泡沫玻璃 foam glass(cellular glass)
20世紀(jì)30年代,法國(guó)Saint-Gobain公司首先研制成功以碳酸鈣為發(fā)泡劑的泡沫玻璃,1935年申請(qǐng)了第1個(gè)專利。隨后,1939年前蘇聯(lián)在門捷列夫化工學(xué)院中間試驗(yàn)廠也實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)了泡沫玻璃。
中文名稱 | 泡沫玻璃 | 外文名稱 | foam glass |
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密度 | 160-220千克/立方米 | 導(dǎo)熱系數(shù) | 0.058 |
泡沫玻璃是一種以廢平板玻璃和瓶罐玻璃為原料,經(jīng)高溫發(fā)泡成型的多孔無機(jī)非金屬材料,具有防火、防水,無毒、耐腐蝕、防蛀,不老化,無放射性、絕緣,防磁波、防靜電,機(jī)械強(qiáng)度高,與各類泥漿粘結(jié)性好的特性。是一種性能穩(wěn)定的建筑外墻和屋面隔熱、隔音、防水材料。
據(jù)介紹,泡沫玻璃還可以運(yùn)用于煙道、窯爐和冷庫的保溫工程,各種氣、液、油輸送管道的隔熱、防水、防火工程,地鐵、圖書館、寫字樓、歌劇院、影院等各種需要隔音、隔熱設(shè)備的場(chǎng)所,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的隔離、隔音工程,河渠、護(hù)欄、堤壩的防漏、防蛀工程等多種領(lǐng)域。甚至還具有用于家庭清潔、保健的功能。用泡沫玻璃保護(hù)暖氣輸送管道與傳統(tǒng)保護(hù)材料相比,可減少熱損耗約25%。
泡沫玻璃又稱為多孔玻璃,其內(nèi)部充滿無數(shù)開口或閉口的小氣孔,氣孔的面積占總體積的80%~90%,孔徑大小為0.5~5mm,也有的小到幾微米。泡沫玻璃的主要原料通常是碎玻璃,可使用的酸性火山熔巖類物質(zhì),如火山灰、浮石、珍珠巖、黑曜巖、高爐礦渣等。
現(xiàn)在,泡沫玻璃在國(guó)內(nèi)應(yīng)用很少,是一種新型的材料,可以作為節(jié)能窗玻璃或是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱材料。
泡沫玻璃分類技術(shù)
表格1 泡沫玻璃的分類
分類 | 內(nèi)容 | |
按用途分 | 隔熱泡沫玻璃、吸聲泡沫玻璃 | |
按所用原料分 | 普通泡沫玻璃、石英泡沫玻璃、熔巖泡沫玻璃 | |
按顏色分 | 白色、棕色、黃色、純黑色等 | |
按外形分 | 平板(代號(hào)P) | 管殼(代號(hào)G) |
按密度分 | ≤150kg/m(代號(hào)150) | 151~180 kg/m(代號(hào)180) |
泡沫玻璃的應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn):
1、泡沫玻璃的基質(zhì)為玻璃,故不吸水。內(nèi)部的氣泡也是封閉的,所以不存在毛細(xì)現(xiàn)象,也不會(huì)滲透,因此泡沫玻璃是目前最理想的保冷絕熱材料。
2、機(jī)械強(qiáng)度較高,強(qiáng)度變化與表觀密度成正比。具有優(yōu)良的抗壓性能,較其他材料更能經(jīng)受住外部環(huán)境的侵蝕和負(fù)荷。優(yōu)良的抗壓性能與阻濕性能相結(jié)合,使泡沫玻璃成為地下管道和槽罐地基最理想的絕熱材料。
3、泡沫玻璃具有很好的絕熱透濕性,因此熱導(dǎo)率長(zhǎng)期穩(wěn)定,不因環(huán)境影響發(fā)生變化,絕熱性能良好。
