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總結(jié)歸納了泡沫玻璃的發(fā)展?fàn)顩r，主要的生產(chǎn)工藝，并介紹了泡沫玻璃材料的施工工藝，供建筑業(yè)相關(guān)從業(yè)人員參考。
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
泡沫玻璃是一種由廢舊平板玻璃，輔以各種添加劑制成的一種綜合性能十分優(yōu)良的新型保溫隔聲材料。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(mén)，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。
一、泡沫玻璃的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
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，隨后，1939年*蘇聯(lián)在門(mén)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。更早具有工程使用價(jià)值的泡沫玻璃產(chǎn)品是由美國(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(guò)細(xì)粉碎和均勻混合后，再經(jīng)過(guò)高溫熔化，發(fā)泡、退火而制成的無(wú)機(jī)非金屬玻璃材料。 當(dāng)前，國(guó)際上更大的生產(chǎn)廠商為美國(guó)康寧和日本紡績(jī)公司，它們的年產(chǎn)量均超過(guò)50×104立方米。美國(guó)是世界上生產(chǎn)泡沫玻璃更早的國(guó)家之一。年生產(chǎn)總量在上千萬(wàn)立方米，曾壟斷國(guó)際市場(chǎng)長(zhǎng)達(dá)50多年。中國(guó)的周邊國(guó)家，如韓國(guó)、東南亞等國(guó)，雖然已認(rèn)識(shí)和使用該材料，但尚無(wú)批量生產(chǎn)的廠家。 法國(guó)是發(fā)明泡沫玻璃更早的國(guó)家 , 其生產(chǎn)泡沫玻璃所采用原料為多原料體系 , 充分地利用工業(yè)廢渣來(lái)生產(chǎn)泡沫玻璃 , 還研制復(fù)雜堿金屬氧化物和堿土金屬硅酸鹽泡沫玻璃體系。*蘇聯(lián)于 1939 年在門(mén)捷列夫化工學(xué)院的中間試驗(yàn)廠研制成功了泡沫玻璃產(chǎn)品。*蘇聯(lián)在生產(chǎn)泡沫玻璃方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn) , 原料選擇上不僅重視廢玻璃 , 而且特別注視工業(yè)廢渣的綜合利用 , 原料大多數(shù)是工業(yè)廢渣。采用這種方法生產(chǎn)的泡沫玻璃 , 不但解決了工業(yè)廢渣綜合治理問(wèn)題 , 還可以縮短熱處理的時(shí)間 , 提高經(jīng)濟(jì)效益。除此之外 , 他們還成功利用回轉(zhuǎn)窯制成顆粒狀泡沫玻璃 , 作為建筑輕骨料。 美國(guó)也是研制和生產(chǎn)泡沫玻璃較早的國(guó)家之一 , 起步于 20 世紀(jì) 40 年代。美國(guó)對(duì)于泡沫玻璃生產(chǎn)和研究一直處于先進(jìn)地位 , 是世界上更大的泡沫玻璃生產(chǎn)國(guó) , 其中美國(guó)康寧公司是世界上更大的泡沫玻璃生產(chǎn)廠。 日本從 1945 年以后才逐漸重視泡沫玻璃的研究工作 , 買到法國(guó) St . Gobain 公司的粉末燒成法主要**技術(shù)的使用權(quán)并制備泡沫玻璃投入市場(chǎng) 。同時(shí)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn), 對(duì)發(fā)泡劑作了深入系統(tǒng)的研究工作 , 以白云石替代了碳黑及碳酸鈣等發(fā)泡劑 , 采用低軟化點(diǎn)的鈉鈣玻璃來(lái)生產(chǎn)泡沫玻璃 , 取得了一系列的研究成果。 德國(guó)普遍采用低溫生產(chǎn)工藝 , 其優(yōu)點(diǎn)是降低裝備造價(jià) , 節(jié)約能源。原料主要為有色或無(wú)色鈉鈣硅玻璃 ,生產(chǎn)出來(lái)的泡沫玻璃具有良好的保溫性。德國(guó)很重視廢渣的綜合利用 , 其中 JSJ 公司在開(kāi)發(fā)包括灰塵物、 爐渣、 廢氣清理殘?jiān)?含石棉殘?jiān)?污染土壤等廢棄物處理與廢渣熔煉技術(shù)方面取得了一系列的成就。英國(guó)生產(chǎn)的泡沫玻璃用途較為廣泛 , 很大部分用于建筑保溫 , 且英國(guó)是采用浮法工藝生產(chǎn)帶狀及夾金屬絲網(wǎng)增強(qiáng)泡沫玻璃的國(guó)家。
