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发布时间:2022-02-27 18:03:43 点此:281次
气凝胶隔热板是由气凝胶衍生出来的复合材料,是用来隔热保温的;以纳米二氧化硅气凝胶为主体材料,通过特殊工艺复合而成的柔性保温毡。
二氧化硅气凝胶材料具有极低的导热系数,可达到0.013-0.016W/(m·K),低于静态空气(0.024W/(m·K))的热导系数,比相应的无机绝缘材料低2-3个数量级。即使在800℃的高温下其导热系数才为0.043W/(m·K)。高温下不分解,无有害气体放出,属于绿色环保型材料。
由于硅气凝胶的低声速特性,它还是一种理想的声学延迟或高温隔音材料。该材料的声阻抗可变范围较大(103-107 kg/m2·s),是一种较理想的超声探测器的声阻耦合材料。
环保方便耐用,发生事故小
是指采用清洁生产技术,不用或少用天然资源和能源,大量使用工农业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无放射性,达到使用周期后可回收利用,有利于环境保护和人体健康的建筑材料。绿色建材的定义围绕原料采用、产品制造、使用和废弃物处理4个环节,并实现对地球环境负荷最小和有利于人类健康两大目标,达到 “健康、环保、安全及质量优良”4个目的。
A、以相对的资源和能源消耗、环境污染为代价生产的高性能传统建筑材料,如用现代先进工艺和技术生产的高质量水泥。
B、能大幅度地减少建筑能耗(包括生产和使用过程中的能耗)的建材制品,如具有轻质、高强、防水、保温、隔热、隔声等功能的新型墙体材料。
C、具有更高的使用效率和优异的材料性能,从而能降低材料的消耗,如高性能水泥混凝土、轻质高强混凝土。
D、具有改善居室生态环境和保健功能的建筑材料,如抗菌、除臭、调温、调湿、屏蔽有害射线的多功能玻璃、陶瓷、涂料。
E、能大量利用工业废弃物的建筑材料,如净化污水、固化有毒有害工业废渣的水泥材料,或经资源化和高性能化后的矿渣、粉煤灰、硅灰、沸石等水泥组分材料。
(3)绿色建材的基本要素:
A 、生产所用的原材料是利废的, 主要原材料使用的一次性资源最小,在原材料的采集过程中不会对环境或生态造成破坏;
B、生产过程中所产生的废水、废渣、废气符合环境保护的要求,同时生产加工过程中的能耗尽可能少(高能耗材料的生产是不符合绿色建筑的要求);
C、使用过程中的功能齐备(如隔热保温性能、 隔声性能、 使用寿命等),是健康、卫生、安全、无有害气体、无有害放射性等;
D、在其使用寿命终结之后,亦即废弃时不造成二次污染,并为再利用的材料。
是在传统建筑材料基础上产生的新一代建筑材料,主要包括新型墙体材料、保温隔热材料、防水密封材料和装饰装修材料。
(1)墙体材料具有承重、分隔、遮阳、避雨、挡风、绝热、隔声、吸声和隔断光线等作用。
(2)新型墙体材料指的是用混凝土、水泥、砂等硅酸质材料,有的再掺加部分粉煤灰、煤矸石、炉渣等工业废料或建筑垃圾经过压制或烧结、蒸压等制成的非粘土砖、建筑砌块及建筑板材,一般具有保温、隔热、轻质、高强、节土、节能、利废、保护环境、改善建筑功能和增加房屋使用面积等一系列优点,其中相当一部分品种属于绿色建材。
新型墙体材料目前的品种有近20种之多,按通常的分类方法,可分为板、块、砖 3 大类。板可分为条板、薄板与复合板,块可分为空心和实心,砖有实心砖和空心砖。
(3)新型墙体材料特点:
A、节约或少量使用天然原材料,特别是资源,如水泥、石灰、石膏、黏土等;
B、大量利用工业废渣 (煤矸石、 粉煤灰、 炉渣等) 代替部分或全部天然资源生产墙体材料产品;
C、尽量使用具有潜在水硬性的工业废渣代替部分水泥等胶凝材料;
D、生产过程中尽可能地节约能源,如煤、电、天然气、油料等;
E、生产过程中尽可能少排放或不排放有害的废渣、废气、废水等;
F、生产的墙材产品要具有较高的质量、 较好的多功能性和长期的使用
