《土木工程材料》 課件 第11、12章 建筑塑料、絕熱材料和吸聲材料_第1頁
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建筑塑料第十一章目錄01塑料的分類02建筑塑料的基本組成03建筑塑料的主要性能04常用建筑塑料學(xué)習(xí)目標(biāo)的速度入文字1.了解常用建筑塑料的特性及應(yīng)用。2.了解塑料的組成成分及基本性質(zhì)案例引入的速度入文字2015年9月7日晚,中山術(shù)三鄉(xiāng)古鶴工業(yè)區(qū)一塑料廠發(fā)生火災(zāi),起火建筑為一層鋅鐵棚結(jié)構(gòu),燃燒物質(zhì)主要為塑料等,過火面積約1800m2。思考:上述案例反映出塑料的什么特性,實(shí)際施工生產(chǎn)時建筑塑料的存放及使用應(yīng)注意哪些問題?案例引入的速度入文字塑料是以高分子化合物為基本材料,加入各種填充料和改性添加劑,在一定的溫度和壓力下塑制而成的。也有不加任何添加劑和填料,只含合成樹脂的塑料,即單成分塑料。例如,以聚甲基丙烯酸甲酷樹脂制成的塑料,即有機(jī)玻璃。大多數(shù)塑料為多成分塑料。塑料在土木工程中常用作裝修材料、絕熱材料、防水與密封材料、管道及衛(wèi)生潔具等,應(yīng)用于土木工程中的塑料習(xí)慣上稱為建筑塑料。01塑料的分類的速度入文字熱塑性塑料是一類應(yīng)用最廣的塑料,是以熱塑性樹脂作為主要成分,并添加各種助劑而配制成的塑料。在一定的溫度條件下,塑料能軟化或熔融成任意形狀,冷卻后形狀不變;這種狀態(tài)可多次反復(fù)而始終具有可塑性,且這種反復(fù)只是一種物理變化,稱這種塑料為熱塑性塑料。其中包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺、丙烯酸類塑料、其他聚烯烴及其共聚物等。11.1.1按塑料受熱后性能變化進(jìn)行分類1.熱塑性塑料的速度入文字熱塑性塑料根據(jù)性能特點(diǎn)、用途廣泛性和成型技術(shù)通用性等,可分為通用塑料、工程塑料、特殊塑料等。通用塑料的主要特點(diǎn)是:用途廣泛、加工方便、綜合性能好。例如,聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(ABS)又通稱為“五大通用塑料”。工程塑料和特殊塑料的特點(diǎn)是:高聚物的某些結(jié)構(gòu)和性能特別突出,或者成型加工技術(shù)難度較大等,往往應(yīng)用于專業(yè)工程領(lǐng)域或特別場合。主要的工程塑料有:尼龍(Nylon)、聚碳酸酷(PC)、聚氨酷(PU)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚對苯二甲酸乙二醇酷(PET)等,特殊塑料如“醫(yī)用高分子”類的“合成心臟瓣膜”“人工關(guān)節(jié)”等。11.1.1按塑料受熱后性能變化進(jìn)行分類1.熱塑性塑料的速度入文字熱固性塑料第一次加熱時可以軟化流動,加熱到一定溫度,產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)(交聯(lián)反應(yīng))而固化變硬,這種變化是不可逆的,此后,再次加熱時,已不能再變軟流動了。正是借助這種特性進(jìn)行成型加工,利用第一次加熱時的塑化流動,在壓力下充滿型腔,進(jìn)而固化成為確定形狀和尺寸的制品。11.1.1按塑料受熱后性能變化進(jìn)行分類2.熱固性塑料的速度入文字熱固性塑料的特點(diǎn)是在一定溫度下,經(jīng)一定時間加熱、加壓或加入硬化劑后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而硬化。硬化后的塑料化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、質(zhì)地堅硬、不溶于溶劑、加熱也不再軟化,如果溫度過高則就分解。熱塑性塑料中樹脂的分子鏈都是線型或帶支鏈的結(jié)構(gòu),分子鏈之間無化學(xué)鍵產(chǎn)生,加熱時軟化流動和冷卻變硬的過程是物理變化。11.1.1按塑料受熱后性能變化進(jìn)行分類2.熱固性塑料的速度入文字甲醛交聯(lián)型塑料包括酚醛塑料、氨基塑料(如脈-甲醛、三聚氧膠-甲醛等),其他交聯(lián)型塑料包括不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯等。常用的熱固性塑料品種有酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氧膠樹脂、不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚氨酯等。11.1.1按塑料受熱后性能變化進(jìn)行分類2.熱固性塑料的速度入文字通用塑料主要包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯)、聚甲基苯烯酸甲酯和氨基塑料等,其產(chǎn)量占整個塑料產(chǎn)量的90%以上,故又稱之為大宗塑料品種。通用塑料具有產(chǎn)量大、價格低、用途廣、影響面寬等特點(diǎn)。11.1.2按塑料的應(yīng)用進(jìn)行分類1.通用塑料的速度入文字通用工程塑料也稱熱塑性工程塑料或熱塑性工程樹脂,可承受較高的機(jī)械應(yīng)力,能在較寬溫度范圍內(nèi)和較苛刻的化學(xué)、物理環(huán)境中使用。通用工程塑料具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、堅韌、耐磨、易加工成型,以及良好的耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和介電性能,使用壽命較長等特點(diǎn)。常見的通用工程塑料有熱塑性聚酯(PBT)、聚苯醚(PPO)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)和聚酯膠等。11.1.2按塑料的應(yīng)用進(jìn)行分類2.工程塑料1)通用工程塑料的速度入文字特種工程塑料是指綜合性能較高,長期使用溫度在150℃以上的一類工程塑料,主要包括聚苯硫醚(PPS)、聚酯亞膠(PI)、聚醚醚兩(PEEK)、液晶聚合物(LCP)及聚硯(PSF)等。特種工程塑料具有獨(dú)特、優(yōu)異的物理性能,主要應(yīng)用于電子電氣、特種工業(yè)等高科技領(lǐng)域。11.1.2按塑料的應(yīng)用進(jìn)行分類2.工程塑料2)特種工程塑料11.1.2按塑料的應(yīng)用進(jìn)行分類的速度入文字一般塑料材料指用量不大、應(yīng)用范圍不廣、性能一般的一類塑料,主要包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氨酯(PU)、氟塑料類及氯化聚醚等。3.一般塑料的速度入文字特種塑料材料指具有獨(dú)特性能、價格高、產(chǎn)量少、應(yīng)用范圍窄的一類塑料,主要包括耐熱塑料、阻隔塑料及導(dǎo)電塑料等,具體品種有聚苯硫醚(PPS)、聚硯(PSF)、聚酯亞膠(PI)、聚苯膠(PAn)及乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)等。11.1.2按塑料的應(yīng)用進(jìn)行分類4.特種塑料11.1.3按塑料的組分進(jìn)行分類的速度入文字單組分塑料主要是以合成樹脂為主,添加少量助劑的一類塑料,主要有PE塑料、PS塑料、PMMA塑料和PP塑料等。1.單組分塑料的速度入文字多組分塑料除合成樹脂外,還含有較多量助劑,主要有PVC塑料、酚醛塑料和氨基塑料等。2.多組分塑料02建筑塑料的基本組成的速度入文字合成樹脂在塑料中的含量一般在40%~100%。