试谈国外保温材料发展简史36902149275.docx

国外保温材料发展简史特约记者：杨丽        国外普普通重视保保温材料的的生产和建建筑的保温温工程，力力求大幅度度减少能源源的消耗量量，从而减减少环境污污染和温室室效应。在在工业中采采用良好的的保温材料料，有助于于降低产品品能耗，降降低生产成成本，具有有很大的社社会效益。国国外保温材材料工业已已经有很长长的历史，建建筑节能用用保温材料料占绝大多多数，如美美国从19987年以以来建筑保保温材料占占所有保温温材料的881%左右右，瑞典及及芬兰等西西欧国家880%以上上的岩棉制制品用于建建筑节能。矿物棉    国际上矿物棉制品的发展迄今以有160多年的历史了。1840年，英国首先发现熔化的矿渣喷吹后可以形成纤维，并开始生产矿渣棉。1880年，通过对矿渣棉性质和用途的研究，德国和美国开始生产矿渣棉，尔后在其它国家相继使用和生产。1930年-1950年，开始了矿物棉大规模的生产和应用。   1980年至今，国际上矿物棉制品的产量处于比较平稳的阶段，因为其它的保湿材料如玻璃棉、泡抹塑料的发展加快，而主要矿物棉的生产国家的发展速度放慢。虽然矿物棉产量增幅不大，但在生产规模、技术及深加工方面有了很大的发展。玻璃棉    国外玻璃棉产量约在200万吨左右，主要生产国是美国、法国和日本。玻璃棉制品品种较多，主要有玻璃棉毡、玻璃棉板、玻璃棉带、玻璃毯和玻璃棉保温管。玻璃棉制品主要用于建筑业，在建筑上的用量占玻璃棉产量的80%以上，在日本甚至达到了90%。    自19世纪90年代开始，美国就以玻璃制取玻璃纤维，20世纪30年代开始用机械方法制造玻璃纤维。当时有棒拉法、平吹法等，纤维直径比较粗，达25Um以上。第一次世界大战期间，德国由于进口石棉来源断绝，就大力研制玻璃棉作为替代品。由于它隔热、隔音的优异性能，一经问世，各国便争相研制。因棒拉法生产量低，不能满足需要，因此，新的工艺方法便应运而生。    40年代美国欧文斯-康宁公司研制成功火焰喷吹法工艺，并于1949年获得了专利权，可生产棉纤维直径为3-5um，甚至更细的超累棉、造纸棉。1956年，法国圣哥本公司，研制成功离心喷吹法（即TEL法），并向十几个国家出售专利。膨胀珍珠岩    自1940年美国开始大量生产和庆用膨胀珍珠岩，并逐步推广到农业、工业过滤剂、冶金等其它行业，时至今日，膨胀珍珠岩虽应用范围很广，但其产品仍绝大部分    应用在建筑业，其用量约占世界膨胀珍珠岩总产量的60%以上。    在国外，膨胀珍珠岩及其制品的应用范围仍在继续扩大，其用途已知的就有160多种，在建筑业中，珍珠岩在保温作用方面是用量最大的，它主要是用在高层建筑中作夹层墙板、屋面板、楼板，也用作耐火保温层。以珍珠岩混凝土作中间层、金属薄板作面层的经济夹层墙板在美国获得了广泛的应用。珍珠岩混凝土还广泛用于屋顶结构中都采用了这种隔热材料。德国在建筑业中，广泛采用膨胀珍珠岩作散铺隔热、隔音层，作隔热和耐炎抹灰砂浆的集料，应用于调制快硬砌筑砂浆。此外，采用沥青珍珠岩板作屋面保温层，可以与泡抹玻璃相媲美。硅酸钙绝热制品    本世纪40年代，硅酸钙绝热制品首先在美国问世，硅酸钙绝热制品在众多的保温材料中具有在中高温范围内的抗压强度高，导热系数小，施工方便，可反复使用等优点，所以硅酸钙行业发展迅速。    1952年开始用湿法生产硅酸钙隔热制品，其密度降为230 kg/m3 左右。到70年代初，日本生产耐温650ºC的硅酸钙制品的厂家有：韩日石棉公司、日本石棉公司、大阪包装公司、神鸟化学公司等，其中3家还生产了耐温1000ºC的产品。    到80年代，日本三菱化工公司进一步用动态法工艺生产了密度为100kg/m3 的无石棉微孔硅酸钙产品，并以专利卖给了美国的琼斯-曼维尔公司。国外保温材料发展趋势    现有保温材料产品性能的提高、生产技术的改进和生产成本的降低    针对各种保温材料生产和使用中的问题加以改进和提高，如聚氨酯泡沫塑料向无氟里昂发光及提高阻燃性方向发展；硅酸钙保温材料向超轻质全憎水方向发展；以及提高各种保温材料使用寿命，从而节约原材料及生产的能源。