首页!6A娱乐!首页 顺盈招商主管[1] Китайгородский А И.泡沫玻璃[M].薛志麟等译.重庆:重庆工业出版社,1955.
[2] 王承遇,陶瑛.玻璃材料手册[M].北京:化学工业出版社,2007.
【作者单位】沈阳建筑大学材料学院,辽宁沈阳110168;沈阳建筑大学材料学院,辽宁沈阳110168;沈阳建筑大学材料学院,辽宁沈阳110168
泡沫玻璃是一种性能优越的绝热(保冷)、吸声、防潮、防火的轻质高强建筑材料和装饰材料,使用温度范围为-196~450 ℃,A级不燃,与建筑物同寿命,导热系数为0.058,透湿系数几乎为零。虽然其他新型隔热材料层出不穷,但是,泡沫玻璃以其永久性、安全性、高可靠性,在低热绝缘、防潮工程、吸声等领域占据着越来越重要的地位。它的生产是废弃固体材料再利用,可保护环境并获得丰厚的经济利益。
泡沫玻璃的热导率很小,是良好的保温隔热材料。泡沫玻璃的传热包括玻璃的孔壁和气孔中的气体。孔壁是固相,以传导为主,而气孔中的气体除了传导以外,主要是对流和辐射。泡沫玻璃中的气孔很多,传热主要以气孔中气体的对流和辐射为主,由于对流和辐射的传热效率很低,因此,泡沫玻璃的热导率很小。当泡沫玻璃内部的气泡为封闭态时,其吸水率也比较小,与同比重的其他隔热材料相比,具有更高的强度,并且容易加工。
泡沫玻璃是以玻璃粉为主要原料,加入发泡剂以及其他助剂,经高温焙烧后制成的一种轻质块状多孔材料。目前,常用的生产方法是以废弃玻璃及各种富含玻璃相的物质(如粉煤灰)为主要原料,添加发泡剂、改性剂、促进剂等物质,经细粉碎和均匀混合形成配合料,将它们放在模具中,送入到加热炉内进行烧制,经发泡、退火形成泡沫玻璃制品。
将泡沫玻璃制成玻璃砖用作建筑材料,其热工性能大大优于普通砖,不仅美观,而且具有明显的节能效果,特别是抗风化不老化,更是其他材料所不能比拟的。泡沫玻璃用于隧道、城市地铁、水库涵桥、高速公路护栏和路面等工程中,更能够显示其耐腐蚀、抗风化的优良性能。
泡沫玻璃是由无机玻璃连续相和无数个相对独立的气泡所组成,开孔型泡沫玻璃的吸水率可达50 %~70 %,有的甚至更高。在潮湿的环境中,不会因毛细管作用而将水吸入制品内部,隔热层内不会出现水汽凝结。在低温或超低温条件下,隔热层内也不会因吸水结冰而引起结构组织的变形或破坏,具有良好的透湿性和吸水性。适用于绿化隔墙,其微孔结构能填充土壤和水分,花草可以在砖体上生长。据报道,将泡沫玻璃固定在岩石斜坡上,利用泡沫玻璃中的开口气孔储存水分,当坡面土壤变干时,泡沫玻璃可将这些水分陆续供给土壤和植物,并且还可起到防止水土流失的作用[3]。
泡沫玻璃作为一种降噪、隔声屏障,目前已被广泛应用于地铁、地下军事设施、隧道、公路、工厂车间、音乐厅、影院、候车室、商场和展览大厅等噪声较大的场所,效果很好。20世纪90年代,我国在北京人民大会堂的空调机房与送风管道、上海市高架路两旁的吸音墙、上海地铁车站、上海游泳馆的吊顶和墙面、上海人民广场地下商场的空调风道和机房等设施中,采用吸音泡沫玻璃来消声隔声,其吸声降噪效果良好。现在很多国家和地区的飞机场周围,建筑外墙面也使用泡沫玻璃,用以降低飞机起落时的噪声,减少了对环境的污染。因此,研究开发声学性能良好、质量轻、易于安装维护的泡沫玻璃,具有重要的实用价值。
