Insulation Mat erials a nd Buildin g Ener gy Sa vin g 保温材料与建筑节能
生产泡沫玻璃的关键工艺及质量控制
田英良, 赵飞, 邹玉林, 武君
(北京工业大学材料科学与工程学院, 北京
100022)
摘要:介绍了以废玻璃和粉煤灰为主要原料生产泡沫玻璃的关
键工艺:原料选择、原料破粉碎、发泡剂、稳定剂和助熔剂、烧制工艺、脱模剂的喷涂和退火; 具体分析了采用“二步法”工艺生产泡沫玻璃所出现的质量问题的成因, 并提出了针对性的解决方法。
关键词:泡沫玻璃; 生产工艺; 质量控制; 废玻璃; 粉煤灰
1前言
泡沫玻璃是一种内部充满无数微小连通或封闭气孔的
玻璃材料, 其气孔率可达80%～95%, 气泡直径为1～3
mm , 密度范围为140～500k g /m 。泡沫玻璃可由废玻璃、粉
3
它新型隔热材料层出不穷, 但是泡沫玻璃以其永久性、安全
性、可靠性、良好化学稳定性, 在高温隔热、低温保冷、防潮工程、吸音工程等领域中占据着越来越重要的地位。它还具有许多由无机玻璃材料所赋予的优良性能, 能耐除氢氟酸以外的几乎所有的化学侵蚀, , 不风化腐烂, 不虫蛀鼠啮; , , 无毒、无, , , 长期受紫外线泡沫玻璃以其优良的性能越来越受它是固体废弃物再生利用获得丰厚经济效益和环保效益的典型范例。
当前国际上广泛采用美国康宁公司发明的“二步法”生产工艺, 以砂子、纯碱等为原料熔制成玻璃, 水淬后, 加入以片钢化, 内片非钢化。这种以薄弱片做主承力片的做法, 也不是一种理想的结构。
相反, 有的生产厂家将中空玻璃做成大小片结构, 即外片比内片大, 将隐框幕墙的附框用结构胶粘结在外片上, 内片由铝型材附框通过玻璃垫托住。此时中空玻璃主要以外片承力, 二道密封完全可以使用聚硫胶, 使中空玻璃的寿命有很大提高, 并可节省较多制造成本, 受力结构也更加合理。这种结构, 从我国隐框幕墙生产一开始便被采用了, 现已使用多年。实践证明, 它是完全安全可靠的。当前全国已有不少的大型幕墙厂在使用。
遗憾的是, 当前有人说这后一种结构不合理, 不能应用, 反而说前一种结构是最佳、最合理的。笔者认为这是一种误解, 值得我们做认真的探讨, 以避免误导企业。
联系地址:北京市百万庄建设部内联系电话:010-68311237
煤灰、云母、珍珠岩、浮石粉、火山灰为主要原料, 它们中的
SiO 2含量大于50%, 在其它辅助原料基础上很容易形成玻璃相。在主要原料中加入发泡剂、改性剂、促进剂、稳泡剂等, 经过破碎、粉磨和均匀混合后, 形成配合料, 热、高温熔融、发泡、稳泡、, 普通玻璃。导热系数小等物理性质, 赋予了其保温、隔热、吸声、防潮、防火等功能。虽然其因素。价格贵的材料也不一定是制作中空玻璃的最好材料, 关键还要看使用的场合和要求。
3建议
根据上述情况, 笔者提出如下看法和建议:
(1) 我国当前生产的中空玻璃中, 有相当多的是采用四
角插接式间隔铝框结构, 而且插接处未做丁基胶密封处理, 甚至还有单道密封的, 这种情况急需改变。今后生产中空玻璃应尽量采用连续弯角型铝框, 如果用四角插接式铝框, 必须在接头处用丁基胶做密封处理; 单道密封的中空玻璃不能用。
(2) 在中空玻璃隐框幕墙中, 有一种较为普遍的结构, 是
把附框用结构胶粘在中空玻璃的内片上, 此时中空玻璃二次密封只能采用硅酮结构胶, 故其使用寿命较短。同时, 因为两片玻璃厚度相同容易引起共振破坏和不利于防止噪声, 外片玻璃受力条件比较恶劣, 故中空玻璃往往外片厚, 内片薄, 外