由于其含量大,而且樹脂的性質(zhì)常常決定了塑料的性質(zhì),所以人們常把樹脂看成是塑料的同義詞。例如,把聚氯乙烯樹脂與聚氯乙烯塑料、酚醛樹脂與酚醛塑料混為一談。其實(shí)樹脂與塑料是兩個不同的概念。樹脂是一種未加工的原始聚合物,它不僅用于制造塑料,而且還是涂料、膠黏劑以及合成纖維的原料。而塑料除了極少一部分含100%樹脂外,絕大多數(shù)的塑料,除了主要組分樹脂外,還需要加入其他物質(zhì)。11.2.1合成樹脂的速度入文字合成樹脂還是制造合成纖維、涂料、膠黏劑、絕緣材料等的基礎(chǔ)原料,廣泛使用的樹脂混凝土也以合成樹脂為膠凝材料。合成樹脂和其他競爭材料相比,具有明顯的性能和成本優(yōu)勢,其應(yīng)用滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個方面。包裝是合成樹脂的最大的應(yīng)用術(shù)場,其次是建筑用品。電子、電氣和汽車也是合成樹脂很重要的應(yīng)用領(lǐng)域。其他應(yīng)用術(shù)場還有家具、玩具、娛樂用品、家用器具和醫(yī)療用品等。11.2.1合成樹脂的速度入文字合成樹脂工業(yè)產(chǎn)品可分為通用樹脂和專用樹脂。通用樹脂產(chǎn)量大、成本低,一般用于通用消費(fèi)品或耐用商品,代表性的品種有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS五大類合成樹脂;專用樹脂一般指為專門用途而生產(chǎn)的樹脂,產(chǎn)量較小,生產(chǎn)成本較高,如可替代金屬用于機(jī)械、電子、汽車等部門,工程塑料就屬于專用樹脂的范疇。重要的工程塑料有聚酯膠、聚碳酸酯、聚甲醛、聚對苯二甲酸丁二醇酯、改性聚苯醚及聚四氟乙烯等。另一類專用樹脂是熱塑料彈性體,它具有類似橡膠的彈性,加熱時又可重復(fù)成型。11.2.1合成樹脂的速度入文字根據(jù)化學(xué)組成,合成樹脂又可大致分為兩個類別:一種主鏈僅由脂肪族碳原子構(gòu)成,通用樹脂屬于這一類別;另一種合成樹脂在主鏈中除碳原子外還含有氧、氮和硫等,大部分工程塑料是由雜鏈聚合物構(gòu)成的。根據(jù)工程性能,合成樹脂又可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂。其差別主要來自于聚合物的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)。熱塑性樹脂分子鏈結(jié)構(gòu)為線型或帶支鏈型的,受熱后可塑化(或稱軟化、熔化)和流動,并可多次反復(fù)塑化成型。典型的熱塑性樹脂有聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。11.2.1合成樹脂的速度入文字熱塑性樹脂可以快速成型,并可重復(fù)成型。熱固性樹脂屬立體型結(jié)構(gòu)的高分子聚合物,其分子鏈中含有多官能團(tuán)大分子,在有固化劑存在和受熱、加壓作用下可軟化(或熔化)并同時固化(或熟化)成為不溶、不熔的高聚物。通用的典型熱固性樹脂有苯酚-甲醛樹脂(俗稱酚醛樹脂)、脲-甲醛樹脂(俗稱脲醛樹脂)、三聚氧膠甲醛樹脂(俗稱密膠甲醛樹脂)、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯等。11.2.1合成樹脂的速度入文字填充料的作用是節(jié)約樹脂,降低成本,調(diào)節(jié)塑料的物理化學(xué)性能。例如,纖維、布類填充料可提高塑料的機(jī)械強(qiáng)度;石棉填充料可增加塑料的耐熱性;云母填充料可增強(qiáng)塑料的電絕緣性能;石墨、二硫化釩填充料可改善塑料的摩擦、磨耗等性能。填充料的含量為40%~70%。常用的有機(jī)填充料有木粉、紙屑、廢棉、廢布等;常用的無機(jī)填充料有滑石粉、石墨粉、石棉、玻璃纖維等。11.2.2填充料的速度入文字添加劑是為了改善或調(diào)節(jié)塑料的某些性能,以適應(yīng)使用或加工時的特殊要求而加入的輔助材料,如:11.2.3添加劑增塑劑固化劑著色劑穩(wěn)定劑阻燃劑的速度入文字增塑劑通常是沸點(diǎn)高、難揮發(fā)的液體,或是低熔點(diǎn)的固體,它可提高塑料在高溫加工條件下的可塑性,改進(jìn)低溫脆性和增加柔性。對增塑劑的要求是增塑效率高、不易揮發(fā),與合成樹脂相溶性好,穩(wěn)定性好,價廉等。常用的增塑劑有鄰苯二甲酸酯、磷酸三甲酚酯、樟腦、二苯甲酮等。11.2.3添加劑1.增塑劑的速度入文字固化劑又稱硬化劑或交聯(lián)劑。其主要作用是在聚合物中生成橫跨鍵,使線型高聚物交聯(lián)成體型高聚物,從而使樹脂具有熱固性,制得堅硬的塑料制品。塑料的品種及加工條件不同,所采用的固化劑也不相同。環(huán)氧樹脂中常用膠類、酸酐類化合物,如乙二膠、間苯二膠、鄰苯二甲酸酐等;聚酯樹脂中常用過氧化物;酚醛樹脂中常用烏洛托品(六亞甲基四膠)。11.2.3添加劑2.固化劑的速度入文字加入著色劑可使塑料具有鮮艷的色彩和光澤。著色劑除滿足色彩要求外,還應(yīng)具有分散性好,附著力強(qiáng),不與塑料成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不褪色等特性。著色劑常采用染料或顏料,能產(chǎn)生熒光或磷光的顏料可生產(chǎn)發(fā)光塑料。11.2.3添加劑3.著色劑的速度入文字阻燃劑又稱防火劑,加入后能提高塑料的耐燃性和自熄性。常用的阻燃劑有氫氧化鋁、三氧化銻、十溴聯(lián)苯醚、雙反丁烯二酸酯等。11.2.3添加劑4.阻燃劑的速度入文字穩(wěn)定劑的作用是防止和緩解高聚物的老化,延長塑料制品的使用壽命。例如,炭黑可以作為光屏蔽劑,亞磷酸三苯酯可提高聚合物的抗氧化性等。此外,根據(jù)建筑塑料使用及加工中的需要,還可加入其他添加劑,如生產(chǎn)泡沫塑料可加入發(fā)泡劑,加入抗靜電劑可使塑料產(chǎn)生抗靜電能力等。11.2.3添加劑5.穩(wěn)定劑03建筑塑料的主要性能的速度入文字建筑塑料的主要技術(shù)性質(zhì)如下:(1)質(zhì)量輕。塑料的密度(0.8~2.2g/cm3)為鋼材的1/5,混凝土的1/3,不但降低了施工的勞動強(qiáng)度,而且減輕了建筑物的自重。(2)比強(qiáng)度高。塑料按單位質(zhì)量計算的強(qiáng)度接近鋼材,是一種優(yōu)良的輕質(zhì)高強(qiáng)型材料。(3)保溫絕熱性能好。塑料的導(dǎo)熱性能差,泡沫塑料的導(dǎo)熱性能更差。(4)加工性能好。塑料可以采用比較簡單的方法加工成多種形狀的制品,有利于自動化生產(chǎn)線的實(shí)施。11.3建筑塑料的主要性能的速度入文字(5)富有裝飾性。塑料可以著色,而且色彩豐富耐久。(6)吸水性小。其吸水性一般小于1%,可作防火、防潮材料及制作各種給水、排水管道。(7)抗酸堿腐蝕性強(qiáng)。塑料比金屬材料及無機(jī)材料的抗酸堿腐蝕性強(qiáng),適用于化學(xué)工廠地面、門窗等。建筑上常用的塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種,其主要性能見表11-1。(表11-1請見本書244頁)11.3建筑塑料的主要性能04常用建筑塑料的速度入文字土木工程中應(yīng)用的塑料品種很多。塑料在土木工程中常用于制作管材、板材、門窗、壁紙、地毯、器皿、絕緣材料、裝飾材料、防水及保溫材料等,在選擇和使用塑料時應(yīng)注意其耐熱性,抗老化能力,強(qiáng)度和硬度等性能指標(biāo)。常用的熱塑性塑料有聚氯乙烯塑料(PVC)、聚乙烯塑料(PE)、聚丙烯塑料(PP)、聚苯乙烯塑料(PS)、改性聚苯乙烯塑料(ABS)、聚甲基丙烯酸(PM-MA);常用的熱固性塑料有酚醛樹脂塑料(PF)、脲醛樹脂塑料(UF)、三聚氧膠樹脂塑料(MF)、環(huán)氧樹脂塑料(EP)、不飽和聚酯樹脂塑料(UP)、有機(jī)硅樹脂塑料(SI)等。