
隔热材料
可以作隔热的材料很多,但食品冷库使用隔热材料要求较严:
热导率小;
不散发有毒物质或异味,不易变质;
块状材料要不易变形,易于切割加工,并便于与基层粘结;
地面、楼面采用的隔热材料,其抗压强度不应小于2.5kg/cm2;
难燃或非燃的材料。
目前我国食品冷库常用的隔热材料有如下几种。
软木
软木很早就用于冷库围护结构隔热,是目前冷库隔热的优良材料之一,它的优点是:
⑴热导率小,为0.167~0.293kj/(m2.h.t:);容量也小,为150~280kg/m2;
不易变质、无毒、无臭;
抗压强度高,为10~15kg/cm2;
难燃、吸水性小;
富有弹性,易于切割加工,便于安装施工。
软木是用栓皮栎或黄波罗树皮加工而成。这类树皮松软,其中含有无数个呈六方形的密闭小孔,并含大量树脂;将树皮经过破碎、筛选、加压、烘熔等过程,制成各种形状和尺寸的软木板、砖/管壳等制品,常用软板的规格有914x305x25(50、75、100)等。
由于软木产量少,价格高,冷库中主要用于模板、地面,设备管道的隔热及冷桥处理上。。
稻壳
稻壳是目前我国食品冷库中大量使用的隔热材料之一,稻壳产地广,易于就地取材、价格便宜,并具有良好的隔热性能,容重一般在150~180kg/m3,热导率0.0.33kJ/(m^t:)。缺点是占用体积大,易受潮腐烂,下沉量大,稻壳受潮后热导率显著增大,一般用于外墙阁楼层,使用时应过筛除尘、尽量晒干,其重量湿度不应超过10%,由于冷库使用稻壳隔热时,材料用量大,加上稻壳在其它方面的用途日益广泛,因此采购也不容易,特别是北方地区则更难。
泡沫塑料
聚苯乙烯泡沫
聚苯乙烯泡沫是用聚苯乙嫌树脂为基料,加人发泡剂(丁烷或戊烷),并用水蒸气加热形有无数微小气孔的发泡小球,在常压下进行熟化,此过程称为预发泡,将熟化后的发泡小球放在模具中进行加热,使它们彼此融合成型而制成一种具有微细闭孔结构的硬质泡沫塑料。冷库所采用的聚苯乙烯泡沫塑料,自熄增效剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂等成分,使产品具有自熄性和较强的耐气候性。这种泡沫塑料的优点是质松、隔热性能好、吸水性小、耐低湿性能好、有一定的弹性、易于切割。其物理性能如实际所示。
实际聚苯乙烯泡沫塑料的物理性能
容重/(kg/m3)21314151
压缩10%1.221.812.432.86
压缩25%抗压强度/(kg/cm2)1.442.162.963.58
压缩50%3.053.643.955.15
压缩70%3.31———
续表
容重/(kg/m3)21314151
抗拉强度/(kg/cm2)1.32.52.93.4
抗弯强度/(kg/cm2)3.023.85.175,27
冲击强度Mkg/cm2)1.460.490.560.82
耐热性(不变形)75*C
耐寒性(不变性、不脆)-80t:
体积吸水性(24h)/%0.0160.004——
热导率0.1130.1150.1510.167
水分渗透/(g/m2*h)0.380.310.310.32
聚氯乙烯泡沫塑料
聚氯乙烯泡沫塑料是由聚氯乙稀树脂加人发泡剂、稳定剂和溶剂,经加热塑料发泡而成。可作成开孔、闭孔及软质、硬质等多种型式,硬质聚氯乙烯泡沫塑料具有较好抗压强度(>1.8kg/cm2)耐腐蚀、不吸水、不燃烧、隔热性能好(热导率不大于0.155kj/(m2.h?X:)。
聚酸泡沫塑料