新型建筑材料
10/2000
・29・
保温材料与建筑节能Insulation Mat erials a nd Buildin g Ener gy Sa vin g
碳素为主的发泡剂经粉磨后形成配合料, 混合均匀的配合料放置在模具中, 在电加热的辊道窑内发泡、冷却固型后脱模, 脱模后的毛坯进入退火炉中消除应力, 并冷却至室温后切割成要求的形状和尺寸的制品。“二步法”的特点是在发泡窑中进行发泡, 随后进行脱模, 脱模后的毛坯再进入退火窑中退火成为产品。
国内对泡沫玻璃的研究始于70年代, 直至90年代初, 我国科技工作者才开始对固体废弃物综合利用生产泡沫玻璃进行全面研究。目前, 已有用废弃玻璃、粉煤灰、浮石为主要原料生产泡沫玻璃制品的小型生产厂, 使用小型电加热炉或马弗式燃料加热炉, 采用发泡后脱模退火工艺制作。因工艺、技术、装备比较落后, 产品质量不稳定, 品种也很少, 成本居高不下, 阻碍该产品的推广使用。但该产品具有较好发展前景, 为资源的持续利用提供了机会。
2. 3发泡剂的选择和混合
用来做发泡剂的物质有碳黑、石墨、碳化硅、活性碳、碳酸钙、白云石、硫酸盐、石灰石、二氧化锰等。发泡剂的使用应根据特定的制品要求及相应的废玻璃原料而定。发泡剂与玻璃粉必须充分均匀混合, 混合不好就得不到均匀发泡制品。混合时要防止有机物或粉尘混入原料中, 以免产生异常发泡, 影响产品的质量。混合时间与混合方法、使用的设备及混合强度有关。
2. 4稳定剂和助熔剂
助熔剂:根据配方的不同, 决定是否采用助熔剂。一般来说如果配合料熔融温度较高或料性较长则可适当加入助熔剂。加入量要适当, 否则会影响产品的质量。稳定剂:加入适量的稳定剂能够改善泡沫玻璃的性能, 增大发泡温度范围, 稳定气泡结构, 减少连通孔, 提高成品率。常用的稳定剂有磷酸盐、醋酸盐等。2. 5烧制工艺
配合料经混合均匀后, 装入模具(目前国内外广泛采用的模具有耐热钢、陶瓷、, 也有不使用模具的, , ) , 在加热, 发泡温度大约在780～960, 应在500～600℃进行充分的预, , 加热升温速度最好控制在10℃/min 之内, 如果升温速度太快, 不仅发泡大小不均, 而且对金属模具的使用寿命亦有影响。泡沫玻璃的烧制工艺大致分为以下四个阶段:预热、发泡、定型、退火。以碳黑、活性碳、石墨、碳化硅为发泡剂的配合料, 在明焰裸烧窑炉内进行发泡时, 首先, 应注意炉内气氛, 要保持在中性和弱还原态; 其次, 应对配合料与炉内气氛进行隔离; 才能保证碳粉不在发泡温度之前就进行反应, 产生表面瓷化, 而影响泡沫玻璃的发泡效果。国外明焰裸烧技术已经得到了较好的应用, 而我国真正采用该技术的生产厂仅有一二家。2. 6脱模剂的喷涂
为了防止泡沫玻璃与金属类模具直接接触, 在高温烧结时形成搪瓷, 事先需在金属模具的内壁喷涂一层脱模剂。脱模剂多数是在高铝粉、白垩、石灰石、粘土、苏州白土、石英砂等细粉(粒度达到100目即可) 中加入无机胶凝剂和水, 按一定比例配合而成。用压缩机作动力, 使用喷枪将脱模剂浆料喷涂在模具内表面, 喷涂厚度控制在0. 2～0. 5mm 为宜。2. 7退火
泡沫玻璃的退火是比较重要的工艺过程, 泡沫玻璃的退火冷却速度不仅与制品的化学组成、厚度有关, 还与制品的结构、密度、热膨胀系数等有关。由于泡沫玻璃导热系数小,
NEW BUILD ING MATERIALS
2关键生产工艺
将废弃玻璃、粉煤灰等主要原料, 添加辅料、发泡剂、改