11.4常用建筑塑料的速度入文字特別值得一提的是玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GRP),俗稱玻璃鋼。玻璃鋼是用玻璃纖維增強(qiáng)酚醛樹脂、聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂等而得到的一種熱固性塑料。一般采用化學(xué)穩(wěn)定性高、價格較低的不飽和聚酯樹脂,其密度在1.5~2.0g/cm3之間,是鋼的1/5~1/4,而抗拉強(qiáng)度卻達(dá)到或超過碳素鋼,其比強(qiáng)度與高級合金相近,屬輕質(zhì)高強(qiáng)材料。其主要弱點(diǎn)是彈性模量低,剛度不如金屬材料。玻璃鋼在航空、高壓容器及其他需要減輕自重的軍用、民用制品上得到廣泛的應(yīng)用。在土木工程中,玻璃鋼可用作建筑結(jié)構(gòu)材料、圍護(hù)材料、屋面采光材料、門窗框架等,還可做成各種容器、管道、便池、浴盆、家具等。11.4常用建筑塑料的速度入文字玻璃鋼的成型方法主要有手糊法、模壓法、噴射法和纏繞法。增強(qiáng)纖維常用玻璃纖維或玻璃布,有特殊要求時也采用碳纖維或硼纖維。對耐酸性要求高的玻璃鋼應(yīng)選用酚醛或環(huán)氧樹脂等作膠結(jié)材,且應(yīng)選用無堿纖維。表11-2列出了常用建筑塑料的特性與用途。(表11-2請見本書245/246頁)11.4常用建筑塑料的速度入文字塑料型材主要有以下幾種:11.4.1塑料型材塑料門窗塑料地板玻璃鋼建筑制品塑料門窗的速度入文字塑料地板包括用于地面裝飾的各類塑料塊板和鋪地卷材。塑料地板不僅起著裝飾、美化環(huán)境的作用,還賦予步行者以舒適的腳感,能起到御寒保溫的作用,對減輕疲勞、調(diào)整心態(tài)有重要的作用。塑料地板可應(yīng)用于絕大多數(shù)的公用建筑,如辦公樓、商店、學(xué)校等地面。另外,以乙煥黑作為導(dǎo)電填料的防靜電聚氯乙烯(polyvinylchloride,Pvc)地板廣泛用于郵電部門、試驗(yàn)室、計算機(jī)房、精密儀表控制車間等的地面敷設(shè),以消除靜電危害。11.4.1塑料型材1.塑料地板的速度入文字為了保護(hù)人民群眾的身體健康,國家制定的《室內(nèi)裝飾裝修材料聚氯乙烯卷材地板中有害物質(zhì)限量》(GB18586-2001)中除規(guī)定禁止使用鉛鹽作為穩(wěn)定劑外,在標(biāo)準(zhǔn)限量指標(biāo)上也著重控制氯乙烯單體、鉛、鎬含量和有機(jī)化合物揮發(fā)總量,具體指標(biāo)見表11-3。(表11-3請見本書246頁)11.4.1塑料型材1.塑料地板的速度入文字由于塑料具有容易加工成型和拼裝上的優(yōu)點(diǎn),因此塑料門窗結(jié)構(gòu)的設(shè)計有更大的靈活性。常見的塑料窗有側(cè)開窗(又稱推拉窗)和平開窗兩種,塑料門按結(jié)構(gòu)形式不同主要有鑲板門、框板門和折疊門。與鋼、木門窗及鋁合金門窗相比,塑料門窗有以下特點(diǎn):(1)隔熱性能優(yōu)異。常用聚氯乙烯的導(dǎo)熱系數(shù)雖與木材相近,但由于塑料門窗框、扇均為中空異型材,密閉空氣層的導(dǎo)熱系數(shù)極低,所以它的保溫隔熱性能遠(yuǎn)優(yōu)于木門窗,相比木門窗可節(jié)約大量能源。11.4.1塑料型材2.塑料門窗的速度入文字(2)氣密性、水密性好。塑料門窗所用的中空異型材采用擠壓成型,尺寸準(zhǔn)確,而且型材側(cè)面帶有嵌固彈性密封條的凹槽,使密封性大大改善,當(dāng)風(fēng)速為40km/h時,空氣泄漏量僅為0.03m3/min。密封性的改善不僅提高了門窗的水密性、氣密性,也減少了進(jìn)入室內(nèi)的塵土,改善了生活、工作環(huán)境。(3)裝飾性好。塑料門窗的尺寸準(zhǔn)確,一次成型,具有良好的裝飾性。考慮到吸熱及老化問題,塑料外窗多為白色。11.4.1塑料型材2.塑料門窗的速度入文字(4)加工性能好。利用塑料易加工成型的優(yōu)點(diǎn),只要改變模具,即可擠壓出適合不同風(fēng)壓要求及建筑功能要求的復(fù)雜斷面的中空異型材。(5)隔聲性能好。塑料門窗的隔聲效果優(yōu)于普通門窗。根據(jù)德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN4109的試驗(yàn),塑料門窗隔聲達(dá)30dB,而普通門窗的隔聲只有25dB。11.4.1塑料型材2.塑料門窗的速度入文字另外,塑料門窗應(yīng)具有較好的耐老化性能。在生產(chǎn)塑料門窗時應(yīng)在所用的樹脂中加入適當(dāng)?shù)目估匣瘎蛊淇估匣杂锌煽康谋WC。德國最早使用的塑料門窗至今已有30余年,除光澤稍有變化外,其性能無明顯變化。11.4.1塑料型材2.塑料門窗的速度入文字塑料墻紙是以一定材料為基材,對其表面進(jìn)行涂塑后,再經(jīng)過印花、壓花或發(fā)泡處理等多種工藝而制成的一種墻面裝飾材料。它是目前國內(nèi)外使用廣泛的一種室內(nèi)墻面裝飾材料,也可用于頂棚、梁柱及車輛、船舶、飛機(jī)的表面裝飾。塑料墻紙一般分為普通墻紙、發(fā)泡墻紙和特種墻紙三類。11.4.1塑料型材3.塑料墻紙的速度入文字常見的玻璃鋼建筑制品是以玻璃纖維及其織物為增強(qiáng)材料,以熱固性不飽和聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂等為膠黏材料制成的一種復(fù)合材料。它的質(zhì)量輕,強(qiáng)度接近鋼材,因此,被稱為玻璃鋼。常見的玻璃鋼建筑制品有玻璃鋼波形瓦、玻璃鋼采光罩、玻璃鋼衛(wèi)生潔具等。11.4.1塑料型材4.玻璃鋼建筑制品的速度入文字常用的塑料管材主要有以下幾種:11.4.2塑料管材硬質(zhì)聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯塑料管其他塑料管的速度入文字UPVC塑料管是使用最普遍的一種塑料管,約占全部塑料管材的80%。UPVC塑料管的特點(diǎn)是有較高的硬度和剛度,許用應(yīng)力一般在10MPa以上,價格比其他塑料管低,故UPVC塑料管在產(chǎn)量中居第一位。UPVC塑料管有I型、Ⅱ型和Ⅲ型產(chǎn)品。UPVC塑料管的使用范圍很廣,可用于給水、排水、灌溉、供氣、排氣等管道,住宅生活用管道,工礦業(yè)工藝管道及電線、電纜套管等。11.4.2塑料管材1.硬質(zhì)聚氯乙烯(Upvc)塑料管的速度入文字I型管是高強(qiáng)度聚氯乙烯管,在加工過程中的樹脂添加劑中增塑劑成分為最低,通常稱為未增塑聚氯乙烯管,具有較好的物理和化學(xué)性能,其熱變形溫度為70℃,最大的缺點(diǎn)是低溫下較脆,沖擊強(qiáng)度低。11.4.2塑料管材1.硬質(zhì)聚氯乙烯(Upvc)塑料管1)I型管的速度入文字Ⅱ型管又稱耐沖擊聚氯乙烯管,在制造過程中加入了丙烯睛-丁二烯-苯乙烯(Acryloni-trile-ButAdiene-styrene,ABS)、氯化聚乙烯(chlorinAtedpolyethylene,CPE)或丙烯酸樹脂等改性劑,因此,其抗沖擊性能比I型高,熱變形溫度比I型低,為60℃。11.4.2塑料管材1.硬質(zhì)聚氯乙烯(Upvc)塑料管2)Ⅱ型管的速度入文字Ⅲ型管為氯化聚氯乙烯管,具有較高的耐熱和耐化學(xué)性能,熱變形溫度為100℃,故又稱為高溫聚氯乙烯管。其使用溫度可達(dá)100℃,可用于沸水管道。11.4.2塑料管材1.硬質(zhì)聚氯乙烯(Upvc)塑料管3)Ⅲ型管的速度入文字聚乙烯塑料管的特點(diǎn)是比重小、強(qiáng)度與重量比值高,脆化溫度低(-80℃),優(yōu)良的低溫性能和韌性使其能抗車輛和機(jī)械振動、冰凍和解凍及操作壓力突然變化的破壞。