泡沫玻璃特点及应用

时间:2024.5.7

泡沫玻璃材料及其应用

摘要:总结归纳了泡沫玻璃的发展状况,主要的生产工艺,并介绍了泡沫玻璃材料的施工工艺,供建筑业相关从业人员参考。

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

泡沫玻璃是一种由废旧平板玻璃,辅以各种添加剂制成的一种综合性能十分优良的新型保温隔声材料。

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。

一、 泡沫玻璃的国内外发展状况

20世纪30年代,法国Saint-Gobain公司首先研制成功以碳酸钙为发泡剂的泡沫玻璃,19xx年申请了第1个专利。随后,19xx年前苏联在门捷列夫化工学院中间试验厂也实验生产了泡沫玻璃。最早具有工程使用价值的泡沫玻璃产品是

由美国彼兹堡康宁公司发明的,是由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和发泡促进剂等,经过细粉碎和均匀混合后,再经过高温熔化,发泡、退火而制成的无机非金属玻璃材料。

当前,国际上最大的生产厂商为美国康宁和日本纺绩公司,它们的年产量均超过50×104立方米。美国是世界上生产泡沫玻璃最早的国家之一。年生产总量在上千万立方米,曾垄断国际市场长达50多年。中国的周边国家,如韩国、东南亚等国,虽然已认识和使用该材料,但尚无批量生产的厂家。

法国是发明泡沫玻璃最早的国家 , 其生产泡沫玻璃所采用原料为多原料体系 , 充分地利用工业废渣来生产泡沫玻璃 , 还研制复杂碱金属氧化物和碱土金属硅酸盐泡沫玻璃体系。前苏联于 1939 年在门捷列夫化工学院的中间试验厂研制成功了泡沫玻璃产品。前苏联在生产泡沫玻璃方面积累了丰富的经验 , 原料选择上不仅重视废玻璃 , 而且特别注视工业废渣的综合利用 , 原料大多数是工业废渣。采用这种方法生产的泡沫玻璃 , 不但解决了工业废渣综合治理问题 , 还可以缩短热处理的时间 , 提高经济效益。除此之外 , 他们还成功利用回转窑制成颗粒状泡沫玻璃 , 作为建筑轻骨料。

美国也是研制和生产泡沫玻璃较早的国家之一 , 起步于 20 世纪 40 年代。美国对于泡沫玻璃生产和研究一直处于领先地位 , 是世界上最大的泡沫玻璃生产国 , 其中美国康宁公司是世界上最大的泡沫玻璃生产厂。

日本从 1945 年以后才逐渐重视泡沫玻璃的研究工作 , 买到法国 St . Gobain 公司的粉末烧成法主要专利技术的使用权并制备泡沫玻璃投入市场 。同时结合实际生产, 对发泡剂作了深入系统的研究工作 , 以白云石替代了碳黑及碳酸钙等发泡剂 , 采用低软化点的钠钙玻璃来生产泡沫玻璃 , 取得了一系列的研究成果。

德国普遍采用低温生产工艺 , 其优点是降低装备造价 , 节约能源。原料主要为有色或无色钠钙硅玻璃 ,生产出来的泡沫玻璃具有良好的保温性。德国很重视废渣的综合利用 , 其中 JSJ 公司在开发包括灰尘物、 炉渣、 废气清理残渣、 含石棉残渣、 污染土壤等废弃物处理与废渣熔炼技术方面取得了一系列的成就。英国生产的泡沫玻璃用途较为广泛 , 很大部分用于建筑保温 , 且英国是首家采用浮法工艺生产带状及夹金属丝网增强泡沫玻璃的国家。

瑞士利用废玻璃为原料 , 采用天然气作为加热能源 , 突破了传统以电为能源的束缚。利用回转窑生产质量和技术要求较好的泡沫玻璃颗粒 , 可作为性能优越的隔热、 防潮、 防火、 永久性的高强轻质骨料 , 用于建筑业 , 为泡沫玻璃材料开辟了新的应用领域。

加拿大生产泡沫玻璃的方法是利用钠钙玻璃为原料 , 开创性地采用云母粉作发泡剂 , 其产品具有良好的隔热性能和的机械性能。

中国的泡沫玻璃研究开始于 20 世纪 50 年代 , 并由沈阳陶瓷厂研制生产成功第 1 批泡沫玻璃 。由于泡沫玻璃具有优良的防火、 防水、 绝热、 轻质、 高强的性能 , 进入 21 世纪以来 , 随着我国建筑节能发展需要 , 泡沫玻璃在建筑节能与防火领域得到普遍认可和应用 , 并因此获得迅速推广应用。目前 , 我国已有十多个泡沫玻璃生产厂家 , 年产量规模已达 40 万 m3, 单线最大生产能力已达 4 万 m3/a。

