新型的保温材料——岩棉

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有人把“节能”称之为第五能源。一些工业发达国家为了保护能源和寻求新能源,作了大量的努力,方针是研究有效地利用能源,从节约能源中找能源。于是在建筑上,在工业上使用保温材料被看作是节能之本。
人类从使用保温材料至今已有1000多年的历史。在早期是使用较低级的材料(如粘土掺纤维——植物纤维等)。19世纪末,硅藻土、矿物纤维、石棉和玻璃棉等新材料得到了实际应用。本世纪30年代以后,随着造船、钢铁、石油和海洋等工业的迅速发展,保温材料与日俱增,硅酸钙,泡沫玻璃和泡沫塑料等新型材料相继问世。1973年以后因节约能源,对保温材料提出了更高的要求。从此,保温材料又有了新的发展,如膨胀珍珠岩等。从高效、廉价、工艺简单诸方面来看,岩棉纤维制品在新的发展动向中取得了优势。
通过下表比较看出:在安全使用温度、物理化学性能、使用年限、单位价格、对工程现场的适应性、不燃性和防水性等方面,岩棉制品与其他制品相比具有廉价、不燃、抗腐蚀、富于弹性、吸声、易于操作等优点。
因此,岩棉制品是目前竞争能力最强、应用效果最好、有发展前途的保温材料之一。为适应当前节能工作的需要,我国近年来开始生产出多种规格和质量可靠的岩棉制品,已广泛地用于建筑、石油、化工、电力、纺织、交通、船舶、冶金等各个行业。其优良的保温、绝热和吸声性能深受全国各地用户欢迎。岩棉是建筑工程和其他工业管道、炉、塔、罐、热交换器、烟道、风机和车船等工业设备中理想的保温材料。据统计,在建筑或设备上每使用一吨岩棉保温,一年就可节省一吨石油。而使用保温材料省下来的能量是生产保温材料所需要能量的120倍。和其他保温材料相比,一年可多节能4.5-13.8吨标准煤,平均多节能8.3吨标准煤。
由此可见,岩棉制品是良好的保温材料。现将岩棉的生产工艺及其技术性能作一简单的介绍。

一、岩棉生产工艺
用玄武岩(辉绿岩)为主要原料,冲天炉焦炭做燃料加热熔化,炉内熔融温度可达2100℃-2300℃,熔股温度达1500℃以上,熔体通过流糟流出,经四辊离心机离心喷吹形成纤维;酚醛树脂和防尘油经离心机喷嘴或风环周围的喷嘴喷出,均匀地粘附在纤维上,其主要作用是粘结,防水和改善手感性能。由吹离系统,将纤维与渣球分开。渣球由板式输送机送走,纤维吹进沉降室,均匀地沉降在网带上,经输送机到加压辊加压,而后送到固化炉。固化炉内设有热风循环系统。热风经过棉层抽吸将混合剂干燥和固化,使岩棉成型。二、岩棉技术性能
1.导热系数式
岩棉纤维含有大量不流通的空气,具有良好的绝缘性能,因此导热系数小。岩棉制品的导热系数随容重和温度的不同而变化。图1是岩棉制品实测的导热系数,一般导热系数表都是平均温度下的导热系数值(平均温度即热面温度与冷面温度之和的平均值)。岩棉的常温导热系数为0.030kcal/(m·h·℃)。
2.不燃性
岩棉制品不燃性,即置样品于初始温度为750℃的炉内进行加热试验,不会产生火焰闪光和可燃气体。产品应满足“SOLAS1974”第
Ⅱ章2A节第三条(a)和“联合国政府间海事协商组织”决议A70(VW)所规定的在船舶制造方面不可燃烧建筑材料的条件才算合格。
3.吸湿率
吸湿率是岩棉产品的重要指标,按美国国家标准ANSI/ASTMC553-70(1977年)规定,吸湿率应<5%为合格。目前我国生产的岩棉的吸湿率为0.1-0.33%。
4.憎水率
按日本工业标准JISA9512(1977)规定,憎水率应>98%为合格,我国岩棉产品的憎水率已达到99.8%的先进水平。
5.纤维直径
纤维的粗细是决定岩棉机械性能和绝缘性能的重要因素。我国岩棉纤维直径为4-7u,并可根据要求的机械性能来调整。
6.吸声性能
岩棉纤维在吸收声能后将声能迅速地转变为热能,所以岩棉制品具有良好的吸声性。其吸声性能的量为吸声系数α:
a=(EA一E版)×100%/E人式中:EA,入射到材料表面的总声能;Ek,被材料反射回去的声能。
我国岩棉板吸声特性如图2-5所示。
7.工作温度
岩棉制品的工作温度是岩棉制品保温效果不发生变化的最高使用温度,我国目前生产的岩棉纤维通过试验确定最高工作温度为700℃,每种岩棉制品的使用温度是由岩棉纤维的酸度系数、品种、容重、树脂含量及使用方法等因素决定的。
岩棉制品由酚醛树脂粘结剂成型,具有一定的强度,酚醛树脂在200℃时,就开始挥发分解,树脂挥发是正常现象,不影响岩棉制品的保温性能。在高温下树脂挥发,岩棉由黄色变为深褐色,树脂全部挥发时则是岩棉的本色,这些变化均不影响岩棉制品的使用效果。
8.软化温度
软化温度是指材料发生50%变形的温度,我国岩棉制品的软化温度为900-1000℃。
9.化学稳定性
岩棉纤维不仅酸度系数高,而且钾钠氟氯含量限制比较严格,因此化学稳定性好,具有耐水性,做保温材料经较长时间运行或受潮后,不会变成粉沫状及塌落情况。岩棉纤维为中性材料,对任何材料均无腐蚀性。试验证明对于钢材、铝材以及不锈钢等金属材料均无腐蚀性。


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