一、概述
泡沫玻璃(foam glass)也稱多孔玻璃,它是一種含有無數(shù)封閉氣泡,氣孔率達90%以上,由氣泡組成的隔熱玻璃材料。泡沫玻璃以廢玻璃、粉煤灰、云母、珍珠巖、浮石粉、火山灰等為主要原料生產(chǎn)制成,是房屋建筑尤其是21世紀世界各國崛起的新型建筑、高層及超高層建筑物理想的墻體吸音、保溫、隔斷材料。泡沫玻璃最早是由美國彼茲堡康寧公司發(fā)明的,制作過程由碎玻璃、發(fā)泡劑、改性添加劑和發(fā)泡促進劑等,經(jīng)過細粉碎和均勻混合后,再經(jīng)過高溫熔化,發(fā)泡、退火而制成的無機非金屬玻璃材料,其品種有白色、各種不同程度的黃色、棕色及純黑色等。
1.泡沫玻璃的性質(zhì)
泡沫玻璃的獨特結(jié)構(gòu)造就了其優(yōu)異性能。由于屬無機材料,所以有良好的化學穩(wěn)定性,耐腐蝕性強,耐紫外線及熱輻射性好,高溫不分解,低溫不變質(zhì),不氧化,不燃燒,防火性能優(yōu)良。與一般材料相比,泡沫玻璃機械性能高,可承受負載較大,易加工,且加工中不易變形,與其他材料相容性好。干燥常溫狀態(tài)下泡沫玻璃的導熱系數(shù)較小為0.04~0.6w/(m· K)。但在低溫或超低溫狀態(tài)下,水氣、冷凝水不可避免,越易吸水隔熱性能越差。由于閉孔泡沫玻璃吸水率極低、不吸濕,所以不會因吸水而導致導熱系數(shù)增大,而表現(xiàn)出極好的保溫保冷性。
泡沫玻璃具有良好的抗凍性。在超低溫狀態(tài)下,強度和其他性能無明顯變化。作為隔冷材料有廣泛的適應性和耐久性。泡沫玻璃的膨脹系數(shù)在5~10×10-6/K,只有有機隔熱層的1/5~1/10,因而不會因膨脹對材料本身產(chǎn)生破壞,能適應復雜環(huán)境,并且使用溫度范圍較廣
另外,泡沫玻璃的密度小、質(zhì)量輕,可通過調(diào)整技術(shù)參數(shù)滿足不同使用要求;吸聲消音性好,吸聲系數(shù)高,是優(yōu)良的吸聲材料;原料主要是廢棄物或天然礦物,本身無毒、無放射性和腐蝕性,對環(huán)境無害,有著優(yōu)異的環(huán)保特性。
由于泡沫玻璃屬于新興的建筑材料,不同于傳統(tǒng)建材,所以其具有一些新的優(yōu)良的性能指標。
- 泡沫玻璃保溫隔熱材料主要性能指標
項 目 | 單 位 | 參數(shù)值 | 項 目 | 單 位 | 參數(shù)值 | |
密度(容重) | kg/m | 150~500 | 抗壓強度 | MPa | ≥0.5 | |
導熱系數(shù) | -100℃ | w/m·k | ≤0.041 | 抗折強度 | MPa | ≥0.6 |
-50℃ | w/m·k | ≤0.047 | 吸濕率 | % | >0.00 | |
0℃ | w/m·k | ≤0.060 | 使用溫度 | ℃ | -270~450 | |
體積吸水率 | % | ≤0.5 | 線膨脹系數(shù) | 1/℃ | 9×10 |
- 泡沫玻璃吸聲材料主要性能指標
吸聲系數(shù) | 頻率(HZ) | 125 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 |