二、 泡沫玻璃的生产工艺

根据泡沫玻璃生产过程中模具与毛坯在退火方面的差别,可以将泡沫玻璃的生产工艺分为“两步法”和“一步法” 。目前,全球绝大多数工厂是采用“两步法”生产工艺。 “两步法”生产工艺是将泡沫玻璃配合料在发泡窑中发泡后,在发泡窑外将模具脱除,脱模后的毛坯再送入退火窑中进行退火。该生产工艺的优点是其发泡和退火过程相互独立,互不干扰,便于工艺参数的调节,并能及时观察和判断泡沫玻璃的发泡质量状况,然后立即调整发泡温度和发泡时间,很灵活地生产出不同密度、不同品种的泡沫玻璃,同时,可最大限度地减少模具的投入量。“一步法”是将泡沫玻璃配合料在同一模具和同一座窑炉中进行发泡和退火,并获得泡沫玻璃产品,它占用大量模具,并且带模退火不利于毛坯合格率,毛坯开裂情况较多。目前泡沫玻璃的生产主要包括匹兹堡-康宁法、回收-有模法、回收-无模法、颗粒法、浮法-带状法等制造工艺。上述工艺中除匹兹堡 - 康宁法需要使用专门制造的玻璃材料外,其余方法均可以采用废旧平板玻璃作为原材料。其中浮法-带状法可以再泡沫玻璃冷却之前向其中加入金属丝网,得到强化泡沫玻璃。

三、 泡沫玻璃的应用

泡沫玻璃根据用途,可以分为隔热泡沫玻璃与吸声泡沫玻璃等;根据基础原料,可以分为普通泡沫玻璃,熔岩泡沫玻璃,石英泡沫玻璃等。泡沫玻璃应用广泛,从烟道,烟囱内衬,到乙烯生产装置,液化燃气储罐等超高温和超低温工作环境,还可以用于建筑围护结构的保温及冷库和空调的保冷材料。因其优异的抗腐蚀性能,还大规模的应用于化学药剂厂,石油炼化企业等的储罐及管线的保温保冷。尤其是用作直埋管道的保温。

四、 配套材料及施工工艺要求

1. 用于100℃以上的区域时,不用胶结材料密实连接,采用铁丝绑扎或金属绑

带使之固定;或用螺栓及角铁固定。也有使用高温粘结剂的,如使用水玻璃类胶结剂时,必须采用点粘。填缝可采用焦油环氧系填料或粘土质泥浆等。

2. 用于﹣30℃至70℃时,采用棕色沥青或沥青混悬粘结剂粘结。

3. 用于﹣30℃至﹣70℃时,可以使用30-40号泡沫填缝剂密实组装,但必须每

隔300mm采用金属条带绑扎一道。

4. 低于﹣70℃时,一般不用粘结材料,采用二层以上的组装式,从第二层起使

用上述材料填缝并绑扎

五、 泡沫玻璃的发展前景

泡沫玻璃具有特殊的性能,因而一是可以作为建筑与工业设备的保温;二是适用于保冷,尤其是深冷。泡沫玻璃力学性能和可加工性优异,其抗压、抗弯、导热、吸水率都优于同类的保温材料,在国外已经作为正式产品大量生产和广泛应用。近年来,国内扩大了泡沫玻璃在石油,化工,电力,建筑等部门的而应用,但仍然存在抗压、抗折强度低于国外先进水平。加工、切割损失大等缺点。但相信泡沫玻璃材料今后将会得到更大的发展。


第二篇:泡沫玻璃在屋面保温体系中的应用


泡沫玻璃在屋面保温体系中的应用

泡沫玻璃在屋面保温体系中的应用

侯文虎1

顾旭鹏2

(1.甘肃土木工程科学研究院,兰州730020;2.兰州鹏飞保温隔热公司,兰州730020)

[摘

要]

介绍泡沫玻璃材料及保温体系的性能、屋面保温体系中的构造、热工性能以及施工要点。泡沫玻璃;屋面保温体系

[关键词]