聚乙烯塑料管的性能穩(wěn)定,在低溫下能經(jīng)受搬運(yùn)和使用中的沖擊;不受輸送介質(zhì)中液態(tài)徑的化學(xué)腐蝕;管壁光滑,介質(zhì)流動阻力小。11.4.2塑料管材2.聚乙烯(polyethylene,PE)塑料管的速度入文字聚乙烯塑料管可分為以下幾種:11.4.2塑料管材2.聚乙烯(polyethylene,PE)塑料管低密度聚乙烯管中密度聚乙烯管高密度聚乙烯管的速度入文字高密度聚乙烯管的耐熱性能和機(jī)械性能均高于中密度和低密度聚乙烯管,是一種難透氣、透濕,滲透性最低的管材。11.4.2塑料管材2.聚乙烯(polyethylene,PE)塑料管1)木材中的水分2)低密度聚乙烯管低密度聚乙烯管的特點(diǎn)是化學(xué)穩(wěn)定性和高頻絕緣性能十分優(yōu)良,柔軟性、伸長率、耐沖擊和透明性比中、高密度聚乙烯管好,但管材許用應(yīng)力僅為高密度聚乙烯管的一半(高密度聚乙烯管為5MPa,低密度聚乙烯管為2.5~3MPa)。的速度入文字中密度聚乙烯管既有高密度聚乙烯管的剛性和強(qiáng)度,又有低密度聚乙烯管良好的柔性和耐蠕變性,有比高密度聚乙烯管更高的熱熔連接性能,對管道安裝十分有利,其綜合性能高于高密度聚乙烯管。聚乙烯塑料管中,中密度和高密度聚乙烯管最適宜用作城術(shù)燃?xì)夂吞烊粴夤艿溃忻芏染垡蚁┕芨軞g迎。低密度聚乙烯管宜用作飲用水管、電纜導(dǎo)管、農(nóng)業(yè)噴灑管道、泵站管道,特別適用于需要移動的管道。11.4.2塑料管材2.聚乙烯(polyethylene,PE)塑料管3)中密度聚乙烯管的速度入文字與其他塑料管相比,聚丙烯塑料管具有較高的表面硬度、表面光潔度,其流體阻力小,使用溫度范圍為100℃以下,許用應(yīng)力為5MPa,彈性模量為130MPa。聚丙烯塑料管多用作化學(xué)廢料排放管、化學(xué)室廢水管、鹽水處理管及鹽水管道。11.4.2塑料管材3.聚丙烯塑料管3)中密度聚乙烯管的速度入文字由丙烯和少量其他的單體共聚的聚丙烯稱為共聚聚丙烯,共聚聚丙烯可以減少聚丙烯高分子鏈的整體性,從而減少聚丙烯的結(jié)晶度,達(dá)到提高聚丙烯韌性的目的。共聚聚丙烯又分為嵌段共聚聚丙烯和無規(guī)共聚聚丙烯。無規(guī)共聚聚丙烯具有優(yōu)良的韌性和抗溫度變形性能,能耐95℃以上的沸水,低溫脆化溫度可降至-15℃,是制作熱水管的優(yōu)良材料,現(xiàn)已在建筑工程中廣泛應(yīng)用。但無規(guī)共聚聚丙烯塑料管的使用溫度有一定的限制。11.4.2塑料管材3.聚丙烯塑料管3)中密度聚乙烯管的速度入文字ABS塑料管的使用溫度為90℃以下,許用壓力在7.6MPa以上。由于ABS塑料管具有比硬聚氯乙烯管、聚乙烯塑料管更高的沖擊韌性和熱穩(wěn)定性,因而,可用作溫度較高的管道。在國外,ABS塑料管常用作衛(wèi)生潔具下水管、輸氣管、污水管、地下電氣導(dǎo)管、高腐蝕工業(yè)管道等。11.4.2塑料管材4.其他塑料管1)ABS塑料管的速度入文字聚丁烯塑料管的柔性與中密度聚乙烯管相似,強(qiáng)度特性介于聚乙烯塑料管和聚丙烯塑料管之間,具有獨(dú)特的抗蠕變(冷變形)性能。因此,聚丁烯塑料管需在較大負(fù)荷作用下才被破壞,這為管材提供了額外的安全系數(shù),使之能經(jīng)受反復(fù)絞纏而不折斷。11.4.2塑料管材4.其他塑料管2)聚丁烯塑料管的速度入文字聚丁烯塑料管的許用應(yīng)力為8MPA,彈性模量為50MPA,使用溫度范圍為95℃以下。聚丁烯塑料管在化學(xué)性質(zhì)上不活潑,能抗細(xì)菌、藻類或霉菌,因此,可用作地下埋設(shè)管道。聚丁烯塑料管主要用作給水管、熱水管、樓板采暖供熱管、冷水管及燃?xì)夤艿馈?1.4.2塑料管材4.其他塑料管2)聚丁烯塑料管的速度入文字玻璃纖維增強(qiáng)塑料管俗稱玻璃鋼管。玻璃鋼管具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐腐蝕、不結(jié)垢、阻力小、耗能低、運(yùn)輸方便、拆裝簡便、檢修容易等優(yōu)點(diǎn)。玻璃鋼管主要用作石油化工管道和大口徑給水、排水管。11.4.2塑料管材4.其他塑料管3)玻璃鋼管的速度入文字隨著材料復(fù)合技術(shù)的迅速發(fā)展,以及各行各業(yè)對管材性能提出的要求越來越高,塑料管材的復(fù)合化出現(xiàn)并被應(yīng)用。復(fù)合塑料管的類型主要有熱固性樹脂玻璃鋼復(fù)合熱塑性塑料管材、熱固性樹脂玻璃鋼復(fù)合熱固性塑料管材、不同品種熱塑性塑料的雙層或多層復(fù)合管材以及與金屬復(fù)合的管材等。11.4.2塑料管材4.其他塑料管4)復(fù)合塑料管的速度入文字塑料plastics聚乙烯(PE)polythene聚乙烯醇(PVA)polyvinylalcohol聚醋酸乙烯(PVAC)polyvinylacetAte聚氯乙烯(PVC)polyvinylchloride聚乙烯醇縮甲醛(PVFO)polyvinylformal知識拓展1.建筑塑料相關(guān)的英文詞匯拓展閱讀請見本書249/252頁1.塑料最基本的、最重要的成分是()。A.樹脂B.填充劑C.潤滑劑D.著色劑2.PS的主要缺點(diǎn)不包括()。A.脆性大B.力學(xué)強(qiáng)度不高C.耐熱性差D.難于加工3.下列關(guān)于熱塑性聚合物說法中,正確的是()。A.反復(fù)加熱軟化B.都有固定熔點(diǎn)C.分子結(jié)構(gòu)一定是線性D.分子結(jié)構(gòu)一定是支鏈結(jié)構(gòu)本章習(xí)題一、選擇題本章習(xí)題二、填空題1.氯乙烯的英文縮寫為_________。2.塑料由起膠結(jié)作用的_________和起改性作用的_________構(gòu)成的。本章習(xí)題三、簡答題的速度入文字1.建筑塑料的主要技術(shù)性質(zhì)有哪些?2.與傳統(tǒng)材料相比,建筑塑料有何優(yōu)缺點(diǎn)?感/謝/觀/看THANKYOUFORWATCHING絕熱材料和吸聲材料第十二章目錄01絕熱材料的基本用途02吸聲材料學(xué)習(xí)目標(biāo)的速度入文字1.了解普通絕熱材料和吸聲材料的基本組成材料與要求2.了解絕熱材料的作用及影響因素3.了解絕熱材料的選用及基本要4.了解絕熱材料的選用及基本要案例引入的速度入文字XX體育中心總建設(shè)面積96200m2。項目的整體設(shè)計中,將該地區(qū)獨(dú)特的地貌肌理作為基本元素,用建筑地形學(xué)的操作方法來規(guī)劃場地和設(shè)計建筑,很好地體現(xiàn)出靖江獨(dú)有的地貌特征。體育館與游泳館利用屋頂?shù)倪B接形成極具張力的幾何形體量,與橢圓形的體育場一起構(gòu)成場地內(nèi)的標(biāo)志性建筑,立面主要采用鈦鋅金屬板、金屬穿孔板、玻璃幕墻等材料,利用體塊穿插的手法消減巨大體量帶來的壓抑感,精心設(shè)計的細(xì)部節(jié)點(diǎn)突顯了建筑的精致典雅。案例引入的速度入文字XX體育中心包括體育館、訓(xùn)練館、新聞中心、游泳館等對室內(nèi)聲學(xué)環(huán)境具有要求的空間,各空間根據(jù)其使用功能確定室內(nèi)建筑聲學(xué)技術(shù)指標(biāo)和要求。體育館比賽大廳以體育比賽為主,兼顧大型活動和表演。訓(xùn)練大廳以體育訓(xùn)練為主。新聞發(fā)布廳以室內(nèi)語言清晰度為主要設(shè)計目標(biāo)。比賽大廳以擴(kuò)聲為主,建筑聲學(xué)設(shè)計通過控制廳內(nèi)的混響時間和其頻率特性,確保具有較高的語言清晰度。室內(nèi)聲場要求避免出現(xiàn)回聲、顫動回聲及聲聚焦等影響語言清晰度的聲學(xué)缺陷。思考的速度入文字1.

