泡沫玻璃特点及应用.docx

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泡沫玻璃材料及其应用

摘要：

总结归纳了泡沫玻璃的发展状况，主要的生产工艺，并介绍了泡沫玻璃材料的施工工艺，供建筑业相关从业人员参考。

Abstract:

Thedevelopmentstatusandthemainproductiontechnicalschooloffoamglassesathomeandabroad,aswellastheircharacteristicswerereviewed.AndtheconstructiontechnologywhenusedasarchitectureItInsulationlayer.Itishopedthatthisarticlewillgivereferencetothoseconstructionengineer.

引言

泡沫玻璃是一种由废旧平板玻璃，辅以各种添加剂制成的一种综合性能十分优良的新型保温隔声材料。

由于这种新材料具有防潮、防火、防腐的作用，加之玻璃材料具有长期使用性能不劣化的优点，使其在绝热、深冷、地下、露天、易燃、易潮以及有化学侵蚀等苛刻环境下倍受用户青睐。

被广泛用于墙体保温、石油、化工、机房降噪、高速公路吸音隔离墙、电力、军工产品等，被用户称之为绿色环保型绝热材料。

根据泡沫玻璃的各种性能，它可以作为隔热材料应用于建筑工程的各个部门，也用于造船、化工、低温及高温技术。

白色和彩色玻璃还被用做吸音和装饰材料使用。

生产中的废料——泡沫玻璃粉和碎料还可以作为装饰轻混凝土的填充料及其它用途。

根据用途的不同，采用相应的工艺生产的泡沫玻璃产品可分为四大类，即绝热泡沫玻璃、吸音装饰泡沫玻璃、饰面泡沫玻璃和粒状泡沫玻璃。

一、泡沫玻璃的国内外发展状况

20世纪30年代，法国Saint-Gobain公司首先研制成功以碳酸钙为发泡剂的泡沫玻璃，1935年申请了第1个专利。

随后，1939年前苏联在门捷列夫化工学院中间试验厂也实验生产了泡沫玻璃。

最早具有工程使用价值的泡沫玻璃产品是由美国彼兹堡康宁公司发明的，是由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和发泡促进剂等，经过细粉碎和均匀混合后，再经过高温熔化，发泡、退火而制成的无机非金属玻璃材料。