泡沫玻璃又称多孔玻璃,以碎玻璃、废旧玻璃为原料,掺加发泡剂和改性剂,经900℃高温焙烧制成。其特点是表面密度小、强度高、导热系数低、热阻大、抗冻融性能好、热稳定性能好、吸水率低、不燃烧、吸声、耐腐蚀、易加工、透湿系数低等,是一种高性能的绝热保温材料。其保温隔热的特性取决于无机玻璃的物理性质及其均匀独立气泡。泡沫玻璃可以用于外墙外保温、外墙内保温、屋面保温和地面保温等多种建筑保温构造,并有配套的构造图集和热工计算表,不仅适用于寒冷和严寒地区,也适用于夏热冬冷地区,尤其适用于有防火要求的建筑。本文主要介绍泡沫玻璃用于屋面保温的做法及其热工性能计算。

2

2.1

泡沫玻璃保温系统性能

技术特点

泡沫玻璃保温系统具有保温隔热、强度高、耐久性

好、耐候性好、抗裂、防火、耐水、现场施工方便等特点。泡沫玻璃为A级不燃材料,使用温度为-250℃~480℃,可用于其它保温材料无法达到防火要求的墙面,如内保温墙面;也可用于有防潮、保温要求的地下工程。

2.2技术性能指标

泡沫玻璃系统性能详见表2。

表2

泡沫玻璃保温板保温系统技术性能指标

指标

试验项目

吸水量(g/m2),浸水24h抗冲击强度(kJ/m2)

普通型(P型)加强型(Q型)

1泡沫玻璃的材料特性

泡沫玻璃的主要物理性能详见表1。

表1

泡沫玻璃技术指标(以160kg/m3为例)

标准要求

实测值

≤500≥3.0≥10.0

不小于工程项目设计的风荷设计值表面无裂纹、空鼓、起泡、剥离现象

抗风压耐冻融

水蒸气湿流密度[g/(m2·h)]

不透水性耐候性

项目指标

体积密度(kg/m)

3

≤160≥0.5≥0.5≤0.5≤0.05≤0.050——————

1520.850.730.20.030.048

不会收缩、膨胀、起皱

≥0.85

试样防护层内侧无水渗透表面无裂纹、粉化、剥离现象

抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)体积吸水率(%)透湿系数[ng/(Pa··ms)]导热系数[W/(m·K)]尺寸稳定性热膨胀系数(/℃)水汽附着性燃烧性

耐碱性(20%NaOH溶液/48h)耐酸性(70%H2SO4溶液/48h)

3泡沫玻璃屋顶保温体系构造

泡沫玻璃屋顶保温体系构造见图1~图12。

≤9×10-6

90%相对湿度下重量无变化

完全不燃烧无变化无变化

4泡沫玻璃保温板屋面热工性能

以水泥砂浆面层屋面为例,计算泡沫玻璃保温板

的热工性能,如表3所示。其他材料的做法与热工性能计算与此表基本一致。

5820xx年2期

泡沫玻璃在屋面保温体系中的应用

25厚1∶3水泥砂浆内配0.7厚镀锌钢板网,网孔25×9,双向分缝中距为1500,分缝处钢丝网断开,缝宽10,嵌塑料条

干铺一道沥青油毡(纸胎)隔离层防水层

20厚1∶3水泥砂浆找平层

泡沫玻璃保温板密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)10厚粘结砂浆

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡隔气层

钢筋混凝土屋面板

8~10厚彩色釉面防滑地砖,10厚聚合物砂浆铺卧用干水泥擦缝40厚C20细石混凝土随打随抹,1∶1水泥砂浆抹平3000×3000分格缝缝宽10,缝内均用接缝密封材料填实密封

干铺一道沥青油毡(纸胎)隔离层防水层

20厚1∶3水泥砂浆找平层

泡沫玻璃保温板密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)10厚粘结砂浆

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡隔气层

钢筋混凝土屋面板

图1水泥砂浆面层屋面

防水卷材二道(带保护层)

20厚1∶3水泥砂浆找平层

泡沫玻璃保温板密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)10厚粘结砂浆

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡

隔气层

钢筋混凝土屋面板

图5彩色釉面防滑地砖面层屋面(上人)

图2面层卷材料自带板岩保护层屋面

刚性防水面层,40厚C20混凝土捣实压光,内配双向钢筋准6@150,按纵横≤6000设置分格缝,缝中钢筋断开缝宽20,缝内均用接缝密封材料填实密封干铺一道沥青油毡(纸胎)隔离层防水层