大型體育場館隔聲應(yīng)該注意哪些問題?2.場館建筑聲學(xué)與裝飾設(shè)計可以從什么要點(diǎn)入手?01絕熱材料的基本用途的速度入文字絕熱材料是防止住宅、生產(chǎn)車間、公共建筑及各種熱工設(shè)備中熱量傳遞的材料,也就是具有保溫隔熱性能的材料。在土木工程中,絕熱材料主要用于墻體和屋頂保溫隔熱,以及熱工設(shè)備、采暖和空調(diào)管道、冷藏設(shè)備的保溫。在建筑物中合理采用絕熱材料能提高建筑物使用效能,保證正常地生產(chǎn)、工作和生活,能減少熱損失,節(jié)約能源。據(jù)統(tǒng)計,具有良好的絕熱功能的建筑,其能源可節(jié)省25%~50%。因此,在土木工程中,合理地使用絕熱材料具有重要意義。12.1絕熱材料的基本用途的速度入文字熱從本質(zhì)上是由組成物質(zhì)的分子、原子和電子等,在物質(zhì)內(nèi)部的移動、轉(zhuǎn)動和振動所產(chǎn)生的能量。在任何介質(zhì)中,當(dāng)兩點(diǎn)之間存在溫度差時,就會產(chǎn)生熱能傳遞現(xiàn)象,熱能將由溫度較高點(diǎn)傳遞至溫度較低點(diǎn)。傳熱的基本形式有熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射三種。通常情況下,三種傳熱方式是共存的,但因保溫隔熱性能良好的材料是多孔且封閉的,雖然在材料的孔隙內(nèi)有著空氣,起著對流和輻射作用,但與熱傳導(dǎo)相比,熱對流和熱輻射所占的比例很小,故在熱工計算時通常不予考慮,而主要考慮熱傳導(dǎo)。12.1.1絕熱材料的作用及影響因素1.絕熱材料的作用原理的速度入文字不同的土木工程材料具有不同的熱物理性能,衡量其保溫隔熱性能優(yōu)劣的指標(biāo)主要是導(dǎo)熱系數(shù)W/(m?K)。導(dǎo)熱系數(shù)越小,則通過材料傳遞的熱量越少,其保溫隔熱性能越好。工程中通常把導(dǎo)熱系數(shù)小于0.23W/(m?K)的材料稱為絕熱材料。12.1.1絕熱材料的作用及影響因素1.絕熱材料的作用原理的速度入文字影響材料導(dǎo)熱性的主要因素有以下幾點(diǎn):12.1.1絕熱材料的作用及影響因素2.影響材料導(dǎo)熱性的主要因素材料的組成及微觀結(jié)構(gòu)表觀密度與孔隙特征材料的濕度熱流方向溫度的速度入文字(1)材料的組成及微觀結(jié)構(gòu)不同的材料其導(dǎo)熱系數(shù)是不同的。一般來說,金屬的導(dǎo)熱系數(shù)最大,非金屬次之,液體再次之,氣體最小。對于同一種材料,其微觀結(jié)構(gòu)不同,導(dǎo)熱系數(shù)也有很大的差異,一般地,結(jié)晶體結(jié)構(gòu)的最大,微晶體結(jié)構(gòu)的次之,玻璃體結(jié)構(gòu)的最小。但對于絕熱材料來說,由于孔隙率大,氣體(空氣)對導(dǎo)熱系數(shù)的影響起主要作用,而固體部分的結(jié)構(gòu)不論是晶態(tài)還是玻璃態(tài),對導(dǎo)熱系數(shù)的影響均不大。12.1.1絕熱材料的作用及影響因素2.影響材料導(dǎo)熱性的主要因素的速度入文字(2)表觀密度與孔隙特征由于材料中固體物質(zhì)的熱傳導(dǎo)能力比空氣大得多,故表觀密度小的材料,因其孔隙率大,導(dǎo)熱系數(shù)小。在孔隙率相同時,孔隙尺寸愈大,導(dǎo)熱系數(shù)愈大;連通孔隙的比封閉孔隙的導(dǎo)熱系數(shù)大。對于纖維狀材料,當(dāng)纖維之間壓實(shí)至某一表觀密度時,其導(dǎo)熱系數(shù)最小,該表觀密度稱為最佳表觀密度。當(dāng)纖維材料的表觀密度小于最佳表觀密度時,其導(dǎo)熱系數(shù)反而增大,這是由于孔隙增大且相互連通,引起空氣對流的結(jié)果。12.1.1絕熱材料的作用及影響因素2.影響材料導(dǎo)熱性的主要因素的速度入文字(3)材料的濕度材料吸濕受潮后,其導(dǎo)熱系數(shù)增大,這在多孔材料中最為明顯。這是由于水的導(dǎo)熱系數(shù)0.58W/(m?K)遠(yuǎn)大于密閉空氣的導(dǎo)熱系數(shù)0.023W/(m?K)。當(dāng)絕熱材料中吸收的水分結(jié)冰時,其導(dǎo)熱系數(shù)會進(jìn)一步增大。因?yàn)楸膶?dǎo)熱系數(shù)為2.33W/(m?K),比水的大。因此,絕熱材料應(yīng)特別注意防水防潮。12.1.1絕熱材料的作用及影響因素2.影響材料導(dǎo)熱性的主要因素的速度入文字(3)材料的濕度材料在使用時,蒸汽滲透是值得注意的問題。水蒸氣能從溫度較高的一側(cè)滲入材料。當(dāng)水蒸氣在材料孔隙中達(dá)到最大飽和度時就凝結(jié)成水,從而使溫度較低的一側(cè)表面上出現(xiàn)冷凝水滴。這不僅大大提高了導(dǎo)熱性,而且還會降低材料的強(qiáng)度和耐久性。防止蒸汽滲透的方法是在可能出現(xiàn)冷凝水的界面上,用瀝青卷材、鋁箱或塑料薄膜等憎水性材料加做隔蒸汽層。12.1.1絕熱材料的作用及影響因素2.影響材料導(dǎo)熱性的主要因素的速度入文字(4)溫度材料的導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度的升高而增大。因?yàn)闇囟壬邥r,材料固體分子的熱運(yùn)動增強(qiáng),同時材料孔隙中空氣的導(dǎo)熱和孔壁間的輻射作用也有所增加。但當(dāng)溫度在0~50℃范圍內(nèi)時,這種影響并不顯著,只有對處于高溫或負(fù)溫下的材料,才要考慮溫度的影響。12.1.1絕熱材料的作用及影響因素2.影響材料導(dǎo)熱性的主要因素的速度入文字(5)熱流方向?qū)τ诟飨虍愋缘牟牧希缒静牡壤w維質(zhì)的材料,當(dāng)熱流平行于纖維方向時,熱流受阻小,故導(dǎo)熱系數(shù)大。而熱流垂直于纖維方向時,熱流受阻大,故導(dǎo)熱系數(shù)小。以松木為例,當(dāng)熱流垂直于木紋時,導(dǎo)熱系數(shù)為0.17W/(m?K),而當(dāng)熱流平行于木紋時,則導(dǎo)熱系數(shù)為0.35W/(m?K)。12.1.1絕熱材料的作用及影響因素2.影響材料導(dǎo)熱性的主要因素的速度入文字上述各項因素中以表觀密度和濕度的影響最大。因而在測定材料的導(dǎo)熱系數(shù)時,也必須測定材料的表觀密度。至于濕度,通常對多數(shù)絕熱材料可取空氣相對濕度為80%~85%時材料的平衡濕度作為參考值,應(yīng)盡可能在這種濕度條件下測定材料的導(dǎo)熱系數(shù)。12.1.1絕熱材料的作用及影響因素2.影響材料導(dǎo)熱性的主要因素的速度入文字絕熱材料按化學(xué)成分可分為有機(jī)和無機(jī)兩大類;按材料的構(gòu)造可分為纖維狀、松散粒狀和多孔狀三種。通常可制成板、片、卷材或管殼等多種形式的制品。一般來說,無機(jī)絕熱材料的表觀密度較大,但不易腐朽,不會燃燒,有的能耐高溫。有機(jī)絕熱材料則質(zhì)輕,絕熱性能好,但耐熱性較差?,F(xiàn)將土木工程中常用的絕熱材料簡介如下。12.1.2常用絕熱材料的速度入文字這類材料主要是以礦棉、石棉、玻璃棉及植物纖維等為主要原料,制成板、筒、氈等形狀的制品,廣泛用于住宅建筑和熱工設(shè)備、管道等的保溫隔熱。這類絕熱材料通常也是良好的吸聲材料。12.1.2常用絕熱材料1.纖維狀保溫隔熱材料的速度入文字石棉是一種天然礦物纖維,主要化學(xué)成分是含水硅酸鎂,具有耐火、耐熱、耐酸堿、絕熱、防腐、隔音及絕緣等特性。常制成石棉粉、石棉紙板和石棉氈等制品。由于石棉中的粉塵對人體有害,因此民用建筑中已很少使用,目前主要用于工業(yè)建筑的隔熱、保溫及防火覆蓋等。石棉及其制品的示意圖如圖12-1所示。(圖12-1請見本書256頁)12.1.2常用絕熱材料1.纖維狀保溫隔熱材料1)石棉及其制品的速度入文字礦棉一般包括礦渣棉和巖石棉。礦渣棉所用原料有高爐硬礦渣、銅礦渣等,并加一些調(diào)節(jié)原料(鈣質(zhì)和硅質(zhì)原料);巖石棉的主要原料為天然巖石(白云石、花崗石或玄武巖等)。