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微硅粉在隔熱保溫方面的應用

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微硅粉在隔熱保溫方面的應用

發布日期:2020-01-16 作者: 點擊:

保溫隔熱材料距今已有幾千的歷史,早在原始社會時期,人類就已經開始通過使用土石、草木等建筑洞穴和房屋來阻隔寒冷。

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18世紀60年代工業革命的開始,傳統的手工業逐漸轉入機器大生產,工業時代的到來也帶動了現代意義的保溫隔熱材料的發展。
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20世紀70年代初,世界性能源危機的出現,使得保溫隔熱材料得以迅速發展,相繼涌現出了大量的新品種,與此同時,傳統的保溫隔熱材料正逐漸退出歷史舞臺。高效節能的保溫隔熱材料已成為當今世界的發展主流。

定義:保溫隔熱材料通常是一種質輕、疏松、多孔、導熱系數小的材料,通常使用的保溫隔熱材料在平均溫度不大于623K(350℃)時,導熱系數應小于0.14W/(m·K)。保溫隔熱材料通過減緩由傳導、對流、輻射產生的熱流速率起到防止高溫向低溫傳熱,隔離太陽輻射和高溫影響的作用。

保溫隔熱材料有許多種分類方法:


1、根據狀態和結構的不同,可分為泡沫狀保溫隔熱材料(即固體基質連續而氣孔不連續),粉末狀保溫隔熱材料(即固體基質不連續而氣孔連續),纖維狀或多層狀保溫隔熱材料(即固體基質和氣孔都連續);


2、根據形態的不同,可分為板塊狀保溫隔熱材料和漿體狀保溫隔熱材料等;


3、根據材質的不同,可分為有機保溫隔熱材料和無機保溫隔熱材料。

3.1、有機保溫隔熱材料主要以泡沫型保溫隔熱材料為主,聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫及其酚醛樹脂泡沫是目前應用最為廣泛的有機保溫隔熱材料。這些材料具有導熱系數小、強度高、吸水率低、不透水等特點。

3.2、無機保溫隔熱材料由于其具有不燃的特點,而越來越受到人們的重視與研究,其年增長速率多于5%,有機保溫隔熱材料為2.5%。在眾多的無機保溫隔熱材料中,因膨脹珍珠巖制品吸水率高;礦物棉中含有的短纖維會對人體呼吸系統產生威脅,且礦物棉材料強度低,易于坍塌;而以添加微硅粉的復合硅酸鹽保溫材料為代表的無機隔熱保溫材料,因其特有的高承重性能和高效隔熱保溫性能正目益引起人們的關注。


微硅粉又名硅灰、硅粉,是從金屬硅或硅鐵等合金冶煉的煙氣中回收的粉塵,外觀為灰色或灰白色,主要成分是二氧化硅,含量80%~94%,顏色從深褐色到灰白色,質量越好顏色越淺,物理性質見表1,微硅粉的主要化學成份見表2。

表1 微硅粉的物理性質

 

表2微硅粉的主要化學成份


鐵合金行業在冶煉硅鐵或工業硅時在礦熱爐內產生大量高揮發性的SiO2和Si氣體,氣體經煙道排放接觸空氣而氧化冷凝沉淀,然后經分離器通過專用除塵環保設備回收得到微硅粉。由于微硅粉是從煙氣中收集的,導致顆粒細小、狀態疏松、質輕密度低,這可能導致運輸和處理困難,因此常利用各種方法對硅粉進行致密化或壓縮處理:如增密、懸浮液化或顆粒團化,有效地解決了微硅粉包裝、存儲、運輸等過程的成本及二次污染的問題。


一、微硅粉在國內研究現狀


我國對微硅粉的回收利用和研究起步較晚,早期僅僅將微硅粉閑置堆放或作填料處理,硅鐵合金冶煉廠商并未意識到微硅粉的潛在價值,對其回收也不夠重視,加上冶金工藝和回收裝備不先進導致其產量和質量都欠佳?!笆濉币詠砦覈苯鸸I一直保持著快速發展,鋼鐵工業既是國民經濟的基礎工業,又是資源、能源密集型產業,因此“三廢"排放量很大。


發展是國家的第一要務,如何以科學發展觀和循環經濟理念為統領,正確處理好發展與環境的關系,使現代工業逐步做到“三廢”減量化、再利用、資源化的清潔生產,防治污染、保護環境是促進冶金工業,國民經濟和社會和諧發展所面臨的重要而緊迫的任務,因此冶金企業對微硅粉的回收和利用重視起來,許多鐵合金廠都配備了先進的回收除塵設備,投入了大量研發資金加大對其價值的發掘力度,并引進了加密技術。為了規范微硅粉的生產,國家還制定了行業標準,各地政府也相應出臺了規程,如上海目前已經編制了《高強混凝土結構設計規程》。目前,我國微硅粉主要應用于水泥混凝土和耐火工業兩個領域。


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水泥混凝土工業應用


微硅粉,是現代混凝土的一種常用礦物摻合料,通常應用于高強混凝土中,不僅節約水泥,而且改善環境,有力促進了混凝土和建筑工程健康發展,并且摻入微硅粉可有效抑制堿骨料反應,提高混凝土的抗滲、抗鋼筋銹蝕等耐久性能。


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耐火材料的應用


八十年代末期,我國開始較大規模地在陶瓷和耐火材料中使用微硅粉,我國冶金部建筑研究總院自1985年就開始進行低水泥澆注料研究,1988年通過部級鑒定,已在寶鋼、首鋼項目上使用。研究發現,將澆注料中加入微硅粉可以大幅提高澆注料的強度和密度,同時發現微硅粉可以降低特種耐火材料制品的燒結溫度。


