1、认识泡沫玻璃及其缺陷目录一、 泡沫玻璃 1二、 泡沫玻璃的生产工艺 1三、 泡沫玻璃的性能 2四、 泡沫玻璃的优势 2五、 泡沫玻璃的应用 2六、 泡沫玻璃的缺陷 2七、 泡沫玻璃的应用前景 21、泡沫玻璃泡沫玻璃是采用石英砂矿粉或碎玻璃粉经烧制发泡生成的容重轻、独立闭孔的发泡体。由于它是无机材料的闭孔泡沫玻璃，所以导热系数小，绝热功能稳定；不吸水，水蒸气渗透率小；优良的耐高低温性能和耐久性；强度高，重量轻，变形小；不燃烧，不腐蚀；可切割成型，便于施工；可制成彩色材料，具有美化环境功能；可用聚合物水泥砂浆与基层牢固粘接。泡沫玻璃是一种以废平板玻璃和瓶罐玻璃为原料，经高温发泡成型的多孔无机非金属
2、材料，具有防火、防水，无毒、耐腐蚀、防蛀，不老化，无放射性、绝缘，防磁波、防静电，机械强度高，与各类泥浆粘结性好的特性。是一种性能稳定的建筑外墙和屋面隔热、隔音、防水材料。泡沫玻璃的发泡机理是,将配合料加热到基础玻璃软化温度以上时,发泡剂开始发生氧化或分解反应,产生大量的气体,而这些气体刚好被已经软化的基础玻璃原料所包裹,随着时间的延长,温度的升高,玻璃相黏度降低,气泡内压力增大,当气体压力大于玻璃表面张力,玻璃壁变薄,气体体积增大,形成较大的气泡,经过快速冷却,形成稳定的多孔玻璃结构。2、泡沫玻璃的生产工艺将废弃玻璃、粉煤灰等主要原料,添加辅料、发光剂,经过细碎、粉磨,形成混合均匀的配合料,
3、将配合料装入模具,在加热炉中加热到750900,配合料开始熔融,形成一种具有粘弹性的物质,变成了像气球一样的粘弹体。此时混合在配合料粉末中的发泡剂发生反应生成气体,被具有粘弹性的玻璃熔融体所包裹,形成封闭气泡,若生成气体的压力较大,则会有部分气体冲破玻璃的包围,而形成连通气孔。保温一段时间后,令其快速冷却固化,则气体被固态玻璃包裹,就形成泡沫玻璃。3、泡沫玻璃的性能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，使用温度范围为零下196度到450度，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0。虽然其他新型隔热材料层出不穷，但是泡沫玻璃
4、以其永久性、安全性、高可靠性再低热绝缘、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，是保护环境并获得丰厚经济利益的范例。熔岩泡沫玻璃：用珍珠岩、黑曜岩等天然熔岩或工业废渣作基础原料，也可加入一定量的玻璃粉，以降低发泡温度，用芒硝等作发泡剂制成的泡沫玻璃。一般可作建筑及工业设备的保温材料和墙体材料等。4、泡沫玻璃的优势1、本身无毒、无放射性、不会释放有害物质，不会污染地基和地下水，为环境友好材料；2、不燃烧、吸湿和吸水率低、使用温度范围，普通泡沫玻璃实际使用温度为240280；3、不易风化、不老化、不受鼠啮虫咬和微生物腐蚀；4、可以通过改变配方和发泡工艺，调节容重、
5、开口气孔和闭口气孔率以及其他性能；5、泡沫玻璃的应用泡沫玻璃的基质为玻璃，故不吸水。内部的气泡也是封闭的，所以不存在毛细现象，也不会渗透，因此泡沫玻璃是目前最理想的保冷绝热材料。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