性剂经过细碎、粉磨形成混合均匀的配合料装入模具, 在加热炉中加热到750～900℃, 配合料开始熔融, 形成一种具有粘弹性的物质; 此刻混合在配合料中的发泡剂发生反应生成气体, 刚好被具有粘弹性玻璃熔融体所包裹, (若生产中内部气体压力较大, 包围, 而形成连通气孔) ; , 却, 让玻璃固化, , 形成了多孔玻璃。随后进行必要的退火, 泡沫玻璃制造过程中的关键工艺环节有:2. 1原料的选择
用于制造泡沫玻璃的主要原料是废玻璃, 它们多为平板玻璃和瓶罐玻璃, 从成分上来说属于钠钙硅玻璃。要求其软化温度越低越好, 在烧成温度附近玻璃的粘度变化要小, 烧成温度范围要宽, 这样容易获得均匀的发泡体; 要含有适当的供氧组分, 膨胀系数要低, 这样退火冷却容易, 时间也可缩短, 节省能耗, 提高生产效率; 化学耐久性好, 具有良好的耐蚀性。生产泡沫玻璃的其它原料还有粉煤灰、云母、珍珠岩、浮石粉、火山灰等, 但这些原料需要对其改性才能得以很好的应用。
2. 2原料的破粉碎
废玻璃经过洗涤干燥后进行破碎、粉碎, 玻璃粉的粒度要适中, 颗粒粗, 膨胀性差, 形成气孔粗大的泡沫玻璃; 颗粒过细, 膨胀性虽好, 但不利于发泡剂的均匀混合, 并且粉磨时动力消耗大。一般要求玻璃粉的粒度有95%通过150目筛孔, 发泡剂粒度能达到250目左右。・30・
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且制品厚度一般大于150mm , 它的退火冷却速度比普通玻璃要慢, 总的退火冷却时间在18～24h , 甚至有的品种退火时间更长。泡沫玻璃的退火温度制度不同于普通平板及瓶罐玻璃, 其一般以恒定速率冷却, 低温冷却速度更应缓慢, 对窑炉温度场要求比较高, 必须保证炉内温度的均匀性, 没有异常的温度波动。发泡后的泡沫玻璃退火温度一般在520～600℃, 在此温度下保温3～5h , 其后缓慢降至室温。
程度后, 造成开裂。
解决方法:延长退火时间, 减缓降温速率, 使用高等级加热炉。
3. 6表面凹凸不平
原因:发泡剂过量, 气体冲破料块表面所致; 配合料的表面张力及粘弹性差。
解决方法:对配方重新调整, 减少发泡剂用量, 改善配合料的料性。3. 7未发泡
原因:发泡剂量不足, 未达到该泡沫玻璃配方要求的发泡温度或保温时间, 配合料比较薄、表面瓷化厉害。解决方法:增加发泡剂量, 提高发泡温度, 延长发泡段保温时间, 改善窑炉内气氛。3. 8表面瓷化
原因:一般发生在以碳素为主的发泡剂的配合料中, 受窑内强氧化气氛所影响, 或者预热阶段保温时间过长, 且预热温度超过500℃, 致使配合料表面的碳提前被氧化。解决方法:改善窑内火焰气氛状态, , 定, 3. :退火窑炉内部某一区域温度有较大波动, 使物料表层出现暂时较大的热应力。
解决方法:尽量保持退火时窑内温度的稳定及温度场的均匀性, 在有条件的情况下, 实行定期窑内温度场测量, 以便掌握窑炉工况, 及时调整和修正炉温。
3生产中的质量监控
作者重点对以废弃的钠钙硅玻璃和粉煤灰为主要原料, 以碳素(碳黑、活性碳、石墨、碳化硅) 及石灰石为发泡剂的一系列相关配方进行了试验研究。采用“二步法”, 使用窑炉为小型梭式窑, 采用明焰裸烧方式, 使用燃料为液化石油气, 试验模具尺寸为600mm ×450mm ×200mm (长×宽×高) 。试验中遇到了一系列问题, 并作了相应的处理, 已取得了较好效果, 对泡沫玻璃实际生产具有较大指导意义。3. 1泡沫玻璃内部孔径过大且有连通孔