瑞士利用廢玻璃為原料 , 采用天然氣作為加熱能源 , 突破了傳統(tǒng)以電為能源的束縛。利用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)質(zhì)量和技術(shù)要求較好的泡沫玻璃顆粒 , 可作為性能優(yōu)越的隔熱、 防潮、 防火、 長(zhǎng)久性的高強(qiáng)輕質(zhì)骨料 , 用于建筑業(yè) , 為泡沫玻璃材料開(kāi)辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。 加拿大生產(chǎn)泡沫玻璃的方法是利用鈉鈣玻璃為原料 , 開(kāi)創(chuàng)性地采用云母粉作發(fā)泡劑 , 其產(chǎn)品具有良好的隔熱性能和的機(jī)械性能。 中國(guó)的泡沫玻璃研究開(kāi)始于 20 世紀(jì) 50 年代 , 并由沈陽(yáng)陶瓷廠研制生產(chǎn)成功第 1 批泡沫玻璃 。由于泡沫玻璃具有優(yōu)良的防火、 防水、 絕熱、 輕質(zhì)、 高強(qiáng)的性能 , 進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái) , 隨著我國(guó)建筑節(jié)能發(fā)展需要 , 泡沫玻璃在建筑節(jié)能與防火領(lǐng)域得到普遍認(rèn)可和應(yīng)用 , 并因此獲得迅速推廣應(yīng)用。目前 , 我國(guó)已有十多個(gè)泡沫玻璃生產(chǎn)廠家 , 年產(chǎn)量規(guī)模已達(dá) 40 萬(wàn) m3, 單線更大生產(chǎn)能力已達(dá) 4 萬(wàn) m3/a。 二、 泡沫玻璃的生產(chǎn)工藝 根據(jù)泡沫玻璃生產(chǎn)過(guò)程中模具與毛坯在退火方面的差別,可以將泡沫玻璃的生產(chǎn)工藝分為“兩步法”和“一步法” 。目前,全球絕大多數(shù)工廠是采用“兩步法”生產(chǎn)工藝。 “兩步法”生產(chǎn)工藝是將泡沫玻璃配合料在發(fā)泡窯中發(fā)泡后,在發(fā)泡窯外將模具脫除,脫模后的毛坯再送入退火窯中進(jìn)行退火。該生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)是其發(fā)泡和退火過(guò)程相互獨(dú)立,互不干擾,便于工藝參數(shù)的調(diào)節(jié),并能及時(shí)觀察和判斷泡沫玻璃的發(fā)泡質(zhì)量狀況,然后立即調(diào)整發(fā)泡溫度和發(fā)泡時(shí)間,很靈活地生產(chǎn)出不同密度、不同品種的泡沫玻璃,同時(shí),可更大限度地減少模具的投入量。“一步法”是將泡沫玻璃配合料在同一模具和同一座窯爐中進(jìn)行發(fā)泡和退火,并獲得泡沫玻璃產(chǎn)品,它占用大量模具,并且?guī)Ｍ嘶鸩焕诿骱细衤?毛坯開(kāi)裂情況較多。目前泡沫玻璃的生產(chǎn)主要包括匹茲堡-康寧法、回收-有模法、回收-無(wú)模法、顆粒法、浮法-帶狀法等制造工藝。上述工藝中除匹茲堡 - 康寧法需要使用專門(mén)制造的玻璃材料外，其余方法均可以采用廢舊平板玻璃作為原材料。其中浮法-帶狀法可以再泡沫玻璃冷卻之前向其中加入金屬絲網(wǎng)，得到強(qiáng)化泡沫玻璃。
三、 泡沫玻璃的應(yīng)用
泡沫玻璃根據(jù)用途，可以分為隔熱泡沫玻璃與吸聲泡沫玻璃等；根據(jù)基礎(chǔ)原料，可以分為普通泡沫玻璃，熔巖泡沫玻璃，石英泡沫玻璃等。泡沫玻璃應(yīng)用廣泛，從煙道，煙囪內(nèi)襯，到乙烯生產(chǎn)裝置，液化燃?xì)鈨?chǔ)罐等高溫和超低溫工作環(huán)境，還可以用于建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫及冷庫(kù)和空調(diào)的保冷材料。因其優(yōu)異的抗腐蝕性能，還大規(guī)模的應(yīng)用于化學(xué)藥劑廠，石油煉化企業(yè)等的儲(chǔ)罐及管線的保溫保冷。尤其是用作直埋管道的保溫。
四、 配套材料及施工工藝要求
1. 用于100℃以上的區(qū)域時(shí)，不用膠結(jié)材料密實(shí)連接，采用鐵絲綁扎或金屬綁
帶使之固定；或用螺栓及角鐵固定。也有使用高溫粘結(jié)劑的，如使用水玻璃類膠結(jié)劑時(shí)，須采用點(diǎn)粘。填縫可采用焦油環(huán)氧系填料或粘土質(zhì)泥漿等。 2. 用于﹣30℃至70℃時(shí)，采用棕色瀝青或?yàn)r青混懸粘結(jié)劑粘結(jié)。
3. 用于﹣30℃至﹣70℃時(shí)，可以使用30-40號(hào)泡沫填縫劑密實(shí)組裝，但須每
隔300mm采用金屬條帶綁扎一道。
4. 低于﹣70℃時(shí)，一般不用粘結(jié)材料，采用二層以上的組裝式，從*二層起使
用上述材料填縫并綁扎
五、 泡沫玻璃的發(fā)展前景
泡沫玻璃具有特殊的性能，因而一是可以作為建筑與工業(yè)設(shè)備的保溫；二是適用于保冷，尤其是深冷。泡沫玻璃力學(xué)性能和可加工性優(yōu)異，其抗壓、抗彎、導(dǎo)熱、吸水率都優(yōu)于同類的保溫材料，在國(guó)外已經(jīng)作為正式產(chǎn)品大量生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)擴(kuò)大了泡沫玻璃在石油，化工，電力，建筑等部門(mén)的而應(yīng)用，但仍然存在抗壓、抗折強(qiáng)度低于國(guó)外先進(jìn)水平。加工、切割損失大等缺點(diǎn)。但相信泡沫玻璃材料今后將會(huì)得到更大的發(fā)展。
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