20厚1∶3水泥砂浆找平层

泡沫玻璃保温层密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)10厚粘结砂浆

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡隔气层

钢筋混凝土屋面板

除靠女儿墙处留180宽外,满铺50厚498×498预制混凝土板,双向钢筋准6@150,C20混凝土,用1∶3水泥砂浆铺砌在砖墩上双向500,中距用1∶3水泥砂浆砌190×190×90烧结空心砌块墩,墩高200

20厚1∶3水泥砂浆找平层防水层

20厚1∶3水泥砂浆找平层

泡沫玻璃保温板密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)10厚粘结砂浆

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡隔气层

钢筋混凝土屋面板

图6混凝土架空板面屋面

图3刚性防水面层屋面(上人)

40厚卵石铺平,卵石粒径小于2030厚1∶3水泥砂浆保护层

干铺一层无纺聚酯纤维布隔离层

泡沫玻璃保温板密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)防水层

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡隔气层

钢筋混凝土屋面板

粘贴人造草皮(或化纤地毯)

40厚C20细石混凝土,内配钢筋准6@150,按纵横≤6000设置分格缝,缝中用钢筋断开,缝宽20,缝内均用接缝密封材料填实密封防水层

20厚1∶3水泥砂浆找平层

泡沫玻璃保温板密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)10厚粘结砂浆

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡隔气层

钢筋混凝土屋面板

图4卵石面层屋面图7粘贴人造草皮或化纤地毯面层屋面(上人)

20xx年2期

泡沫玻璃在屋面保温体系中的应用

25厚1∶3水泥砂浆内配0.7厚镀锌钢板网,网孔25×9,双向分缝中距为1500,分缝处钢丝网断开,缝宽10嵌塑料条30厚1∶3水泥砂浆找平层

塑料薄膜隔离层

泡沫玻璃保温板密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)防水层

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡隔气层

钢筋混凝土屋面板

8~10厚彩色釉面防滑地砖,10厚聚合物砂浆铺卧,用干水泥擦缝40厚C20细石混凝土随打随抹,1∶1水泥砂浆抹平3000×3000分格缝缝宽10,缝内均用接缝密封材料填实密封30厚1∶30水泥砂浆找平层

塑料簿膜隔离层

泡沫玻璃保温板密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)防水层

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡隔气层

钢筋混凝土屋面板

图8倒置式水泥砂浆面层屋面

刚性防水面层40厚C20混凝土捣实压光,内配双向钢筋准6@150,按纵横≤6000置分格缝,缝中钢筋断开缝宽20,缝内均用接缝密封材料填实密封。30厚1∶3水泥砂浆找平层塑料薄膜隔离层

泡沫玻璃保温板密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)防水层

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡隔气层

钢筋混凝土屋面板

图11倒置式彩色釉面防滑地砖面层屋面(上人)

150厚种草土,表面嵌入70厚塑料种草篦子

过滤布(土工布)

20厚高塑料凸片排水层,凸点朝上

40厚C20混凝土随打随抹,内配双向钢筋准6@150

干铺一层无纺聚酯纤维布隔离层

泡沫玻璃保温板密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)防水层

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡隔气层

钢筋混凝土屋面板

图9倒置式刚性防水面层屋面(上人)

80厚C20混凝土随打随抹,内配双向钢筋准8@150分缝12宽,双向中距3000,缝填粗砂10厚塑料凸片隔离层,凸点朝下

泡沫玻璃保温板密度≤160kg/m3(厚度按工程设计)

防水层

20厚1∶3水泥砂浆找平层

1∶8水泥焦渣或其他材料找2%坡,最薄处30厚或结构找坡隔气层

钢筋混凝土屋面板

图12种草兼停车屋面(上人)

5

5.1

施工技术

施工条件

基层墙体、屋面和地面应符合GB50204-2002《混

图10倒置式停车配筋混凝土屋面

表3

凝土结构工程施工质量验收规范》、GB50203-2002《砌

水泥砂浆面层屋面热工性能

蓄热系数·[W/(m2K)]

材料名称水泥砂浆保护层

防水层水泥砂浆找平层

厚度

(mm)干容量(kg/m3)

导热系数·[W/(mK)]λ值修

正系数热阻(m2·K/W)主断面总热阻

(m2·K/W)主断面传热系数

·[W/(m2K)]热惰性

指标

备注

20122080100

18006001800160

0.930.170.930.05

11.373.3311.370.07

1.05

0.020.070.021.521.912.292.673.81

1.972.352.643.114.26

0.510.430.380.320.24

0.240.240.240.110.140.160.190.270.240.460.99

防水层、隔气层材料按工程设计

泡沫玻璃保温板120140200

水泥砂浆找平层2030100

180013002400

0.930.291.74

11.374.4017.2

0.020.100.06

1∶8水泥焦渣找坡(最薄厚度)

