纤维绝热材料(fiber thermal insulation materiaI)

以纤维状态为特征的绝热材料，是建筑工程中应用较广泛的一种保温隔热材料。纤维绝热材料有天然纤维绝热材料(如石棉)及人造纤维绝热材料两类。

天然纤维绝热材料 主要是石棉，石棉蕴藏在中性或酸性火成岩矿床中的一种纤维状硅酸盐矿物，有灰、白、褐、浅绿、深绿等色，按其化学成分和结晶构造，分为蛇纹石石棉(又称温石棉)及角闪石石棉两类。蛇纹石石棉，抗拉强度高，耐热和耐碱性能好，不耐酸，是应用最广的石棉品种，其主要技术性能指标为：密度2．2～2．4g／cm³，硬度(莫氏)2．5～ 4．0，抗拉强度30MPa，导热系数0．06W／(m•K)左右，熔点1200～1400℃，使用温度400℃，吸湿率1％～3％。常用来制作绝热材料的石棉制品有石棉绳、石棉带、石棉板、石棉粉、石棉粒、石棉绒和泡沫石棉毡等。泡沫石棉毡由蛇纹石石棉、渗透剂和水，按一定比例浸泡一定时间后加水稀释到一定浓度，经机械打浆、发泡，使石棉纤维均匀并形成具有一定粘度的发泡浆液，再经浇模成型、烘干而成。其表观密度为40～50kg／m³，导热系数为0．040～0．055W／(m•K)，吸水率小于6．0％，含湿率小于1．5％。角闪石石棉耐碱、耐酸和过滤性优于湿石棉，多用于耐热、耐酸织物，过滤器和衬垫等。

吸入多量的石棉粉尘，对人体健康不利，在石棉制品生产和应用环境中应控制石棉粉尘的浓度。

人造纤维绝热材料 主要为矿物棉和玻璃棉。

矿物棉 人造纤维状聚集组织材料，是无机绝热材料的主要品种，其生产工艺是利用含SiO2、Al2O3、CaO、MgO的岩石或工业废渣等无机矿物为原料，经高温熔融，达到粘度在15泊以下时，使用喷吹法、离心法或离心喷吹法等工艺高速吹出形成不同长度的，直径在15／μm以下的蓬松短纤维材料。矿物棉具有质轻、耐腐、耐热、耐久、不燃、不霉、不受虫蛀等特点，是优良的保温、隔热、隔冷及吸音材料。目前常用的有岩棉、矿渣棉及硅酸铝耐火棉。

(1)岩棉。以精选的玄武岩或辉绿岩为主要原料，配制原料时通常控制其酸度系数值K≈1．5～2，(以重量百分数计)，可添加适量助熔剂(如矿渣)，其熔融温度为1750℃。岩棉原棉的密度为50～100kg／m³，可在～260～700℃温度范围内使用。

(2)矿渣棉。又称矿棉，是利用工业废渣(如高炉矿渣、铜矿渣和铝矿渣等)为主要原料，其酸度系数值K≈1～1．5，配制时也可适量添加酸性物质。其熔融温度为1600℃。矿渣棉的密度为50～100kg／m³，可用于一260～700℃的温度下。用特种冶金渣也可加工成具有特殊功能的纤维材料，如用钒钛渣制成的纤维可耐碱腐蚀。

(3)硅酸铝棉。一种新型绝热材料。以焦宝石为主要原料，其酸度系数值K≈100，经2100℃的高温熔融，成棉温度为1700～1800℃，其最高使用温度可达1300℃左右，可作耐火材料，用于窑炉工程。其导热系数为0．10～0．20W／(m•K)。

(4)矿物棉制品。矿物棉与粘结剂按一定比例混合或在成棉时喷入粘结剂，再经成型、干燥固化等工序，可制成各种矿物棉制品，按其品种和粘结剂不同，分别用干法、湿法或半干法成型。常用的粘结剂分有机质(如合成树脂、淀粉、沥青等)和无机质(如水玻璃、膨润土和高岭土等)两种。矿物棉制品有毡、垫、板、带、绳与管套等。制品的密度因品种而异，毡为40～200kg／m³，板为70～500kg／m³，棉与制品的导热系数随密度及湿度有所变化，一般常温下为0．04～0．07W／(m•K)。

玻璃棉 以石英为原料，在高温熔融状态下制成。玻璃棉中SiO2含量一般为65％～82％，其酸度系数K>2(一般为5～10)，玻璃纤维按其形态和长度，大体上可分为三类：(1)连续玻璃纤维，又称纺织纤维；(2)定长玻璃纤维。其长度一般在300～500mm左右，又称长棉；(3)玻璃棉。其纤维较短，一般在150mm以下，形态上组织蓬松，类似棉絮，又称短棉。玻璃棉及定长玻璃纤维可用作绝热材料。玻璃棉的主要生产方法有蒸汽(或压缩空气)喷吹法、离心法、离心喷吹法及火焰喷吹法等。用火焰喷吹一次纤维生产的玻璃棉，纤维直径很细(平均为3～4μm)，称为超细玻璃棉，按其成分分。为有碱超细玻璃棉、无碱超细玻璃棉、高硅氧超细玻璃棉等。其制品主要有毡、板、管壳等型式。玻璃棉具有密度小，导热系数低，吸声性能好，不燃烧，耐腐蚀等优点，是建筑物及管道、贮罐等工业设备的优良保温、绝热、隔冷、吸声材料。