保温材料论文范文

2022-11-09 版权声明

保温材料论文

保温材料论文篇1

摘要:高性能复合保温材料在异型屋面工程中的应用

关键词:保温材料屋面

上海锦秋加州花园是由香港远东发展有限公司投资兴建的一个大型住宅小区,其最大的建筑特点是引入美国加州小别墅建筑理念,采用外形充满浪漫情调的异形屋面形式(圆拱型屋面)。但这给屋面保温层的施工带来了诸多麻烦,对保温材料的热工性能、耐久性以及经济性提出了更高的要求。

该工程共分4期,一期工程已于1997年底建成并投入使用,其屋面保温采用的方案是:10cm厚普通混凝土+2cm厚砂浆十5cm厚珍珠岩保温板+2.5cm厚砂浆。该方案存在的缺陷是:

(1)保温材料耐久性不好

(2)施工程序复杂,施工速度太慢

(3)保温材料热绝缘系数较小(仅为0.75m2.K/w),达不到《上海市新型墙体材料试点小区节能住宅建筑热工设计暂行规定》对屋面保温材料热工性能的规定(该规范要求屋面保温材料热绝缘系数不小于0.9lm2,K/W)

(4)珍珠岩板保温工程经济性不良。此外,该工程在保温层上钉2层彩色防水瓦防渗,要求保温层具有良好的可钉性。但该方案中砂浆层性脆,可钉性达不到要求。为此,建设单位迫切要求对这一保温方案进行技术改进,克服上述缺陷。基于目前这一课题的普遍性,我们承担了这一课题的研究攻关任务。

2.高性能复合屋面保温材料的试验研制

《屋面工程技术规范》(GB50207-94)将目前普遍使用的屋面保温层分为松散材料保温层(主要有膨胀珍珠岩、膨胀蛭石等)、板状材料保温层(主要有高分子材料泡沫板、膨胀珍珠岩板等)和整体保温层(主要有水泥膨胀珍珠岩、沥青膨胀珍珠岩等)。总结上述各种保温材料在上海各类建筑工程中的实际应用效果,我们发现:由于与之相应的施工工艺的局限性以及这些材料固有的缺陷,使上述各种保温材料往往达不到《屋面工程技术规范》提出的技术要求:“屋面保温材料应具有吸水率低、表观密度和导热系数较小,并有一定强度。”综合目前国外屋面保温材料的发展动向以及高分子保温材料和混凝土技术的新成果,尤其是考虑到陶粒混凝土具有质轻、保温、耐久性和可钉性好的优点,我们发现采取“高分子保温材料板十高性能陶粒混凝土”技术路线可实现规范对屋面保温材料的各项技术要求,而且可加快施工进度,并取得良好的经济效益。

2.1试验用原材料及其性能

(1)高分子保温材料板:根据异形屋面特点、尺寸以及屋面工程对保温层热绝缘系数的要求在上海某化工厂定制。这种材料密度为20kg/m3,导热系数0.04lW/(m.K),其吸水率为3%,耐水性良好,并具有一定的塑性和强度。

(2)陶粒:常州产粘土陶粒。其筒压强度为4.3MPa,堆积密度为525kg/m3,颗粒表观密度为890kg/m3,空隙率为41%,吸水率为8.2%。

(3)细骨料(A料):为提高经济性,并贯彻执行上海市政府关于综合利用工业废料的有关政策,选用一种工业废渣代替陶砂。这种废渣除颗粒级配不理想外,其它性能均满足《轻集料混凝土技术规程》(JGJ51-90)对轻细集料的要求。

(4)水泥:上海水泥厂产425#矿渣硅酸盐水泥。

(5)掺合料(B料):一种微细工业废料粉。适量掺入可改善陶粒混凝土施工性能和耐久性,尤其可提高混凝土拌和物的稠度。

(6)冷拔钢丝:直径为4mm的冷拔钢丝。

(7)特种纤维(C料):适量掺入可显著提高陶粒混凝土的抗拉强度,防止在结构突变部位产生裂缝。

(8)高效减水剂(D料):一种引气型高效萘系减水剂。

2.2高性能复合保温材料的研制

2.2.1高性能复合保温层的组成方案

参照《上海市新型墙体材料试点小区节能住宅建筑热工设计暂行规定》对屋面保温材料热工性能的规定,再根据建设单位提出的要求以及我们选用的材料的性能,我们提出的高性能复合保温材料组成方案为:5cm厚高分子材料保温板+3.5cm厚高性能陶粒混凝土,其中高性能陶粒混凝土的配制是关键。