当前，国际上最大的生产厂商为美国康宁和日本纺绩公司，它们的年产量均超过50×104立方米。

美国是世界上生产泡沫玻璃最早的国家之一。

年生产总量在上千万立方米，曾垄断国际市场长达50多年。

中国的周边国家，如韩国、东南亚等国，虽然已认识和使用该材料，但尚无批量生产的厂家。

法国是发明泡沫玻璃最早的国家,其生产泡沫玻璃所采用原料为多原料体系,充分地利用工业废渣来生产泡沫玻璃,还研制复杂碱金属氧化物和碱土金属硅酸盐泡沫玻璃体系。

前苏联于1939年在门捷列夫化工学院的中间试验厂研制成功了泡沫玻璃产品。

前苏联在生产泡沫玻璃方面积累了丰富的经验,原料选择上不仅重视废玻璃,而且特别注视工业废渣的综合利用,原料大多数是工业废渣。

采用这种方法生产的泡沫玻璃,不但解决了工业废渣综合治理问题,还可以缩短热处理的时间,提高经济效益。

除此之外,他们还成功利用回转窑制成颗粒状泡沫玻璃,作为建筑轻骨料。

美国也是研制和生产泡沫玻璃较早的国家之一,起步于20世纪40年代。

美国对于泡沫玻璃生产和研究一直处于领先地位,是世界上最大的泡沫玻璃生产国,其中美国康宁公司是世界上最大的泡沫玻璃生产厂。

日本从1945年以后才逐渐重视泡沫玻璃的研究工作,买到法国St.Gobain公司的粉末烧成法主要专利技术的使用权并制备泡沫玻璃投入市场。

同时结合实际生产,对发泡剂作了深入系统的研究工作,以白云石替代了碳黑及碳酸钙等发泡剂,采用低软化点的钠钙玻璃来生产泡沫玻璃,取得了一系列的研究成果。

德国普遍采用低温生产工艺,其优点是降低装备造价,节约能源。

原料主要为有色或无色钠钙硅玻璃,生产出来的泡沫玻璃具有良好的保温性。

德国很重视废渣的综合利用,其中JSJ公司在开发包括灰尘物、炉渣、废气清理残渣、含石棉残渣、污染土壤等废弃物处理与废渣熔炼技术方面取得了一系列的成就。

英国生产的泡沫玻璃用途较为广泛,很大部分用于建筑保温,且英国是首家采用浮法工艺生产带状及夹金属丝网增强泡沫玻璃的国家。

瑞士利用废玻璃为原料,采用天然气作为加热能源,突破了传统以电为能源的束缚。

利用回转窑生产质量和技术要求较好的泡沫玻璃颗粒,可作为性能优越的隔热、防潮、防火、永久性的高强轻质骨料,用于建筑业,为泡沫玻璃材料开辟了新的应用领域。

加拿大生产泡沫玻璃的方法是利用钠钙玻璃为原料,开创性地采用云母粉作发泡剂,其产品具有良好的隔热性能和的机械性能。

中国的泡沫玻璃研究开始于20世纪50年代,并由沈阳陶瓷厂研制生产成功第1批泡沫玻璃。

由于泡沫玻璃具有优良的防火、防水、绝热、轻质、高强的性能,进入21世纪以来,随着我国建筑节能发展需要,泡沫玻璃在建筑节能与防火领域得到普遍认可和应用,并因此获得迅速推广应用。

目前,我国已有十多个泡沫玻璃生产厂家,年产量规模已达40万m3,单线最大生产能力已达4万m3/a。

二、泡沫玻璃的生产工艺

根据泡沫玻璃生产过程中模具与毛坯在退火方面的差别,可以将泡沫玻璃的生产工艺分为“两步法”和“一步法”。

目前,全球绝大多数工厂是采用“两步法”生产工艺。

“两步法”生产工艺是将泡沫玻璃配合料在发泡窑中发泡后,在发泡窑外将模具脱除,脱模后的毛坯再送入退火窑中进行退火。

该生产工艺的优点是其发泡和退火过程相互独立,互不干扰,便于工艺参数的调节,并能及时观察和判断泡沫玻璃的发泡质量状况,然后立即调整发泡温度和发泡时间,很灵活地生产出不同密度、不同品种的泡沫玻璃,同时,可最大限度地减少模具的投入量。

“一步法”是将泡沫玻璃配合料在同一模具和同一座窑炉中进行发泡和退火,并获得泡沫玻璃产品,它占用大量模具,并且带模退火不利于毛坯合格率,毛坯开裂情况较多。

目前泡沫玻璃的生产主要包括匹兹堡-康宁法、回收-有模法、回收-无模法、颗粒法、浮法-带状法等制造工艺。

上述工艺中除匹兹堡-康宁法需要使用专门制造的玻璃材料外，其余方法均可以采用废旧平板玻璃作为原材料。

其中浮法-带状法可以再泡沫玻璃冷却之前向其中加入金属丝网，得到强化泡沫玻璃。

三、泡沫玻璃的应用

泡沫玻璃根据用途，可以分为隔热泡沫玻璃与吸声泡沫玻璃等；根据基础原料，可以分为普通泡沫玻璃，熔岩泡沫玻璃，石英泡沫玻璃等。

泡沫玻璃应用广泛，从烟道，烟囱内衬，到乙烯生产装置，液化燃气储罐等超高温和超低温工作环境，还可以用于建筑围护结构的保温及冷库和空调的保冷材料。

因其优异的抗腐蚀性能，还大规模的应用于化学药剂厂，石油炼化企业等的储罐及管线的保温保冷。

尤其是用作直埋管道的保温。

四、配套材料及施工工艺要求

1.用于100℃以上的区域时，不用胶结材料密实连接，采用铁丝绑扎或金属绑带使之固定；或用螺栓及角铁固定。

也有使用高温粘结剂的，如使用水玻璃类胶结剂时，必须采用点粘。

填缝可采用焦油环氧系填料或粘土质泥浆等。

2.用于﹣30℃至70℃时，采用棕色沥青或沥青混悬粘结剂粘结。

3.用于﹣30℃至﹣70℃时，可以使用30-40号泡沫填缝剂密实组装，但必须每隔300mm采用金属条带绑扎一道。

4.低于﹣70℃时，一般不用粘结材料，采用二层以上的组装式，从第二层起使用上述材料填缝并绑扎

五、泡沫玻璃的发展前景

泡沫玻璃具有特殊的性能，因而一是可以作为建筑与工业设备的保温；二是适用于保冷，尤其是深冷。

泡沫玻璃力学性能和可加工性优异，其抗压、抗弯、导热、吸水率都优于同类的保温材料，在国外已经作为正式产品大量生产和广泛应用。

近年来，国内扩大了泡沫玻璃在石油，化工，电力，建筑等部门的而应用，但仍然存在抗压、抗折强度低于国外先进水平。

加工、切割损失大等缺点。

但相信泡沫玻璃材料今后将会得到更大的发展。