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1、全国性建材科技期刊——《玻璃》2002年第2期总第161期以废玻璃为原料研制泡沫玻璃闵雁姚旦杨健(秦皇岛玻璃工业研究设计院秦皇岛市066004)摘要介绍了以废玻璃为原料生产泡沫玻璃的工艺过程,并对烧成制度、外掺剂的影响进行了分析讨论。关键词泡沫玻璃废玻璃制品性能泡沫玻璃是一种高级隔热保温材料,广泛应用益和社会效益。在石油、化工、冷藏、建筑国防等部门,特别适用于1原料化工管道、石油储罐及煤气、热力管线的防腐保温工111泡沫玻璃的原料程中。各种平板碎玻璃、瓶罐碎玻璃是玻璃生产和建采用平板和瓶罐碎玻璃作为泡沫玻璃的主要原筑行业的废弃物,长期以来没有得到很好的利用。以料,它们的化
2、学成分见表1。以乙炔碳黑、煤粉、色素废玻璃为原料研制泡沫玻璃,可以降低泡沫玻璃的碳黑、碳化硅等作为发泡剂,其他辅助原料、外掺剂采生产成本,保护环境、变废为宝,具有明显的经济效用化工原料,如硝酸钠、纯碱、硼砂、氟硅酸钠等。表1SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3R2O平板玻璃70～72210～215710～715315～410011～0121410～1510瓶罐玻璃66～68316～618616～815212～217015～0171510～1517112配合料的制备和退火等几个阶段,烧成温度曲线见图1。废玻璃经过洗涤干燥后,进行粗碎,然后与发泡剂、外掺剂一起放入粉磨设备
3、一同研磨,直至成品配合料的粒度能过150目筛即可。配合料太粗,膨胀性太差,不容易烧制成合格的泡沫玻璃;颗粒太细,发泡剂不容易混合均匀,而且粉磨时动力消耗太大,以适中为宜。图1泡沫玻璃烧成工艺曲线2实验212制品性能测试211实验方法经以上工艺烧制的泡沫玻璃制品分别测定其体将研磨好的泡沫玻璃配合料均匀地撒在准备好积密度、抗压强度、抗折强度、导热系数和吸水率的耐热钢模具中(或者压制成料块),然后将模具送等主要性能指标,将它们列于表2。入加热炉中加热,烧成过程分为预热、发泡、稳定表2体积密度抗压强度抗折强度导热系数体积吸水率项目-3-1-1ökg·möMPaöMPaöW·m·k
4、ö%指标1800170150106101239全国性建材科技期刊——《玻璃》2002年第2期总第161期3分析讨论温,以便将气体包裹在熔融的玻璃液内部,产生泡311泡沫玻璃的发泡机理沫体,要求升温速度为5～10℃ömin。因为发泡剂泡沫玻璃是在玻璃粉中添加适量的发泡剂和外不是在发泡温度下才分解反应,而是在更低的温度掺剂加热熔融,经过一系列的物理化学变化而形成就已经开始分解和反应,如果这个升温过程太慢,时的,这个变化过程是一种气相、液相和固相之间的间过长,发泡剂分解产生的气体会从尚未成玻璃相动态平衡过程。当泡沫玻璃配合料被加热到600℃的固体粉料的空隙中逸出,这样泡沫玻璃的
5、气相很左右时,玻璃粉开始粘连,形成空腔,这时发泡剂少,容重就大。在到达发泡温度后,要保持一段时被封闭在空腔之中,进一步升温,发泡剂开始分解间,使得制品内外温度均匀、气相充分产生,发泡并产生气体,而软化的粘性玻璃由于表面张力的作完全,但发泡时间不宜过长,否则会使小气泡相互用,在发泡剂排出的气体作用下开始膨胀。结合形成大气泡,使制品结构不均匀。温度过高,会发泡过程是在严格规定的时间内持续进行的,使玻璃相粘度下降较大,不能包裹住气体而使性能之后控制温度快速下降,这时玻璃的粘度急剧上升,下降,所以要严格控制发泡时间和温度,以获得性泡孔开始形成,最后以稳定的形式固定下来。因此,能优
6、异的泡沫玻璃。在发泡过程中,物料全部变成粘性极高的、发泡剂(3)稳定阶段:这个阶段又称快速冷却阶段,一均匀分布的塑性体系,由于发泡剂分解出气体而形般要求以15～20℃ömin的速度冷却,将泡沫玻璃成稳定的、均匀的泡沫玻璃。快速冷却下来,其目的是使玻璃冷却固化,形成稳312外掺剂的作用定的泡孔结构。实验过程中,加入了一些外掺剂,它们的主要(4)退火阶段:退火阶段对泡沫玻璃的强度影作用有:响很大,因为泡沫玻璃是多孔材料,导热性差,所(1)助熔:使玻璃粉的软化温度降低,粘度下降以退火速度要慢,一般控制在017～1℃ömin。有利于发泡。4结论(2)增加玻璃的表面张力,有利于稳定
7、和控制(1)以废玻璃和废瓶罐为主要原料,添加适当气泡。的发泡剂,采用合理的烧成制度,可以制备出体积(3)改善泡孔结构,使泡孔均匀、细小,有利于密度小、抗压强度高、导热系数低的泡沫玻璃制品。提高制品强度。(2)在原料中加入一些外掺剂,可以降低发泡(4)提高制品光泽,改善泡沫玻璃的外观性状。温度、降低制品容重和热膨胀系数,还可以改善制313烧成制度对性能的影响品性能、增加制品光泽,从而得到具有封闭独立气(1)预热阶段:由于泡沫玻璃配合料为干粉状孔结构的泡沫玻璃。且自然堆积在模具内,其导热性能较差,若直接进(3)采用“预热—发泡—稳