4、泡沫玻璃是基質(zhì)濕玻璃,因此不會(huì)自燃也不會(huì)被燒毀,是優(yōu)良的防火材料。泡沫玻璃的工作溫度范圍為-200~430℃、膨脹系數(shù)較小(8×10℃)而且可逆,因此材料性能長(zhǎng)期不變,不易脆化,穩(wěn)定性好。
5、泡沫玻璃隔聲性能好,對(duì)聲波有強(qiáng)烈的吸收作用,在60~400Hz內(nèi)平均穿透損失28.3dB。
6、泡沫玻璃染色性能好,可以作為保溫裝飾材料。
閉孔
一種新型高性能的保溫隔熱材料-泡沫玻璃已開始在建筑工程上應(yīng)用。
被譽(yù)為節(jié)能工程的黑珍珠-泡沫玻璃,在國(guó)外已普遍使用在化工保溫隔熱、船舶、制冷業(yè)、冷庫、地鐵及恒溫恒濕工程和一般工業(yè)與民用建筑的屋面、外墻的保溫和隔熱工程上。我國(guó)過去只用于化工深冷設(shè)備、船舶、冷庫的保溫隔熱工程,近年來已開始在建筑工程上使用。
泡沫玻璃是采用石英砂礦粉或碎玻璃粉經(jīng)燒制發(fā)泡生成的容重輕、獨(dú)立閉孔的發(fā)泡體。由于它是無機(jī)材料的閉孔泡沫玻璃,所以導(dǎo)熱系數(shù)小,絕熱功能穩(wěn)定;不吸水,水蒸氣滲透率小;優(yōu)良的耐高低溫性能和耐久性;強(qiáng)度高,重量輕,變形小;不燃燒,不腐蝕;可切割成型,便于施工;可制成彩色材料,具有美化環(huán)境功能;可用聚合物水泥砂漿與基層牢固粘接。
與廣泛在建筑工程中使用的保溫材料相比較,泡沫玻璃具有獨(dú)特的特點(diǎn),用于屋面,能形成永久性的保溫隔熱層,而且,由于其優(yōu)良的耐候性,尤其適合于倒置式屋面的保溫隔熱層。采用聚合物水泥砂漿粘結(jié)并勾縫后,還可形成一道完整的防水層,起到防水作用。用于外墻時(shí),可直接采用聚合物水泥砂漿粘貼,施工方便,如采用彩色泡沫玻璃,既起到保溫隔熱作用,又可做為裝飾材料,是一舉數(shù)得的好辦法。
建筑節(jié)能是國(guó)家一項(xiàng)極其重要的政策,是利國(guó)利民、造福子孫后代的系統(tǒng)工程。加強(qiáng)建筑物的保溫隔熱對(duì)于改善人的工作和居住環(huán)境條件、節(jié)約能源所起的作用既直接又實(shí)際,我國(guó)建筑保溫隔熱工程中,保溫材料吸水率高、耐久性差一直是兩大難題,它大大地降低材料的保溫性能,影響保溫隔熱的效果,增加空調(diào)系統(tǒng)的能量消耗。而且吸水后,保溫層變成了蓄水層,會(huì)使防水層起鼓破壞,造成滲漏,在雨后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍舊漏水。在外墻構(gòu)造中,由于保溫隔熱的需要,需將墻體加厚以滿足使用功能要求,由于現(xiàn)在尚無保溫材料能取代原來的紅磚作為墻體材料,只能采用外貼保溫材料進(jìn)行保溫隔熱,所以需要重量輕、保溫性能好、耐老化、不吸水、易粘結(jié)的材料,泡沫玻璃是最理想的保溫材料。泡沫玻璃,不論用于屋面或外墻都是一種優(yōu)良的保溫隔熱材料。
泡沫玻璃用于屋面的保溫隔熱層時(shí),由于它不吸水、不吸濕、用水泥砂漿粘鋪后,水份不可能進(jìn)入,所以不會(huì)造成防水層的起鼓破壞現(xiàn)象,不需作排氣孔,也不存在長(zhǎng)久使用后性能下降的問題。
它有一定強(qiáng)度,不易被壓縮,用于倒置式屋面、斜坡屋面、種植屋面等新型屋面型式,是其它任何保溫材料都無法比擬的。
泡沫玻璃用于墻體保溫隔熱,代替紅磚,減薄墻體厚度,節(jié)約能源更是首屈一指,而且間接地?cái)U(kuò)大了建筑使用面積,減輕了建筑物的自重。施工時(shí)用普通水泥砂漿或聚合物水泥砂漿粘貼,粘貼力強(qiáng)。如作外墻涂料面層,只要在泡沫玻璃層外抹一層水泥砂漿找平即可。如采用彩色泡沫玻璃,可將泡沫玻璃切割成一定大小的形狀,直接用聚合物水泥砂漿粘貼。
泡沫玻璃制作原理
泡沫玻璃 foam glass(cellular glass)
