新型建筑保温材料的应用

张永华

（四川嘉寓门窗幕墙有限公司，四川 德阳 618000）

随着国内关键科学领域的重大突破，建筑材料从中获得了技术创新的动力，在时下蓬勃发展的建筑行业中，新型建筑材料的研发与生产迎来了一个黄金时期。当前，国内建筑材料的选择更为科学节能环保，特别是一些新型的建筑保温材料的研发与投入使用，既能很好的提高了房屋秋冬季节的温度，又能够减少夏季高温的炽烤，对于提高煤矿等自然能源的利用，具有很大的经济性与环保性。此外，建筑建设过程中运用保温隔热材料，能够大大减少空调的使用，降低施工的成本投入。当下，国内已经初步应用多种保温材料，保温材料的研发与应用逐步走向成熟。

1 建筑保温隔热材料的作用原理

物体之间只要有温差的存在，就会发生传热现象，物体之间的传热是一种复杂的热能转移过程，根据不同的物理本质可以分为导热、对流和辐射三种基本方式。在建筑保温材料中，固体的传热形式是导热，而材料内部多孔结构中的静止空气除了导热以外，还存在对流和辐射两种形式，但是对流和辐射所传导的热量所占据的比例十分小，所以在建筑热工计算中并不考虑在内。建筑保温材料多为微孔、纤维、气泡状、层状的结构，内部填充了大量的静止空气，空气的热导率［0.023W／（m·K）]远低于固体的热导率，这使得材料单位时间内传递的热量降低，进而起到保温隔热的作用。另外内部大量孔隙的存在也增大了固体导热的路径，与密度固体相比大大降低了传热速率。

2 几种新型建筑保温隔热材料

2.1 新型纳米气凝胶保温隔热材料

随着纳米技术的创新与突破，轻质纳米材料由于自身的优异性能愈发得到业界的认可与重视，其中气凝胶被看作是当前是质量大小、隔热性能表现最好的材料，其在传热的过程中有三种传热的机制。此外，气凝胶本身的空隙较大，固体的位置占比较低，因此，其导热的系数十分低。气凝胶本身的多孔设置具有很好的隔热效应，具备很强的热辐射效能，对热辐射的优异表现，使得气凝胶成为当前传热最低的固体材料，其在保温隔热领域具有十分广阔的市场需求。然而赋予气凝胶材料优异表现的空隙结构，其本身也具有很明显的缺点，如其韧性较差，结构强度较低，成为制约气凝胶推广应用的关键因素。为此，借助异氰酸酯就SiO2气凝胶进行改进，改进后的气凝胶的大大超过纯SiO2气凝胶的强度。将短切莫来石纤维按照一定的比例掺入到SiO2凝胶网络，当其掺入比例达到3%的时候，其能够实现气凝胶的弹性模量与机械强度的最佳效果。

2.2 泡沫玻璃

泡沫玻璃是一种无机的多孔（闭孔）保温隔热材料，它主要是利用废玻璃以及石灰石、焦炭等发泡剂在高温下烧制而成，故主要成分是SiO2。泡沫玻璃内部含有一半以上的闭孔结构，并且孔内填充的气体因发泡剂的不同而各异，这使得材料本身具有较好的保温隔热性能。光泡沫玻璃的吸水率十分低甚至完全不吸水，内部孔为封闭式的，因此也几乎不透水，在建筑材料中应用十分广泛。泡沫玻璃的线膨胀系数是所有保温材料中最低的，与水泥或钢铁等建筑结构材料最接近，不会因为建筑物的热胀冷缩而开裂。

2.3 新型轻质保温砌块（板、砖）

新型轻质保温砌块（板、砖）是近年来发展起来的一种无机保温材料，它一般利用一些工业和生活废弃物配合水泥、发泡剂及水等使用，在降低成本的同时有效利用了资源，减少了对环境的污染。轻质保温砌块（板、砖）分为烧结和非烧结两种类型。烧结砌块是在高温（800℃以上）下通过物质内部的化学反应产生晶体结构的变化得到的，如烧结糖滤泥多孔材料、烧结硅藻土保温材料等；而非烧结砌块是通过搅拌混合工艺在自然条件或低温蒸汽条件下养护制得的，如加气（泡沫）混凝土、泡沫水泥、石膏空心砌块等。

2.4 金属类建筑保温隔热材料

此类材料主要是指金属面夹心板，由上下两层以及中间的夹芯组合而成。中间的夹层芯材可以是无机的岩棉、珍珠岩、轻质混凝土，也可以是有机的聚苯乙烯泡沫颗粒、聚氨酯硬质泡沫，层与层之间通过粘结剂粘结而成。目前金属类的面夹心板主要应用于大跨度的建筑围护材料中。它的优点是强度高、质量轻、方便拆等，但是金属表面易于腐蚀，因此这种材料一般不用于住宅建筑中。

3 建筑保温隔热材料的发展趋势

建筑保温隔热材料在我国经过几十年的发展已经越来越成熟，但是与国际先进水平相比还有很大的差距。目前，建筑保温材料正向着高性能化、多功能复合化、环境友好化等方向发展。由之前的传统发泡技术向外部直接引进带孔物质，或者通过散料堆积直接形成孔隙发展。如膨胀珍珠岩砂浆、膨胀蛭石砂浆、玻璃微珠、中空纤维等，它们都呈现出优良的保温隔热性能，力学强度也可以达到建筑材料的标准，随着日后技术的日益成熟，这些材料在保温材料的应用会更加广泛。

4 结语

近年来建筑保温材料发展十分迅速，这与国家政策以及人们的需求是分不开的，对于保温隔热材料的性能要求也在不断的提高。日后除了发展多功能复合建筑保温材料、纳米孔建筑保温隔热材料外，还要重视向环境友好型材料发展，实现资源环境效益、技术产品效益、功能舒适效益的三丰收。