2．聚氨酯直埋管道和聚異氰脲酸酯硬泡（PIR）
硬質聚氨酯泡沫塑料是一種保溫與防腐的優(yōu)質材料，以其為絕熱層生產的硬質聚氨酯直埋管道，具有抗拉和抗壓強度高、導熱系數(shù)小、濕熱老化年限長、施工工期短、使用方便、綜合經(jīng)濟效益好的優(yōu)點，適用于作輸送各種冷熱水、天然氣、液化氣、油品等介質的埋地管道。
傳統(tǒng)蒸汽管道的鋪設是采用高架管或地溝架管，之所以不能直接埋入土中是因為傳統(tǒng)保溫材料同鋼管沒有粘結力，當土壤緊固著保溫材料，蒸汽通過管道時便會引起管道熱位移，而保溫材料不能發(fā)生同步位移，于是產生了保溫材料同土壤的摩擦力，這就破壞了保溫防水層的整體性；又加上傳統(tǒng)保溫材料都有吸水性，故不適宜于地下鋪設。但隨著城市化的發(fā)展，管道的直埋有利于節(jié)能、節(jié)資和節(jié)約土地的使用資金，不僅如此，與巖棉保溫方法相比，采用直埋管還可以減少巖棉對人體的危害，且工藝更簡單。
聚氨酯直埋管，是由鋼管（有縫或無縫鋼管）經(jīng)水壓試驗無滲漏后，進行除銹，脫酯（對于有油污的管道進行的處理工作），再裹覆氰凝、硬質聚氨酯泡沫塑料和玻璃鋼而成的保溫管道。其結構特點是：緊貼切鋼管外壁的為防銹防腐層，采用的是高效防水防腐化學材料氰凝；中層為保溫層，采用導熱系數(shù)小、吸濕性小和機械強度高的硬質聚氨酯泡沫塑料；外層為保護層，同樣具有防水作用，采用的是高強度、抗剪切、耐腐蝕的玻璃鋼。正是由于聚氨酯直埋管具有了以上這些特性，因此可廣泛被用于國防、石油、化工、市政建設、冶金、熱網(wǎng)工程、地熱工程、工業(yè)與民用建筑等領域的管道地下直埋敷設，輸送各種冷熱蒸汽。
然而，硬質聚氨酯直埋管的使用只是解決了120℃以內管道保溫的工藝問題；為了提高熱效率（增加供熱面積），以進一步節(jié)能，還需要一種能夠在更高溫度下穩(wěn)定的材料。聚異氰脲酸酯硬泡就是目前較為理想的材料，無論是它的分解溫度和閃點溫度都大大高于普通的聚氨酯泡沫，而其施工藝又與后者很相似，從系統(tǒng)上并不影響一般的工藝設計。表7中給出了硬質聚氨酯泡沫塑料與聚異氰脲酸酯硬泡的一些物性參數(shù)。
表6幾種復合硅酸鹽制品的特性參數(shù)
保溫材料 干容重
Kg/m3 常溫導熱系數(shù)
W/m·K 使用溫度
℃ 抗壓強度
MPa 吸水率
%
JGC-700復合硅酸鹽絕熱保溫材料 110~150 0.035 -40~800 / /
FGB-800復合硅酸鹽絕熱保溫材料 ≤180 (膏體) 0.055~0.075 -50~800 / /
(板材) 0.039~0.055
BW-（N）-1208新型可注超輕耐熱保溫材料 ≯450 0.14 短期1158 1.4 (110℃) /
長期工作1000 0.72 (1000℃) /
表7硬質聚氨酯與聚異氰脲酸酯硬泡物性參數(shù)
保溫材料 干容重
Kg/m3 常溫導熱系數(shù)
W/m·K 使用溫度
℃ 抗壓強度
MPa 吸水率
%
硬質聚氨酯泡沫塑料 30~60 0.023~0.029 -80~100 ≥0.3 0.02~ 0.03
聚異氰脲酸酯硬泡 56 0.0204 ≤150 0.34 /
3．空心微珠