6、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。据介绍，泡沫玻璃还可以运用于烟道、窑炉和冷库的保温工程，各种气、液、油输送管道的隔热、防水、防火工程，地铁、图书馆、写字楼、歌剧院、影院等各种需要隔音、隔热设备的场所，基础设施建设的隔离、隔音工程，河渠、护栏、堤坝的防漏、防蛀工程等多种领域。甚至还具有用于家庭清洁、保健的功能。用泡沫玻璃保护暖气输送管道与传统保护材料相比，可减少热损耗约25%。目前，泡沫玻璃在国内应用很少，是一种新型的材料，可以作为节能
7、窗玻璃或是建筑围护结构的保温隔热材料。6、泡沫玻璃的缺陷泡沫玻璃是一种具有均匀气泡结构的玻璃制品,具有隔热、吸声、防潮、防火等特点的轻质高强建筑材料和装饰材料。泡沫玻璃的生产过程中,经常会遇到气泡结构不均或大气泡等气泡缺陷。3 泡沫玻璃的气泡缺陷目前,泡沫玻璃工业生产过程中常见的气泡缺陷主要有如下几种典型特征,针对以碎平板玻璃为原料,采用“两步法”生产工艺,碳黑为发泡剂,对泡沫玻璃气泡缺陷种类进行分析,并提出解决方案。3.1 大气泡泡沫玻璃的大气泡多以圆形或椭圆形为主,出现的部位多数在中心和边部,孔径在10100 mm 范围。产生原因:废玻璃的清洁处理不够,应该去除废玻璃表面的灰尘、泥土、油污
8、、有机碎屑(树叶、纸屑、塑料),有机碎屑会造成 10 mm 左右的气泡。碳类发泡剂,一是碳类发泡剂粒度过粗,要求碳类发泡剂粒度在 40m 以下,甚至20m 以下,二是发泡剂纯度不好,有一些 400以下低挥发分会过早进行反应,最终导致气体集中形成大气泡,这类气泡往往大于 10 mm,三是发泡剂用量偏多,碳黑发泡剂的合理用量及最小颗粒计算见示例 1 和示例 2。加热升温速率过快,因为泡沫玻璃配合料的热传递速率慢,致使配合料内外产生较大温差,内部的发泡已经开始发生反应,但是玻璃未能软化包容气体,所以更多的气体聚集在一起形成大的空穴。发泡温度过高也会导致大气孔出现,原因在于发泡温度过高时,玻璃黏度过小
9、,反应的气体压力过高,冲破玻璃熔体的包裹,最终汇集成大气泡,一般伴随泡沫玻璃坯体上表面下陷现象。在发泡炉内,发泡炉断面温度分布不均,局部过热也会产生大气泡。3.2 边部孔穴边部孔穴是指在泡沫玻璃毛坯制品外侧产生不规则的孔洞,其直径或深度可达 30 mm,影响产品的成品率和切材率。产生原因:模具表面未涂刷耐火土类脱模剂,致使配合料直接与金属模具接触,在高温加热条件下,促进碳黑与金属模具表面的氧化铁发生反应,如式(10)。在生产过程中涂刷一层高岭土或苏州土脱模剂可有效预防。Fe2O3+C2FeO +CO(10) 靠近模具部位加热温度偏高所致,因为过高温度会导致该部位的剧烈反应,最终形成边部孔穴。3
10、.3 连通孔连通孔是指泡沫玻璃中的气泡相互连通形成通孔,致使吸水率增大,不能有效地发挥泡沫玻璃的保温隔热性能。产生原因:与使用废玻璃原料有关,如果该玻璃在加热过程中产生分相或析晶,会使玻璃黏度变化的均匀性丧失,会产生玻璃的受气体膨胀的特性发生改变,产生局部的薄弱,致使气体从该处溢出,与临近气泡相通。与发泡剂种类及纯度有关,如果发泡剂在较低温度条件下发生剧烈反应,或者因纯度低,内部含有一些低温介质发生剧烈反应,发泡剂的反应气体压力大于玻璃的表面张力和黏滞阻力,致使气体穿破玻璃壁,与周围气泡连通。3.4 内外气泡不均泡沫玻璃毛坯内外气泡不均是泡沫玻璃生产中的常见缺陷之一,虽很难完全消除,但可以尽量