2.2.2高性能陶粒混凝土的配制

(1)工程对陶粒混凝土的技术性要求

28d抗压强度达到CLl5等级,干密度不大于1250kg/m3,陶粒混凝土屋面不能开裂,异型屋面陶粒混凝土施工不使用模板。

(2)高性能陶粒混凝上的配制

锦秋加州花园采用“圆拱型”屋面型式,这种屋面型式坡度大,结构上又有突变部位,上浇薄层陶粒混凝土,并使之达到上述技术要求,对配合比设汁提出了新的要求。按照《轻集料混凝土技术规程》(JG51-90)设计的陶粒混凝土(代号为ES-1)无法实现上述目标,为此我们利用现代高性能混凝土和纤维混凝土技术的有关成果进行优化设计和反复试配,配制了2组代号分别为ES-2和ES-3(用于结构突变部位)的高性能陶粒混凝土,满足了工程要求。上述3组陶粒混凝土的配合比及有关性能见表1。

2.3样板工程试验研究

为了对我们设计的施工方案和研制的高性能复合屋面的保温材料进行检验和评估,进行了样板工程的试验研究。样板工程的结构尺寸和形状与实际房型一模一样,浇筑样板工程的屋面结构层并养护至规定龄期后,在结构层上面进行保温层的试验研究。试验研究内容共分3部分:

(1)对施工方案的可操作性、工作效率以及对工程质量的影响等因素进行综合分析,并对其加以改进和完善

(2)按现场施工条件完成屋面保温层的施工,并测定其有关性能

(3)从技术性和经济性两方面对新老屋面的保温方案进行对比研究。

2.3.l施工方案的确定

根据实际施工操作顺序,我们设计了施工方案,通过对现场施工遇到的问题进行研究,并考虑施工工艺对保温材料性能的影响,对方案进行了补充和完善,最终采用方案如下

(1)用特殊材料和特殊工艺高效快速固定保温板,保温板错缝布置,可防裂并加快浇筑陶粒混凝土速度

(2)在保温板上绑扎冷拔钢丝,并使冷拔钢丝从保温板上垫起3cm,固定冷拔钢丝网,使之与保温板形成一个整体,可改善施工质量

(3)严格按规范对陶粒进行预湿处理,严格控制砂率大小及外加剂掺量,按规范和我们研制的配合比浇筑陶粒混凝土

(4)48h后洒水养护14d。

2.3.2新老屋面保温方案对比研究

我们制定的新屋面保温方案为:10cm厚普通混凝土(第1层)+5cm厚高分子材料保温板(第2层)+3.5cm厚高性能陶粒混凝土(第3层)。新老保温方案的耐久性优劣已为实践和研究所证实,因此本文主要对这2个保温方案的热工性能和经济性进行对比研究.

工程应用举例

通过样板工程的试验研究,保温材料的配制得到“了优化,施工工艺得到了改进,香港远东发展有限公司对我们的试验结果非常满意,同意在锦秋加州花园二期屋面工程采用这项科研成果。锦秋加州花园二期屋面工程总建筑面积为29705m2,要求在10~11月完成施工。上海l0~11月份阴雨天气比较多,施工难度较大,但由于我们选用的材料具有很好的耐水性,可以克服阴雨天气给施工带来的不利影响,因此施工单位在45d内就完成了29705m2的屋面保温工程施工任务。而按老方案进行屋面保温工程施工,至少需要75d才能完成施工任务(据一期工程推算)。达到规定龄期后,经质检部门鉴定,该屋面保温工程各项性能指标均达到或超过有关规范规定的数值。

结论

(1)本项目采用新保温方案,使上海锦秋加州花园二期屋面保温工程取得了良好的技术经济效果。

(2)配制满足工程需要的陶粒混凝土是新保温方案实施的关键,为此,必须借鉴高性能混凝土的有关成果和结论。

(3)通过样板工程对施工工艺和保温材料配制方案进行检验、改进和评估是一种非常有效的房建应用研究力法。

保温材料论文篇2

摘要:国外保温材料工业已经有很长的历史,建筑节能用保温材料占绝大多数。我国用于建筑节能的保温隔热材料则相对较少。目前,国家正在出台相关政策,大力推广建筑节能,这将极大地促进保温隔热材料在建筑工程上的应用。本文探讨了外墙保温材料在钢结构建筑中的应用.