研制多功能复合保温材料，提高产品的保温效率和扩大产品的应用面。 目前使用的保温材料在应用上都存在着不同程度的缺陷：硅酸钙在含湿气状态下，易存在腐蚀性的氧化钙，玻璃纤维易吸收水分，不适于用于低温环境，也不适于用于540以上的温度；矿物棉同样存在吸水性，不宜用于低温环境，只用于不存在水分的高温环境下；聚氨酯泡沫与聚苯乙烯泡沫不宜用于高温下，而且易燃、收缩、产生毒气；泡沫玻璃由于对热冲击敏感，不宜用于温度急剧变化的状态下，所以为了克服保温隔热材料的不足，各国纷纷研制轻质多功能复合保温材料。强调保温材料工业的环保性，发展“绿色”保温材料制品     国外非常重视保温材料工业的环保问题，从原材料准备（开采或运输）、产品生产及使用，以及日后的处理问题，都要求最大限度地节约资源和减少对环境的危害。     保温材料工业是国外资源重新回收利用的一个很成功的典型，它节约了自然资源，降低了废弃物流对环境的压力，同时在生产过程中消耗较少的能量。例如美国就十鼓励在保温材料工业中大量使用可再回收利用的原料，美国环境保护总局（EPA）规定了如果想要获得超过10000美元联邦基金的资助，建筑工程中选用保温材料所含最低回收利用成分必须达到规定标准。     此外，国外还十分重视保温材料在生产和使用中环保问题。便如在泡沫保温材料工业生产中，积极寻找氟里昂（CFC类）发泡剂的替代产品，生产不含氟里昂的泡沫保温材料。建筑也要穿穿棉衣: 哪种种保温材料料好     随随着工业化化的发展和和人口的急急剧增加，环环保和节能能已经成为为全社会共共同关注的的问题。发发展日益加加快的现代代保温材料料以其良好好的保温节节能性能，适适应了这一一形势发展展的需要。十十分可喜的的是现代保保温材料不不断推陈出出新，并掀掀起了推广广热潮，在在石油、化化工、冶炼炼、电力部部门的设备备、管道以以及工业和和民用建筑筑方面得到到了广泛的的应用。 目前前，我国使使用的保温温材料主要要包括以下下几种：泡沫型型保温材料料 泡沫型型保温材料料主要包括括两大类，聚聚合物发泡泡型保温材材料和泡沫沫石棉保温温材料。聚聚合物发泡泡型保温材材料具有吸吸收率小，保保温效果稳稳定，导热热系数低，在在施工中没没有粉尘飞飞扬，易于于施工等优优点，正处处于推广应应用时期。泡泡沫石棉保保温材料也也具有密度度小、保温温性能好和和施工方便便等特点，推推广发展较较为稳定，应应用效果也也较好，但但由于存在在一定的缺缺陷，限制制了进一步步的推广使使用。这些些缺陷主要要表现在泡泡沫棉容易易受潮，浸浸于水中易易溶解；弹弹性恢复系系数小；不不能接触火火焰和在穿穿墙管部位位使用等。复合硅酸盐保温材料 复合硅酸盐保温材料可塑性强、导热系数低、耐高温、浆料干燥收缩率小等特点。主要种类有硅酸镁、硅镁铝、稀土复合保温材料等。而近年出现的海泡石保温隔热材料作为复合硅酸盐保温材料中的佼佼者，由于其良好的保温隔热性能和应用效果，已经引起了建筑界的高度重视，显示了强大的市场竞争力和广阔的市场前景。海泡石保温隔热材料是以特种非金属矿物质海泡石为主要原料，辅以多种变质矿物原料、添加助剂，采用新工艺经发泡复合而成。该材料无毒、无味，为灰白色静电无机膏体，干燥成型后为灰白色封闭网状结构物。其显著特点是导热系数小，温度使用范围广，抗老化、耐酸碱，轻质、隔音、阻燃，施工简便，综合造价低等。主要用于常温下建筑屋面、墙面、室内顶棚的保温隔热以及石油、化工、电力、冶炼、交通、轻工和国防工业等部门的热力设备和管道的保温隔热和烟囱内壁、炉窑外壳的保温(冷)工程。这种保温隔热材料将以其独特的性能开创保温隔热节能的新局面。硅酸钙绝热制品保温材料 硅酸钙绝热制品保温材料在80年代曾被公认为块状硬质保温材料中最好的一种，其特点是密度小、耐热度高，导热系数低，抗折、抗压强度较高，收缩率小。