G、施工性好、施工便捷、施工的效率高、 施工的劳动强度低、 施工技术成熟、施工配套机具齐全、施工质量可得到保证;
H、外墙采用复合保温技术,在长期的使用过程中起到节能降耗的作用;
I、墙材产品使用寿命终结后, 可循环利用, 或废弃产品可加工回收利用。
(4)新型墙材房屋建筑体系发展缓慢,主要存在的问题:
A、新型墙材建筑体系比传统的砖混造价高,一次性投资大。
B、目前我国某些新型墙材应用(设计、 施工) 标准尚不够完善,有些产品规格与旧有建筑体系匹配不合,给设计和施工带来困难,使得设计和
施工单位难以大量推广应用;
C、对某些新型墙材产品应用技术未完全掌握,产品配套供应、配套设
计、配套应用也不够,致使新型墙材建筑体系大面积推广困难重重。
(5)新型墙体材料的研究重点:
围绕主导产品建设上档次、上水平、成规模的生产线。
A、空心砖重点是发展利用废渣的高掺加量、高空洞率、高保温性能、高强度的承重多孔砖、外墙饰面的清水墙砖;
B、混凝土砌块重点是发展双排孔或多排孔的保温承重砌块、外墙饰面砌块;C、轻板重点是发展机械化(挤压式)生产的轻质多孔条板、外墙复合保温或带饰面的装配式板材,并配合建设部门推广应用轻钢结构体系发展各种装配式条板。
(6)新型墙体材料的发展趋势
A、天然材料进一步向合成材料发展
B、广泛利用固体废料
用含能高的粉煤灰、煤矿石和炉渣生产水泥、砖、砌块等墙体材料;用稻草、棉杆花生壳等农业有机废料制作轻质板材等。利用这些固体废料制作墙材,是新型材料领域今后需研究的一个重要课题。
C、向高新技术、高科技含量、高附加值产品发展的趋势
用纳米技术、生物化学技术、稀土技术、光催化技术、气凝胶技术、信息技术等高新技术来提高产品的高科技含量,提高产品的高附加值,功能和档次。如用纳米技术研制抗菌灭菌的墙材,可净化室内空气的墙材、除臭和表面可自洁的墙材等等,利用TiO2光催化技术制备可净化空气中的氮氧化物的板材,用气凝胶技术研究和开发具有环保型高效保温、隔声、轻质新型墙材,利用生物工程技术,将农作物废弃物,经发酵工艺等制造新型装饰板材等等。
D、绿色化的发展趋势
当今,全球保温隔热材料正朝着高效、节能、薄层、隔热、防水外护一体化方向发展,在发展新型保温隔热材料及符合结构保温节能技术同时,更强调有针对性使用保温绝热材料,按标准规范设计及施工,努力提高保温效率及降低成本。国内外纷纷展开薄层隔热保温涂料的研究,美国已有多家生产这种绝热瓷层涂料,如美国的SPMThermo-Shield、ThermalProtectiveSystems推出的Ceramic-Cover、J.H.International的Therma-Cover等产品。这种太空绝热瓷层是根据美国航空和航天宇宙航行局NASA控制航天飞机热传导的工作原理研制而成的,适用于高压喷涂、无污染,具有良好的抗热辐射、薄层隔热、防水防腐蚀等性能。该材料已转向一般工业及民用隔热保温。而国内也有多家企业在研发该类材料,如薄层隔热反射涂料、太阳热反射隔热涂料、水性反射隔热涂料、隔热防晒涂料、陶瓷绝热涂料等等。主要是采用耐候性好、耐水性强、耐老化性强、有较强粘结力和弹性的、且能与保温填料、反射填料相溶性好的成膜材料,选择质轻中空、耐高温、热阻大、并具有良好反射性和辐射性的填料,折光系数高、表面光洁度高、热反射率及辐射率高的超细粉料适合作为反射填料,与成膜基料一起构成低辐射传热层,可有效隔断热量的传递。这种薄层隔热反射涂料与多孔材料复合使用可用于建筑物、车船、石化油罐设备、粮库、冷库、集装箱、管道等不同场所涂装。
保温材料的热塑性有机泡沫具有轻质、高效等特性,遇火收缩熔化、滴落燃烧;热固性保温材料是以FLOLIC为主要原料,掺配多种无机填料,经发泡固化而成的一种高分子合成材料。它具有不燃烧、导热系数低、不含氟利昂、温度适应范围广、耐化学腐蚀性好、抗水、抗老化性强、施工方便、外表美观等优点,尤其以的防火性能和耐低温性能而展现了其广阔的应用前景,是当今有机类隔热材料的更新换代产品,提供了保温、节能、环保新理念,是进、最的保温隔热材料系统之一。热固性有机泡沫遇火燃烧碳化、积炭自阻。由此可见,热固性有机泡沫具有比热塑性有机泡沫有更好的防火性能。实验证明,B2级的热固性有机泡沫比B1级热塑性有机泡沫的防火性能优越。科学研究证明,B1级热固性有机泡沫的防火性甚优于普通的玻璃棉等A级无机纤维保温制品,热固性有机泡沫燃烧时形成的积炭阻燃层可以阻止火焰蔓延。在选用有机保温材料时,不但要限定燃烧等级,而且要区别其燃烧特性。