隔气层钢筋混凝土楼板

6020xx年2期

泡沫玻璃在屋面保温体系中的应用

泡沫玻璃在屋面保温体系中的应用

南通曙光“预制塑筋水泥聚苯保温墙板”

通过建设部科技成果评估

焊接制成一种三维网箱构件,用这种塑筋网箱作为预制塑筋水泥聚苯保温墙板中的骨架,使墙板获得应有的刚度、抗弯强度和轻质,以上项目称之为“PET构架”骨架,即PET格构(HSG50-50PET)骨架。其技术创新点在于:用PET格构骨架三维空间的塑筋制品取代了复合条板的面层板,开创了“塑筋轻质混凝土”新型墙板的先例,并提出了“保温剪力墙”的说法;从墙板构造、填缝配方、施工操作角度综合解决外墙裂缝;在施工工法中使用了动力灌浆的新概念;在墙板内植入“钢筋混凝土骨架网”的方法,加

本刊讯

20xx年1月16日,由南通曙光建筑材

强了墙体锚固和抗震性能。

会上,与会专家还就产品的耐碱性、适用的温度范围、水泥与聚苯颗粒的粘结情况以及拼装后面层的处理等问题进行了认真细致的询问和探讨。专家评审一致认为,该墙板具有自重轻、导热系数低、力学性能和防火性能好等特点,具有技术创新性。该项目针对墙板用于建筑外围护填充墙进行的研究和应用,取得了一定的成果。在锚固措施可靠的情况下可用于多层建筑的外填充墙。该研究成果对板缝的处理工艺,加强了墙板与周边结构、墙板与墙板之间的联结,还可用于建筑非承重内隔墙。

目前,该产品已在部分工程中应用,反映良好。评估委员会认为,该技术成果达到了国内领先水平,具有推广和应用价值。

(董瑞)

料技术研究开发有限公司、湖北力特土工材料有限公司和南通曙光建筑工程有限公司共同研发完成的“预制塑筋水泥聚苯保温墙板”,通过了建设部科技发展促进中心组织的科技成果评估。

预制塑筋水泥聚苯保温墙板是一种非复合型节能保温条形预制墙体板材,以PET塑筋形成的网状格构为增强材料,采用阻燃发泡聚苯颗粒,低碱硫铝酸盐水泥和外加剂等组成保温浆料,在工厂加压注浆成墙板。上述项目所称的“塑筋”为有机高分子化合物:聚对苯二甲酸乙醇酯,英文名称为

polyethylneterephthalate,简称PET。将塑筋

按保温墙板规格制成网状方格长片,经模压、超声波

体工程施工质量验收规范》和GB50209-2002《建筑地面工程施工质量验收规范》要求。施工环境温度不低于5℃,风力不大于5级,风速不宜大于5m/s,严禁雨天施工,雨期施工应做好防雨措施。

2%坡。

(2)用1∶3水泥砂浆找平。

(3)在找平层上错缝平铺保温板,要求板间尽量紧密,并使用粘结材料进行刮缝处理,如遇排气槽,则要求留出30mm~50mm,槽内填充碎石,交叉出留排气管。

(4)在经刮缝处理的保温板上用1∶3水泥砂浆找平后进行防水层施工。

5.2施工程序

施工程序按照图13所示进行处理。

图13泡沫玻璃屋面保温施工程序参考文献:

5.3施工要点

(1)清理结构层,用1∶8水泥焦渣或其它材料找

[1]孟祥森.泡沫玻璃外墙外保温体系应用研究[J].保温材料与节能技术,2006(5):24~26.

20xx年2期

WALLMATERlALSINNOVATlON&ENERGYSAVlNGlNBUlLDlNGSPolyphenylenepowderparticlesbuildaffixedpolystyreneboardsystemandExternalthermalinsulationcompositesyetemsbasedonexpandedpolystyreneperformancecomparisonGaoZhenyong,etal(52)Abstract:Inordertoexternalthermalinsulationsystemoftheconstruc-tionunittoprovidematerialtochoosefrom,ComparetheperformanceofPolyphenylenepowderparticlesbuildaffixedpolystyreneboardsystemandExternalthermalinsulationcompositesyetemsbasedonexpandedpolystyrene.

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