珍珠岩保温砖的热物性

珍珠岩保温砖作为各种工业窑炉的内衬保温材料应用十分广泛。由于此类保温砖物美价廉，其应用范围正在逐步扩大。此类保温材料的保温性能在相同温度下（400℃以下），随密度增大而增大，对于温度大于400℃的情况，数据上基本是密度大的材料比密度小的导热系数大，保温性差。

实验

实验材料

以标准砖（230*115*65mm）为试验试块，采用Al₂（PO₄）₃作结合剂，制作密度为150kg/m³及400kg/m³珍珠岩保温砖各五块。

仪器

（1）功率5kw的上敞口马福炉2个，上口尺寸117*233mm，

（2）可控硅控温器；

（3）数字测温计。

实验步骤

将备好的保温砖放入炉内，如图1所示

将图1缝隙用散装珍珠岩密封，厚度为5cm。将电炉功率控制在定值上（5kw），每隔一定时间记录炉温变化，并用测温计测出两个封口的保温砖上表面的温度值，然后作出升、降温一时间函数关系图，以及保温砖表面温度一时间图，比较两种保温砖保温性能。

实验结果

1.对每一块保温砖，实验周期我6小时（保温2小时左右），试验结果如图2、图3所示。

从图2可以看出，密度大保温砖比密度小的保温砖早约7~8分钟升到900℃，停电后降温也慢。反复实验结果相同，另一方面，从图2可以看出珍珠岩保温砖表面温度也反映出密度大的平衡温度低，保温效果好。

实验装置虽然简单，但原理正确。大家知道常用轻质保温材料导热系数之所以小，其主要原因是含有大量气孔（一般气孔率在80%以上，多的可达300%）。在对流很弱时，孔内空气导热的能力差，从而使保温材料具有保温性。由此得出：“密度越小，保温性能越好”的结论。但是我们在引用这个结论时不应忽视它的前提，即：“气孔内气体对流很弱”。

根据常识，气体的对流与温差有关。对一般保温材料而言，炉温上升，两面温差变大，占气孔数一半左右的开口气孔间对流传热将加剧。随温度升高，对流传导将成为主要传热方式，逐渐使气孔导热性比材料本身更好，使气孔失去了保温作用；另一方面，在400℃以上时，材料本身的热 亦不可忽略，甚至超过热传导。此时，保温材料导热机理与常温下差别很大，产生有异于常温的现场也是正常的。

结论

正常范围内（P=0~0.59g/cm，0~600℃），密度大的珍珠岩保温砖比密度小的保温性能好。

常用轻质保温材料存在 一个极限温度，超过此点，密度大的材料导热系数较小。

中高温（T＞500℃），高温导热仪测到的导热系数与实际保温性有相当差别。

• 保温

  一种科学、 的节能技术措施，使热量的散发传导速度减慢的措施。

• 保温材料

  保温材料工业设备和管道的保温，采用良好的绝热措施和材料气凝胶 早应用于美国国家航天局研制的太空服隔热衬里上。具有导热系数低、密度小、柔韧性高、防火防水等特性。其常温导热系数0.018W/(K·m)且防水，保温性能是传统材料3~8倍。隔热衬里上。具有导热系数低、密度小、柔韧性高、防火防水等特性。其常温导热系数0.018W/(K·m)，且防水，保温性能是传统材料3~8倍。气凝胶毡具有可调节硬度﹑裁剪便利﹑密度小、耐受高温﹑疏水、无机材料、绿色环保等优越特性，其可替代玻璃纤维制品、保温毡、硅酸盐纤维制品等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料。重量轻，一般10－96kg/m3，20kg/m3以下为毡，24－48kg/m3为中硬板，48－96kg/m3为硬板，其中48kg/m3可做天花板，软化点为500°C左右，保温300°C，美国用量较大，k=0.9。硅酸钙绝热制品国内70年代研制成功，具有抗压强度高，导热系数小，施工方便，可反复使用的特点，在电力系统应用较为广泛。国内大部分普遍为小作坊式生产，之后相继从美国引进四条生产线，工艺技术先进，速溶速甩成纤、干法针刺毡，质量稳定，可耐温800－1250°C。特点：酸度导数2.0以上，耐高温，一般化工管道1000°C多，必须用这种材料。溶温在2000°C左右。主要产品为聚苯乙烯泡沫塑料和聚氨酯泡沫塑料，但建筑领域应用存在问题。多用于钢丝网夹芯板材，彩色钢板复合夹心板材，虽然有一定限制，但发展较快，随着建筑防火对材料要求越来越严格，对该材料应用提出了新课题。保温材料可收集多余热量，适时平稳释放，梯度变化小，有效降低损耗量，室温可趋、冬季保温均可起到平衡作用。在新楼装饰和旧楼改造中，克服墙面裂缝、结露、发霉、起皮等先天不足弊病；而且安全可靠与基底整体粘结，随意性好，无空腔，避免负风压撕裂和脱落。有效克服板材拼接后边肋、阳角外翘变形面砖脱落等问题。材料中有机物与主墙基底存在的游离酸反应形成化合物，渗入主墙微孔隙中，形成共同体，确保干态粘结性，并改善湿态粘结保值率，具有极好粘结性。选用漂珠、水镁石纤维(管状纤维)等原材料，其结构中形成封闭的憎水性微孔隙空腔结构，作为相变材料载体，可确保相变材料长期实用性。

• 密度

  是指在规定温度下，把某种物质单位体积内所含物质的质量数，以kg/m^3（读作千克每立方米）或g/cm^3（读作克每立方厘米）表示。物体间在同种质量下体积越小密度就越大；体积越大，密度就越小。主要用在换算数量与交货验收的计量和某些油品的质量控制，以及简单判断油品性能上。