在建筑中,习惯上将用于控制室内热量外流的材料叫做保温材料,防止室外热量进入室内的材料叫做隔热材料。保温,隔热材料统称为绝热材料。常用的保温绝热材料按其成分可分为有机、无机两大类。按其形态又可分为纤维状、多孔状微孔、气泡、粒状、层状等多种,下面就一些比较常见的材料做简单介绍。
矿物棉特点:矿物棉及制品是一种优质的保温材料,已有100余年生产和应用的历史。其质轻、保温、隔热、吸声化学稳定性好、不燃烧、耐腐蚀,并且原料丰富,成本较低。
玻璃棉特点:在高温、低温下能保持良好的保温性能;具有良好的弹性恢复力;具有良好的吸音性能对各种声波噪音均有良好的吸音效果;化学稳定性好,无老化现象长期使用性能不变。产品厚度、密度和形状可按用户要求加工。
硅酸铝棉特点:具有质轻、耐高温、低热容量,导热系数低、优良的热稳定性、优良的抗拉强度和优良的化学稳定性。
石棉特点:具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性是重要的防火、绝缘和保温材料。
1、工业设备和管道的保温,采用绝热措施和材料气凝胶最早应用于美国航天局研制的太空服隔热衬里上。具有导热系数低、密度小、柔韧性高、防火防水等特性。其常温导热系数0.018W/(K·m)且防水,保温性能是传统材料3~8倍。隔热衬里上具有导热系数低、2、密度小、柔韧性高、防火防水等特性。
3、重量轻,一般10-96kg/m3,20kg/m3以下为毡,24-48kg/m3为中硬板,48-96kg/m3为硬板,其中48kg/m3可做天花板,软化点为500°C左右,保温300°C,美国用量较大,k=0.9。
3、硅酸钙绝热制品国内70年代研制成功,具有抗压强度高,导热系数小,施工方便,可反复使用的特点,在电力系统应用较为广泛。
4、国内大部分普遍为小作坊式生产,之后相继从美国引进四条生产线,工艺技术先进,速溶速甩成纤、干法针刺毡,质量稳定,可耐温800-1250°C。
特点:酸度导数2.0以上,耐高温,一般化工管道1000°C多,必须用这种材料。溶温在2000°C左右。
5、主要产品为聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料,但建筑领域应用存在问题。多用于钢丝网夹芯板材,彩色钢板复合夹心板材,虽然有一定限制,但发展较快,随着建筑防火对材料要求越来越严格,对该材料应用提出了新课题。
6、保温材料可收集多余热量,适时平稳释放,梯度变化小,有效降低损耗量,室温可趋、冬季保温均可起到平衡作用。在新楼装饰和旧楼改造中,克服墙面裂缝、结露、发霉、起皮等先天不足弊病;而且安全可靠与基底整体粘结,随意性好,无空腔,避免负风压撕裂和脱落。有效克服板材拼接后边肋、阳角外翘变形面砖脱落等问题。材料中有机物与主墙基底存在的游离酸反应形成化合物,渗入主墙微孔隙中,形成共同体,确保干态粘结性,并改善湿态粘结保值率,具有极好粘结性。选用漂珠、水镁石纤维(管状纤维)等原材料,其结构中形成封闭的憎水性微孔隙空腔结构,作为相变材料载体,可确保相变材料长期实用性。
(4)低密度,可低0。
(3)高比表面积,可高达1000m2/g;
这样的话,气凝胶就能用来生产以氢为基础的燃料。
8kPa·m1/21)孔隙率很高,可高达99。8%;。
(2)纳米级别孔洞(~20nm)和三维纳米骨架颗粒(2~5nm);
气凝胶的这些特性在航天探测上有多种用途。俄罗斯“和平”号空间站和美国“勇气号”火星探测器上,都用到了气凝胶材料。
