第11章建筑功能材料1

第11章建筑功能材料

第一节绝热材料第二节吸声隔声材料主要内容1、绝热材料：建筑中将阻止室内热量外流的材料称保温材料；防止室外热量进入室内的材料称隔热材料。保温、隔热材料统称为绝热材料。一、基本概念第一节绝热材料2、导热系数也称热导率(λ)：表示材料导热能力的指标。

物理意义：在稳定传热条件下，通过厚度为1m温差为1K的材料时，在1h内通过1m2面积的热量。

一般材料λ↑，导热性越好，绝热性越差↓。

建筑上将λ<0.175w/(m•K)，表观密度<500kg/m2,抗压强度＞0.3MPa的材料称为绝热材料。dQT2T11、材料的性质

⑴不同的材料，其λ值是不同的。一般金属>非金属>液体>气体。

⑵对同一材料，内部结构不同其λ不同。一般结晶结构>微晶体结构>玻璃体结构。

⑶对多孔材料，孔隙率高低，气体(空气)含量对λ的影响极大。二、影响导热系数的因素

2、表观密度与孔隙特征

⑴一般表观密度小，孔隙率大，λ值小。⑵在孔隙率相同时，孔隙尺寸愈大，λ愈大；开放、连通孔比封闭微孔λ要大。⑶当表观密度很小时，如纤维状的超细玻璃纤维，当其表观密度低于某一极限值时，λ反而会增大(由于孔隙增大且互相连通的孔隙大大增多，使对流作用加强的结果)。因此，存在一最佳表观密度，此时λ最小。二、影响导热系数的因素3、湿度：材料吸湿(结冰)后，其λ增大。

(因为λ水=0.58，比λ空气=0.029大20倍左右。若水结冰，冰的λ冰=2.2，其λ更大。故绝热材料在应用时必须注意防水避潮）二、影响导热系数的因素4、温度：随材料温度的升高，λ增大。

(因为温度升高，材料固体分子的热运动增强，同时材料孔隙中空气的导热和孔壁间的辐射作用也增加。当温度在０～50℃时，该影响不显著，只有对高温或负温下的材料，应考虑温度影响)

5、热流方向：对各向异性的材料，如木材等纤维质的材料，当热流平行于纤维方向时，热流受到阻力小，而热流垂直于纤维方向时，受到的阻力就大，各方向λ不同，选择绝热材料应注意方向性。二、影响导热系数的因素多孔型结构热传导示意图纤维型结构热传导示意图1.无机绝热材料

(1)纤维状材料

(2)多孔轻质类

(3)泡沫状材料

(4)散粒状材料

2.有机绝热材料

(1)泡沫塑料

(2)硬质泡沫橡胶

三、绝热材料的种类

⑴矿棉及其制品：其包括矿渣棉和岩石棉。

矿渣棉是以高炉硬矿渣、铜矿渣等为原料，并加入调料（钙质和硅质原料）。岩棉是以天然岩石(白云石、花岗石、玄武岩等)为原料。上述原料经熔融后，用喷吹法或离心法制成细纤维。

特点：矿棉轻质、不燃、绝热且电绝缘。其原料广，成本低，可制成矿棉板、矿棉毡及管壳等。

应用：用作墙壁、屋顶、天花板等处的保温和吸声材料，以及热力管道的保温材料。四、常用保温材料1、纤维状保温隔热材料矿物棉⑵石棉及其制品：石棉是天然矿物纤维，主要成分是含水硅酸镁。其耐火、耐热、耐酸碱、绝热、防腐、隔音且绝缘。制品有石棉粉、石棉纸板、石棉毡等制品，主要用于建筑工程的高效能保温及防火覆盖等。四、常用保温材料1、纤维状保温隔热材料

⑶玻璃棉及其制品：是以玻璃或碎玻璃为原料经熔融后制成纤维状材料，包括短棉和超细棉两种。玻璃棉矿棉陶瓷纤维

⑷植物纤维复合板：系以植物纤维为主料，加入胶结料和填料而制成的复合板。

木丝板：是以木材下脚料制成木丝，加入硅酸钠溶液及普通硅酸盐水泥混合，经成型、冷压、养护、干燥而制成。

甘蔗板：是以甘蔗渣为原料，经过蒸制、加压、干燥等工序制成的一种轻质、吸声、保温材料。四、常用保温材料1、纤维状保温隔热材料植物纤维复合板⑴膨胀蛭石及其制品：蛭石是一种天然矿物，经850～10000C煅烧，体积急剧膨胀(可达5～20倍)成为松散颗粒，堆积密度为80～200kg/m3，导热系数为0.046～0.07。

应用：①用于填充墙壁、楼板及平屋顶，保温效果佳，可在1000～1100℃下使用。

②膨胀蛭石也可与水泥、水玻璃等胶结料配合，制成砖、板、管壳等用于围护结构及管道保温。2、散粒状保温隔热材料四、常用保温材料膨胀蛭石

⑵膨胀珍珠岩及其制品：是由天然珍珠岩、黑耀岩或松脂岩为原料，经煅烧体积急剧膨胀（约20倍）而得蜂窝状白色或灰白色松散颗料。堆积密度为40～300kg/m3，λ=0.025～0.048，耐热达8000C，为高效能保温保冷填充材料。