原因:发泡剂过多, 发泡温度高, 预热不充分, 保温时间过长, 配合料中有异常物质, 特别是一些低熔点可产生气体的物质。
解决方法:减少发泡剂, 降低发泡温度, 延长预热时间, 注意对配合料的管理。
3. 2
原因:发泡剂不均, 升温过急(由于配合料的导热性差, , 配合料粉还未充分熔融, 发泡剂就已经分解产生的气体将粉料吹出大孔) 。
解决方法:均匀混料, 延长配合料烘干时间及提高烘干温度, 降低升温速率, 增加预热时间。3. 3泡沫玻璃底部有凹陷
原因:配合料含水分较多; 脱模剂烘干温度不够, 含有水分多。
解决方法:延长配合料和模具烘干时间, 减少水分含量。3. 4制品发泡高度不一
原因:窑内温度场不均匀。
解决方法:改善窑内温度均匀状况。对于以辐射方式进行加热的窑炉, 保证加热元件分布要合理, 关键加热阶段可考虑加搅拌装置, 强化窑内温度均匀性。尽量采用现代节能高效窑炉。
3. 5制品开裂
原因:退火保温时间不充分、应力解除不充分、降温速率过快, 导致制品内外温差过大, 形成二次热应力, 积累到一定
4结论
(1) 以废玻璃和粉煤灰为主要原料生产泡沫玻璃, 具有
良好的环境效益和经济效益, 变废为宝, 使得资源得以持续利用。
(2) 虽然泡沫玻璃工业化生产工序并不复杂, 但是应对
关键工艺给予足够重视。
(3) 对泡沫玻璃生产过程中产生的系列质量问题, 可以
通过参照泡沫玻璃质量监控办法来处理。
(4) 生产高质量的泡沫玻璃除了与工艺、组成、组织有关
外, 同时还需要品质较好的加热窑炉及精确的控制手段。
收稿日期:2000-08-12
联系地址:北京市朝阳区平乐园100号联系电话:010-67392192
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生产泡沫玻璃的关键工艺及质量控制
田英良, 赵飞, 邹玉林, 武君
(北京工业大学材料科学与工程学院, 北京
100022)
摘要:介绍了以废玻璃和粉煤灰为主要原料生产泡沫玻璃的关
键工艺:原料选择、原料破粉碎、发泡剂、稳定剂和助熔剂、烧制工艺、脱模剂的喷涂和退火; 具体分析了采用“二步法”工艺生产泡沫玻璃所出现的质量问题的成因, 并提出了针对性的解决方法。
关键词:泡沫玻璃; 生产工艺; 质量控制; 废玻璃; 粉煤灰
1前言
泡沫玻璃是一种内部充满无数微小连通或封闭气孔的
玻璃材料, 其气孔率可达80%～95%, 气泡直径为1～3
mm , 密度范围为140～500k g /m 。泡沫玻璃可由废玻璃、粉
3
它新型隔热材料层出不穷, 但是泡沫玻璃以其永久性、安全
性、可靠性、良好化学稳定性, 在高温隔热、低温保冷、防潮工程、吸音工程等领域中占据着越来越重要的地位。它还具有许多由无机玻璃材料所赋予的优良性能, 能耐除氢氟酸以外的几乎所有的化学侵蚀, , 不风化腐烂, 不虫蛀鼠啮; , , 无毒、无, , , 长期受紫外线泡沫玻璃以其优良的性能越来越受它是固体废弃物再生利用获得丰厚经济效益和环保效益的典型范例。
当前国际上广泛采用美国康宁公司发明的“二步法”生产工艺, 以砂子、纯碱等为原料熔制成玻璃, 水淬后, 加入以片钢化, 内片非钢化。这种以薄弱片做主承力片的做法, 也不是一种理想的结构。
相反, 有的生产厂家将中空玻璃做成大小片结构, 即外片比内片大, 将隐框幕墙的附框用结构胶粘结在外片上, 内片由铝型材附框通过玻璃垫托住。此时中空玻璃主要以外片承力, 二道密封完全可以使用聚硫胶, 使中空玻璃的寿命有很大提高, 并可节省较多制造成本, 受力结构也更加合理。这种结构, 从我国隐框幕墙生产一开始便被采用了, 现已使用多年。实践证明, 它是完全安全可靠的。当前全国已有不少的大型幕墙厂在使用。