上述原料經(jīng)熔融后,用噴吹法或離心法制成細(xì)纖維。礦棉具有輕質(zhì)、不燃、絕熱和絕緣等性能,且原料來源廣,成本較低,可制成礦棉板、礦棉氈及管殼等。礦棉可用作建筑物的墻壁、屋頂、天花板等處的保溫隔熱和吸聲材料,以及熱力管道的保溫材料。礦棉及其制品的示意圖如圖12-2所示。(圖12-2請見本書256頁)12.1.2常用絕熱材料1.纖維狀保溫隔熱材料2)礦棉及其制品的速度入文字玻璃棉是用玻璃原料或碎玻璃經(jīng)熔融后制成的纖維材料,包括短棉和超細(xì)棉兩種。短棉的表觀密度為40~150kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.035~0.058W/(m?K),價格與礦棉相近??芍瞥蔀r青玻璃棉氈、板及酚醛玻璃棉氈、板等制品,廣泛用在溫度較低的熱力設(shè)備和房屋建筑中的保溫隔熱,同時它還是良好的吸聲材料。超細(xì)棉直徑在4μm左右,表觀密度可小至18kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.028~0.037W/(m.K),絕熱性能更為優(yōu)良。12.1.2常用絕熱材料1.纖維狀保溫隔熱材料3)玻璃棉及其制品的速度入文字植物纖維復(fù)合板是以植物纖維為主要材料加入膠結(jié)料和添加料而制成。其表觀密度為200~1200kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.058W/(m?K),可用于墻體、地板、頂棚等,也可用于冷藏庫、包裝箱等。木質(zhì)纖維板是以木材下腳料經(jīng)機(jī)械制成木絲,加入硅酸鈉溶液及普通硅酸鹽水泥,經(jīng)攪拌、成型、冷壓、養(yǎng)護(hù)和干燥而制成。甘蔗板是以甘蔗渣為原料,經(jīng)過蒸制、加壓、干燥等工序制成的一種輕質(zhì)、吸聲、保溫和絕熱的材料。木質(zhì)纖維板的示意圖如圖12-3所示。(圖12-3請見本書257頁)12.1.2常用絕熱材料1.纖維狀保溫隔熱材料4)植物纖維復(fù)合板的速度入文字陶瓷纖維是以氧化硅、氧化鋁為主要原料,經(jīng)高溫熔融、蒸汽(或壓縮空氣)噴吹或離心噴吹(或溶液紡絲再經(jīng)烯結(jié))而制成的,表觀密度為140~150kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.1160~0.186W/(m?K),最高使用溫度為1100~1350℃,耐火度>1770℃,可加工成紙、繩、帶、毯、氈等制品,供高溫絕熱或吸聲之用。陶瓷纖維絕熱制品的示意圖如圖12-4所示。(圖12-4請見本書257頁)12.1.2常用絕熱材料1.纖維狀保溫隔熱材料5)陶瓷纖維絕熱制品的速度入文字蛭石是一種天然礦物,經(jīng)850~1000℃煅燒,體積急劇膨脹,單顆粒體積能膨脹約20倍。膨脹蛭石的主要特性是表觀密度為80~900kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.046~0.070W/(m.K),可在1000~1100℃溫度下使用,不蛀、不腐,但吸水性較大。膨脹蛭石可以呈松散狀鋪設(shè)于墻壁、樓板、屋面等夾層中,作為絕熱、隔聲之用。使用時應(yīng)注意防潮,以免吸水后影響絕熱效果。12.1.2常用絕熱材料2.散粒狀保溫隔熱材料1)膨脹蛭石及其制品的速度入文字膨脹蛭石也可與水泥、水玻璃等膠凝材料配合,澆制成板,用于墻、樓板和屋面板等構(gòu)件的絕熱。其制品通常用10%~15%體積的水泥,85%~90%體積的膨脹蛭石,適量的水經(jīng)拌和、成型、養(yǎng)護(hù)而成。其制品的表觀密度為300~550kg/m3,相應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.08~0.10W/(m?K),抗壓強(qiáng)度為0.2~1.0MPa,耐熱溫度為600℃。水玻璃膨脹蛭石制品是以膨脹蛭石、水玻璃和適量氮硅酸鈉(Na2SiF6)配制而成的。其表觀密度為300~550kg/m3,相應(yīng)的導(dǎo)熱系數(shù)為0.079~0.084W/(m?K),抗壓強(qiáng)度為0.35~0.65MPa,最高耐熱溫度為900℃。12.1.2常用絕熱材料2.散粒狀保溫隔熱材料1)膨脹蛭石及其制品的速度入文字膨脹珍珠巖是由天然珍珠巖煅燒而成的,呈蜂窩泡沫狀的白色或灰白色顆粒,是一種高效能的絕熱材料。其堆積密度為40~500kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.047~0.070W/(m?K),最高使用溫度可達(dá)800℃,最低使用溫度為-200℃。其具有吸濕小、無毒、不燃、抗菌、耐腐、施工方便等特點(diǎn)。建筑上廣泛用作圍護(hù)結(jié)構(gòu)、低溫及超低溫保冷設(shè)備、熱工設(shè)備等的絕熱保溫材料,也可用于制作吸聲制品。12.1.2常用絕熱材料2.散粒狀保溫隔熱材料2)膨脹珍珠巖及其制品的速度入文字膨脹珍珠巖制品是以膨脹珍珠巖為主,配合適量膠結(jié)材料(水泥、水玻璃、磷酸鹽、瀝青等),經(jīng)拌和、成型和養(yǎng)護(hù)(或干燥,或焙燒)后制成板、塊和管殼等制品。膨脹珍珠巖的示意圖如圖12-5所示。(圖12-5請見本書258頁)12.1.2常用絕熱材料2.散粒狀保溫隔熱材料2)膨脹珍珠巖及其制品的速度入文字微孔硅酸鈣制品是用粉狀二氧化硅材料(硅藻土)、石灰、纖維增強(qiáng)材料及水等,經(jīng)攪拌、成型、蒸壓處理和干燥等工序而制成。以托貝莫來石為主要水化產(chǎn)物的微孔硅酸鈣表觀密度約為200kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.047W/(m?K),最高使用溫度約為650℃。以硬硅鈣石為主要水化產(chǎn)物的微孔硅酸鈣,其表觀密度約為230kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.056W/(m?K),最高使用溫度可達(dá)1000℃。用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)及管道保溫,效果較水泥膨脹珍珠巖和水泥膨脹蛭石好。12.1.2常用絕熱材料3.多孔性板塊絕熱材料1)微孔硅酸鈣制品的速度入文字泡沫玻璃是由玻璃粉和發(fā)泡劑等經(jīng)配料、燒制而成。氣孔率為80%~95%,氣孔直徑為0.1~5.0mm,且大量為封閉而孤立的小氣泡。其表觀密度為150~600kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.058~0.128W/(m.K),抗壓強(qiáng)度為0.8~15.0MPa。采用普通玻璃粉制成的泡沫玻璃最高使用溫度為300~400℃,若用無堿玻璃粉生產(chǎn)時,則最高使用溫度可達(dá)800~1000℃,耐久性好,易加工,可用于多種絕熱需要的工程。泡沫玻璃的示意圖如圖12-6所示。(圖12-6請見本書259頁)12.1.2常用絕熱材料3.多孔性板塊絕熱材料2)泡沫玻璃的速度入文字泡沫混凝土由水泥、水、松香泡沫劑混合后,經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)而制成的一種多孔、輕質(zhì)、保溫、絕熱、吸聲的材料。也可用粉煤灰、石灰、石膏和泡沫劑制成粉煤灰泡沫混凝土。泡沫混凝土的表觀密度為300~500kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.082~0.186W/(m?K)。12.1.2常用絕熱材料3.多孔性板塊絕熱材料3)泡沫混凝土的速度入文字加氣混凝土是由水泥、石灰、粉煤灰和發(fā)泡劑(鋁粉)配制而成,是一種保溫絕熱性能良好的輕質(zhì)材料。