泡沫混凝土导热系数模型及参数修正

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1、·146·材料导报B：研究篇2011年10月(下)第25卷第10期泡沫混凝土导热系数模型及参数修正李翔宇，赵霄龙，郭向勇，曹力强(中国建筑科学研究院建筑材料研究所，北京100013)摘要在Cheng-Vachon模型的基础上提出了一种针对由连续相和分散相组成的两相复合材料的新导热系数模型。通过引入一个新的参数，即分散相的修正体积含量来改进Cheng-Vachon模型不适用于分散相体积含量较大的缺点。使用新的导热系数模型预测泡沫混凝土的导热系数，与实验结果的对比表明，新的模型可以准确预测泡沫混凝土的导热系数。关键词泡沫混凝土复合材料导热系数无机材料中图分类号

2、：T0522．3文献标识码：AAnEffectiveThermalConductivityEquationofFoamedConcreteandParameterCorrectionLIXiangyu，ZHA0Xiaolong，GUOXiangyong，CAOLiqiang(InstituteofBuildingMaterials，ChinaAcademyofBuildingResearch，Beijing1OOO13)AbstractAnewtheoreticalequationforthethermalconductivityoftwo-phaseco

3、mpositematerialswaspro—posed．TheCheng-Vachonequationwasmodifiedbyintroducingacorrectedvolumefractionofuniformlydispersedfiller．Thenewequationwasusedtodescribethermalconductivityoffoamedconcrete．Itwasdemonstratedthattheequationiseffective．Keywordsfoamedconcrete，compositematerial，th

4、ermalconductivity，inorganicmaterial材料。1概述热量在泡沫混凝土内的热传递包括4种机理，即固相的多孔材料由于其特殊的多孔性结构，具有高孔隙率、高导热传递、气体导热传递、孔洞内气体对流传递、包围气体的比表面积、高吸附性等诸多优异的物理化学性能，因而在建固体表面之间的辐射换热。如果孑L洞的尺寸大于10mm，根筑、化工、环保等领域都有广泛应用。多孔材料具备优异的据Gibson和Ashby_l的现象，孔洞内气体对流传递是不可以绝热性能，被广泛用于建筑的保温隔热，如膨胀聚苯乙烯、发忽略不计的。同时根据Stefan-Boltzman定

5、律，包围气体的泡聚氨酯、膨胀珍珠岩、泡沫混凝土等。在这些绝热材料中，固体表面之间的辐射换热可以忽略不计。由于水泥基固体泡沫混凝土作为一种节能利废、轻质且不燃的无机材料受到相的导热系数远大于泡沫混凝土内部空气的导热系数，而且越来越多的关注。泡沫}昆凝土内部气孔尺寸通常在lmm以下，因此泡沫}昆凝泡沫混凝土是用物理方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，土内热量传递的主要方式是热量在水泥基体(固体相)的导再将泡沫加入到由水泥基胶凝材料、集料、掺合料、外加剂和热传递。水制成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种适泡沫混凝土的绝热性能主要取决于其内部空气含量以用于室

6、内外垫层、屋面保温隔热、非承重墙体或隧道、基坑填及固体相的绝热性质，但是其内部的孔洞尺寸、孔洞形状和充等的多孔现浇混凝土。相互间连通情况等因素也有一定程度的影响。总的来说，泡由泡沫混凝土的制作方法可知，它是一种由连续的固体沫混凝土中的离散相——空气含量(即气孔率)是影响其导相(水泥基体)和离散的气体相(空气孔洞)组成的两相材料。热系数的主要因素。如果不考虑固体相(水泥基体)内部的毛细孔等微小孔洞，泡导热系数作为一种材料绝热性能的宏观表征，可用于判沫混凝土内由泡沫引入的空气孔洞的孔径一般在lmm以断材料的绝热性能。通常，泡沫混凝土的导热系数为0．O8～下。按

7、照国际纯粹与应用化学联合会(Internationalunionof0．25W／(m·K)，具有良好的保温隔热效果，在我国北方地pureandappliedchemistry)的定义，按照孔径不同，多孔材料区，采用厚度2O0～250mm的泡沫混凝土砌块砌筑外墙，相可以分为微孔材料(孔道尺寸小于2nm)、介孔材料(2～当于490mm厚砖墙的保温效果，可作为节能墙体和屋面材50nm)和大孔材料(大于50nm)，泡沫混凝土应属于一种大孔料。如果可以进一步提高泡沫混凝土的绝热性能，它将会发*国家科技支撑计划子课题(2006BAJ04A04—02)李翔宇：男，197

8、9年生，博士Tel：01064517924E-mail：xiang