遗憾的是, 当前有人说这后一种结构不合理, 不能应用, 反而说前一种结构是最佳、最合理的。笔者认为这是一种误解, 值得我们做认真的探讨, 以避免误导企业。
联系地址:北京市百万庄建设部内联系电话:010-68311237
煤灰、云母、珍珠岩、浮石粉、火山灰为主要原料, 它们中的
SiO 2含量大于50%, 在其它辅助原料基础上很容易形成玻璃相。在主要原料中加入发泡剂、改性剂、促进剂、稳泡剂等, 经过破碎、粉磨和均匀混合后, 形成配合料, 热、高温熔融、发泡、稳泡、, 普通玻璃。导热系数小等物理性质, 赋予了其保温、隔热、吸声、防潮、防火等功能。虽然其因素。价格贵的材料也不一定是制作中空玻璃的最好材料, 关键还要看使用的场合和要求。
3建议
根据上述情况, 笔者提出如下看法和建议:
(1) 我国当前生产的中空玻璃中, 有相当多的是采用四
角插接式间隔铝框结构, 而且插接处未做丁基胶密封处理, 甚至还有单道密封的, 这种情况急需改变。今后生产中空玻璃应尽量采用连续弯角型铝框, 如果用四角插接式铝框, 必须在接头处用丁基胶做密封处理; 单道密封的中空玻璃不能用。
(2) 在中空玻璃隐框幕墙中, 有一种较为普遍的结构, 是
把附框用结构胶粘在中空玻璃的内片上, 此时中空玻璃二次密封只能采用硅酮结构胶, 故其使用寿命较短。同时, 因为两片玻璃厚度相同容易引起共振破坏和不利于防止噪声, 外片玻璃受力条件比较恶劣, 故中空玻璃往往外片厚, 内片薄, 外
新型建筑材料
10/2000
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碳素为主的发泡剂经粉磨后形成配合料, 混合均匀的配合料放置在模具中, 在电加热的辊道窑内发泡、冷却固型后脱模, 脱模后的毛坯进入退火炉中消除应力, 并冷却至室温后切割成要求的形状和尺寸的制品。“二步法”的特点是在发泡窑中进行发泡, 随后进行脱模, 脱模后的毛坯再进入退火窑中退火成为产品。
国内对泡沫玻璃的研究始于70年代, 直至90年代初, 我国科技工作者才开始对固体废弃物综合利用生产泡沫玻璃进行全面研究。目前, 已有用废弃玻璃、粉煤灰、浮石为主要原料生产泡沫玻璃制品的小型生产厂, 使用小型电加热炉或马弗式燃料加热炉, 采用发泡后脱模退火工艺制作。因工艺、技术、装备比较落后, 产品质量不稳定, 品种也很少, 成本居高不下, 阻碍该产品的推广使用。但该产品具有较好发展前景, 为资源的持续利用提供了机会。
2. 3发泡剂的选择和混合
用来做发泡剂的物质有碳黑、石墨、碳化硅、活性碳、碳酸钙、白云石、硫酸盐、石灰石、二氧化锰等。发泡剂的使用应根据特定的制品要求及相应的废玻璃原料而定。发泡剂与玻璃粉必须充分均匀混合, 混合不好就得不到均匀发泡制品。混合时要防止有机物或粉尘混入原料中, 以免产生异常发泡, 影响产品的质量。混合时间与混合方法、使用的设备及混合强度有关。
2. 4稳定剂和助熔剂
助熔剂:根据配方的不同, 决定是否采用助熔剂。一般来说如果配合料熔融温度较高或料性较长则可适当加入助熔剂。加入量要适当, 否则会影响产品的质量。稳定剂:加入适量的稳定剂能够改善泡沫玻璃的性能, 增大发泡温度范围, 稳定气泡结构, 减少连通孔, 提高成品率。常用的稳定剂有磷酸盐、醋酸盐等。2. 5烧制工艺