微珠保溫材料是另一種新型的保溫材料，它是一種以電廠粉煤灰微珠和膨脹珍珠巖為基料，配以專用粘結劑，經(jīng)高溫燒結后制成的輕質成型料。據(jù)近年來國內外文獻報道，粉煤灰中的一種空心微珠是在粉煤燃燒時，在爐溫超過1350~1500℃的高暖區(qū)域內產生的一種中空球形圓珠，其內部包含有氮和二氧化碳等氣體，其表面耐磨性好，壓強高，并有很好的耐酸性，是一種新興的多功能材料。經(jīng)試驗研究表明，空心微珠具有顆粒小、質輕、中空、隔音、隔熱、耐高溫、絕緣、耐低溫、耐磨、強度高等優(yōu)異的多功能特性。
微珠的化學成份主要是硅和鋁的氧化物（SiO2為50~60%，Al2O2為20~40%），此外含有Fe2O3、CaO、TiO2以及少量Mg、K、Na的氧化物組成。就其成份來看均由高熔點組份組成。據(jù)美國明尼蘇達州大學的試驗，用干法提選的空心微珠，抗壓強度超過7000Kg/cm3，其粒徑均為2微米，壁厚為其直徑的30%，而一般的空心微珠抗壓強度也在1400~7000Kg/cm3。
可以看出，輕質微珠制品與水泥蛭石相比，盡管后者價格便宜，但其使用溫度允許值較低，機械強度差，壽命較短，且又是導熱系較大的一種保溫材料，故已難于適應生產的需要。
與微孔硅酸鈣相比，僅僅導熱系數(shù)次于之，然而微孔硅酸鈣有一致命弱點，就是材料中含有石棉成分，而石棉是一致癌物質，在國際上已屬禁止生產的產品，且該材料較易吸水，在施工過程中機械強度會大大降低，從而壽命較短。
陶瓷纖維雖然是一種各項指標都不錯的保溫材料，卻因價格昂貴而沒有一個鍋爐廠用得起。
綜上所述，輕質微珠保溫材料導熱系數(shù)小、容重輕、價格便宜、有一定的機械強度，是工業(yè)鍋爐保溫層的較理想的保溫材料。同時，它又是粉煤灰的高層次利用，起著化廢為寶、改善環(huán)境的作用。所以，開發(fā)微珠保溫材料具有經(jīng)濟和社會雙重效益。此外，作為一種理想的制造耐高溫的保溫或耐火材料的原料，空心微珠還可推廣到其它產品上，如工業(yè)窖爐、蒸汽管道、高溫化工管道、電站鍋爐的保溫層、各種加熱電爐的保溫材料等都可以用微珠保溫材料取代之。
表8微珠制品與傳統(tǒng)保溫材料性能的比較
保溫材料 容重
Kg/m3 常溫導熱系數(shù)
W/m·k 使用溫度
℃ 抗壓強度
Kg/cm2 吸水率
%
輕質微珠保溫制品 250~300 0.07 為900~1000 5 /
水泥蛭石制品 450~500 0.093~0.116 <600 3~6 ³90
水泥珍珠巖制品 350~400 0.070~0.084 <600 ³4 150~250
泡沫石棉 50~70
(生產容重) 0.044~0.052 500 0.5~1
(抗拉) /
微孔硅酸鈣 200~250 0.059~0.06 600 ³5 390
巖棉保溫板(半硬質) 100~200
(生產容重) 0.47~0.043 -268~350 ³2.5
(抗彎) /
陶瓷纖維 155 0.07（900℃） 1000 / /
各種各樣貯能材料和保溫材料的出現(xiàn)為開發(fā)、合理利用能源提供了物質保證，也為改善人們的生活創(chuàng)造了條件。人類社會總是從低級向高級不斷發(fā)展的，雖然目前受到能源、環(huán)境、人口、糧食等問題的困擾，但最終人類都將以其智慧和勇氣戰(zhàn)勝它們，從必然王國走向自由王國。
