由于泡沫玻璃內部充滿了微小氣泡,其性能不同于普通玻璃。泡沫玻璃具有表觀密度小、強度高、隔熱、保溫、吸聲、防潮、防火及良好的化學穩定性等優點,是固體廢棄物再生利用可獲得良好經濟效益和環保效益的典型范例。泡沫玻璃的表觀密度為100 ^-500 kg/ m3,可以根據使用目的,通過生產工藝參數進行調整。泡沫玻璃的吸水率隨著氣孔結構而變化:閉孔型泡沫玻璃其吸水率較低,開孔型泡沫玻璃其吸水率較高。
1. 泡沫玻璃用作保溫材料
建筑保溫隔熱用泡沫玻璃,具有防火、防水、耐腐蝕、防蛀、無毒、不老化、強度高、尺寸穩定性好等特點,其化學成分99%以上是無機玻璃,是一種環境友好材料,不僅適合建筑外墻、地下室的保溫,更適合屋面保溫。美國用泡沫玻璃作為建筑保溫材料的經驗證明,泡沫玻璃經久耐用,性能品質優良。
1.1 泡沫玻璃用于建筑屋面保溫隔熱
泡沫玻璃用于建筑屋面保溫隔熱的結構形式主要有3種:正置平屋面、倒置平屋面。在這些結構中,泡沫玻璃與其他無機材料易于結合,施工容易,防水、防火、保溫效果較佳。而倒置屋面還可以用于綠化。實際工程應用有國家計劃委員會辦公樓、中央民族歌舞團住宅樓、北京芳古園二區14號住宅樓等。
1.2 泡沫玻璃用于建筑外墻外保溫隔熱
泡沫玻璃作為外墻體外保溫隔熱材料,可以有效減少墻體厚度,減輕建筑結構質量,擴大使用面積。使用泡沫玻璃的外墻外保溫結構見圖4。使用泡沫玻璃作為外墻外保溫隔熱材料已在長春等地被采用。 北京工業大學田英良等人研究了泡沫玻璃在建筑節能中的具體應用,認為不同地區應根據傳熱系數要求來計算選用相應厚度的泡沫玻璃。他們以泡沫玻璃在北京地區的使用為例,研究獲得了使用不同厚度泡沫玻璃外保溫墻體的熱工性能。
2. 泡沫玻璃用作吸聲材料
開孔型泡沫玻璃主要用作吸聲材料「s1。吸聲泡沫玻璃可以用水泥砂漿粘貼在混凝土基底上,或砌筑成大截面通風消聲器,或用粘結劑粘貼在鋼質基板上。由于其優良的特性,它可在潮濕和振動條件下長期使用。但是,毛東興等人通過實驗,認為普通泡沫玻璃的平均吸聲系數在0.4左右,尚不能滿足噪聲控制對吸聲性能的要求。例如,我國《道路聲屏障聲學設計規范》(送審稿)對道路聲屏障所采用的吸聲材料,要求其平均吸聲系數大于0.5。他們通過調整混合料的配方,改進焙燒工藝和加工方法,將泡沫玻璃的連通氣孔率由原來的60%左右提高到80%左右,其平均吸聲系數大于0.6,是1種高效吸聲材料。
3. 泡沫玻璃用作輕質填充材料
目前,在我國尚無用泡沫玻璃作為輕質填充材料應用在市政建設上的相關報道。然而在日本,已有研究者對此進行了研究,并成功應用于市政工程「‘0川。用泡沫玻璃作為輕質填充材料,具有以下幾個優點:
- 泡沫玻璃主要化學成分為無機玻璃,其耐熱、抗化學侵蝕性能好。
- 泡沫玻璃不會釋放出有害物質,不會污染地基和地下水,是一種環境友好材料。
- 泡沫玻璃的表觀密度可通過生產工藝參數控制,以適應不同的地基情況。
- 閉孔型泡沫玻璃氣孔封閉,不與外界連通,其質量不會因下雨吸水而變化。
- 粒狀泡沫玻璃的形狀、尺寸與普通的卵石和碎石相似,因此,其填埋方法也與普通的地基材料相似,不需要特殊的施工機械。
4. 泡沫玻璃用作輕質混凝土骨料
在保持圍墻厚度不變的前提下提高各種建筑物外圍護結構的隔熱性能,是建筑業重要的課題之一而將輕質混凝土的平均表觀密度降到700 ~900 kg/ m3,被認為是提高外圍護結構隔熱性能最有效的方法。
泡沫玻璃作為輕質混凝土骨料的報道最先見于法國。在20世紀30年代,由法國St。 Gubain公司生產的泡沫玻璃由于氣孔直徑較大,分布不均,因此主要用作混凝土的輕骨料。隨后許多國家進行了相關研究。俄羅斯Saving Technologies L TD公司研制出了粒狀和板狀泡沫玻璃,其中粒狀泡沫玻璃可以直接用作輕質混凝土骨料。日本也有相關報道。圖6為摻入粒狀泡沫玻璃骨料的鋼筋混凝土錨,由于摻入了粒狀泡沫玻璃,其質量由760 kg減至550 kg,因而更容易建造,且運輸費用也大大降低。
另一方面,由于混凝土體積的80%左右為砂石骨料,為取得這些原料,或需要開山碎石,破壞植被,造成水土流失,山體滑坡;或需要挖取河床,改變河床高度、形狀和位置,損壞堤岸和航道,污染河水,嚴重者使河流改道,從而失去美麗河灘等自然景觀。若將泡沫玻璃用作輕質混凝土骨料,不僅可以減少污染,還可以節約資源,是建筑材料綠色化的有效途徑。
5. 泡沫玻璃用作綠化用保水材料
為了解決混凝土“灰色污染”問題,人們采用了很多辦法。現在,國際上開始流行一種多孔隙混凝土或稱為綠化混凝土的材,這種材料在日本的應用比較成熟。但是作為混凝土膠結在料材料的水泥,仍需消耗大量資源、能源,并且造成環境污染。為了進一步促進人與自然的和諧發展,許多學者開始研制其他綠色生態材料。
如前所述,開孔型泡沫玻璃的吸水率為50 %~70 %,有的甚至更高。正是由于其良好的吸水保水性能,日本Saga大學的Lu等人考慮將其應用于綠化工程,并進行了一系列的實驗,獲得了成功。他們將尺寸為50.0 cm X8.0 cm X1.0 cm的泡沫玻璃板作為保水材料固定在巖石基的斜坡上。這種板材具有輕質、保水性能優良的特點,因此,當坡面因失水變干時,泡沫玻璃板中儲存的水分可繼續供給土壤和樹根;另一方面,由于這些泡沫玻璃板交錯拼接,能阻止土壤流失。