11、减少。产生原因7主要是发泡温度过高,保温时间不足,使配合料在发泡时内外受热不均,造成毛坯四周剧烈发泡,影响传热,致使内部发泡缓慢,使毛坯制品内外层气泡孔极不均匀。解决方法是适当降低发泡温度,延长发泡时间,就可以显著减小内外气泡孔的不均匀现象。3.5 粗孔粗孔是指泡沫玻璃的气泡孔径过大,孔径在 24 mm 范围。一般泡沫玻璃外观的孔径小于 1 mm,壁厚在 1030m 为佳。粗孔使泡沫玻璃的密度增加 ,脆性增大,导热系数增大,隔热效能降低。产生原因:发泡剂在配合料中分散不均或发泡剂颗粒过粗所致。玻璃原料中的有机夹杂物和过量泥土所致。加热升温速率过快,发泡温度过高也会导致粗泡产生。结束语泡沫玻璃是
12、多孔状结构的玻璃产品,是理想保温隔热产品。为了能够有效实现泡沫玻璃的热学和力学性能,要求气泡结构均匀细小,薄厚均匀,并且要求气泡彼此独立封闭。优质的泡沫玻璃要求在外观和内在质量上体现出均匀气孔结构,在生产过程中必须严格进行过程控制,包括原料清洁性、发泡剂纯度、配料精确性、配料粒度、混合均匀性、加热温度制度、控温精度,才能实现泡沫玻璃制品内在和外观高质量。7、泡沫玻璃的应用前景我国于 20 世纪 80 年代开始研制泡沫玻璃，90 年代开始形成生产能力，质量接近或部分已经达到美国 ASTM 标准要求，泡沫玻璃已逐步在国内一些小型厂家形成批量生产.这些厂家大多采用发泡后脱模退火的工艺，使用小型电热炉
13、或燃料加热的马弗炉.在生产过程中，逐渐暴露出诸多缺陷:工艺、技术、装备落后，产品质量不稳，品种少，产量低，造成产品价格居高不下，阻碍了它的推广使用.国产的泡沫玻璃在石油化工行业得到了成功的应用，现在国内生产总量约为 2 万 m， ，而国内对泡沫玻璃的年需求量为(5 一 10)万 m，以上，存在着较大的市场缺口，仍需从美国及日本进口.随着大庆、燕山石化、齐鲁石化、扬子石化、辽河油田、锦西石化等大企业的应用，其他各行各业也已陆续开始应用并接受泡沫玻璃2.尽管我国泡沫玻璃的生产技术还不够成熟,但其在节能、环保、安全、装饰等方面所起的作用是不容忽视的。泡沫玻璃具有广阔的市场发展空间,目前国内的年总产量
14、在5 万 m2,而仅我国国内的实际年需求量就在 10 万 m2 以上,国外也存在着需求市场。同时随着人们建筑节能环保意识的日趋提高,为泡沫玻璃的进一步研发提供了机会。泡沫玻璃的发展趋势主要体现在以下几个方面:(1)将传统的有模发泡改进为无模连续发泡,国外已有无模发泡技术的专利。此工艺具有如下优点2:可以连续性生产,提高生产效率;降低能源消耗量;不用模具,减少模具费用和脱模剂消耗;减少了涂脱模剂,以及配合料装模、出模时的脱模、搬运模具等工序,降低劳动强度,同时减少了装模时的粉尘污染。(2)充分利用固体废弃物料,如利用废旧显像管玻璃生产泡沫微晶玻璃应该得到大力推广。(3)泡沫微晶玻璃的生产过程中,在保证产品质量的前提下,尽量采用“一步法”生产,简化生产工艺,节约成本。(4)进一步扩大和开发应用领域,目前泡沫玻璃的应用领域主要为建筑和石化领域,考虑到泡沫玻璃多样性及高强度等特点,还应广泛应用于过滤材料、生物材料载体、绿化保水材料等新领域。国外已有报道,将泡沫玻璃固定在岩石斜坡上,泡沫玻璃中的开口气孔可以储存水分,当坡面变干时,泡沫玻璃可将这些水分继续供给土壤和植物,同时还可起到防止水土流失的作用。