但进入90年代以来，其推广使用出现了低潮，主要原因表现在90年代初许多厂家采用纸浆纤维，这样解决了无石棉问题，但由于纸浆纤维不耐高温，由此影响了保温材料的耐高温性和增加了破碎率；虽然这种保温材料在低温部位使用，性能不受影响，但并不经济。纤维质保温材料 纤维质保温材料在80年代初市场上占有较大的份额，是因为其优异的防火性能和保温性能，主要适用于建筑墙体和屋面的保温。但由于投资大，所以生产厂家不多，限制了它的推广使用，因而现阶段市场占有率较低 建筑节能保保温隔热材材料及其应应用建议Insullatinng Maateriials of EEnerggy Effficiiencyy andd Appplicaationn in Builldinggs随着我国建建筑节能工工作的纵深深发展，不不断涌现众众多品种的的保温隔热热材料，由由于其节能能保温性能能等原因，一一些保温隔隔热材料逐逐渐被市场场淘汰。选选择适合的的保温隔热热材料不仅仅能达到节节能保温的的目的，还还能延长建建筑物的寿寿命，反之之影响甚至至缩短建筑筑物的寿命命。根据保温隔隔热材料在在围护结构构的使用部部位不同，分分为内墙保保温隔热材材料和外墙墙保温隔热热材料；根根据节能保保温材料的的状态不同同分为板材材（固体）保保温隔热材材料和浆体体保温隔热热材料，本本文着重阐阐述后者的的性能、特特点和应用用。一、板材保保温隔热材材料广义的讲，板板材保温隔隔热材料，使使用的地区区和范围比比较广，可可以在外墙墙外保温工工程中使用用，也可以以在外墙内内保温工程程中使用。板板材保温隔隔热材料的的保温主体体可以是发发泡型聚苯苯乙烯板，挤挤出型聚苯苯乙烯板，岩岩棉板，玻玻璃棉板等等不同材料料。板材保保温隔热材材料又可分分为单一保保温隔热材材料和系统统保温隔热热材料，在在应用过程程中应注意意以下问题题：（一）    单一保保温隔热材材料，是保保温工程应应用的主体体，在使用用过程中需需要其它材材料的配合合。如：发发泡型聚苯苯乙烯板，挤挤出型聚苯苯乙烯板，岩岩棉板，玻玻璃棉板等等，在使用用前要测试试以下检测测内容：1、  导导热系数（W/mK ）：这一技术指标是关系工程保温效果的关键指标，一般而言，实验室的测试是在板材烘干至恒重时测试的，而材料的应用是在空气中含有一定湿度的条件下使用的，因此，使用时要乘以一定的系数；或者，直接将材料调整到使用环境条件下测试。2、  表表观密度（Kg/m3）：材料的表观密度在一定程度上影响其导热系数，表观密度不合格的材料将直接导致其物理性能下降，如强度，尺寸稳定性等。3、  压压缩强度（MPa）：指试件在10%变形下的压缩应力。它关系到该面层系统的耐久性和耐冲击性。4、  尺尺寸变化率率（mm）：尺尺寸变化率率大的材料料将导致该该系统面层层的开裂。5、  水水蒸气透系系数ngg/ (PPam s):该性能决决定了对水水蒸气透过过的性能，在在一定程度度上决定了了墙面的结结露与否。6、  氧氧指数：需需阻燃型，否否则防火不不能达标。下面是一些些保温板必必备的物理理性能。岩棉板 矿矿物棉板的的物理性能能指标 GB/T118835-11998  密度Kg/m3  密度极限偏偏差，%  导热系数（W/mK） （平均温度度70+5,-2） 有机物含量量， %  不然性最高最使用用温度612000 ±1150.04444.0不然600对于防水制制品,其质量吸吸水率5%,增增水率98%  隔热热用聚苯乙乙烯泡沫塑塑料 GBB108001-899 项 目单 位 性能指指标表观密度kg/m3315.0020.0030.00压缩强度kPa60100150 导热系系数W/(mK)0.04410.04410.044170 448h 尺寸变化率率%555水蒸气透湿湿系数ng/ (Pam s)9.54.54.5吸水率%(v/vv)642氧指数%303030（二）    系统保保温材料系统保温材材料是指将将单一保温温材料与其其它辅助材材料复合而而成为一个个系统，称称为系统保保温材料。