泡沫玻璃特点及应用

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: The development status and the main production technical school of foam glasses at home and abroad, as well as their characteristics were reviewed. And the construction technology when used as architectureIt Insulation layer.It is hoped that this article will givereference to those construction engineer.

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。