建筑新型保温材料的研发

【摘 要】保温材料是建筑业节能减排材料领域的一个关键点,也是热点.本文从建筑的传热过程和基本理论基础入手,对建筑材料的保温材料特征要求进行介绍,然后详细分析和介绍了原材料的选用及优化设计和保温材料的配合比设计.从详细的几个点全面分析了建筑新型保温材料的研发,对其研发的大体要求和设计思路有一个简要的诠释.

【关 键 词】建筑；新型保温材料；研发

目前国家提倡节约型社会,大力推广节能减排的策略方针,在建筑业上,保温材料是对建筑业节能减排的具体措施.在通常的保温建筑材料里,其保温性能虽然能得到保证,但是达不到建筑工程的要求,所以开发具有良好保温性能,但又能满足建筑工程要求的新型保温材料是目前建筑业的一个热点,所以新型节能材料的研发是满足我国国情,且对我国节能减排工程的一个重要进步.

1.传热理论

在建筑物的传热过程中,通常是通过空气的流通和热交换的方式对建筑物内的湿热情况做出影响.分别由导热和辐射的形式使得建筑物内部与外界开始温度交流.在针对建筑的传热设计上,既要考虑夏季的散热,又要考虑冬季的保温.这就要求稳定传热的墙体材料的保温性能高,不稳定传热的隔热性能高.

2.节能环保型保温材料的特征要求

首先要考虑保温材料的强度,由于保温材料中,孔隙比较大,本身达不到工程的强度要求,这就要对保温材料进行无机胶凝材料的填充.而为了防治这两种材料出现相互排斥的情况,就要对保温材料的骨料进行表明的改性,增大两种材料之间的粘性,从而达到设计要求.然后要考虑节能环保型保温材料的料抗裂性能,在其中添加高强度的特种维纤维,同样对保温材料进行表明改性,从而使得两种材料的结合,满足防裂要求.接着,既然是保温材料,那就要使得节能环保型保温材料的保温性得到保证.随后,因为要应用到施工中,就要求其满足施工性.最后,就是要满足其环保性.

3.原材料选用及其优化设计

3.1原材料的选用

首先是保温骨料,保温骨料有无机保温骨料和有机骨料.然后是增强纤维,作用是增强保温材料的弹性,同样有有机纤维和无机纤维两种.随后是胶凝组分,它要求具有耐久性和亲和性,能稳定的应用在建筑材料中,并且要求其低廉,一般选用普通硅酸盐水.最后是改性组分.

3.2配合比设计原则

在配合比上,要使得保温材料的导热系数尽量小,而且要满足工程强度的安全需要.同时要保障收缩率小,抗裂性高,耐久性强,并且要求对选料上尽可能的选用低廉的材料,还要有利于环保,而且生产简单,产房的用地面积小,最后要求其施工简单,工艺不复杂.

3.3保温材料性能测试项目

在对保温材料的性能测试上,一般要满足以下几项指标.第一,松散密度.第二,干表观密度.第三,导热系数.第四,抗压强度.第五,抗折强度.第六,压剪强度.第七,线收缩率.第八,抗冻性.在满足以上几个项目的指标后,才是合格的能应用在建筑上保温材料.

4.保温材料的配合比设计

4.1单因素实验分析

首先要优化保温骨料的级配,对珍珠岩在保温骨料中的比率进行计算,确定保温骨料的最佳比率.然后要合理明确设计骨料含量与材料导热系数以及抗压强度和粘结强度的关系还有保温材料干密度与导热系数的关系.接着,要充分考虑纤维对符合保温材料性能的影响还有聚合物外加剂对保温材料性能的影响.

4.2最佳配合比的确定

根据影响保温材料的导热系数和抗压强度的主要因素为保温骨料、1#纤维、2#纤维、胶凝材料进行配合比实验,对其进行正交实验方案的设计,并得出了材料导热系数的影响因素主次顺序和材料抗压强度的影响因素主次顺序.结果分别为保温骨料>2#纤维>1#纤维>胶凝材料,保温骨料>胶凝材料>2#纤维>1#纤维,所以在设计时根据这一依据进行最佳的配合比确定.

4.3最佳配合比复合保温材料的性能

根据单因素实验分析和最佳配合比的确定,将其按照比例制作出不同规格的试件,然后测试其各项性能参数.得出导热系数为0.057w/m.k,粘结强度为66kPa,抗压强度为0.44MPa,抗折强度为0.40MPa,松堆密度为1g/m3,干容重为205kg/m3,干燥收缩率为0.049%,憎水率为98.6%,抗冻性为20次的冻融循环,PH值为9,放射性为无放射性.根据以上指标得出,其各项性能均已达到预期的要求.

4.4复合保温材料配合比设计要点

在对复合保温材料的配合比进行设计时,要注重以下几个要点.第一,要根据聚苯颗粒的表观密度和松散密度等参数计算出空隙率,其空隙体积就是珍珠岩的体积.第二,要根据材料的抗压强度和胶凝材料用量的相关性与材料导热系数以及胶凝材料用量的相关性确定胶凝材料的用量.第三,在1#纤维和2#纤维的体积掺量上,分别要根据符合保温材料体积的13%-15%和复合保温材料体积的0.06-0.08%来确定.第四,选取复合保温材料的松散体积要根据聚苯乙烯颗粒松堆体积的1.1-1.2倍进行确立.第四,拌合物稠度80mm所需的用水量是拌合用水量.第五,在外加剂的用量选定上要根据胶凝材料的用量以及其具体的性能要求来确定.

总之,开发具有良好保温性能,但又能满足建筑工程要求的新型保温材料是目前建筑业的一个热点,所以新型节能材料的研发是满足我国国情,且对我国节能减排工程的一个重要进步,对我国的社会建设有着积极重要的作用.