硬質聚氨酯泡沫塑料是一種保溫與防腐的優(yōu)質材料，以其為絕熱層生產的硬質聚氨酯直埋管道，具有抗拉和抗壓強度高、導熱系數(shù)小、濕熱老化年限長、施工工期短、使用方便、綜合經(jīng)濟效益好的優(yōu)點，適用于作輸送各種冷熱水、天然氣、液化氣、油品等介質的埋地管道。
傳統(tǒng)蒸汽管道的鋪設是采用高架管或地溝架管，之所以不能直接埋入土中是因為傳統(tǒng)保溫材料同鋼管沒有粘結力，當土壤緊固著保溫材料，蒸汽通過管道時便會引起管道熱位移，而保溫材料不能發(fā)生同步位移，于是產生了保溫材料同土壤的摩擦力，這就破壞了保溫防水層的整體性；又加上傳統(tǒng)保溫材料都有吸水性，故不適宜于地下鋪設。但隨著城市化的發(fā)展，管道的直埋有利于節(jié)能、節(jié)資和節(jié)約土地的使用資金，不僅如此，與巖棉保溫方法相比，采用直埋管還可以減少巖棉對人體的危害，且工藝更簡單。
聚氨酯直埋管，是由鋼管（有縫或無縫鋼管）經(jīng)水壓試驗無滲漏后，進行除銹，脫酯（對于有油污的管道進行的處理工作），再裹覆氰凝、硬質聚氨酯泡沫塑料和玻璃鋼而成的保溫管道。其結構特點是：緊貼切鋼管外壁的為防銹防腐層，采用的是高效防水防腐化學材料氰凝；中層為保溫層，采用導熱系數(shù)小、吸濕性小和機械強度高的硬質聚氨酯泡沫塑料；外層為保護層，同樣具有防水作用，采用的是高強度、抗剪切、耐腐蝕的玻璃鋼。正是由于聚氨酯直埋管具有了以上這些特性，因此可廣泛被用于國防、石油、化工、市政建設、冶金、熱網(wǎng)工程、地熱工程、工業(yè)與民用建筑等領域的管道地下直埋敷設，輸送各種冷熱蒸汽。
然而，硬質聚氨酯直埋管的使用只是解決了120℃以內管道保溫的工藝問題；為了提高熱效率（增加供熱面積），以進一步節(jié)能，還需要一種能夠在更高溫度下穩(wěn)定的材料。聚異氰脲酸酯硬泡就是目前較為理想的材料，無論是它的分解溫度和閃點溫度都大大高于普通的聚氨酯泡沫，而其施工藝又與后者很相似，從系統(tǒng)上并不影響一般的工藝設計。表7中給出了硬質聚氨酯泡沫塑料與聚異氰脲酸酯硬泡的一些物性參數(shù)。
表6幾種復合硅酸鹽制品的特性參數(shù)
保溫材料 干容重
Kg/m3 常溫導熱系數(shù)
W/m·K 使用溫度
℃ 抗壓強度
MPa 吸水率
%
JGC-700復合硅酸鹽絕熱保溫材料 110~150 0.035 -40~800 / /
FGB-800復合硅酸鹽絕熱保溫材料 ≤180 (膏體) 0.055~0.075 -50~800 / /
(板材) 0.039~0.055
BW-（N）-1208新型可注超輕耐熱保溫材料 ≯450 0.14 短期1158 1.4 (110℃) /
長期工作1000 0.72 (1000℃) /
表7硬質聚氨酯與聚異氰脲酸酯硬泡物性參數(shù)
保溫材料 干容重
Kg/m3 常溫導熱系數(shù)
W/m·K 使用溫度
℃ 抗壓強度
MPa 吸水率
%
硬質聚氨酯泡沫塑料 30~60 0.023~0.029 -80~100 ≥0.3 0.02~ 0.03
聚異氰脲酸酯硬泡 56 0.0204 ≤150 0.34 /
3．空心微珠