由于加氣混凝土的表觀密度?。?00~700kg/m3),導(dǎo)熱系數(shù)(0.093~0.164W/(m?K))要比烯結(jié)普通磚小許多,因而24cm厚的加氣混凝土墻體,其保溫絕熱效果優(yōu)于37cm厚的磚墻。此外,加氣混凝土的耐火性能良好。12.1.2常用絕熱材料3.多孔性板塊絕熱材料4)加氣混凝土的速度入文字硅藻土是由水生硅藻類生物的殘散堆積而成的,其孔隙率為50%~80%,導(dǎo)熱系數(shù)為0.060W/(m?K),具有很好的絕熱性能,最高使用溫度可達(dá)900℃,可用作填充料或制成制品。12.1.2常用絕熱材料3.多孔性板塊絕熱材料5)硅藻土的速度入文字泡沫塑料以各種樹脂為基料,加入一定劑量的發(fā)泡劑、催化劑、穩(wěn)定劑等輔助材料,經(jīng)加熱發(fā)泡而制成的一種具有輕質(zhì)、保溫、絕熱、吸聲、抗震性能的材料。目前我國生產(chǎn)的有:聚苯乙烯泡沫塑料,其表觀密度為20~75kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.038~0.047W/(m?K),最高使用溫度為70℃;聚氯乙烯泡沫塑料,其表觀密度為12~75kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.031~0.045W/(m?K),最高使用溫度為70℃,遇火能自行熄滅;12.1.2常用絕熱材料3.多孔性板塊絕熱材料6)泡沫塑料的速度入文字聚氨酯泡沫塑料,其表觀密度為30~65kg/m3,導(dǎo)熱系數(shù)為0.035~0.042W/(m?K),最高使用溫度可達(dá)120℃,最低使用溫度為-60℃。此外,還有脲醛樹脂泡沫塑料及其制品等。該類絕熱材料可用于復(fù)合墻板及屋面板的夾芯層、冷藏及包裝等絕熱需要。由于這類材料造價高,且具有可燃性,因此應(yīng)用上受到一定限制。隨著這類材料性能的改善,今后將向著高效、多功能方向發(fā)展。泡沫塑料的示意圖如圖12-7所示。(圖12-7請見本書260頁)12.1.2常用絕熱材料3.多孔性板塊絕熱材料6)泡沫塑料的速度入文字軟木也叫栓木。軟木板是用栓皮、棟樹皮或黃菠蘿樹皮為原料,經(jīng)破碎后與皮膠溶液拌和,再加壓成型,在溫度為80℃的干燥室中干燥一晝夜而制成。軟木板具有表觀密度小,導(dǎo)熱性低,抗?jié)B和防腐性能好等特點(diǎn)。軟木板的示意圖如圖12-8所示。(圖12-8請見本書260頁)12.1.2常用絕熱材料

4.其他絕熱材料1)軟木板的速度入文字蜂窩板是由兩塊較薄的面板牢固地黏結(jié)在一層較厚的蜂窩狀芯材兩面而制成的板材,亦稱蜂窩夾層結(jié)構(gòu)。蜂窩狀芯材是浸潰過合成樹脂(酚醛、聚酯等)的牛皮紙、玻璃布和鋁片等,經(jīng)過加工黏合成六角形空腹(蜂窩狀)的整塊芯材。芯材的厚度在15~45mm范圍內(nèi),空腔的尺寸在10mm以上。12.1.2常用絕熱材料

4.其他絕熱材料2)蜂窩板的速度入文字常用的面板為浸潰過樹脂的牛皮紙、玻璃布或不經(jīng)樹脂浸潰的膠合板、纖維板、石膏板等。面板必須采用合適的膠黏劑與芯材牢固地黏合在一起,這樣才能顯示出蜂窩板的優(yōu)異特性,即具有比強(qiáng)度高,導(dǎo)熱性低和抗震性好等多種功能。12.1.2常用絕熱材料

4.其他絕熱材料2)蜂窩板的速度入文字窗用絕熱薄膜是以聚酯薄膜經(jīng)紫外線吸收劑處理后,在真空中進(jìn)行蒸鍍金屬粒子沉積層,然后與一層有色透明的塑料薄膜壓黏而成。厚度約為12~50μm,用于建筑物窗玻璃的絕熱,效果與熱反射玻璃相同。其作用原理是將透過玻璃的大部分陽光反射出去,反射率最高可達(dá)80%,從而起到了遮蔽陽光、防止室內(nèi)陳設(shè)物褪色、減少冬季熱量損失、節(jié)約能源、增加美感等作用,同時還有避免玻璃片傷人的功效。12.1.2常用絕熱材料

4.其他絕熱材料3)窗用絕熱薄膜的速度入文字綠色混凝土是一種通過改善混凝土原料,添加礦物摻和料、再生骨料和其他成分的高性能、高耐久性的混凝土。其主要分為以下幾類:12.1.3絕熱材料的選用及基術(shù)要求再生骨料混凝土大氣凈化混凝土透水混凝土機(jī)敏混凝土的速度入文字混凝土結(jié)構(gòu)物拆除后會產(chǎn)生大量的廢棄固體材料,如廢混凝土、廢磚塊和廢砂漿等,這些廢棄材料可以通過粉碎等機(jī)制形成可重新回收利用的混凝土骨料。用再生骨料(廢混凝土、廢磚塊、廢砂漿等)部分或全部替代天然骨料加入水泥砂漿拌制的混凝土稱為再生骨料混凝土。12.1.3絕熱材料的選用及基術(shù)要求1)再生骨料混凝土的速度入文字大氣凈化混凝土是一種含有二氧化鐵,在日照和雨水的作用下能夠分解污染的大氣中有害物質(zhì)、凈化空氣的混凝土。12.1.3絕熱材料的選用及基術(shù)要求2)大氣凈化混凝土透水混凝土是調(diào)整混凝土的配合比,增大粗骨料比例的一種透水透氣性能較強(qiáng)的混凝土。3)透水混凝土機(jī)敏混凝土是一種智能建筑材料,它是一種能夠自主感知損傷并進(jìn)行自我修復(fù)的混凝土。4)機(jī)敏混凝土的速度入文字綠色混凝土是未來建筑材料發(fā)展的必然趨勢。要想獲得更好的發(fā)展,必須要發(fā)展相應(yīng)的生產(chǎn)與制作設(shè)備,實(shí)現(xiàn)綠色混凝土生產(chǎn)和制造的規(guī)?;瑸楦蠓秶鷳?yīng)用提供保障。加大對綠色高性能混凝土品種的研究和開發(fā)工作,開發(fā)更多種類的復(fù)合型高性能綠色混凝土。12.1.3絕熱材料的選用及基術(shù)要求的速度入文字選用絕熱材料時,應(yīng)滿足的基本要求是:導(dǎo)熱系數(shù)不宜大于0.23W/(m?K),表觀密度不宜大于600kg/m3,抗壓強(qiáng)度則應(yīng)大于0.3MPa。由于絕熱材料的強(qiáng)度一般都很低,因此,除了能單獨(dú)承重的少數(shù)材料外,在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中,經(jīng)常把絕熱材料層與承重結(jié)構(gòu)材料層復(fù)合使用。建筑外墻的保溫層通常做在內(nèi)側(cè),以免受大氣的侵蝕,但應(yīng)選用不易破碎的材料,如軟木板、木絲板等;如果外墻為磚砌空斗墻或混凝土空心制品,則保溫材料可填充在墻體的空隙內(nèi),此時可采用散粒材料,如礦渣、膨脹珍珠巖等。12.1.4絕熱材料的選用及基術(shù)要求的速度入文字屋頂保溫層則以放在屋面板上為宜,這樣可以防止鋼筋混凝土屋面板由于冬夏溫差引起裂縫,但保溫層上必須加做效果良好的防水層。總之,在選用絕熱材料時,應(yīng)結(jié)合建筑物的用途、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、施工難易、材料來源和經(jīng)濟(jì)核算等綜合考慮。對于一些特殊建筑物,還必須考慮絕熱材料的使用溫度條件、不燃性、化學(xué)穩(wěn)定性及耐久性等。12.1.4絕熱材料的選用及基術(shù)要求02吸聲材料的速度入文字為了改善聲波在室內(nèi)傳播的質(zhì)量,保持良好的音響效果和減少噪聲的危害,在音樂廳、影劇院、大會堂、播音室及噪聲大的工廠車間等室內(nèi)的墻面、地面、頂棚等部位,應(yīng)選用適當(dāng)?shù)奈暡牧稀?2.2吸聲材料的速度入文字聲音起源于物體的振動,如我們在說話時聲帶的振動和擊鼓時鼓皮的振動都能產(chǎn)生聲音,聲帶和鼓皮就叫作聲源。聲源的振動迫使鄰近的空氣隨著振動而形成聲波,并在空氣介質(zhì)中向四周傳播。聲音沿發(fā)射的方向最響,稱為聲音的方向性。聲音在傳播過程中,一部分聲能隨著距離的增大而擴(kuò)散,另一部分聲能則因空氣分子的吸收而減弱。聲能的這種減弱現(xiàn)象,在室外空曠處頗為明顯;但如果在房間的空間并不大的室內(nèi),上述的這種聲能減弱則不起主要作用,而主要是室內(nèi)墻壁、天花板、地板等材料表面對聲能的吸收。12.2.1吸聲材料的作用原理的速度入文字當(dāng)聲波遇到材料表面時,一部分被反射,另一部分穿透材料,其余的聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收。被材料吸收的聲能E(包括部分穿透材料的聲能在內(nèi))與原先傳遞給材料的全部聲能E0之比,是評定材料吸聲性能好壞的主要指標(biāo),稱為吸聲系數(shù)(d),用公式表示如下:12.2.1吸聲材料的作用原理