关键词:钢结构建筑;保温;外墙

1.前言

进入21世纪,我国建筑产业化进程将更加迅速,如何采用新技术、新材料,为居民提供安全舒适、经济合理、功能齐全的建筑,也就成为房地产业一项迫切的任务。钢结构建筑由于适宜工厂大批量生产,工业化、商品化程度高,可以将设计、生产、施工、安装一体化,提高建筑产业化水平,因而在建筑市场有着良好的发展前景。

钢结构无论是结构性能,使用功能及经济效益上,都具有一定的优越性。钢结构建筑具有适合工业化生产、环保、可再利用的特点,有利于建筑行业的科技进步、劳动生产率的提高、工程质量的改善。发展钢结构建筑能带动建材、冶金、化工和机械等产业的发展,提高建筑建设水平和提高居民居住水平,促进国民经济增长,都有重要的意义。

1.钢结构住宅外墙保温材料类型和应用

社会的进步、行业的发展、资源的节约、环保的要求、建筑的功能化、材料的现代化是新型墙体保温材料发展的必然趋势,目前市场上主要分为以下几种钢结构节能建筑外墙保温材料:

a、砖:主要包括多孔砖和空心砖、粉煤灰砖(多孔砖)等。

b、“块”:指建筑砌块,主要有实心砌块和空心砌块。如小型混凝土空心砌块、加气混凝土砌块等。

c、“板”:主要指建筑板材,有硅酸钙板、GRC板、蒸压加气混凝土板、石膏墙板、钢丝网架水泥夹芯板、复合轻质夹芯隔墙板等。

目前外墙保温材料主导产品以混凝土小型空心砌块、空心砖和轻质板材为主,也是应用最多的外墙保温材料。

对于低层建筑,应用的外墙保温材料种类很多,发展趋势是环保节能的绿色墙材。

目前在多层、小高层及高层建筑中,混凝土小型空心砌块和加气混凝土砌块的应用占主导地位。一些轻质、高强、保温的墙板,如钢丝网架水泥聚苯乙烯夹芯板等,目前在高层框架、接层建筑中也有大量的应用。

在国家经贸委下发的外墙保温材料革新“十五”规划中指出,以框架结构为主的高层建筑,应积极发展满足建筑功能要求,保温隔热性能优良,轻质高强,便于机械化施工的各类内、外墙板;多层砌筑结构和高层框架结构,承重外墙保温材料应重点发展承重混凝土小型空心砌块和承重利废空心砖;非承重外墙保温材料应以利废的各类非承重砌块和轻板为主。对于以工厂化制造为重要特点的钢结构建筑,以应用工厂预制的高性能板材作为外墙结构较适宜。对于多层和小高层,应全部使用绿色节能墙板。对于高层建筑,应以墙板为主,对不适合使用墙板的部位,可以使用砌块类外墙保温材料,但需要对外墙进行处理,以满足节能保温的要求。

2.国内外墙体外墙材料发展现状

随着国家可持续发展战略的实施,对建筑物节能的重视程度和要求越来越高。在2004年中央经济工作会议上,总书记提出,要大力发展节能省地型建筑。今年,总理在政府工作报告中也提出,鼓励发展节能省地型建筑与公共建筑。

在建筑物的外墙结构方面,我国正在大力鼓励发展绿色建材。主要是严格限制粘土砖的生产与使用,大力推广各种非粘土砖的、轻型、大尺寸的块材与板材,同时,使已广泛使用的绿色外墙保温材料进一步提高生产率、利用工业废渣、节约能耗,使产品系列化与配套化。

目前,新型外墙保温材料的发展趋势和方向主要有以下几个方面:

1)大量利用工业废渣代替部分或全部天然资源的外墙保温材料。

用工业废渣代替粘土制造实心砖或空心砖,并以空心砖为主。例如,粉煤灰砖、煤研石砖、矿渣砖、煤渣砖等。某些工业废渣经一定的加工处理可代替部分水泥制作混凝土砌块、加气混凝土砌块与墙板、纤维水泥板、硅酸钙板等。其中利用最广的是粉煤灰。废弃的泡沫聚苯乙烯经破碎后作为轻集料,与水泥或粉煤灰+水泥混合制成砌块或墙板。

