含水率对外墙保温材料导热性能的影响(下)
未知
2018-08-29 10:53:17
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  1.1 试样制备

  空心微珠坯体直径为40~200μm,表观密度0.66g/cm3,其制备过程是将原料粉体、水和添加剂按比例混合球磨,然后加入一定量发泡剂制备超稳定泡沫浆料,经离心雾化干燥即可得到空心微珠坯体,将空心微珠坯体置于涂有脱模剂的匣钵内,然后放入高温烧结炉中烧结,升温速率为3℃/min,温度为670~720℃,保温2h后随炉冷却至室温即得到HS板。

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  1.2 测试方法

  采用外国的XRF-1800型X射线荧光光谱仪(XRF)分析样品的化学组成.采用国外的SSX-550型扫描电子显微镜(SEM)观察样品的微观结构.采用AG-2000G材料万能试验机测试样品的抗压强度,样品尺寸为20mm×20mm×20mm,取5个样品的平均值。导热系数采用HFM436/3/1E热流法导热分析仪按照GB/T 10294—2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定-防护热板法》进行测定,样品尺寸为300mm×300mm×50mm,测试温度为25℃。

  按照JC/T647—2005《泡沫玻璃绝热制品》测试样品的饱和吸水率WV(%),即:WV=×100%

  2.1 HS板的形貌与性能

  该类材料呈封闭状态,经公安部固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心检测,HS板的防火等级达到A1级。它具有轻质高强、高温不燃、耐久性好等优点,是一种新型的无机防火保温材料。

  2.2 含水率对HS板导热系数的影响

  由于水的导热系数(0.581W/(m·K))约为空气导热系数(0.026W/(m·K))的22倍,填充在孔隙中的水分起到了“热桥”的作用,参与热传导和热对流过程,使导热系数变大,因此含水率越高,HS板的导热系数越大。

  EPS板的导热系数随含水率的增加而逐渐增大,且呈线性关系,其拟合关系式为:y=0.000218x+0.0409.GW板的导热系数也随含水率的增加而增大,其拟合关系式为:y=0.00434x+0.07892,当含水率为17.6%时,其导热系数增大至0.141W/(m·K)。由此可见,GW板导热系数的增长速率大于EPS板.当含水率为5%时,EPS板、HS板、GW板导热系数增长率分别为60.3%,66.7%,84.6%.这是由于HS板与EPS板属于固相连续性保温材料,水分通过其中的连通孔进入,形成局部的“热桥”现象,使导热系数增加;而GW板属于气相连续性保温材料,其中的纤维纵横交错,杂乱分布,纤维之间有大量的连续空隙,水分可通过这些空隙进入其内部,导致导热系数明显增加。

  2.3 饱和吸水率对含水HS板导热系数增长率的影响

  不同饱和吸水率HS板(密度(180±5) kg/m3)导热系数增长率与相对饱和度的关系以后阐述。HS板的导热系数增长率均随相对饱和度的增加而逐渐增大,呈直线上升状态,且饱和吸水率越大,导热系数增长率越大.当相对饱和度为30%时,饱和吸水率为6.0%的HS板导热系数增长率为35.5%,饱和吸水率为26.1%,32.6%的HS板导热系数增长率分别为80.7%,113.6%,是饱和吸水率为6.0%HS板的2~3倍。

  在饱和吸水率为6.0%的HS板中,气孔的直径小、分布均匀,连通气孔较少;在饱和吸水率为26.1%,32.6%的2个HS板中,气孔的直径分布不均匀,局部有大气孔,连通气孔较多.当相对饱和度相同时,饱和吸水率大的HS板中含有更多的自由水,热对流明显,使导热系数增长率增大.

  2.4 密度对含水HS板导热系数的影响

  不同密度HS板(饱和吸水率(18.5±0.5)%)导热系数与相对饱和度之间的关系。当饱和吸水率相同时,密度越大,HS板的导热系数越大。当相对饱和度较大时,密度209kg/m3的HS板导热系数明显大于密度153,185kg/m3的HS板。

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  3.结论

  (1)以空心微珠为原料可制备出A1级高性能HS板,其密度为130~210kg/m3,抗压强度为1.25~2.87MPa,导热系数为0.051~0.078W/(m·K)。

  (2)EPS板、HS板和GW板的导热系数随含水率的增加不断增大,当含水率为5%时,EPS板、HS板、GW板导热系数增长率分别为60.3%,66.7%,84.6%,由于EPS板、HS板属于固相连续性保温材料,GW板属于气相连续性保温材料,故含水率对后者导热系数的影响更显著。

  (3)对于饱和吸水率不同的HS板,当含水率和密度相同时,其导热系数相当,当含水率

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