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材料百科:气凝胶材料是什么?在建筑中的应用
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2023.10.31 黑龙江

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材料百科

气凝胶,作为世界最轻的固体,已入选吉尼斯世界纪录。这种新材料密度仅为3.55千克每立方米,仅为空气密度的2.75倍;干燥的松木密度(500千克每立方米)是它的140倍。这种物质看上去像凝固的烟,但它的成分与玻璃相似。

气凝胶具有三维纳米多孔结构,孔隙率高、质轻、密度极低、隔热性高,而且不燃, 从而使其在隔热、隔音、储氢、催化等领域有很好的应用前景。

今天主要介绍气凝胶在工程建筑领域的优势和应用。

气凝胶材料的优势

1.隔热节能

3mm的气凝胶保温材料,保温效果相当于60mm的传统保温板。

2.防火

建筑防火等级A1级,比传统保温材料的防火等级更高.此外,抗裂性强,避免热胀冷缩导致保温材料及外饰面的开裂甚至脱落。

3.绿色环保

纳米水性材料,不含VOC(挥发性有机化合物),无毒无害。

4.施工工艺简单

传统保温材料施工工序在7-15道,建筑阻燃节能用气凝胶材料施工工序为5道,采用喷涂工艺,有效降低施工难度,缩短施工周期。

5.方便清洗

气凝胶涂料表面光滑,污渍不易附着,方便日常清洁及水洗。

6.使用寿命长

传统材料使用寿命为3-5年,气凝胶材料使用寿命可达15年。

气凝胶的应用

01

在墙体保温中的应用

气凝胶材料为无机保温材料, 其导热系数一般为 0.020 W(/ m·K)左右,是膨胀玻化微珠保温砂浆的 1/3,是 EPS/XPS 板的 1/2,气凝胶材料不论与现有有机保温材料或者无机保温材料相比都具有很大的优势。

如气凝胶材料可生产保温装饰一体板,其具有施工方面优势,也可实现工厂化预制生产,具有规模效应。这也是现场施工保温系统所不能比拟的。

这也是目前气凝胶材料在建筑领域应用最广泛的一种方式。

02

在保温材料中的应用

气凝胶颗粒的粒径为 0.5~5.0mm,密度为 40~380 kg/m3, 孔径为 25~45 nm,可以控制工艺条件制备出合适粒径及密度的气凝胶颗粒材料。这样的气凝胶颗粒材料可以与普通无机胶凝材料复合制备保温砂浆,根据用途不同调节配比可以作为墙体外保温层材料。

目前应用最广泛的保温砂浆产品为膨胀玻化微珠保温砂浆,其干密度为 80~120 kg/m3,导热系数为0.045~0.07 W(/ m·K)。因此,结合气凝胶材料超低的导热系数的优势,气凝胶颗粒材料在保温砂浆中的应用不仅具有可行性,还具有一定的优势。

03

在隔音减振方面的应用

气凝胶的高密度和多孔结构使其拥有出色的吸声性能,可以有效地吸收和反射声波,因此可以用作隔音和减振材料。在建筑领域,气凝胶可以用于建筑物内部的隔音和减振,例如在楼层隔音、管道隔音等方面,能够有效地降低噪音污染,提高室内环境的舒适度。

此外,气凝胶还可以用于减振器、发动机罩等部件中,提高设备的减振性能。

04

在净化空气方面的应用

气凝胶还具有吸附气体、净化空气的性能,可以在建筑领域应用于空气净化器中。

气凝胶可以吸附空气中的颗粒物、有毒气体等,净化空气,提高室内空气质量。

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