隔熱材料又可分為單一保溫隔熱材料和系統(tǒng)保溫隔熱材料，在應(yīng)用過程中應(yīng)注意以下問題：（一） 單一保溫隔熱材料，是保溫工程應(yīng)用的主體，在使用過程中需要其它材料的配合。如：發(fā)泡型聚苯乙烯板，擠出型聚苯乙烯板，巖棉板，玻璃棉板等，在使用前要測試以下檢測內(nèi)容：1、 導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK ）：這一技術(shù)指標(biāo)是關(guān)系工程保溫

14、效果的關(guān)鍵指標(biāo)，一般而言，實(shí)驗(yàn)室的測試是在板材烘干至恒重時(shí)測試的，而材料的應(yīng)用是在空氣中含有一定濕度的條件下使用的，因此，使用時(shí)要乘以一定的系數(shù)；或者，直接將材料調(diào)整到使用環(huán)境條件下測試。2、 表觀密度（Kg/m3）：材料的表觀密度在一定程度上阻礙其導(dǎo)熱系數(shù)，表觀密度不合格的材料將直接導(dǎo)致其物理性能下降，如強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定性等。3、 壓縮強(qiáng)度（MPa）：指試件在10%變形下的壓縮應(yīng)力。它關(guān)系到該面層系統(tǒng)的耐久性和耐沖擊性。4、 尺寸變化率（mm）：尺寸變化率大的材料將導(dǎo)致該系統(tǒng)面層的開裂。5、 水蒸氣透系數(shù)ng/ (Pam s):該性能決定了對(duì)水蒸氣透過的性能，在一定程度上決定了墻面的結(jié)露與否。

15、6、 氧指數(shù)：需阻燃型，否則防火不能達(dá)標(biāo)。下面是一些保溫板必備的物理性能。巖棉板 礦物棉板的物理性能指標(biāo) GB/T11835-1998 密度Kg/m3 密度極限偏差，% 導(dǎo)熱系數(shù)（W/mK） （平均溫度70+5,-2）有機(jī)物含量， % 不然性最高最使用溫度61200 150.0444.0不然600關(guān)于防水制品,其質(zhì)量吸水率5%,增水率98% 隔熱用聚苯乙烯泡沫塑料 GB10801-89 項(xiàng) 目單 位 性能指標(biāo)表觀密度kg/m315.020.030.0壓縮強(qiáng)度kPa60100150 導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK)0.0410.0410.04170 尺寸變化率%555水蒸氣透濕系數(shù)ng/ (Pam s)9.

16、54.54.5吸水率%(v/v)642氧指數(shù)%303030（二） 系統(tǒng)保溫材料系統(tǒng)保溫材料是指將單一保溫材料與其它輔助材料復(fù)合而成為一個(gè)系統(tǒng)，稱為系統(tǒng)保溫材料?，F(xiàn)有的系統(tǒng)保溫材料有如下幾種：1、 外墻外保溫系統(tǒng)：發(fā)泡型聚苯乙烯板（或擠出型聚苯乙烯板）+耐堿玻纖網(wǎng)布+含有膠粘劑的聚合物砂漿，如專威特外墻外保溫系統(tǒng)，北京中建院外墻外保溫系統(tǒng)，Preswitt保溫系統(tǒng)等； 外保溫系統(tǒng)需測試的項(xiàng)目：A、 傳熱系數(shù)：系統(tǒng)保溫材料與主體結(jié)構(gòu)復(fù)合后的保溫效果受施工質(zhì)量和環(huán)境溫濕度的阻礙而有所改變，因此要實(shí)地現(xiàn)場測試，掌握事實(shí)上際效果。依照建設(shè)部民用建筑節(jié)能熱工設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ 26-95和各地細(xì)則要求為指標(biāo)，

17、不得低于其限值；B、 防水性、耐凍融、耐候性、耐沖擊、抗風(fēng)壓：做為外墻外保溫，其飾面直接與外界環(huán)境接觸必須抵抗雨水、凍融、沖擊和強(qiáng)風(fēng)等不良因素的侵襲, 因此在使用前應(yīng)測試如下內(nèi)容。 外保溫系統(tǒng)應(yīng)測試項(xiàng)目性能指標(biāo) 項(xiàng) 目條件 性能指標(biāo)防水性20cm2的涂層試塊浸在水中整個(gè)表面全部濕透的時(shí)刻2h耐凍融10個(gè)循環(huán)無裂縫、無剝離耐候性500 h無明顯變化 抗風(fēng)壓5000 Pa無裂縫耐沖擊10J無任何破壞未開裂未穿孔與外保溫系統(tǒng)配套的耐堿玻纖網(wǎng)布的抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于200N/cm,耐堿后的剩余抗拉強(qiáng)度應(yīng)不小于150N/cm ；膠粘劑的7天的抗拉粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)大于1 Mpa,耐水、耐凍融后抗拉粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)大于0.9

18、Mpa。2、內(nèi)保溫系統(tǒng)：有發(fā)炮型聚苯乙烯板（或擠出型聚苯乙烯板）+紙面石膏板；GRC保溫板（發(fā)炮型聚苯乙烯板與水泥砂漿復(fù)合）；巖棉夾心保溫板；增強(qiáng)水泥聚苯保溫板等。內(nèi)保溫需測試的內(nèi)容：傳熱系數(shù)、水蒸氣透濕系數(shù)、吸水率、收縮率、氧指數(shù)，緣故同上。 飾面抹灰層物理性能 項(xiàng) 目單 位性能指標(biāo)水蒸氣滲透阻Pam2 h/g3000含水率%51015收縮率%0.08 氧指數(shù)%30二、漿體保溫材料漿體保溫材料目前要緊用于外墻內(nèi)保溫，也可用于隔墻和分戶墻的保溫隔熱，如性能同意還可用于外墻外保溫。漿體材料有二種類型，一種是以膠凝材料為主的固化型，一種是以水分蒸發(fā)為主的干燥型。其要緊成分是由海泡石（聚苯粒）、礦物纖維、硅酸鹽為主