微珠保溫材料是另一種新型的保溫材料，它是一種以電廠粉煤灰微珠和膨脹珍珠巖為基料，配以專用粘結劑，經(jīng)高溫燒結后制成的輕質成型料。據(jù)近年來國內外文獻報道，粉煤灰中的一種空心微珠是在粉煤燃燒時，在爐溫超過1350~1500℃的高暖區(qū)域內產生的一種中空球形圓珠，其內部包含有氮和二氧化碳等氣體，其表面耐磨性好，壓強高，并有很好的耐酸性，是一種新興的多功能材料。經(jīng)試驗研究表明，空心微珠具有顆粒小、質輕、中空、隔音、隔熱、耐高溫、絕緣、耐低溫、耐磨、強度高等優(yōu)異的多功能特性。
微珠的化學成份主要是硅和鋁的氧化物（SiO2為50~60%，Al2O2為20~40%），此外含有Fe2O3、CaO、TiO2以及少量Mg、K、Na的氧化物組成。就其成份來看均由高熔點組份組成。據(jù)美國明尼蘇達州大學的試驗，用干法提選的空心微珠，抗壓強度超過7000Kg/cm3，其粒徑均為2微米，壁厚為其直徑的30%，而一般的空心微珠抗壓強度也在1400~7000Kg/cm3。
可以看出，輕質微珠制品與水泥蛭石相比，盡管后者價格便宜，但其使用溫度允許值較低，機械強度差，壽命較短，且又是導熱系較大的一種保溫材料，故已難于適應生產的需要。
與微孔硅酸鈣相比，僅僅導熱系數(shù)次于之，然而微孔硅酸鈣有一致命弱點，就是材料中含有石棉成分，而石棉是一致癌物質，在國際上已屬禁止生產的產品，且該材料較易吸水，在施工過程中機械強度會大大降低，從而壽命較短。
陶瓷纖維雖然是一種各項指標都不錯的保溫材料，卻因價格昂貴而沒有一個鍋爐廠用得起。
綜上所述，輕質微珠保溫材料導熱系數(shù)小、容重輕、價格便宜、有一定的機械強度，是工業(yè)鍋爐保溫層的較理想的保溫材料。同時，它又是粉煤灰的高層次利用，起著化廢為寶、改善環(huán)境的作用。所以，開發(fā)微珠保溫材料具有經(jīng)濟和社會雙重效益。此外，作為一種理想的制造耐高溫的保溫或耐火材料的原料，空心微珠還可推廣到其它產品上，如工業(yè)窖爐、蒸汽管道、高溫化工管道、電站鍋爐的保溫層、各種加熱電爐的保溫材料等都可以用微珠保溫材料取代之。
表8微珠制品與傳統(tǒng)保溫材料性能的比較
保溫材料 容重
Kg/m3 常溫導熱系數(shù)
W/m·k 使用溫度
℃ 抗壓強度
Kg/cm2 吸水率
%
輕質微珠保溫制品 250~300 0.07 為900~1000 5 /
水泥蛭石制品 450~500 0.093~0.116 <600 3~6 ³90
水泥珍珠巖制品 350~400 0.070~0.084 <600 ³4 150~250
泡沫石棉 50~70
(生產容重) 0.044~0.052 500 0.5~1
(抗拉) /
微孔硅酸鈣 200~250 0.059~0.06 600 ³5 390
巖棉保溫板(半硬質) 100~200
(生產容重) 0.47~0.043 -268~350 ³2.5
(抗彎) /
陶瓷纖維 155 0.07（900℃） 1000 / /
各種各樣貯能材料和保溫材料的出現(xiàn)為開發(fā)、合理利用能源提供了物質保證，也為改善人們的生活創(chuàng)造了條件。人類社會總是從低級向高級不斷發(fā)展的，雖然目前受到能源、環(huán)境、人口、糧食等問題的困擾，但最終人類都將以其智慧和勇氣戰(zhàn)勝它們，從必然王國走向自由王國。