泡沫玻璃最早是由美國(guó)匹茲堡康寧公司發(fā)明的,是由碎玻璃、發(fā)泡劑、改性添加劑和發(fā)泡促進(jìn)劑等,經(jīng)過細(xì)粉碎和均勻混合后,再經(jīng)過高溫熔化,發(fā)泡、退火而制成的無機(jī)非金屬玻璃材料。它是由大量直徑為1~2毫米的均勻氣泡結(jié)構(gòu)組成。其中吸聲泡沫玻璃為50%以上開孔氣泡,絕熱泡沫玻璃為75%以上的閉孔氣泡,可以根據(jù)使用的要求,通過生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)的變更進(jìn)行調(diào)整。
由于這種新材料具有防潮、防火、防腐的作用,加之玻璃材料具有長(zhǎng)期使用性能不劣化的優(yōu)點(diǎn),使其在絕熱、深冷、地下、露天、易燃、易潮以及有化學(xué)侵蝕等苛刻環(huán)境下倍受用戶青睞。被廣泛用于墻體保溫、石油、化工、機(jī)房降噪、高速公路吸音隔離墻、電力、軍工產(chǎn)品等,被用戶稱之為綠色環(huán)保型絕熱材料。
根據(jù)泡沫玻璃的各種性能,它可以作為隔熱材料應(yīng)用于建筑工程的各個(gè)部門,也用于造船、化工、低溫及高溫技術(shù)。白色和彩色玻璃還被用做吸音和裝飾材料使用。生產(chǎn)中的廢料--泡沫玻璃粉和碎料還可以作為裝飾輕混凝土的填充料及其它用途。根據(jù)用途的不同,采用相應(yīng)的工藝生產(chǎn)的泡沫玻璃產(chǎn)品可分為四大類,即絕熱泡沫玻璃、吸音裝飾泡沫玻璃、飾面泡沫玻璃和粒狀泡沫玻璃。
泡沫玻璃最早是由美國(guó)彼茲堡康寧公司發(fā)明的,是由碎玻璃、發(fā)泡劑、改性添加劑和發(fā)泡促進(jìn)劑等,經(jīng)過細(xì)粉碎和均勻混合后,再經(jīng)過高溫熔化,發(fā)泡、退火而制成的無機(jī)非金屬玻璃材料。它是由大量直徑為1~2毫米的均勻氣...
泡沫玻璃因其具有重量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率小、不燃燒、不霉變、強(qiáng)度高、耐腐蝕、無毒、物理化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于石油、化工、地下工程、國(guó)防軍工等領(lǐng)域,能達(dá)到隔熱、保溫、保冷、吸音之效
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)建筑耗能占能源消費(fèi)總量的23.1%,而各類建筑物每年的采暖,制冷能耗又占全國(guó)總能耗的10%左右。開發(fā)生產(chǎn)泡沫玻璃這類高效節(jié)能建筑保溫材料十分必要。它可以變廢為寶,減少污染,利于環(huán)境保護(hù)。原...
泡沫玻璃是一種性能優(yōu)越的絕熱(保冷)、吸聲、防潮、防火的輕質(zhì)高強(qiáng)建筑材料和裝飾材料,使用溫度范圍為零下196度到450度,A級(jí)不燃與建筑物同壽命,透濕系數(shù)幾乎為0。雖然其他新型隔熱材料層出不窮,但是泡沫玻璃以其永久性、安全性、高可靠性在低熱絕緣、防潮工程、吸聲等領(lǐng)域占據(jù)著越來越重要的地位。它的生產(chǎn)是廢棄固體材料再利用,是保護(hù)環(huán)境并獲得豐厚經(jīng)濟(jì)利益的范例。
熔巖泡沫玻璃:用珍珠巖、黑曜巖等天然熔巖或工業(yè)廢渣作基礎(chǔ)原料,也可加入一定量的玻璃粉,以降低發(fā)泡溫度,用芒硝等作發(fā)泡劑制成的泡沫玻璃。一般可作建筑及工業(yè)設(shè)備的保溫材料和墻體材料等。
