保温材料密度与导热系数的关系研究

李国明 李志刚

摘 要：随着我国经济的快速发展，人民的日益生活需求也在不断增长。在当前阶段，做好材料的设计工作，对于人民的工业发展是非常有用的。本文针对常用的聚苯乙烯塑料与聚苯乙烯泡沫塑料的复合型砂浆，通过做了大量的材料收集以及保温使用之后，对其的数据信息进行了检测，并且还针对性的总结出了这其中数据变化的行为和特征，在本质上得出了保温材料密度与导入系数之间所存在的一种紧密关系。本文的研究结果数据可以表明，除了一些复合型的保温水泥砂浆材料之外，大多数的保温材料在导热系数与表观密度之间所存在的关系上，并没有表现出非常特定的关系对应。因此，在实际的作业检测当中，对不同性质的材料而言，应该以不同的处理和判断的方法来针对性的做好其与导热系数之间的关系分析问题，希望本文可以给广大读者带来参考性意见。

关键词：保温材料；导热系数；关系

当前我国对于材料的使用质量，主要通过其表面呈现的密度、导热系数以及压缩能力等信息数据来参考。对于这三项参考指标而言，导热系数是一种衡量材料使用对于绝热性能的一种参考信息，该系数与导热系数之间所体现的关系非常的密切。从一般程度上来看，材料密度的水平直接影响着其使用的导热系数水平。对于不同材料的使用而言，其对应的导热系数与密度之间的关系也会存在着一些不同，本文在这种前提下，对几种常使用的保温材料导热系数与密度之间的关系进行了分析。

1导致系数的影响因素

1.1材料的结构以及组成

众所周知，有机高分子材料对应的导热系数比无机材料对应的导热系数在水平上要更小，在人们常使用的无机材料当中，非金属的导热系数比金属的又更小。对于其他物质而言，气态的比液态的导热系数会更小，同时液态的水平也会比固态的更小。

1.2材料的表观密度

对于材料的表观密度而言，其主要是指材料在自然堆积的状态下所对应的单位体积质量就代表了材料的表观密度。对于此处的单位体积而言，其不仅包含了空隙部分的体积，同时也包含了材料固体部分的体积。在一些温度较低的环境当中，空隙中所存在的气体可以被人们认作为静止且无相对流动的气体，因此其只具备导入的效果，不具备对于热量的对流以及交换能力。由上述的介绍可以知道，由于空气的导热系数会比固体的更小，因此，随着孔隙程度不断的提升，材料的使用导热系数会逐渐的变形。对于一些孔较多的材料，其对应的导热系数就会更小。但是从本质上来看，材料的导热系数并不是随着其密度的均匀减小而呈现正比性的无限降低。如果材料具备的表观密度小于了某个规定的临界值时，由于材料对性的孔较多，因此空气中对于空气的流动就会产生对流。除此之外，因为空气对于辐射的抵抗能力非常的低，如果材料的导热系数降低到了最小水平值，那么一旦在之后突然增大孔隙的体积，那么就会严重的导致空气出现对流问题，这种情况就会导致材料在使用时对应的导热系数会变大。对于具备空隙率以及实体尺寸相同的材料而言，如果材料对于一些孔的穿插出现了联通的效果，那么这种情况也会导致材料具备的导热系数会增大，反之会导致导热系数会变小。

1.3材料的湿度

由于水的导热系数比空气的会更大，因此，对于一些吸了水的材料而言，其具备的材料平衡含水率出现了较高情况时，这种情况也会导致材料具备的导热系数会逐渐增大。

1.4材料的热流方向

如果材料在结构分布上是各向异性的特征，那么在不同方向上来观察材料的导热系数也会有不同的效果。为了在根本上降低材料对应的导热系数水平值，应该尽可能的减少热流在方向上具备的离散性和不均匀性。

2常用保温材料的密度与导热系数

在实际工作中，通过对大量的保温材料具备的导热性能进行监测和采集之后，结果得到导热系数与密度之间所对应的一定关系，这其中就包含了聚苯乙烯泡沫塑料密度与导热系数之间的对应关系，其如图1所示。图2为聚苯乙烯泡沫塑料導热系数的正态分布曲线。由图1可以看出，对于密度相同的材料，其对应的导热系数也不完全相同，并且导热系数与密度之间的关系并不是以严格正比关系分布。对于这种形象而言，主要是与生产厂商与材料制造工艺所使用的材料对应的属性有关系。由图2可以看出，当前人们所使用的聚苯乙烯泡沫塑料的密度主要集中在31到40水平之间。

3结束语

从以上的研究结果来看，除水泥基复合保温砂浆外，保温材料的表观密度和导热系数之间没有表现出特定的关系。在保温材料的检测项目中，材料的导热系数和表观密度都是强检项目，导热系数是衡量材料的热工性能，检测材料的表观密度也是为了更好地检查材料导热系数是否在要求的范围之内。实际上，有些保温材料例如聚苯板，它们的表观密度和导热系数的线性关系只有在理论情况下存在，因此在对这些材料的实际检测中，如果材料的物理、力学和热工性能等其它指标都合格，而仅表观密度不合格，材料也是可以使用的。但是同样我们也看到，像水泥基复合保温砂浆等材料、导热系数和表观密度的关系呈现出明显的线性关系，这类材料的指标值关系非常密切，所以在检测时要特别注意，若其中一项不合格时，应检查另一合格项的检测结果是否正确，并建议这两个项目同时复检。目前的同条件试件的送样过程中经常发现一项不合格、其它项合格的问题。

参考文献：

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