(2)膨脹蛭石及其製品
蛭石是一種複雜的鐵、鎂含水矽鋁酸鹽類礦物,呈薄片狀結構,由兩層層狀的矽氧骨架,通過氫氧鎂石層或氫氧鋁石層結合而形成雙層矽氧四麵體,“雙層”之間有水分子層。高溫加熱時,“雙層”間的水分變為蒸汽產生壓力,使“雙層”分離、膨脹。蛭石在150℃以下時,水蒸氣由層間自由排出,但由於其壓力不足,蛭石難以膨脹。溫度高於150℃,特別是在850~1000℃時,因矽酸鹽層間間距減小,水蒸氣排出受限,層間水蒸氣壓力增高,從而導致蛭石劇烈膨脹,其顆粒單片體積能膨脹20多倍,許多顆粒的總體積膨脹5~7倍。膨脹後的蛭石,細薄的疊片構成許多間隔層,層間充滿空氣,因而具有很小的密度和熱導率,使之成為一種良好的絕熱、絕冷和吸聲材料。膨脹蛭石的膨脹倍數及性能,除與蛭石礦的水化程度、附著水含量有關外,還與原料的選礦、幹燥、破碎方式、煆燒製度以及冷卻措施有密切關係。
膨脹蛭石的密度一般為80~200kg/m3,密度的大小主要取決於蛭石的雜質含量、膨脹倍數以及顆粒組成等因素。熱導率為0.046~0.069W/(m·K),在無機輕集料中僅次於膨脹珍珠岩及超細玻璃纖維。但膨脹蛭石及製品具有很多綜合特點,加之原料豐富,加工工藝簡單,價格低廉,目前仍廣泛用於建築保溫材料及其他領域。
膨脹蛭石具有保溫、隔熱、吸聲等特性,可以作為鬆散保溫填料使用,也可與水泥、石膏等無機膠結料配製成膨脹蛭石保溫幹粉砂漿、混凝土及製品,廣泛用手建築、化工、冶金、電力等工程中。
膨脹蛭石砂漿、混凝土及其製品的保溫性能與膠結料的用量、施工方法有密切關係,在使用中往往為了得到一定強度及施工和易性,而忽視密度相應增加,保溫效果降低。為此,經過試驗研究,確定在膨脹蛭石與膠結料等的混合物中添加少量的高分子聚合物及其他外加劑,改善砂漿強度及施工和易性,達到既能改善砂漿施工性能,又能在保證強度的前提下降低砂漿密度,減小熱導率的目的。
(3)泡沫玻璃製品
泡沫玻璃是以碎玻璃(磨細玻璃粉)及各種富含玻璃相的物質為主要原料,在高溫下摻入少量能產生大量氣泡的發泡劑(如閉孔用炭黑、開孔用碳酸鈣),混合後裝模,在高溫下熔融發泡,再經冷卻後形成具有封閉氣孔或開氣孔的泡沫玻璃製品,最後再經切割等工序製成殼、磚、塊、板等。按其不同的工藝和基礎原料,可分為普通泡沫玻璃、石英泡沫玻璃、熔岩泡沫玻璃等,也可生產多種彩色獨立閉孔的保溫隔熱泡沫玻璃和通孔的吸聲泡沫玻璃。由於這種無機絕熱材料具有防潮、防火、防腐的作用,加之玻璃材料具有長期使用性能不劣化的優點,使其在絕熱、深冷、地下、露天、易燃、易潮以及有化學侵蝕等苛刻環境下能廣泛應用。而且,生產泡沫玻璃磚的原料可以由回收利用廢玻璃得來,既降低了生產成本,增加了經濟效益,又節約了自然資源,為城市垃圾的回收利用開辟了一條新途徑。
泡沫玻璃由於其獨特的理化性能和良好的施工性能,可以作保溫材料用於建築節能;可以作吸聲材料用於高架橋、會議室等減噪工程。由於泡沫玻璃強度高且防水隔濕,既可滿足一定建築抗壓和環境需求,又保證了長期穩定的絕熱效率。建築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,不僅適合建築外牆、地下室的保溫,也適合屋麵保溫。
此外,在國外對泡沫玻璃的應用中,還有用泡沫玻璃作為輕質填充材料應用在市政建設上,用泡沫玻璃作為輕質混凝土骨料等技術,既可以提高各種建築物外圍護結構的隔熱性能,又有利於環保。
(4)泡沫水泥製品
泡沫水泥是在水泥漿體中加入發泡劑及水等經攪拌、成型、養護而成的一種多孔、質輕、絕熱的混凝土材料。其結構性能和加氣混凝土相似,但生產投資少,工藝簡單,施工操作方便。在現澆混凝土建築和裝配式混凝土建築中,需要大量輕質混凝土,泡沫混凝土就是一種理想的選擇。
目前應用中,通常將粉煤灰、礦粉等輔助膠凝材料與水泥按一定比例摻和後製成漿體,在達到使用要求的條件下,實現利廢、節約材料成本和改善性能的目的。原材料組分主要包括:泡沫劑;膠凝材料,常用早強型矽酸鹽水泥;幹排粉煤灰;複合外加劑,具有減水和促凝功能。混合料製備方法是:用高速攪拌機製泡,將製成的泡沫置於攪拌機中,加入水泥和粉煤灰(外加劑已預混於其中),攪拌至均勻為止。
由於泡沫劑的使用,在高速製泡時將產生均勻分布的微細閉合氣泡,製品的密度較低,一般在1000kg/m3以下,粉煤灰泡沫水泥為多孔輕質材料,含有的氣孔數量多,氣孔直徑小,熱導率低,比加氣混凝土有更好的保溫性能。