開孔泡沫玻璃所有的孔洞相通,因此叫開孔泡沫玻璃,開孔泡沫玻璃有一個(gè)很有前景的應(yīng)用是利用其高的吸水率(吸水率達(dá)50%~70%)用作綠化保水材料,將其固定在巖石基斜坡上,由于開孔泡沫玻璃中的開口氣孔吸收了大量水分,當(dāng)坡面因失水變干時(shí),泡沫玻璃中儲(chǔ)存的水分,可繼續(xù)供給土壤和樹根,同時(shí)交錯(cuò)拼接的開孔泡沫玻璃還能阻止水土流失,保護(hù)環(huán)境。
吸聲消音用泡沫玻璃不僅能起到良好的降噪作用,而且具有質(zhì)輕、不燃、不腐及受潮、吸水后不軟化等特點(diǎn),因此被廣泛用于游泳館、地鐵、食品和紡織車間等潮濕、防火并有低噪要求的建筑工程中。吸聲消音用和絕熱保溫用泡沫玻璃在適當(dāng)?shù)墓に囅乱部勺龀刹噬破罚绕鸬轿?、保溫作用,又不失為一種良好的裝飾材料,具有雙重作用。吸音泡沫玻璃在發(fā)達(dá)國(guó)家已廣泛用于地鐵、地下軍事設(shè)施、隧道、工廠車間、音樂廳、劇場(chǎng)和大會(huì)堂等建筑中,以及飛機(jī)場(chǎng)周圍建筑物外表,以降低噪音。國(guó)內(nèi)在九十年代陸續(xù)用于上海地鐵、廣州地鐵、人民大會(huì)堂空調(diào)機(jī)房和風(fēng)道的降噪吸聲材料。在用于上海市內(nèi)高架路兩旁的吸音墻。
粒狀泡沫玻璃粒狀泡沫玻璃是將泡沫玻璃制成顆粒狀,以便作為絕熱填料填充于各種材料制成的多孔墻板的墻體空隙中。這種粒狀泡沫玻璃還可以用粘結(jié)劑將其粘合在一起,形成各種形狀的泡沫玻璃構(gòu)件。粒狀泡沫玻璃可制成3~7、7~15、15~25㎜等各種不同的粒度等級(jí),其堆密度一般為100~200㎏/m3。一般地,顆粒直徑越大堆密度越小,個(gè)別情況下堆密度回低于80㎏/m3。
泡沫玻璃的特性有:
1、不吸濕、不吸水、不會(huì)因常年使用降低隔熱保冷效果。
2、具有良好的隔熱性能,不燃燒,能在-268~+482℃廣闊溫度范圍內(nèi)使用。
3、具有良好的吸聲性能。
4、有較高的機(jī)械強(qiáng)度,且易于加工、切割或粘拼成各種形狀制品。
5、不風(fēng)化、不老化、本身無毒、無放射性和腐蝕性。
6、不受鼠嚙蟲咬和微生物腐蝕。
7、具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,耐除氫、氟、酸及所有的化學(xué)侵蝕。
泡沫玻璃的廣泛用途
1、 深冷和低溫管道、設(shè)備、容器與儲(chǔ)罐。
2、 中溫和高溫管道、設(shè)備。
3、 熱油和熱瀝青儲(chǔ)罐。
4、 流體換熱系統(tǒng)。
5、 石油化工、硫化生產(chǎn)過程。
6、 壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)房的隔音和吸音墻,高速公路屏蔽吸音。
7、 建筑物的天花板、圍護(hù)墻、內(nèi)隔墻、外墻保溫。
8、 以滲水高溫管道隔熱系統(tǒng)的"過盈保溫"排出水分,恢復(fù)其隔熱性能。
9、 在特殊條件下工作的復(fù)合隔熱系統(tǒng)。
生產(chǎn)飾面泡沫玻璃時(shí),應(yīng)在其表面涂覆飾面層,可采用含石棉、滑石粉的有機(jī)硅瑪蹄脂,或以聚合物樹脂與無機(jī)填料,易熔粘土等基料組成的糊狀物等作為涂覆劑。涂覆之前應(yīng)先刮一層瑪蹄脂。飾面泡沫玻璃還可以采用將彩色泡沫玻璃最外層10~20㎜熔融的方法,在泡沫玻璃的外層建立一層致密玻璃。
飾面泡沫玻璃的固定可采用水泥砂漿作粘接劑。為了是色彩協(xié)調(diào),可用白堊代替普通黃砂,并摻入相應(yīng)的著色劑。
泡沫玻璃的分類:
按用途分:隔熱泡沫玻璃、吸聲泡沫玻璃。
按所用原料分:普通泡沫玻璃、石英泡沫玻璃、熔巖泡沫玻璃。
按顏色分:白色、棕色、黃色、純黑色等。
按外形分:平板(代號(hào)P)、管殼(代號(hào)G)。
按密度分:≤150kg/m(代號(hào)150)、151~180 kg/m(代號(hào)180)。