2)用压蒸法制造外墙保温材料。

用压蒸法制造块状或板状外墙保温材料可少用或不用水泥,用石灰或电石代替全部或部分水泥;与非压蒸的水泥制品相比,可使生产周期由14-28天缩短至2-3天;产品与非压蒸的水泥制品相比,具有高比强度、低干缩率、高防火性能等。目前在国内主要是加气混凝土(ALC)砌块与条板和压蒸纤维增强水泥板与硅酸钙板。用水泥以外的其它胶凝材料(石膏、菱苦土等)制造外墙保温材料。利用农业废弃物代替木质纤维制造人造板,用无石棉纤维水泥板替代石棉水泥板。大力推广与发展复合墙体与复合墙板。建筑物的外墙、屋面与窗户是降低建筑能耗的关键所在,而其中外墙是关键。迄今为止,世界上尚没有一种单一材料即可满足保温隔热,又可满足作为外墙的其它多种要求。因此只能采取复合技术,也即采用复合墙体或复合墙板以达到建筑节能的目标。

3.典型的外墙保温材料介绍

1)轻质保温复合墙板

单一的块状或板状的建筑材料均不能满足建筑节能的要求,必须与一些高效的热绝缘材料相复合,如岩棉板、玻璃棉、膨胀珍珠岩、阻燃聚苯乙烯泡沫板、聚氨醋泡沫板、酚醛泡沫树脂板等。通常采取现场复合方式施工,按保温材料的布置位置可分为外保温、内保温与夹芯保温三种,目前以外墙外保温应用最为广泛。

目前我国生产和使用的预制复合墙板主要有岩棉复合外墙板、彩色压型板聚苯乙烯(或岩棉、聚氨酷)复合墙板和钢丝网架水泥夹芯板等。混凝土岩棉复合外墙板系由150mm厚钢筋混凝土结构承重层、50mm厚的岩棉保温层和50mm厚混凝土饰面层所组成,此种复合墙板是承重板,在若干城市内曾推广应用,但因使用中常发生板面出现裂缝、接缝渗漏等问题,故现己很少采用。彩色压型钢板复合墙板全国生产能力己达1000余万平方米,因价格较高,主要用于工业与公共建筑中。钢丝网架水泥夹芯板是在工厂内将低碳冷拔钢丝焊成三维空间网架,中间填充轻质保温芯材(主要用阻燃的聚苯乙烯泡沫板)而制成的半成品,在施工现场再在夹芯板的两侧喷抹水泥砂浆或直接在工厂内全部预制完成。据统计,目前此种夹芯板全国年生产能力己逾1000万。

2)矿物棉、岩棉、玻璃棉:具有保温隔热性能好(λ=0.047W/(m·K),S24=0.56W/(m2·K)),耐一定的温度,防火性能好及吸声、隔音等优点;且干法施工,施工效率高。缺点是吸湿性强,应注意防潮;松散材料在墙面铺设、固定并保持平整度较困难。

3)泡沫塑料及多孔聚合物:主要有聚苯乙烯泡沫塑料(包括挤塑型和发泡型)和聚氨脂泡沫塑料,具有保温性能好(聚苯乙烯:λ=0.042W/(m·K),S24=0.35W/(m2·K);聚氨脂:λ=0.033W/(m·K),S24=0.36W/(m2·K)),吸声(吸声系数α2000=0.84)、隔音,且吸水率低及干法作业等优点。缺点是对罩面砂浆防裂要求较高,整体造价偏高,防火性能有待改善。

4)膨胀珍珠岩及其制品:保温隔热性能较好(水玻璃珍珠岩板:λ=0.062W/(m·K),S24=1.76W/(m2·K)),蓄热能力较强,防火、耐腐蚀,吸声、隔音,无毒、无味,价格低廉,干法施工。缺点是材料吸水率较高,质脆,应注意防潮、防裂。

5)硅酸钙绝热制品:保温隔热性能较好,热稳定性好(硅钙板:ρ≤250kg/m3时,λ=0.048W/(m·K),S24=1.76W/(m2·K)),耐热防火(耐热温度可达1000度),强度较高,耐水、耐腐蚀,吸声、隔音,且可加工性好,干法施工。缺点是生产工艺相对较复杂,产品价格偏高。

参考文献:

[1]夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准.中国建筑工业出版社,2001.

