聚酚醛保溫板厚度對(duì)凍融圈變化規(guī)律影響：

聚酚醛保溫板保溫效果不僅受到保溫層安裝位置和材料類型的影響，還和保溫

層厚度有很大的關(guān)系，所以對(duì)不同保溫層厚度條件下，凍融圈變化規(guī)律的研究必

不可少。下面對(duì)隧道保溫選用的聚酚醛保溫板，分別選擇三種不同的保溫層

厚度(3．5、5．0和6．5cm)，對(duì)其保溫效果進(jìn)行對(duì)比分析。鑒于計(jì)算原理與前面完全

相同，這里不再給出詳細(xì)的計(jì)算過程，只給出不同保溫層厚度條件下，隧道施工

一年時(shí)間內(nèi)，典型位置的凍深，見表5．8所示。從表中可以看到拱頂、拱腰的

凍深均隨著保溫材料厚度的增加而減小，當(dāng)保溫層厚度為3．5cm時(shí)，隧道拱項(xiàng)凍深為0．3m，當(dāng)聚酚醛保溫板厚度為5．Ocm時(shí)，凍深則減小到了0．14m，減小了54％

左右，而當(dāng)保溫層厚度為6．5cm時(shí)，該位置則己經(jīng)不會(huì)出現(xiàn)O℃以下的情況，拱腰

位置情況與拱項(xiàng)類似，說明聚酚醛保溫板厚度對(duì)溫度場的分布影響明顯。底板的凍深比

拱頂和拱腰大很多，主要原因是底板沒有鋪設(shè)隔熱保溫材料：拱腰凍深比拱頂?shù)?

要稍微小些，主要原因是計(jì)算斷面埋深較淺，拱項(xiàng)的溫度受到了上表面山體溫度

的影響。

表5．8不同厚度保溫層下的深度

厚度 保溫層厚度(cm)

位置

3．5 5．0 6．5

底板位置(cm)

180 188 176

拱項(xiàng)位置(cm)

25 18 0

拱腰位置(cm)

聚酚醛保溫板隧道保溫參數(shù)分析

現(xiàn)在市場上供應(yīng)的保溫材料品種有很多，影響其保溫效果的一個(gè)重要方面是

不同材料具有不同的導(dǎo)熱系數(shù)。下面僅從保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)的差異性來分析其

對(duì)隧道凍融圈的影響。考慮到目前寒區(qū)隧道采用的保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)一般在

O．024—0．029w／m·K之間(見表5．6所示)，下面選取三個(gè)典型的導(dǎo)熱系數(shù)兄值作趨勢(shì)

分析，它們分別是0．027、0．024和0．029。

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應(yīng)用工程實(shí)例

硬質(zhì)聚氨酯泡沫板：

0．027

昆侖山隧道、風(fēng)火山隧道、鷓鴣山隧道

福利凱聚酚醛硬質(zhì)泡沫板

0．024

嘎隆拉隧道

石棉復(fù)合材料保溫板

O．029

大慶油田、江蘇油田輸油管道

圖5．5是分別選取表5．6中三種不同的保溫材料(鋪設(shè)厚度均為60mm)時(shí)，防

寒泄水洞施工期問，一次襯砌與保溫層接觸位置溫度變化規(guī)律，從圖上可以看到：

該位置溫度變化幅度隨保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的減小而減小，在隧道表面敷設(shè)60mm

厚硬質(zhì)聚氨酯泡沫板己經(jīng)能保證該位置不出現(xiàn)負(fù)溫的不利工況。

表5．7是表面敷設(shè)不同類型的保溫材料，防寒泄水洞在開工一年時(shí)間內(nèi)，典型

位置的凍深。從表上可以看到拱頂、拱腰的凍深均隨著保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)的

減小而減小，當(dāng)采用石棉材料時(shí)，隧道拱頂凍深為0．65m，當(dāng)采用硬質(zhì)聚氨酷

保溫時(shí)，凍深則減小到了0．25m，減小了61．5％左右，而當(dāng)采用聚酚醛保溫板保溫時(shí)，則

拱頂和拱腰已經(jīng)不會(huì)出現(xiàn)0℃以下的情況，說明保溫層材料的導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)溫度場的

分布影響明顯：拱頂凍深比拱腰的要稍微大點(diǎn)，主要原因是斷面埋深較淺，洞內(nèi)

的拱頂?shù)臏囟仁艿搅松媳砻嫔襟w溫度的影響；底部的深度比拱頂及拱腰大很

多，主要原因是底部沒有敷設(shè)保溫層。

表5．7保溫材料種類與深度的關(guān)系

種類 保溫材料種類

聚酚醛隧道保溫板

180 185 195

拱項(xiàng)位置(cm) 25 O 65

23 0 58

防火酚醛板是近幾年，發(fā)展起來的一類新型板塑料，以其耐燃性好、發(fā)煙量低、高溫性能穩(wěn)定、絕熱隔熱、隔音、易成型加工，及較好的耐久性而名列所有板塑料的前列，被稱為第3代新興保溫材料。酚醛泡沫材料屬高分子有機(jī)硬質(zhì)鋁箔泡沫產(chǎn)品，是由熱固性酚醛樹脂發(fā)泡而成，它具有輕質(zhì)、防火、遇明火不燃燒、無煙、無滴落，使用溫度圍廣（-196～ 200℃）低溫環(huán)境下不收縮、不脆化，是暖通制冷工程理想的絕熱材料，由于酚醛泡沫閉孔率高，則導(dǎo)熱系數(shù)低，隔熱性能好，并具有抗水性和水蒸氣滲透性，是理想的保溫節(jié)能材料。改性酚醛板作為隔熱、阻燃材料，還廣泛應(yīng)用于彩鋼夾心板、中央空調(diào)風(fēng)道保溫復(fù)合板主材、防火門芯材、冷庫保冷、汽車內(nèi)飾裝飾保溫板等領(lǐng)域。由于酚醛具有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，所以尺寸穩(wěn)定，變化率＜1％。且化學(xué)成分穩(wěn)定，防腐抗老化，特別是能耐有機(jī)溶液、強(qiáng)酸、弱堿腐蝕。

酚醛樹脂泡沫保溫材料在阻燃、隔熱方面，酚醛樹脂可以長期在130℃下工作，瞬時(shí)工作溫度可達(dá)200—300℃，這與聚苯烯發(fā)泡材料的使用溫度70-80℃相比，具有極大的優(yōu)越性，同時(shí)，在耐熱方面也優(yōu)于聚氨酯發(fā)泡材料。合成的酚醛樹脂可通過控制發(fā)泡劑、固化劑和表面活性劑的量而控制發(fā)泡體的質(zhì)量。酚醛泡沫保溫板能夠滿足抗凍融保溫系統(tǒng)對(duì)保溫板的指標(biāo)要求，導(dǎo)熱系數(shù)低于0。酚醛樹脂與其他材料共混改性，可以制各出性能極其優(yōu)良的復(fù)合保溫材料。隧道保溫工程分為交通隧道、鐵路、公路、水底隧道。隧道處于高海拔地區(qū)，氣候嚴(yán)寒，日夜溫差大，目前隧道現(xiàn)在運(yùn)營狀態(tài)來看都發(fā)生襯砌、開裂、結(jié)冰、下滲水等病害，大大降低了隧道的使用功能，嚴(yán)重威脅行車安全。科立邇聚酚醛隧道保溫板是我公司科技人員針對(duì)各地高寒地區(qū)各種隧道的特點(diǎn)研制開發(fā)的防凍融熱固性保溫材料，能達(dá)到保溫、防水、防火、的效果。