泡沫玻璃在建筑领域中的应用及施工

泡沫玻璃在建筑领域中的应用及施工

陆长春

关键词：泡沫玻璃；建筑领域；应用；施工

前言：

泡沫玻璃是一种绿色环保的建筑保温材料，泡沫玻璃适用于各种建筑物的保温隔热、防水防火，它性能优越且造价适中，综合经济效益高。

1、关于建筑节能的意义概述

从中央到地方对加强墙体材料革新和推广建筑节能材料工作非常重视。我国政府于1987年开始开展建筑节能工作，通过十几年的发展，我国在建筑节能工作方面取得了较大进步，建筑节能保温材料层出不穷，出现了可喜的局面。我国累计年90d日平均温度低于5℃的地区为采暖区，主要集中在东北、华北、西北地区，占我国国土面积的70%，采暖建筑占建筑总量的58.6%。以前，采暖地区建筑物围护结构保温水平低，门窗气密性差，采暖设备热效率低，导致建筑采暖能耗巨大。因此，1995年建设部颁布了JGJ26-95《民用建筑节能设计标准》，要求在过去通用设计的基础上节能50%。建筑物的总热量损失主要包括围护结构散热和门窗缝隙散热，前者占70%-80%，后者占20%-30%。因此，建筑物节能的主要途径为：减少建筑物外表面积和加强围护结构保温，提高门窗气密性。

2、泡沫玻璃在建筑领域的应用优势

泡沫玻璃通常是以废玻璃为原料，经球磨机磨成100目以下粉末，加入0.5%左右的碳素发泡剂，在模具中加热至850-900℃，形成的多孔轻质玻璃制品，泡沫玻璃气孔率高达80%-95%，气孔直径为0.1-2mm，属于无机非金属材料。由于泡沫玻璃内部有无数小气泡，因此它的性质不同于普通玻璃，具有密度小、强度高、导热系数小等优良的物理性能以及保温、隔热、吸声、防潮、防火等应用性能。总的来说，泡沫玻璃用于外墙外保温具有以下优势：

（1）不燃性。泡沫玻璃的防火性能与钠钙硅酸盐玻璃相当，属A级不燃材料。

（2）粘贴的牢固性。泡沫玻璃锦砖可用1：2的水泥砂浆或聚合物水泥砂浆(水泥：砂：聚合物乳液=1：1：0.2)直接粘贴在各种墙体(红砖、混凝土、空心砌块等)的找平砂浆层上，其线膨胀系数(9.6×10-6/℃)与找平层材料(8.5-10)×10-6/℃相当，再加上断面毛糙的孔隙与砂浆形成镶嵌构造，粘贴牢靠，耐久性好。

（3）抗老化性能。泡沫玻璃作为无机非金属材料，不存在老化分解问题，其耐久性超过建筑物主体。

（4）防水性。玻璃本身不吸水，加上是闭孔构造，保温用泡沫玻璃吸水率小于0.5%，不会因为吸水导致绝热性能下降。

总之，泡沫玻璃保温体系在保存EPS法和聚苯颗粒法的所有优点的同时，克服了EPS法和聚苯颗粒法的全部缺点。泡沫玻璃应用于外墙外保温体系有着其他材料不可比拟的优势。

3、泡沫玻璃在建筑领域中的应用

3.1建筑屋面保温

泡沫玻璃用于建筑屋面保温隔热结构形式主要有三种形式：正置屋面、倒置屋面、倾斜屋面。倒置屋面可以用于绿化，种植花草；或者作屋顶运动场和其他用途屋面。泡沫玻璃与其他无机材料易于结合，容易施工，防水防火保温效果较佳。

3.2建筑外墙外保温

泡沫玻璃作为墙体保温隔热材料，可以有效减小墙体厚度，减轻建筑结构重量，扩大使用面积。使用泡沫玻璃的外墙外保温结构，施工时，首先，在外墙外表面找平层上使用聚合物砂浆粘贴泡沫玻璃；其次，在泡沫玻璃表面涂抹聚合物砂浆，可以在砂浆表面作涂层或瓷砖装饰层。使用泡沫玻璃作外墙外保温技术在华北地区已有使用。

3.3吸声材料

开孔型泡沫玻璃主要用作吸声材料。当声波进入泡沫玻璃的孔洞中时，由于空气粘滞阻力及与孔壁间的热交换等作用，使声能转变成热能而逐渐衰减，以至消失。吸声泡沫玻璃可以用水泥砂浆粘贴在混凝土基底上，或砌筑成大截面通风消声器，或用粘结剂粘贴在钢质基板上。由于其优良的特性，它可在潮湿和振动条件下长期使用，但是毛东兴等人研究认为普通泡沫玻璃的平均吸声系数在0.4左右，尚不能满足噪声控制对吸声性能的要求。例如，我国《道路声屏障声学设计规范》对道路声屏障所采用的吸声材料要求其平均吸声系数大于0.5。他们通过调整混合料的配方，改进焙烧工艺和加工方法，将泡沫玻璃的连通气孔率由原来的60%左右提高到80%左右，其平均吸声系数大于0.6，是一种高效吸声材料。屈培元等人通过在开孔的泡沫玻璃迎声面上打一些均匀分布的不贯通的吸声孔，从而制备出了一种高效吸声泡沫玻璃，其吸声系数为0.5-0.6。