聚醛泡沫塑料是以尿素-甲醛合成树脂为基料,与发泡剂、硬化剂混合、经机械搅拌形成具有一定稳定性的泡沫,并经干燥而成为具有无数互不相通的微小细孔的泡沫塑料。它的优点是容重小、隔热性能好、高温时不燃烧、防蛀、能用于低温、在常用的各种泡沫塑料中它的价格最低。缺点是质地疏松、吸水性强、机械强度低,多用于填充式的隔热结构。
聚氨酯泡沫塑料
聚氨酯泡沫塑料是用聚醚树脂与多元异氰酸酯在催化剂、稳定剂、发泡剂等的作用下,经发泡反应制得的闭孔型泡沫塑料。冷库常用的是硬质聚氨酯泡沫塑料,可在现场直接喷涂或灌注成型使用。它还可以根据不同的使用要求配制成不同密度、耐热、耐燃的泡沫体,适于快速施工。聚氨酯泡沫塑料的优点是容重和热导率小、强度高吸水率低、有自熄性、能用于较低的温度(-100X:)它能与金属、非金属材料粘结(粘结强度3kg/cm2),并形成无缝隙的封闭整体,是一种比较理想的冷库隔热材料;缺点是价格比较高。它的主要性能为:
容重50kg/m3
吸水性0.118kg/m2
安全使用温度–120X:
热导率0.075~0.084W/m2.h.t:
抗压强度>2.5kg/cm2
耐油性
耐碱性
耐酸性
可熄性
在机油中浸24h无变化在45%烧碱中浸24h无变化在20%盐酸中浸24h无变化离火1~2s即熄
玻璃棉及其制品
玻璃棉是把溶化的玻璃液用压缩空气(或蒸汽)以极高的速度喷吹而成,它具有热导率小、弹性好、不燃、不腐蚀、不受虫蛀鼠咬、化学稳定性好等优点,但普通玻璃纤维对皮肤和呼吸有刺激,施工时要有特殊的劳动保护。如将玻璃棉作成制品(板毡、管壳),施工比较方便。玻璃棉纤维直径小于l~3fxm的称超细玻璃棉。由于它直径细、纤维长、比较柔软、对皮肤无刺激,是一种很好的隔热材料,但目前价格较贵。
矿渣棉及其制品
矿渣棉是以铁矿渣为主要原料,经培化,用高压蒸汽喷吹冷却而成的无机纤维材料。它的主要成分是SiQz(占36%~39%)、CaO(占38%~24%)、A12Q2及HgO。矿渣棉具有质轻、热导率小、不燃、不蛀、不腐烂、不易受潮和冰冻,化学稳定性强,隔热性能好的特点。它的缺点是在施工时纤维对人的皮肤、呼吸道有刺激,因此多加工成各种规格的板、毡、管壳等矿渣制品。
膨胀珍珠岩
珍珠岩(包括松脂岩、黑瞿岩、流纹岩等)是一种酸性岩浆喷出的玻璃熔岩。因具有珍珠裂隙结构而得名,当熔岩流喷出地表面时,由于在空气中的急速冷却收缩,黏度增大,其结晶水存留在玻璃质中,这种熔岩经过破碎(粒径0.l~0.5_),放入炉内400~500t:预热后,在1300~1400X:左右的高温中进行悬浮瞬间焙烧时,所含的结晶水急剧汽化压力升高。在黏稠的玻璃上其体积迅速膨胀,冷却后就形成了一种白色或灰白色的中性无机多孔粒状材料即为膨胀珍珠岩。它具有容重小、热导率小、无毒、无臭、无刺激、不霉烂、不燃烧、抗冻性好、资源丰富、价格低廉、施工方便安全等优点。它的缺点是吸水率很高,但吸湿性不大。为了克服吸水率高的缺点,可采用憎水性强的材料作为胶结材料,制成膨胀珍珠岩制品。
炉渣
沪渣可用作高温库地坪的隔热材料,应选用粒径l0~40mm炉渣,当容重800~1000kg/m3,热导率0.l,05kJ/(n^lvt:),使用时最大重量湿度应大于8%,含硫量不超过2%。用前要过筛、消除杂质、曝晒干。炉渣的优点是废物利用、易采购、价格便宜。但它的热导率大,且不易保持干燥,故在低温库不宜使用。
实际膨胀珍珠岩的物理性能
指标名称单位材料分类
Inl
容重l^/m3<8081~15015卜250
热导率kJ/(m*h,,C)<0.1650.0.2100.0.275