吸聲系數(shù) | 0.21 | 0.33 | 0.45 | 0.48 | 0.60 | |
容 重 | 170~190千克/立方米 | 開孔率 | ≥52% | |||
抗壓強度 | 0.5MPa | 燃燒性 | 不燃 | |||
抗折強度 | 0.6MPa | 使用溫度 | ≤400℃ |
2.泡沫玻璃的分類
按用途分:隔熱泡沫玻璃、吸聲泡沫玻璃按所用原料分:普通泡沫玻璃、石英泡沫玻璃、熔巖泡沫玻璃
按外形分:平板(代號P)、管殼(代號G)
按密度分:≤150kg/m、151~180 kg/m等
3.泡沫玻璃的應用
泡沫玻璃密度小、強度高、導熱系數(shù)小等物理性質(zhì),同時還具有的保溫、隔熱、吸聲、防潮、防水、防火等功能使得其在國外的建筑行業(yè)廣泛應用。同時它的保溫隔熱、防水、防潮、防火、耐酸堿、密度小、機械強度高等一系列優(yōu)越性能,使其具有玻璃材料本身所固有的永久性、安全性、可靠性、防化學腐蝕性和不受蟻鼠侵害等優(yōu)點,可應用在中溫保溫隔熱、建筑內(nèi)外墻的保溫隔熱、防水防潮工程、裝飾工程、石油化工、冷藏、地鐵和地下工程等領(lǐng)域。泡沫玻璃是新型優(yōu)質(zhì)的無機剛性絕熱材料,又是高效節(jié)能的建筑材料。它利用廢舊玻璃,可減輕環(huán)境污染,提高資源利用率。主要用于冷庫,地下輸油管道及建筑物的墻體與屋頂,其絕熱保溫作用佳。泡沫玻璃保溫隔熱建筑材料因其輕質(zhì)、節(jié)能、節(jié)土、利廢、環(huán)保的特點,成為近年來建筑行業(yè)發(fā)展新重點。因而,泡沫玻璃又具有新型“環(huán)境材料”的美譽。
吸聲消音用泡沫玻璃不僅能起到良好的降噪作用,而且具有質(zhì)輕、不燃、不腐及受潮、吸水后不軟化等特點,因此被廣泛用于游泳館、地鐵、食品和紡織車間等潮濕、防火并有低噪要求的建筑工程中。
建筑裝飾用泡沫玻璃具有質(zhì)輕、美觀、耐熱抗凍和防污自潔等諸多優(yōu)異性能,是一種理想的墻面裝飾材料。
吸聲消音用和絕熱保溫用泡沫玻璃在適當?shù)墓に囅乱部勺龀刹噬破?,既起到吸聲、保溫作用,又不失為一種良好的裝飾材料,具有雙重作用。
另外,泡沫玻璃還有一個很有前景的應用是利用其高的吸水率(吸水率達50%~70%)用作綠化保水材料,將其固定在巖石基斜坡上,由于泡沫玻璃中的開口氣孔吸收了大量水分,當坡面因失水變干時,泡沫玻璃中儲存的水分,可繼續(xù)供給土壤和樹根,同時交錯拼接的泡沫玻璃還能阻止水土流失。
作為泡沫玻璃保溫隔熱材料,泡沫玻璃已在石油化工行業(yè)得到了成功應用,如大慶、燕山石化、齊魯石化、揚子石化、遼河油田、錦西石化等;在熱電廠的煙囪內(nèi)壁保溫和建筑屋頂?shù)谋馗魺?、外墻保溫及防水等也有成功應用的事例。其作為建筑墻體材料又是一個新領(lǐng)域。
作為吸聲材料,吸音泡沫玻璃在發(fā)達國家已廣泛用于地鐵、地下軍事設施、隧道、工廠車間、音樂廳、劇場和大會堂等建筑中,以及飛機場周圍建筑物外表,以降低噪音。國內(nèi)在九十年代陸續(xù)用于上海地鐵、廣州地鐵、人民大會堂空調(diào)機房和風道的降噪吸聲材料。近年又用于上海市內(nèi)高架路兩旁的吸音墻。
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