隔热和隔热材料

隔热和隔热材料1隔热在国内外研究现状在地下工程中，高地温一方而影响工程施工安全和进度，严重威胁到施工人员的人身安全，另一方而还将影响到施工材料的选取（如耐高温炸药）和混凝土的耐久性。高地温围岩表面产生潮解现象，遇水即成粉末，岩面喷射混凝土后立即脱落，无法粘结而且。由于产生的附加温度应力还将引起衬砌开裂，严重影响隧洞的稳定性。从调研资料来看，目前工程界已开始重视地热对隧道施工和工程质量的影响，但总的来说还没有针对性强和很有效的技术措施。从结构和构造设计、施工措施以及应用材料上能够参阅的资料很少，石油部门在堵水上应用了一些耐高温的材料，如丙烯猷胺型耐高温水堵水剂、聚氨酷型耐热堵水材料和适用于高温高盐大孔道地层堵水剂。工业建筑上应用的隔热材料比本课题要求的高温条件高，因此选择性能优良的隔热材料相对容易，如苯乙烯泡沫、玻璃棉、硬质聚氨酯以及矿渣棉等，但非常关键的是如何保持隔热材料的干燥，如果不能保证隔热材料的干燥，隔热效果将大打折扣，甚至于完全丧失。工程中应用了较多的耐高温防水板材，但其功能主要是短期耐高温，如何做到持续耐高温，需要做改性研究。混凝土耐高温问题有较多的研究，但也是存在持续耐高温的性能研究很少。隔热材料的属性隔热又称绝热，隔热层的作用是使通过它的传热量最小，隔热效果的好坏，取决于隔热材料的性能、厚度及防潮措施等。同时应进行综合比较，可参考一下几方面的内容为确保建筑绝热工程的节能效果，务必选用高效优质的保温隔热材料。保温隔热材料的密度要满足建筑绝热工程的要求。保温隔热材料与墙体复合后要承受一定的荷载，或者承受设备压力或外力撞击，所以在这种情况下，要求保温隔热材料要有一定的密度，以承受或缓解外力的作用。保温隔热材料要有良好的化学稳定性。保温隔热材料的使用年限要与被保温隔热主体的正常维修期相适应。保温隔热材料应首先不燃的或难燃的材料；在防火要求不高或者有良好的防护隔离层时也可选用阻燃好的材料。不应选用易燃或燃烧过程中产生有毒物质的材料。保温隔热材料应选用吸水率小的材料。首选为不吸水的保温隔热材料，其次是选用防水或憎水保温隔热材料。若选用易吸水、易受潮的保温隔热材料，一定要采取有效可靠的防水、防潮的措施。7保温隔热材料在施工安装时应方便易行，既操作简便，又易于保证绝热工程质温隔热。8具有保温隔热性能的复合墙体将逐步替代单一的内外保温形式，也就是夹芯保温隔热，从长远发展看，它必须是今后建筑保温隔热的主导方向。在高地温条件下，隧道支护形式的选择要综合施工及运营时两方面的要求综合确定。表9是建议的6种支护形式。表9高地温隧道支护形式形式 支护组成 —支护…喷饷支护、稀上隔热层、离壁式衬砌支护二喷饷龙护、稀上隔热层、机.用I聚氨酷隔热层、模筑混凝土衬砌支护•:喷饷龙护、稀上隔热层、模筑混凝土衬砌、稀上隔热层支护四喷饷支护、稀上隔热层、模筑混凝上衬砌、离壁式衬砌支护五喷锚支护、稀上隔热层、硬质聚氨酯隔热层、装配式混凝土衬砌支护六喷饷支护、稀上隔热层、装配」弋混凝上衬砌、稀匕隔热层针对不同的支护形式，应对其安全性、隔热效果、经济性、耐久性等指标进行综合比较，确定最优方案。常用的隔热材料及其基本特征参数见表2。