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其他用途


在我國微硅粉不僅僅被用于水泥混凝土、耐火材料工業,其他領域也有一定研究進展。上?;鹦腔S成功將微硅粉用于水玻璃生產,并在上海寶鋼項目得到應用;微硅粉也可被用于工程板材,如微硅粉.玻璃隔熱材料,化工業開發涂料等。


二、含微硅粉保溫隔熱材料


應用微硅粉作為主要原料制備復合硅酸鹽保溫隔熱材料逐漸成為了目前微硅粉的應用熱點。復合硅酸鹽保溫涂料是當前應用最廣泛的保溫涂料之一,屬于阻隔型保溫隔熱涂料,它是一種呈微孔網狀結構的新型高效節能保溫涂料(濕態呈灰白色粘稠膏狀)。這類保溫涂料最初以松解過的海泡石作為主要原料,以水玻璃為主要粘結劑。后來除海泡石外,還加入大量的膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、漂珠、粉煤灰、微硅粉、硅藻土、石棉、玻璃棉、礦棉、硅酸鋁纖維等,所用粘結劑也由單一的水玻璃發展為石膏(常溫)、水泥(常溫)、高鋁水泥(中溫)、硅溶膠(高溫)等復合使用。其中微硅粉為重要的硅化合物的來源。此外,還通過加入各種外加劑來改善涂料各種性能,如流動性、硬化性、憎水性、耐高溫性、反射性等。經過機械打漿、發泡、攪拌等工藝制成膏狀保溫涂料。其特點是生產過程簡便、可以涂抹、施工方便、保溫層整體性好。特別使用于異型設備如閥門、法蘭、三通、球體、錐體、旋轉體等管道附件和設備的保溫。


含微硅粉硅酸鹽保溫涂料與其他保溫涂料相比,具有以下方面的優勢:


1、具有良好的穩定性。硅酸鹽保溫隔熱涂料繼承了硅酸鹽穩定性的性質,無塵、無毒、對人體無刺激且使用后不變形、不腐蝕、穩定可靠,可適用于不同工作環境;


2、裝飾性好,含微硅粉復合硅酸鹽保溫隔熱涂料具有很好的裝飾性。它不但適用于新建筑,也可以對老房、舊墻進行重新包裝;


3、施工方便,微硅粉復合硅酸鹽保溫涂料其干燥后有一定的抗壓強度和粘接強度,非承重部位無須造殼,在施工上變的非常簡單,省去了支撐件,可現場涂抹,不需要保護層,不受保溫表面形狀限制,從而也節省了施工費用。特別在異型設備上具有其它保溫涂料無法比擬的優勢。異型設備保溫一直是保溫界的一大難題。因異型設備外觀特殊,形狀復雜,表面變化大,而硬制保溫材料一般為板、瓦等型材,很不好安裝。但微硅粉復合硅酸鹽保溫隔熱涂料是膏狀,可塑性強,可涂抹成任何形狀,不浪費材料,不用造殼而且密封好。


4、可用于熱態修補,復合硅酸鹽保溫涂料可十分方便的用于熱態修補而不影響設備的正常運行。

三、微硅粉保溫隔熱材料在各行業的應用


在我國,含微硅粉復合硅酸鹽保溫隔熱涂料主要用作工業保溫涂料,如高溫管道保溫,或者鍋爐、窯爐等的外殼保溫,集中在電力、化工等行業。隨著人民生活水平的提高和我國對于建筑物保溫節能工作的政策性指導,含微硅粉復合硅酸鹽保溫隔熱涂料用于建筑內外保溫得到了逐步的認可和較大面積的使用。


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在電力行業的應用


保溫在電力行業尤其是熱力發電廠如火力發電廠、核能電站、地熱電站等占有重要的地位。它具有節約能源、降低熱損失、滿足電廠生產工藝要求、確保設備、生產、人身安全、改善環境、提高經濟效益等作用,是電廠建設的重要組成部分。含微硅粉硅酸鹽復合隔熱涂料的出現對一些異型的設備如閥門、彎頭、汽缸、水箱、容器等的保溫起過很好的作用。硅酸鹽復合隔熱涂料保溫層無縫隙,因而提高了保溫效果,但也存在密度變化大、體積收縮大、冷態施工固化時間長等問題。針對上述問題各科研單位和工廠作了大量改進研究,并取得了成效。


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在水泥廠中的應用


將微硅粉復合硅酸鹽保溫涂料涂抹在烘干機筒體表面,使熱散失減少80%以上,同時使筒內壁不會產生水分,保持干燥狀況,這樣就不會形成堵塞和酸性腐蝕筒體,使筒體延長壽命。另外,還提高烘干產量約15%~20%左右,節能效果更加明顯,還可用于露天管道等。該種保溫涂料在很多水泥廠應用都給予很高的評價,一致認為在保溫節能工作中發揮了很大作用,為企業和社會獲得了良好的經濟效益。


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在建筑行業的應用


在建筑中,微硅粉硅酸鹽保溫隔熱涂料主要用于內外墻體保溫。保溫涂料通常呈纖維稠狀膏體,涂敷在墻體表面,干燥后形成有一定強度及彈性的保溫層,其具有導熱系數低、施工方便、造價低廉、保溫效果顯著的特點。由于微硅粉硅酸鹽復合保溫隔熱墻體涂料,具有較小的導熱系數、較好的隔熱性及優異的保溫性能,并具有很高的粘結強度、抗拉強度和剪切強度,得到了廣泛的應用。


本文網址:http://www.pkjtgs.tw/news/472.html

關鍵詞:微硅粉,硅灰,微硅粉廠家

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