颗料级配质量分数>2.5mm不超过5%<0.15mm超过8%<0.15mm不超过8%
15mm不超过8%
重量湿度质量分数<2%<2%<2%
加气混凝土
加气混凝土是用水泥、生石灰、矿渣(或其它活动性掺料)、砂、铝粉(加气剂,为水泥重量的万分之几左右)等作为原料,砂子、矿渣放人球磨机湿磨成浆,送人料浆罐后加人水泥不断搅拌再加入锅粉和碱粉,一面搅拌一面向模具烧注,硬化后取出切割,进行蒸汽养护,养护完成后即可出厂。加气混凝土制品的特点是容重小、隔热性能好、强度高,外形尺寸准确,加工性好(可锯刨、钻孔、钉钉子等),拼接安装方便和耐酸碱性较差。它的主要性能见实际。
实际加气混凝土的主要性能
指标名称123
干容重/(kg/cm3)400500600
抗压强度/(kg/cm2)153040
热导率/kJKnvh.t:)0.3350.4180.502
饱和含水率/%70-80
使用后的平衡含水率/%3
抗浆性/(容重500kg/m3)在-V7t:和-20C冻酏循环15次重量损失4%,抗压强度降低15%
泡沫混凝土
泡沫混凝土系用水泥加起泡剂(水胶、松香及碳酸钾的混合物)制成,它的优点是抗压强度大(6~8.5kg/cm2),抗冻持久性、耐火性都比较好,缺点是吸湿性大,易受潮而降低隔热效果。
泡沫玻璃
泡沫玻璃是用纤维下脚料磨成粉状,与发泡剂混合后,烘干并在发泡炉内发泡,再经退火而制容重为128~200kg/m3,热导率0_0.192kJ/m’X:,其优点在于它是完全闭孔,吸水率小,体积湿度在0.2%以下,抗压强度可达7kg/cm2,抗弯强度5.3kg/cm2。耐火性和抗冻性好,既能承重又能隔热防潮,是一种比较理想的冷库隔热材料,但目前产量小,价格高。
铝箔波形纸板
铝箔波形纸板是以三层或五层高强波纸板为基层,在纸板的两面贴上铝箔作成的一种轻型隔热材料。它的特点是重量轻、刚度好,有较好的隔热性能,同时造价低、构造简单、材料来源容易、加工方便,是一种技术上比较先进、经济上比较合理的反射性隔热材料,但由于纸板吸水性强、吸水后纸板容易起翘、蓄热量小、热惰性差而未能得以推广使用。
隔热材料之所以能隔热是因为材料内含有无数微小的气泡,这些气泡对热流的通过产生很大的阻力,当气泡周围温度完全一样,气泡内的空气处于静止状态,所通过的热量很少。当周围温度不同时,由于辐射和对流换热的作用会产生比较显著的热量传递,但气泡内的对流会随着气泡的变小而变得非常微弱。材料孔隙大小和形状对热导率有很大的影响。孔隙尺寸越大且开口串通时,则比孔隙尺寸小且封闭的热导率高。故冷库宜选用封闭、微孔、热导率小的隔热材料。考虑到隔热材料用于冷库内,会受潮湿环境及水蒸气渗透的影响,含湿量会加大,制冷机组同时在低温下使用材料的热导率也会加大,为了保证冷库围护结构热工性能的可靠性与经济性,为了保证若干年内冷库的正常使用,计算时所采用的隔热材料热导率已作了修正,隔热材料热导率修正系数6值可按实际规定采用。
实际隔热材料的热导率的修正系数b值
材料名称b材料名称b
软木1.2聚氨酯泡沫塑料1.4
稻壳1.7矿棉1.8
膨胀珍珠岩1.7沥青珍珠岩1.2
聚苯乙烯泡沫塑料1.3泡沫混凝土1.3
炉渣1.6加气混凝土1.3
玻璃棉1.8水泥膨胀珍珠岩1.3
岩棉1.8水玻璃膨胀珍珠岩1.3
注:泡沫混凝土、加气混凝土、水泥膨胀珍珠岩及水玻璃膨胀珍珠岩.的修正系数,均为烘干的块状材料用沥青等不含水粘结材料贴、砌筑时的数值。
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