泡沫玻璃的研究及展望范文
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《建材技術(shù)與應(yīng)用雜志》2014年第四期
我國對泡沫玻璃的研究始于1955年，相繼建設(shè)了數(shù)十個工廠生產(chǎn)泡沫玻璃，并在沈陽陶瓷廠最先開始試制。但由于技術(shù)、管理等種種因素的制約，生產(chǎn)規(guī)模一直處在較低水平，甚至有部分廠家開始走向破產(chǎn)重組。從20世紀70年代中期到90年代中后期，經(jīng)歷了20余年的發(fā)展，泡沫玻璃的產(chǎn)品逐漸增多，生產(chǎn)規(guī)模逐步擴大，泡沫玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域也更加廣泛。并且產(chǎn)品質(zhì)量達到了美國ASTM標準，不僅可滿足國內(nèi)市場的基本需求，而且有少量產(chǎn)品口到東南亞國家。
2泡沫玻璃生產(chǎn)工藝
目前，泡沫玻璃的生產(chǎn)大多是采用美國匹茨堡－康寧(Pittsburgh－Corning)公司的“兩步法”進行生產(chǎn)。匹茨堡－康寧(Pittsburgh－Corning)公司采用特殊設(shè)計并在一定溫度下熔化的玻璃，由于這種玻璃更為純凈，使得泡沫玻璃產(chǎn)品的品質(zhì)更高。該工藝是將玻璃原料在粉磨車間內(nèi)與發(fā)泡劑、助劑等混合并磨成細粉，加入模具中經(jīng)過壓實后，再在發(fā)泡爐內(nèi)于850～860℃溫度下進行燒結(jié)和發(fā)泡。生產(chǎn)中通常在500～600℃進行充分預(yù)熱，然后再快速地進行升溫，使配合料均勻發(fā)泡。泡沫玻璃經(jīng)過發(fā)泡和定型后再脫模，泡沫玻璃毛坯經(jīng)退火消除其熱應(yīng)力后，即可進行加工制成泡沫玻璃成品，并進行檢驗和包裝。
3泡沫玻璃的應(yīng)用
3．1保溫玻璃由于閉孔泡沫玻璃具有較低的傳熱系數(shù)，可用于建筑墻體、化工保溫冷凍等，是一種性能良好的絕熱保溫材料。建筑所用的保溫隔熱泡沫玻璃，其99%的化學(xué)組成為無機玻璃，具有不吸水、不燃燒、不變形、不老化、無毒、無輻射、耐腐蝕性強、防潮、防蛀、強度高、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點，是一種新型的綠色環(huán)境友好型材料，不僅適合建筑外墻體，還可用于屋面頂棚、地下室保溫等。
3．2吸聲防潮玻璃開孔型泡沫玻璃的氣孔互相連通，有良好的吸聲消音特性，能起到降噪的作用，可用作吸聲材料。開孔型泡沫玻璃可以砌筑成大截面通風(fēng)消聲器，用于大型商場、展廳、候機樓、火車站候車廳等人流較多的地方。此外，開孔型泡沫玻璃還具有優(yōu)良的防腐防水等特性，可用于地鐵、地下商場、游泳館等防潮的建筑中。
3．3輕質(zhì)混凝土骨料粒狀泡沫玻璃是一種環(huán)保、節(jié)能、價格低廉且具有不燃性的新型建筑節(jié)能材料，主要用于輕質(zhì)混凝土骨料。輕質(zhì)混凝土具有密度小、質(zhì)量輕、抗震等優(yōu)點，將其應(yīng)用于建筑工程中不僅可降低運輸費用，減輕工人的勞動強度，還可以節(jié)約資源，并減少對環(huán)境的污染。
3．4綠化用保水材料泡沫玻璃也可應(yīng)用于綠化工程。由于泡沫玻璃是一種具有良好的吸水保水性能的多孔材料，可以將泡沫玻璃板作為保水材料固定在巖石基的斜坡上。這種板具有輕質(zhì)、保水性能優(yōu)良的特點，當坡面因失水變干時，泡沫玻璃板中儲存的水分可繼續(xù)供給土壤和樹根。另外，由于這些泡沫玻璃板是交錯拼接的，能有效地阻止水土流失。
4泡沫玻璃的研究前景
目前，我國生產(chǎn)泡沫玻璃的技術(shù)工藝尚處于發(fā)展階段，還不夠成熟。在發(fā)展過程中，尤其要重視發(fā)揮泡沫玻璃優(yōu)良的環(huán)保節(jié)能和安全可靠等作用。泡沫玻璃的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)對固體廢棄物料的有效利用。例如可以利用廢棄的電視機屏幕等制作顯像管的玻璃來生產(chǎn)微晶泡沫玻璃，這一技術(shù)可以充分利用廢棄玻璃產(chǎn)品，值得推廣。(2)在泡沫玻璃的生產(chǎn)工藝過程中，應(yīng)該在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡量采用“一步法”生產(chǎn)工藝，這樣可以簡化工藝，有效地節(jié)約成本。(3)進一步拓展泡沫玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域，例如應(yīng)用于綠化保水材料、生物材料載體等領(lǐng)域。(4)需要研究如何改進工藝參數(shù)，設(shè)計更加合理的工藝路線，以提高成品率。(5)在制備新型微晶泡沫玻璃時，可以作為成核劑等加入。(6)對使用工業(yè)廢渣生產(chǎn)泡沫玻璃還需進一步加強試驗研究，其方向是如何實現(xiàn)低溫發(fā)泡，為未來工業(yè)化生產(chǎn)時減少燃料消耗、降低成本進行探索。
5結(jié)語
在可持續(xù)發(fā)展、環(huán)保節(jié)能和環(huán)境友好的大背景下，新型的泡沫玻璃將以其保溫隔熱、吸聲、輕質(zhì)等特性，廣泛應(yīng)用于隔熱材料、保溫材料以及防火材料和建筑吸聲材料等領(lǐng)域，具有廣闊的市場發(fā)展空間。盡管目前國內(nèi)泡沫玻璃的發(fā)展還不夠成熟，但人們對泡沫玻璃的需求將會與日俱增?，F(xiàn)在迫切需要解決的問題是加強試驗研究，做進一步探索，改進工藝參數(shù)，合理組織生產(chǎn)，節(jié)約生產(chǎn)成本。對于廢棄玻璃的利用，在對其進行充分利用的前提下也應(yīng)深入研究，進一步改進生產(chǎn)工藝，以生產(chǎn)出性能優(yōu)良的泡沫玻璃產(chǎn)品，促進泡沫玻璃的發(fā)展。
作者：高星呂興軍王亮蔣冠眾宿垚單位：大連理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 大連理工大學(xué)土木工程學(xué)院