中国建材检验认证集团股份有限公司 张玉辉

      为研究密度、温度和相对湿度对导热系数的影响，在日常检验的样品中选取了几种不同的岩棉、玻璃棉保温隔热材料，通过数据分析，获得了相应材料导热系数在不同密度、温度和相对湿度条件下的变化规律，供大家一起探讨。

      一、 试验条件仪器设备：

      HFM 436热流法导热系数测量仪，温度范围： -30℃～90℃（加热板温度极限），样品尺寸：300×300 mm2，导热系数：0.005～0.5W/(m?K)。

      检测方法：GB/T 10295-2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 热流计法》

      实验室环境条件：温度：296K±2K；相对湿度：（50%±10%）RH

      二、 密度对无机绝热材料导热系数的影响

      样 品：选用同一厂家采用相同工艺生产的不同密度的玻璃棉板和岩棉板各5组。

      养护条件：分别将玻璃棉板、岩棉板放在80℃烘箱中进行干燥，取出放在干燥器中冷却至室温。

      检测条件：用导热系数测定仪测量70℃时样品的导热系数。

      结果分析：玻璃棉板的导热系数随着密度的增大而逐渐减小，并且不同密度的玻璃棉板导热系数差别较大；密度从24kg/m3 到56kg/m3 的导热系数差别为0.0066 W/（m?K）。岩棉板的导热系数随着密度的增大也呈现减小的趋势。然而，不同密度的岩棉板导热系数差别不大；密度从60kg/m3 到140kg/m3 的导热系数差别为0.0025 W/（m?K）。

      三、 温度对无机绝热材料导热系数的影响

      样 品：选择具有代表性的密度为48kg/m3 玻璃棉板和100kg/m3 岩棉板各1组，研究不同温度条件下材料导热系数的变化。

      养护条件：将玻璃棉板和岩棉板放在80℃烘箱中进行干燥，取出放在干燥器中冷却至室温。

      检测条件：用导热系数测定仪测量样品在10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃温度条件下的导热系数。

      结果分析：玻璃棉板和岩棉板的导热系数都随测试温度的升高而增大。这可能是由于温度的升高导致材料固体分子热运动增强，进而影响材料的导热系数，材料孔隙中的空气的导热和孔壁间的辐射作用也逐渐增强，导致了材料导热系数增大。对玻璃棉板和岩棉板的导热系数随温度变化进行线性拟合。拟合得到48kg/m3 玻璃棉板的导热系数随温度变化的斜率为1.40×10-4。拟合得到100kg/m3 岩棉板导热系数随温度变化的斜率为1.31×10-4，这与其他文献的结果相吻合。

      四、 相对湿度对无机绝热材料导热系数的影响

      样 品：选择密度为48kg/m3 的玻璃棉板和100kg/m3 的岩棉板各1组，研究不同相对湿度条件对材料导热系数的影响。

      养护条件：将玻璃棉板和岩棉板分别放在22℃，不同相对湿度条件下的恒温恒湿箱中进行状态调节。

      检测条件：用导热系数测定仪测量样品在25℃、70℃的导热系数。

      结果分析：随着相对湿度的逐渐增大，玻璃棉板和岩棉板的导热系数都在逐渐增大。玻璃棉和岩棉都属于吸湿性材料，随着相对湿度的增大，材料的孔隙中含有的水蒸气和液态水等水分逐渐增多，由于水的导热系数约为0.581 W/（m?K），远大于空气的导热系数。因此，当材料受潮吸湿后的导热系数增大，降低其保温隔热效果。

      五、 总结

      1) 从实验可得出，在相同温度条件下，无机绝热材料玻璃棉板和岩棉板的导热系数随着密度的增大逐渐减小，但导热系数的变化范围有所不同。玻璃棉板导热系数相差较大，差别为0.0066 W/（m?K）

       2) 密度相同的情况下，玻璃棉板和岩棉板的导热系数随着温度的升高逐渐增大，对实验结果进行线性拟合分析，拟合得到玻璃棉板导热系数随温度变化的斜率为1.40×10-4，岩棉板导热系数随温度变化的斜率为1.31×10-4。

       3) 密度不变的情况下，玻璃棉板和岩棉板的导热系数随着相对湿度的增大逐渐增大，玻璃棉板和岩棉板属于吸湿性材料，随着相对湿度的增大，水分进入材料的孔隙导致保温绝热性能下降。