003g/cm3。(5)气凝胶独特的结构决定了其具有极低的热导率,常温下可以低0。013W/(m·K),比空气的导热系数还低。
(6)强度低,脆性大,由于其比表面积和孔隙率很大,密度很低,导致其强度很低。如SiO2气凝胶杨氏模量不到10MPa,抗拉强度只有16KPa,断裂韧度只有0。
气凝胶是吉尼斯世界纪录里最轻的固体。制备方法不同气凝胶的制备方法也不相同。但是其制备历程大同小异,一般是采用溶胶-凝胶法制备湿凝胶(wetgel),湿凝胶经溶剂置换和超临界工作得到相应的气凝胶。
气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量,有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。这种新材料看似脆弱不堪,其实非常坚固耐用,不同成份的气凝胶可以承受不同的温度,常见的氧化硅气凝胶可以在零度到650℃的范围内使用,有些类型的气凝胶能承受1400℃的高温。
气凝胶(aerogels)没有明确而固定的定义,气凝胶通常是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构,并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料。美国斯坦福大学的S。S。Kistler首先用水玻璃通过溶胶-凝胶方法及超临界干燥技术制得SiO2气凝胶。
气凝胶的特点(1)孔隙率很高,可高达99。8%;科学家们表示,因为它有数百万小孔和皱摺,所以如果把1立方厘米的气凝胶拆开,它会填满一个有足球场那么大的地方。它的小孔不仅能像一块海绵一样吸附污染物,还能充当气穴。研究人员认为,一些形式的由铂金制成的气凝胶能用于加速水解及氢的产生。
(4)低密度,可低0。
(3)高比表面积,可高达1000m2/g;
这样的话,气凝胶就能用来生产以氢为基础的燃料。
8kPa·m1/21)孔隙率很高,可高达99。8%;。
(2)纳米级别孔洞(~20nm)和三维纳米骨架颗粒(2~5nm);
气凝胶的这些特性在航天探测上有多种用途。俄罗斯“和平”号空间站和美国“勇气号”火星探测器上,都用到了气凝胶材料。
003g/cm3。(5)气凝胶独特的结构决定了其具有极低的热导率,常温下可以低0。013W/(m·K),比空气的导热系数还低。
(6)强度低,脆性大,由于其比表面积和孔隙率很大,密度很低,导致其强度很低。如SiO2气凝胶杨氏模量不到10MPa,抗拉强度只有16KPa,断裂韧度只有0。
气凝胶是吉尼斯世界纪录里最轻的固体。制备方法不同气凝胶的制备方法也不相同。但是其制备历程大同小异,一般是采用溶胶-凝胶法制备湿凝胶(wetgel),湿凝胶经溶剂置换和超临界工作得到相应的气凝胶。
气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量,有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。这种新材料看似脆弱不堪,其实非常坚固耐用,不同成份的气凝胶可以承受不同的温度,常见的氧化硅气凝胶可以在零度到650℃的范围内使用,有些类型的气凝胶能承受1400℃的高温。
气凝胶(aerogels)没有明确而固定的定义,气凝胶通常是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构,并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料。美国斯坦福大学的S。S。Kistler首先用水玻璃通过溶胶-凝胶方法及超临界干燥技术制得SiO2气凝胶。
气凝胶的特点(1)孔隙率很高,可高达99。8%;科学家们表示,因为它有数百万小孔和皱摺,所以如果把1立方厘米的气凝胶拆开,它会填满一个有足球场那么大的地方。它的小孔不仅能像一块海绵一样吸附污染物,还能充当气穴。研究人员认为,一些形式的由铂金制成的气凝胶能用于加速水解及氢的产生。