制品：是以膨胀珍珠岩为骨料，配以适量胶凝材料，经拌和、成型、养护（或干燥、或焙烧）后制成的板、砖、管等产品。2、散粒状保温隔热材料四、常用保温材料膨胀珍珠岩

3、多孔性保温隔热材料四、常用保温材料

⑴微孔硅酸钙制品

是用粉状SiO2(硅藻土)、石灰、纤维增强材料及水等经搅拌、成型、蒸压处理和干燥等工序制成，用于围护结构及管道保温。微孔硅酸钙

3、多孔性保温隔热材料四、常用保温材料⑵泡沫塑料：是以合成树脂为基料，加入一定量的发泡剂、催化剂、稳定剂等辅助材料经加热发泡而制成的轻质保温、防震材料。有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯及脲醛树脂等泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料聚氯乙烯泡沫塑料硬质泡沫橡胶

⑶泡沫玻璃：用碎玻璃加入1～2%发泡剂(石灰石或碳化钙)，经粉磨、混合、装模，在800℃下烧成后形成含大量封闭气泡(直径0.1～5mm)的制品。四、常用保温材料3、多孔性保温隔热材料泡沫玻璃

特点：λ小，抗压强度、抗冻性高，耐久性好，且易于锯切、钻孔加工，为高级保温材料，也常用于冷藏库隔热。泡沫混凝土加气混凝土

⑷多孔混凝土和轻骨料混凝土。四、常用保温材料3、多孔性保温隔热材料发泡粘土⑴软木板：软木也叫栓木。软木板是用栓皮、栎树皮或黄菠萝树皮为原料，经破碎后与皮胶溶液拌和，再加压成型，在80℃的干燥室中干燥一昼夜而制成。

特点：具有表观密度小，导热性低，抗渗和防腐性能高等特点。4、其他保温隔热材料四、常用保温材料4、其他保温隔热材料⑵蜂窝板：由两块较薄的面板，牢固地粘结在一层较厚的蜂窝状芯材两面而制成的板材，亦称蜂窝夹层结构。

芯材：是用浸渍过合成树脂（酚醛、聚酯等）的牛皮纸、玻璃布和铝片等，经加工粘合成六角形空腹（蜂窝状）的整块芯材。

面板：为浸渍过树脂的牛皮纸、玻璃布或不经树脂浸渍的胶合板、纤维板、石膏板等。

特点：比强度大、导热性低、抗震性好等。四、常用保温材料1、材料的吸声性第二节吸声隔声材料

当声波遇到材料表面时，一部分被反射，另一部分穿透材料，其余部分则被材料吸收。

吸声材料：通常指125、250、500、1000、2000、4000Hz六个频率下的平均吸声系数>0.2的材料。吸声系数α：一、吸声材料2、吸声材料的类型及结构形式

⑴多孔吸声材料：材料中开放的、连通的气孔越多，吸声性越好。其吸声系数，一般从低频到高频逐渐增大，对中高频的声音吸收效果较好。⑵柔性吸声材料：具有密闭气孔和一定弹性的材料。如泡沫塑料，其吸声特性在一定频率内出现一个或多个吸收频率。⑶帘幕吸声体：用具有通气性能的纺织品，安装在离墙面或窗洞一定距离处，背后设置空气层。对中高频有吸声效果。一、吸声材料2、吸声材料的类型及结构形式

一、吸声材料帘幕吸声体柔性吸声材料2、吸声材料的类型及结构形式

⑷悬挂空间吸声体：增加有效的吸声面积。⑸薄板振动吸声体：将胶合板、石膏板等周边钉在墙或顶棚龙骨上，后留空气层。主要吸收低频波。一、吸声材料薄板振动吸声结构

悬挂空间吸声体2、吸声材料的类型及结构形式

⑹穿孔板组合共振吸声结构：将穿孔的薄板周边固定在龙骨上，背后留空气层。主要吸收中频波。⑺空腔共振吸声结构：由封闭的空腔和较小的开口组成，它有很强的频率选择性，在其共振频率附近，α较大，对共振频率较远的声波吸收很小。一、吸声材料穿孔板组合共振腔吸声结构共振腔吸声结构快速路两侧的吸音板

当声音传播到材料或结构时，会被其吸收，使透过材料的声能减少，此材料就具有隔声作用。其隔声能力用透射系数表示。1、材料的隔声性

τ越小，隔声性能越好。工程上常用隔声量R(dB)表示材料对空气声的隔绝能力。它与透射系数的关系：

R↑，隔声性越好。透射系数τ：二、隔声材料

隔声措施：①应选择密实材料，如砖、混凝土、钢板等；②当采用轻质材料或薄壁材料，需辅以多孔吸声材料或采用夹层结构，如夹层玻璃。③对普通教室间的隔墙和楼板，要求达到≥40dB的隔声量，即透射声能小于入射声能的万分之一。2、隔绝空气声

遵循质量定律：即材料的表观密度越大，质量越大，隔声性能越好。二、隔声材料

隔绝固体声的能力用材料的撞击声压级来衡量。2、隔绝固体声(撞击声)

措施：采用不连续的结构处理，即在墙壁和承重梁之间、框架和墙板之间加弹性衬垫，如毛毡、软木、橡皮等，或在楼板上加弹性地毯。

测定：将试件安装在上部声源室和下部受声室之间的洞口，声源室与受声室之间没有刚性连接，用标准打击器打击试件表面，受声室接受到的声压级减去环境常数，即得材料的撞击声压级。普通教室之间楼板的标准化撞击声压级应