现现有的系统统保温材料料有如下几几种：1、  外外墙外保温温系统：发发泡型聚苯苯乙烯板（或或挤出型聚聚苯乙烯板板）+耐碱玻纤纤网布+含有胶粘粘剂的聚合合物砂浆，如如专威特外外墙外保温温系统，北北京中建院院外墙外保保温系统，Preswitt保温系统等； 外保温系系统需测试试的项目：A、 传热热系数：系统保温材材料与主体体结构复合合后的保温温效果受施施工质量和和环境温湿湿度的影响响而有所改改变，因此此要实地现现场测试，掌掌握其实际际效果。根根据建设部部民用建建筑节能热热工设计规规范JGGJ 266-95和和各地细细则要求求为指标，不不得低于其其限值；B、 防水水性、耐冻冻融、耐候候性、耐冲冲击、抗风风压：做为为外墙外保保温，其饰饰面直接与与外界环境境接触必须须抵抗雨水水、冻融、冲冲击和强风风等不良因因素的侵袭袭, 因此在在使用前应应测试如下下内容。 外外保温系统统应测试项项目性能指指标 项 目条件 性能指指标防水性20cm22的涂层试试块浸在水水中整个表面全全部湿透的的时间2h耐冻融10个循环环无裂缝、无无剥离耐候性500 hh无明显变化化 抗风压压5000 Pa无裂缝耐冲击10J无任何破坏坏未开裂未穿孔与外保温系系统配套的的耐碱玻纤纤网布的抗抗拉强度应应大于2000N/ccm,耐碱碱后的剩余余抗拉强度度应不小于于150N/cmm ；胶粘粘剂的7天天的抗拉粘粘结强度应应大于1 Mpa,耐水、耐耐冻融后抗抗拉粘结强强度应大于于0.9MMpa。2、内保温温系统：有有发炮型聚聚苯乙烯板板（或挤出出型聚苯乙乙烯板）+纸面石膏膏板；GRRC保温板板（发炮型型聚苯乙烯烯板与水泥泥砂浆复合合）；岩棉棉夹心保温温板；增强强水泥聚苯苯保温板等等。内保温需测测试的内容容：传热系系数、水蒸蒸气透湿系系数、吸水水率、收缩缩率、氧指指数，原因因同上。 饰饰面抹灰层层物理性能能 项 目单 位性能指标水蒸气渗透透阻Pam22 h/g30000含水率%51015收缩率%0.088 氧指数%30 二、浆体体保温材料料浆体保温材材料目前主主要用于外外墙内保温温，也可用用于隔墙和和分户墙的的保温隔热热，如性能能允许还可可用于外墙墙外保温。浆浆体材料有有二种类型型，一种是是以胶凝材材料为主的的固化型，一一种是以水水分蒸发为为主的干燥燥型。其主主要成分是是由海泡石石（聚苯粒粒）、矿物物纤维、硅硅酸盐为主主的的多种种材料，经经过一定的的生产工艺艺复合而成成的轻质保保温材料。它它的产品有有粉状和膏膏状（浆体体状）两种种类型，但但使用时均均以浆体抹抹在基层上上。使用时时注意以下下检测数据据：（一）    用于内内保温和隔隔墙：导热热系数、表表观密度、体体积收缩率率、粘结强强度、软化化系数、石石棉含量、水水蒸气透湿湿系数、吸吸水率、氧氧指数等。 项 目单 位 性能指标标表观密度kg/m33300粘结强度kPa50 导热系数数W/mKK0.077体积收缩率率%18软化系数-0.5水蒸气透湿湿系数ng/ (Pam s)9.5吸水率%(v/vv)6防火性能等级B1石棉含量%0（三）    用于外外保温应考考率材料的的导热系数数、表观密密度、体积积收缩率、粘粘结强度、憎憎水率、石石棉含量、软软化系数、吸吸水率、防防火性能等等，同时还还应考率系系统的保温温隔热性。 项 目单 位  性能指指标表观密度kg/m33300粘结强度Mpa1.0 导热系系数W/mKK0.077体积收缩率率%0.077软化系数-0.8 吸水率%(v/v)6(vv/v) 20(gg/g)防火性能等级B1石棉含量%0   无论是板板材保温隔隔热材料还还是浆体保保温隔热材材料各有其其特点，只只要适应其其特点，才才能最大限限度的发挥挥其优势，对对建筑节能能起到事半半功倍的作作用。  参考文件：1.UEEAtc-聚聚苯板复合合外墙外保保温鉴定指指南 2.外外墙外保温温施工技术术规程DDBJ/TT 01-38-998 3.外外墙内保温温施工技术术规程DDBJ 001-17720-94 4.北北京市采暖暖居住建筑筑使用浆体体保温材料料暂行规定定京建材材199992885号