[2]涂逢祥,白胜芳.欧洲外墙外保温新标准简介.外墙外保温技术,1999,(10).

保温材料论文篇3

面对着全球能源的日益紧张,世界各国特别是欧美发达国家对节能技术给予了充分的重视。近30年来,各国在建筑设计和施工、新型建筑保温材料的开发和应用、建筑节能法规的制定和实施、建筑节能产品的认证和管理等方面做了很多的工作,不但节省了大量的能源,取得了可观的经济效益,同时改善了环境,降低了对大气臭氧层的破坏。而我国的建筑节能工作在90年代初才刚刚启动,因此,国外建筑节能和保温材料的发展,对我们这方面的工作很朋借鉴作用。现将国外建筑节能与保温材料在建筑节能上的利用用一简单介绍:

国外建筑节能标准的制定和取得的社会效益

自70年生全球性的能源危机后,世界各国政府对能源的利用情况进毯子全面的实事求事的分析,诊断建筑能耗是一个重要的组成部分,一致认为必须对建筑设计制定节能标准,并提出法规予以执行。于是各国纷纷建立了自己的建筑节能标准。

美国在1975年第一次颁布了ASHRAE(美国采暖、制冷及空调工程协会)标准90-75“新建筑物设计节能”。以此为基础,1977年12月官方正式颁布了“新建筑物结构中的节能法规”,并在45个州内收到很明显的节能效果。美国国家能源局、标准局及全国建筑法规和标准大会,不断地在建筑节能设计等方面提出新的内容,每五年便对ASHRAE标准进行一次修订。

日本住宅金融公库,早在1979年颁布了住宅建筑保温隔热标准,规定了建筑部分热阻,并对所用的各种保温材料规定了最小的限度。

国外一些发达国家早在70年代末就已经开始了建筑节能的工作,强制建筑业在新建建筑中执行节能标准,因而已慑得了巨大的成效,整个国家的建筑有耗大幅度下降。如丹麦1985年比1972年采暖面积增加了30%,但采暖能建筑能耗却减少了318万吨标准煤,采暖能耗占全国总能耗的比重,也由39%下降为28%;美国自从制定和一部节能标准至今,仅计到2011年,在此基础上又驸节约430亿美元。由此可见,国外的建筑节能法规30多年来取得了多么显著的社会效益和经济效益。国外保温材料与保温技术在建筑中的应用保温材料在墙体及围护结构中的应用:

建筑材料合肥市建筑保温材料是实现建筑节能的最基本的条件,各国在建筑中采用了大量的新型建材和保温材料。实心砖已普遍被空心砌块和多孔砖所替代,在空心砌块的墙体中,为了提高墙体的保温性能,隔断在砌块之间形成的空心通道的气流,还要各空隙中填加膨胀珍珠岩、散状玻璃棉或散状矿物棉等松散填充绝热保温材料。

在建筑物的围护结构中,不论是商用建筑还是民用建筑,一部采用轻质高效的玻璃棉、岩棉、泡沫塑料等保温材料。墙体的保温基本上有三种形式:保温、外保温和夹心保温。居民建筑的墙体结构基本旧最外面一层为木质或塑料质的墙板,然后是一层硬质的泡沫塑料,里面就是墙的标准主休、木框结构等。另外一种典型墙的结构是在空心砌块或空心砌筑好的墙体的空腔中,填充密实,同样能起到很好的保温作用。

保温材料在屋顶上的应用

国外的民用建筑屋顶一般采用尖顶的较多,在尖顶的阁楼空间紧接屋顶的下面都装有供空气流通的通道,既能解决空气的流通,又可起到一定的保温隔热作用。同时在天花板的上面,一般都要铺设玻璃棉或矿物棉毡、垫,或在此空间直接吹入松散的保温棉,有的直接吊装由玻离棉或岩棉等保温材料和装饰贴面复合而成的天花板。

保温材料在地面中的应用

国外大部分建筑都有地上室和地下空间,居住和活动空间的地板并不是直接暴露在外界环境中,这就为生活空间的保温创造了有力条件。但是如果地下室和地下空间不是采暖空间时,尤其是在冬季,仍会有相当多的热量,通过一楼的地板传出。因此,在建筑物的一楼地板下面,仍然需要填充高密度的保温材料,同时,在地下室的混凝土地坪和地基与土壤之间铺设一定厚度的刚性和半刚性保温材料。