配合料经混合均匀后, 装入模具(目前国内外广泛采用的模具有耐热钢、陶瓷、, 也有不使用模具的, , ) , 在加热, 发泡温度大约在780～960, 应在500～600℃进行充分的预, , 加热升温速度最好控制在10℃/min 之内, 如果升温速度太快, 不仅发泡大小不均, 而且对金属模具的使用寿命亦有影响。泡沫玻璃的烧制工艺大致分为以下四个阶段:预热、发泡、定型、退火。以碳黑、活性碳、石墨、碳化硅为发泡剂的配合料, 在明焰裸烧窑炉内进行发泡时, 首先, 应注意炉内气氛, 要保持在中性和弱还原态; 其次, 应对配合料与炉内气氛进行隔离; 才能保证碳粉不在发泡温度之前就进行反应, 产生表面瓷化, 而影响泡沫玻璃的发泡效果。国外明焰裸烧技术已经得到了较好的应用, 而我国真正采用该技术的生产厂仅有一二家。2. 6脱模剂的喷涂
为了防止泡沫玻璃与金属类模具直接接触, 在高温烧结时形成搪瓷, 事先需在金属模具的内壁喷涂一层脱模剂。脱模剂多数是在高铝粉、白垩、石灰石、粘土、苏州白土、石英砂等细粉(粒度达到100目即可) 中加入无机胶凝剂和水, 按一定比例配合而成。用压缩机作动力, 使用喷枪将脱模剂浆料喷涂在模具内表面, 喷涂厚度控制在0. 2～0. 5mm 为宜。2. 7退火
泡沫玻璃的退火是比较重要的工艺过程, 泡沫玻璃的退火冷却速度不仅与制品的化学组成、厚度有关, 还与制品的结构、密度、热膨胀系数等有关。由于泡沫玻璃导热系数小,
NEW BUILD ING MATERIALS
2关键生产工艺
将废弃玻璃、粉煤灰等主要原料, 添加辅料、发泡剂、改
性剂经过细碎、粉磨形成混合均匀的配合料装入模具, 在加热炉中加热到750～900℃, 配合料开始熔融, 形成一种具有粘弹性的物质; 此刻混合在配合料中的发泡剂发生反应生成气体, 刚好被具有粘弹性玻璃熔融体所包裹, (若生产中内部气体压力较大, 包围, 而形成连通气孔) ; , 却, 让玻璃固化, , 形成了多孔玻璃。随后进行必要的退火, 泡沫玻璃制造过程中的关键工艺环节有:2. 1原料的选择
用于制造泡沫玻璃的主要原料是废玻璃, 它们多为平板玻璃和瓶罐玻璃, 从成分上来说属于钠钙硅玻璃。要求其软化温度越低越好, 在烧成温度附近玻璃的粘度变化要小, 烧成温度范围要宽, 这样容易获得均匀的发泡体; 要含有适当的供氧组分, 膨胀系数要低, 这样退火冷却容易, 时间也可缩短, 节省能耗, 提高生产效率; 化学耐久性好, 具有良好的耐蚀性。生产泡沫玻璃的其它原料还有粉煤灰、云母、珍珠岩、浮石粉、火山灰等, 但这些原料需要对其改性才能得以很好的应用。
2. 2原料的破粉碎
废玻璃经过洗涤干燥后进行破碎、粉碎, 玻璃粉的粒度要适中, 颗粒粗, 膨胀性差, 形成气孔粗大的泡沫玻璃; 颗粒过细, 膨胀性虽好, 但不利于发泡剂的均匀混合, 并且粉磨时动力消耗大。一般要求玻璃粉的粒度有95%通过150目筛孔, 发泡剂粒度能达到250目左右。・30・
Insulation Mat erials a nd Buildin g Ener gy Sa vin g 保温材料与建筑节能
且制品厚度一般大于150mm , 它的退火冷却速度比普通玻璃要慢, 总的退火冷却时间在18～24h , 甚至有的品种退火时间更长。泡沫玻璃的退火温度制度不同于普通平板及瓶罐玻璃, 其一般以恒定速率冷却, 低温冷却速度更应缓慢, 对窑炉温度场要求比较高, 必须保证炉内温度的均匀性, 没有异常的温度波动。发泡后的泡沫玻璃退火温度一般在520～600℃, 在此温度下保温3～5h , 其后缓慢降至室温。