的速度入文字假如入射聲能的60%被吸收,40%被反射,則該材料的吸聲系數(shù)就等于0.6。當(dāng)入射聲能100%被吸收而無反射時,吸聲系數(shù)等于1當(dāng)門窗開啟時,吸聲系數(shù)相當(dāng)于1。一般材料的吸聲系數(shù)在0~1之間。材料的吸聲性能除了與材料本身性質(zhì)、厚度及材料表面狀況(有無空氣層及空氣層的厚度)有關(guān)外,還與聲波的入射角及頻率有關(guān)。因此,吸聲系數(shù)用聲音從各個方向入射的平均值表示,并應(yīng)指出是對哪一頻率的吸收。12.2.1吸聲材料的作用原理的速度入文字一般而言,材料內(nèi)部開放連通的氣孔越多,吸聲性能越好。同一材料,對于高、中、低不同頻率的吸聲系數(shù)不同。為了全面反映材料的吸聲性能,規(guī)定取125Hz、250Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hz六個頻率的吸聲系數(shù)來表示材料的吸聲特性。任何材料對聲音都能吸收,只是吸收程度有很大的不同。通常把上述六個頻率的平均吸聲系數(shù)大于0.2的材料認(rèn)為是吸聲材料。12.2.1吸聲材料的作用原理的速度入文字吸聲機(jī)理是聲波進(jìn)入材料內(nèi)部互相貫通的孔隙,受到空氣分子及孔壁的摩擦和黏滯阻力,以及使細(xì)小纖維作機(jī)械振動,從而使聲能轉(zhuǎn)化為熱能。吸聲材料大多為疏松多孔的材料,如礦渣棉、毯子等。多孔性吸聲材料的吸聲系數(shù)一般從低頻到高頻逐漸增大,故對高頻和中頻的吸聲效果較好。12.2.1吸聲材料的作用原理的速度入文字多孔性吸聲材料是比較常用的一種吸聲材料,它具有良好的中高頻吸聲性能。多孔性吸聲材料具有大量的內(nèi)外連通微孔,通氣性良好。當(dāng)聲波入射到材料表面時,聲波很快地順著微孔進(jìn)入材料內(nèi)部,引起孔隙內(nèi)的空氣振動,由于摩擦,空氣黏滯阻力和材料內(nèi)部的熱傳導(dǎo)作用,使相當(dāng)一部分聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收。材料吸聲性能與材料的表觀密度和內(nèi)部構(gòu)造有關(guān)。在建筑裝修中,吸聲材料的厚度、材料背后空氣層以及材料孔隙特征等,對吸聲性能均有較大的影響。12.2.2吸聲材料的類型及其結(jié)構(gòu)形式1.多孔吸聲結(jié)構(gòu)的速度入文字多孔材料的表觀密度增加,意味著微孔減小,能使低頻吸聲效果有所提高,但高頻吸聲性能卻下降。材料孔隙率高、孔隙細(xì)小,吸聲性能較好;孔隙過大,效果較差。但過多的封閉微孔對吸聲并不一定有利。12.2.2吸聲材料的類型及其結(jié)構(gòu)形式1.多孔吸聲結(jié)構(gòu)1)材料的表觀密度和構(gòu)造的影響的速度入文字多孔材料的低頻吸聲系數(shù)一般隨著厚度的增加而提高,但厚度對高頻影響不顯著。因?yàn)椴牧系暮穸仍黾拥揭欢ǔ潭群?,吸聲效果的變化就不明顯,所以為提高材料吸聲效果而無限制地增加厚度是不適宜的。12.2.2吸聲材料的類型及其結(jié)構(gòu)形式1.多孔吸聲結(jié)構(gòu)2)材料厚度的影響的速度入文字大部分吸聲材料都是固定在龍骨上,材料背后空氣層的作用相當(dāng)于增加了材料的厚度,吸聲效果一般隨著空氣層厚度的增加而提高。當(dāng)材料背后空氣層厚度等于1/4波長的奇數(shù)倍時,可獲得最大的吸聲系數(shù)。根據(jù)這個原理,調(diào)整材料背后空氣層厚度,可以提高其吸聲效果。12.2.2吸聲材料的類型及其結(jié)構(gòu)形式1.多孔吸聲結(jié)構(gòu)3)背后空氣層的影響的速度入文字吸聲材料的表面孔洞和開口連通空隙愈多,其吸聲效果愈好。當(dāng)材料吸濕或變面噴涂油漆、空隙充水或堵塞,會大大降低吸聲材料的吸聲效果。12.2.2吸聲材料的類型及其結(jié)構(gòu)形式1.多孔吸聲結(jié)構(gòu)4)材料孔隙特征的影響的速度入文字薄板振動吸聲結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是具有低頻吸聲特性,同時還有助于聲波的擴(kuò)散。建筑中常用膠合板、薄木板、硬質(zhì)纖維板、石膏板、石棉水泥板或金屬板等,把它們固定在墻或頂棚的龍骨上,并在背后留有空氣層,即成薄板振動吸聲結(jié)構(gòu)。12.2.2吸聲材料的類型及其結(jié)構(gòu)形式2.薄板振動吸聲結(jié)構(gòu)的速度入文字薄板振動結(jié)構(gòu)是在聲波作用下發(fā)生振動薄板振動時由于板內(nèi)部和龍骨之間出現(xiàn)摩擦損耗,使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械振動,從而起到吸聲作用。由于低頻聲波比高頻聲波容易激起薄板振動,所以薄板振動吸聲結(jié)構(gòu)具有低頻聲波吸聲特性。土木工程中常用的薄板振動吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率約在80~300Hz之間,在此共振頻率附近的吸聲系數(shù)最大,約為0.2~0.5,而在其他共振頻率附近的吸聲系數(shù)就較低。12.2.2吸聲材料的類型及其結(jié)構(gòu)形式2.薄板振動吸聲結(jié)構(gòu)的速度入文字共振吸聲結(jié)構(gòu)具有密閉的空腔和較小的開口孔隙,很像個瓶子。當(dāng)瓶腔內(nèi)的空氣受到外力激蕩,會按一定的頻率振動,這就是共振吸聲器。每個獨(dú)立的共振吸聲器都有一個共振頻率,在其共振頻率附近,由于頸部空氣分子在聲波的作用下像活塞一樣進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動,因摩擦而消耗聲能。若在腔口蒙一層細(xì)布或疏松的棉絮,可以加寬共振頻率范圍和提高吸聲量。為了獲得較寬頻率帶的吸聲性能,常采用組合共振吸聲結(jié)構(gòu)或穿孔板組合共振吸聲結(jié)構(gòu)。12.2.2吸聲材料的類型及其結(jié)構(gòu)形式3.共振吸聲結(jié)構(gòu)的速度入文字穿孔板組合共振吸聲結(jié)構(gòu)具有適合中頻的吸聲特性。這種吸聲結(jié)構(gòu)與單獨(dú)的共振吸聲器相似,可看作是多個單獨(dú)共振吸聲器并聯(lián)而成。穿孔板厚度、穿孔率、孔徑、孔距、背后空氣層厚度以及是否填充多孔吸聲材料等,都直接影響吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能。這種吸聲結(jié)構(gòu)由穿孔的膠合板、硬質(zhì)纖維板、石膏板、石棉水泥板、鋁合板、薄鋼板等固定在龍骨上,并在其背后設(shè)置空氣層而構(gòu)成,這種吸聲材料在建筑中使用比較普遍。12.2.2吸聲材料的類型及其結(jié)構(gòu)形式4.穿孔板組合共振吸聲結(jié)構(gòu)的速度入文字具有密閉氣孔和一定彈性的材料,如聚氯乙烯泡沫塑料,表面仍為多孔材料,但因其有密閉氣孔,聲波引起的空氣振動不是直接傳遞至材料內(nèi)部,只能相應(yīng)地產(chǎn)生振動,在振動過程中由于克服材料內(nèi)部的摩擦而消耗聲能,引起聲波衰減。這種材料的吸聲特性是在一定的頻率范圍內(nèi)出現(xiàn)一個或多個吸收頻率。12.2.2吸聲材料的類型及其結(jié)構(gòu)形式5.柔性吸聲結(jié)構(gòu)的速度入文字懸掛于空間

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