3.4轻质填充材料

目前，我国尚没有关于泡沫玻璃作为轻质填充材料应用于市政建设的相关报道。然而，日本已有研究者对此进行了研究，并成功地应用于市政工程。用泡沫玻璃作为轻质填充材料具有以下优点：(1)泡沫玻璃主要化学成分为无机玻璃，其耐热、抗化学侵蚀性能好；(2)泡沫玻璃不会释放出有害物质，不会污染地基和地下水，是一种环境友好材料；(3)泡沫玻璃的表观密度可通过生产工艺参数控制，以适应不同的地基情况；(4)闭孔型泡沫玻璃气孔封闭，不与外界连通，其质量不会因下雨吸水而变化；(5)粒状泡沫玻璃的形状、尺寸与普通的卵石和碎石相似，因此，其填埋方法也与普通的地基材料相似，不需要特殊的施工机械。

3.5轻质混凝土骨料

在保持围墙厚度不变的前提下，提高各种建筑物外围护结构的隔热性能，是建筑业重要的研究课题之一，而将轻质混凝土的平均表观密度降到700-900kg·m-3，被认为是提高外围护结构隔热性能最有效的方法。泡沫玻璃作为轻质建筑混凝土骨料的报道最先见于法国。在20世纪30年代，由法国St.Gubain公司生产的泡沫玻璃由于气孔直径较大，分布不均，因此主要用作混凝土的轻骨料。随后许多国家进行了相关研究，俄罗斯SavingTechnologiesLTD公司研制出了粒状和板状泡沫玻璃，其中粒状泡沫玻璃可以直接用作轻质混凝土骨料，日本也有相关报道。另一方面，由于混凝土体积的80%左右为砂石骨料，为取得这些原料，或需要开山碎石，破坏植被，造成水土流失，山体滑坡；或需要挖取河床，改变河床高度、形状和位置，损坏堤岸和航道，污染河水，严重者使河流改道，从而失去美丽河滩等自然景观。若将泡沫玻璃用作轻质混凝土骨料，不仅可以减少污染，还可以节约资源，是建筑材料绿色化的有效途径。

4、泡沫玻璃在建筑领域的施工

屋面施工时，首先，要求基层排水坡度准确、平整，可将找平层或防水层作为粘贴泡沫玻璃的基层。泡沫玻璃粘贴，可以采用聚合物水泥砂浆，如允许也可使用热沥青，聚合物干粉砂浆可取适量水拌和至适当稠度使用；其次，屋面基层为水泥砂浆找平时应提前湿润，也可直接在防水层上粘贴。粘贴泡沫玻璃时，聚合物砂浆抹2-3mm厚，并立即将泡沫玻璃挤压轻揉动，使它粘贴牢固，必要时可用木棰轻轻敲打。每块泡沫玻璃间应留10mm缝，灌满聚合物水泥砂浆或热沥青，使之成为具有防水能力的一个层面，每6m左右留10-20mm分格缝。

外墙面施工时，首先，应先将墙面基层找平层湿润无明水，抹聚合物浆2-3mm；其次，在已粘贴的泡沫玻璃板的顶面和一个侧面上刮上聚合物水泥砂浆，立即将泡沫玻璃块挤压轻揉，使它粘贴牢固，缝中挤满浆，使它成为一层有防水能力的防水层，如果装饰要求留线条时，则应按线条位置留分格缝，缝中填密封胶或聚合物砂浆勾缝。铺块之间应错开，至少在一个方向进行错位铺贴。另外，在每一楼层高度上，设置一道金属安装固定卡子，用于承托泡沫玻璃负重及剪切力，防止意外张鼓开裂等现象发生。

5、结语

总而言之，随着德国及日本等泡沫玻璃生产商不断推出，泡沫玻璃市场需求骤然升温，国内市场对泡沫玻璃的需求量将呈现产销两旺的连年上升之势。

参考文献：

[1]宋旭辉，侯文虎，顾旭鹏.泡沫玻璃在节能建筑中的应用[J].墙材革新与建筑节能，2008(2)：50-52.

[2]张雄.泡沫玻璃在工程上的应用现状[J].建筑材料学报，2006，9(2)：177-182.

[3]郭宏伟，高淑雅，高档妮.泡沫玻璃在建筑领域中的应用及施工[J].陕西科技大学学报，2006(6)：57-60.