表2务种隔热材料的导热系数茱乙烯泡沫不11续气泡（独立气泡）203020.020.00.1300.126玻旅棉玻璃纤维酚系树脂粘接1220.00.1512020aSO0.130硬质聚氨酯聚酯不连续气泡2620.00.0883820.00.071软质聚氨酯不11续气泡（独立气泡）30200.130聚乙烯泡沫不11续气泡（独立气泡）30700.162牛毛毛毡牛毛5｛庞，其他兽毛30%,植物纤维20%1601&10.146软木软木粒3~6itini蒸气烧成11817.60.153矿渣棉保温带180(1178软木赣1201440.251隔热材料形式平均密度/测定温艾跃数'内而）度闯共二IlL//表3材料参数材料密度/（属/挤） 导热系数/（WHe•K））围岩（花岗岩）衬砌（混凝土）苯乙烯聚急酯空气2800 3.49230() 1.5125 0.035632 0.02221.293 0.03相关文献的结论：[1]白国权，仇文革，张俊儒.高地温隧道隔热技术研究[J].铁道标准设计,2013,02:77-80+84.1聚氨酯作为保温隔热层材料的效果较苯乙烯好；液氮的相变点比冰的低，作为制冷剂的降温效果比冰好，但液氮的的制造成本比冰的高。2隔热层的厚度，厚时其隔热效果好，但当其达到一定厚度时，继续增厚降温的效果不再很明显，即通过增加保温隔热层的厚度来实现隧道内降温的效果是有限的。本文所述的研究方法和相关结论，特别是各种工况的对应的冷能补给量和制冷剂需用量，可以作为今后高地温隧道隔热设计的一种比较依据和参照标准[1]吴鑫健.热害隧道隔热材料及隔热体系研究[D].西南交通大学,2011.1、本论文针对大瑞线高黎贡山热害隧道的实际情况，根据隔热材料的基本概念及选取原则，在市场上选择了三种初步符合要求的隔热材料:硬质聚氨酷板、酚醛泡沫塑料、硅酸复合绝热材料，并对其进行了在高低温隧道环境下具有特别要求的三个基本性能指标的测试。结果发现，酚醛泡沫塑料的吸水率太高，不适于在高地温、高地热水的隧道环境下使用，而硅酸岩质卷毡的导热系数偏高。综合考虑，聚氨酯隔热板为最适于热害隧道的隔热材料。热阻越大的隔热材料隔热效果越明显，即使各种情况下最后的温度都相近，但是热阻越大的隔热材料在衬砌混凝土与隔热材料接触表面处温度越低，起到了保护衬砌混凝土不受高温的作用。[1]周晋筑.昆仑山隧道洞内防排水及衬砌隔热保温层施工技术[J].冰川冻土,2003,01:106-111.1在昆仑山隧道的特殊环境条件中，OP树脂胶是复合防水板与模筑支护、隔热保温板理想的粘接材料，其性能可靠，施工方便，价格适中.2TN-1型聚氨酯粘接剂是隔热保温板理想的接缝处理材料，其粘接强度和导热性能均能满足要求且施工方便，能有效提高保温板接缝的保温性能。[1]马建新.高寒地区特长公路隧道温度场及保温隔热层方案研究[D].西南交通大学,2004.从试验段三套方案试验结果可见，以聚氨酯泡沫塑料或干法硅酸铝纤维板保温材料施作保温隔热层，按数值模拟计算厚度铺设，二材料均可满足保温要求。建议保温隔热层具体实施方案和保温材料的选取进一步从材料的使用寿命、导热系数的折减、防火、救援、道路安全，保温层施工外观、工程造价等方面进行多方面评价后确定。[1]刘琨，段亚辉.垫层材料对泄洪洞衬砌混凝土施工期温度和温度应力影响研究[J].中国农村水利水电,2013,12:130-134+138.表4坚层材料力学反热性能参数i4Mechanicalandtherinnlprnperttjesofcushionmot御垫房材料种荚弗性模窈GPa密度tn泊松比比热(kJ'■kg.\：'J)导热<