随着节能环保技术的推广和应用,建筑工程对防水防潮、隔音降噪及装饰美化的要求也不断提高,如何降低生产成本,提高产品的质量和产量,成为泡沫玻璃产业亟待解决的问题。我国尾矿资源丰富,工业废渣的排放量也越来越大,充分利用废玻璃和多种工业废渣(如硼泥、粉煤灰、煤矸石等)生产泡沫玻璃[4-5],不仅可以减少环境污染,而且节约了自然资源,降低了生产成本。这样,不仅符合节能环保的发展理念,而且会带来巨大的经济效益和社会效益。
由于泡沫玻璃具有许多微小的间隙和连续的气孔,用于隔音、吸音方面更具特色。当声波传播到泡沫玻璃上时,由于声波产生的振动,引起小孔或间隙内的空气运动,造成与孔壁的摩擦,紧靠孔壁的空气受孔壁的影响不易动起来,摩擦和粘滞力的作用使声波转换为热能而消耗,从而使声波衰减,达到吸收噪声的目的。在不同频率声波下,泡沫玻璃的吸声效果是不同的。对于低频(100~125 Hz),声波吸声系数较低;对于高频,声波吸声系数则比较高。微孔结构泡沫玻璃吸音频带宽(1.2~3.0 kHz),吸音效果可达60 %~80 %。与常用的玻璃棉、岩棉及矿渣棉等纤维吸声材料相比,其外表不需要再加装饰穿孔护面板[2]。
泡沫玻璃因其美观、质轻、耐热、抗冻、耐腐蚀等优异的性能,可作为建筑的墙面装饰材料、各种颜色的室内装饰材料及大型的雕塑等,将节能、环保、安全、装饰等多重功能融为一体。
泡沫玻璃的研究和开发在我国起步较晚,加之生产泡沫玻璃的成本高、质量低,致使国内泡沫玻璃产业发展缓慢。目前,泡沫玻璃主要应用于建筑和石化领域,由于泡沫玻璃的多功能性及高强度等特点,还可应用于过滤材料、生物材料载体、绿化保水材料等方面。泡沫玻璃作为一种新型的建筑材料,其优良的性能已得到众多专家、学者的认可,泡沫玻璃的发展前景极为广阔。
泡沫玻璃的种类繁多。根据生产工艺,可分为低温和高温泡沫玻璃;根据毛坯的退火方式,分为“一步法”和“二步法”泡沫玻璃;根据孔型结构,分为开孔型和闭孔型泡沫玻璃;根据原料不同,可分为钠钙硅、熔岩废渣、硼硅酸盐泡沫玻璃;根据使用功能,可分为隔热、吸声、自清洁等泡沫玻璃[1]。
泡沫玻璃的内部含有很多气孔,按照材料内部气孔的形态,可分为开口孔和闭口孔两种,孔隙率可达85 %以上。它具有表观密度小、导热系数小、强度高等优良的物理性质和化学稳定性。泡沫玻璃特殊的组织结构和物理、化学性质,赋予其较好的保温、隔热、吸声、防潮、防水、防火、防腐、不易老化等多种功能。
[4] 方荣利,刘敏,周元林.利用粉煤灰研制泡沫玻璃[J].新型建筑材料,2003,(6):38-40.
[5] 戴采云,赵立群,张永明.硼泥综合利用的研究进展[J].科技资讯,2007,115(10):19-20.
利用以上特性,泡沫玻璃可作为液化石油气储罐及冷藏库的隔热材料,也可用于高层建筑的墙体材料和层顶隔热材料、居民住房的室内、室外隔热材料[1]。近年来,隔热泡沫玻璃逐渐应用于承压条件下的隔热、隔冷及防潮工程。如电厂大烟囱内壁、地下工程(如隧道)的隔冷隔水等;工程管道如城市露天燃气管道的隔热、隔冷、防雨、防火等。
泡沫玻璃化学稳定性良好,能耐除氢氟酸之外的几乎所有的化学腐蚀,不氧化,不发生风化腐烂,对其他物品也没有腐蚀作用,而且无毒、无放射性伤害,长期受紫外线照射或热辐射仍然不发生老化,是石油、化工、冶金、国防等行业的优质建筑防腐材料。利用其良好的耐水、耐腐蚀和抗老化性能,可用于潮湿环境和风吹雨淋的露天条件下,如游泳馆、地铁、道路声屏障等。同时,泡沫玻璃不会产生纤维粉尘污染环境,非常适合于洁净环境的通风和空调系统的消声。
【摘 要】介绍了泡沫玻璃优异的吸声性、保温隔热性、吸水性、耐腐蚀性及装饰性等多种功能.结合节能环保理念,分析了泡沫玻璃的发展趋势及前景.