程度后, 造成开裂。
解决方法:延长退火时间, 减缓降温速率, 使用高等级加热炉。
3. 6表面凹凸不平
原因:发泡剂过量, 气体冲破料块表面所致; 配合料的表面张力及粘弹性差。
解决方法:对配方重新调整, 减少发泡剂用量, 改善配合料的料性。3. 7未发泡
原因:发泡剂量不足, 未达到该泡沫玻璃配方要求的发泡温度或保温时间, 配合料比较薄、表面瓷化厉害。解决方法:增加发泡剂量, 提高发泡温度, 延长发泡段保温时间, 改善窑炉内气氛。3. 8表面瓷化
原因:一般发生在以碳素为主的发泡剂的配合料中, 受窑内强氧化气氛所影响, 或者预热阶段保温时间过长, 且预热温度超过500℃, 致使配合料表面的碳提前被氧化。解决方法:改善窑内火焰气氛状态, , 定, 3. :退火窑炉内部某一区域温度有较大波动, 使物料表层出现暂时较大的热应力。
解决方法:尽量保持退火时窑内温度的稳定及温度场的均匀性, 在有条件的情况下, 实行定期窑内温度场测量, 以便掌握窑炉工况, 及时调整和修正炉温。
3生产中的质量监控
作者重点对以废弃的钠钙硅玻璃和粉煤灰为主要原料, 以碳素(碳黑、活性碳、石墨、碳化硅) 及石灰石为发泡剂的一系列相关配方进行了试验研究。采用“二步法”, 使用窑炉为小型梭式窑, 采用明焰裸烧方式, 使用燃料为液化石油气, 试验模具尺寸为600mm ×450mm ×200mm (长×宽×高) 。试验中遇到了一系列问题, 并作了相应的处理, 已取得了较好效果, 对泡沫玻璃实际生产具有较大指导意义。3. 1泡沫玻璃内部孔径过大且有连通孔
原因:发泡剂过多, 发泡温度高, 预热不充分, 保温时间过长, 配合料中有异常物质, 特别是一些低熔点可产生气体的物质。
解决方法:减少发泡剂, 降低发泡温度, 延长预热时间, 注意对配合料的管理。
3. 2
原因:发泡剂不均, 升温过急(由于配合料的导热性差, , 配合料粉还未充分熔融, 发泡剂就已经分解产生的气体将粉料吹出大孔) 。
解决方法:均匀混料, 延长配合料烘干时间及提高烘干温度, 降低升温速率, 增加预热时间。3. 3泡沫玻璃底部有凹陷
原因:配合料含水分较多; 脱模剂烘干温度不够, 含有水分多。
解决方法:延长配合料和模具烘干时间, 减少水分含量。3. 4制品发泡高度不一
原因:窑内温度场不均匀。
解决方法:改善窑内温度均匀状况。对于以辐射方式进行加热的窑炉, 保证加热元件分布要合理, 关键加热阶段可考虑加搅拌装置, 强化窑内温度均匀性。尽量采用现代节能高效窑炉。
3. 5制品开裂
原因:退火保温时间不充分、应力解除不充分、降温速率过快, 导致制品内外温差过大, 形成二次热应力, 积累到一定
4结论
(1) 以废玻璃和粉煤灰为主要原料生产泡沫玻璃, 具有
良好的环境效益和经济效益, 变废为宝, 使得资源得以持续利用。
(2) 虽然泡沫玻璃工业化生产工序并不复杂, 但是应对
关键工艺给予足够重视。
(3) 对泡沫玻璃生产过程中产生的系列质量问题, 可以
通过参照泡沫玻璃质量监控办法来处理。
(4) 生产高质量的泡沫玻璃除了与工艺、组成、组织有关
外, 同时还需要品质较好的加热窑炉及精确的控制手段。
收稿日期:2000-08-12
联系地址:北京市朝阳区平乐园100号联系电话:010-67392192
新型建筑材料10/2000
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