CN1442381A - 彩色泡沫玻璃墙面砖及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种彩色泡沫玻璃墙面砖，为以钠硅钙玻璃作原料，采用碳酸盐作发泡剂、搪瓷颜料作着色剂制成的闭孔彩色泡沫玻璃块。有优良的隔热保温能力和很好的装饰性能，粘贴在外墙面上，能同时起到装饰与保温的作用。其烧制时的原料配方：其成份以重量计为钠硅钙玻璃粉100份，硼酸1～3份和碳酸盐发泡剂0.5～1.2份，还有0.2～1.5份的搪瓷颜料，发泡剂为20～40％的碳酸镁和80～60％的碳酸钙的混合物。加温工艺为：将粉料装模后预热15～20分钟，使温度达到580～600℃，再快速升温6～8分钟，使温度上升到750～800℃，保温8～10分钟，在6～10分钟内降温到550～540℃，拆模和退火。

Description

彩色泡沫玻璃墙面砖及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种新型建筑材料，一种彩色泡沫玻璃墙面砖及其制造方法。
背景技术
房屋的外墙必需具有隔热保温的能力，同时，外墙的表面还需具备美观性和耐候性。为了增加外墙的美观性，常在外墙表面粘贴墙面砖、马赛克、装饰用石板或涂上外墙涂料。现有的各种墙面砖、石材、涂料等，具有装饰功能和耐候性，但保温作用很小。聚苯乙烯、聚氨脂泡沫塑料等有机保温材料虽具有良好的保温性能，但耐候、抗老化性能差，无法用于外墙表面。此外，市场上已有供应的黑色绝热泡沫玻璃，虽具良好的耐候、抗水、抗冻、保温等性能，但由于表观都为灰黑色，缺乏装饰效果。
发明内容
本发明旨在提出一种表观美观、具有良好的耐候性且又具有很好的保温性能的，可以直接贴敷在外墙上的墙面砖，一种彩色泡沫玻璃墙面砖。本发明的另一目的是提出制造这种彩色泡沫玻璃墙面砖的原料配方和烧制工艺。
这种彩色泡沫玻璃墙面砖，为一种泡沫玻璃块，它为以钠硅钙玻璃作原料，采用碳酸盐作发泡剂、搪瓷颜料作着色剂制成的闭孔彩色泡沫玻璃块。
这种彩色泡沫玻璃墙面砖重量很轻，体积密度一般在190-250kg/M3，抗压、抗折强度为0.8-1.5Mpa，导热系数在0.08-0.11W/m·k之间，有优良的隔热保温能力，20mm厚的这种彩色泡沫玻璃墙面砖的隔热能力相当于200mm厚的砖墙；由于采用碳酸钙作发泡剂和搪瓷颜料作着色剂，制品的表观色彩和谐美观，有很好的装饰性能，粘贴在外墙面上，能同时起到装饰与保温的作用；它的化学稳定性与玻璃相似，吸水率一般只有1-5％，其膨胀系数与墙体材料的膨胀系数十分接近，耐腐蚀、抗老化、抗水、抗冻，耐候性能十分优良；试制成的试样已粘贴在外墙上，经过了5年时间的气候考验，无脱落、开裂、或风化剥落等现象发生。
烧制这种彩色泡沫玻璃墙面砖可以选用如下的原料配方，其成份以重量计为：钠硅钙玻璃粉100份，硼酸1～3份和碳酸盐发泡剂0.5～1.2份。其成份中还有0.2～1.5份的搪瓷颜料，所述的碳酸盐发泡剂为20～40％的碳酸镁和80～60％的碳酸钙的混合物。在发泡剂中用适量的碳酸镁代替碳酸钙，有利于在玻璃粘度较大(即温度较低)状态下完成发泡过程，从而可以降低气泡的穿孔率，保证质量。
烧制彩色泡沫玻璃墙面砖的加温工艺为：将粉料装模后升温到750～800℃，保温8～10分钟，降温到550～540℃，拆模和退火。其中的升温过程分为：预热15～20分钟，使温度达到580～600℃，再快速升温6～8分钟，使温度上升到750～800℃，其中的降温过程为在6～10分钟内将温度降到550～540℃的快速降温过程。采用预热后快速升温和发泡后快速降温的方法，使玻璃在升温和降温过程中跃过了两个易析晶的温度区(650～750℃)，有利于闭孔的形成。
附图说明
附图1为彩色泡沫玻璃墙面砖的一种结构图；
附图2为彩色泡沫玻璃墙面砖贴粘到墙面上时的示意图；
附图3为彩色泡沫玻璃墙面砖烧制时的温度曲线。
具体实施方式
这种彩色泡沫玻璃墙面砖，用钠硅钙玻璃作原料，采用碳酸盐作发泡剂、搪瓷颜料作着色剂，制成闭孔彩色泡沫玻璃块。这种彩色泡沫玻璃墙面砖可以制成有不同色彩的拼合图案。为了在粘贴到墙面上时减少接缝处传热的热桥的热损失，可以如图1所示，将彩色泡沫玻璃墙面砖的正面的四边切割成一圈下凹的台阶形1。如图2所示，在粘贴到墙面上时，在接缝处的凹下部嵌入保温性能好的聚合物水泥沙浆2，达到勾缝装饰，封闭接缝，以消除接缝处的热桥。在相邻接缝条还可涂上少量自发泡单组份聚氨脂密封胶，也有利于提高接缝的气密性和消除热桥。
烧制这种彩色泡沫玻璃墙面砖，可以用无色透明的窗玻璃碎片为原料。这种原料玻璃的化学组成大致为：SiO2 70～73％、Al2O3 0.1～2.5％、MgO+CaO 9～13％、Na2O+K2O 13～15％、Fe2O3 0.1～0.3％。也可采用含1～6％B2O3的钠硅钙玻璃作原料。用后者生产的产品质量比前者好，但成本较高。
制取彩色泡沫玻璃墙面砖的具体步骤如下：
1、配料：将采集的原料玻璃洗净，剔除杂质，烘干或晒干。将玻璃片用磨粉机或球磨机磨细成200目以下的细粉末。按重量计，玻璃粉为100份，掺加0.5～1.2份超细(或沉淀)碳酸镁与碳酸钙(20～40％的碳酸镁、80～60％的碳酸钙)作为发泡剂；掺加1～3份硼酸，作改性剂；按选择的制品的颜色要求，掺加0.2～1.5份的搪瓷颜料作着色剂，一起在球磨机中混料2～4小时，制成均匀的配合料。此配合料中的硼酸引入的B2O3能起到改小玻璃高温粘度/温度的斜率和阻止析晶的作用，有利于制成闭孔率较高的制品。
2、装模：按照预先设计的产品密度要求和坯料体积，称取一定重量的配合料，均匀地铺装在由耐热钢板制成的、可拆卸的模盒内。当制造单一颜色的彩色泡沫玻璃墙面砖时，采用一种颜料的配合料。当制造有彩条带的彩色泡沫玻璃墙面砖时，采用两种或多种颜色的配合料，用条格框分条装入模盒后，取出条格框，略作刮平即可。当制造有不规则彩色点的彩色泡沫玻璃墙面砖时，可在配合料中加入适量的用其它颜色的泡沫玻璃边角料破碎后制成的色粒，与配合料拌匀后使用。配合料装入模盒后要刮平压实。
3、烧制：将装有配合料的模盒放入专用的隧道窑内进行加热。先预热15～20分钟，使配合料的温度达到580～600℃的软化熔结温度；然后再快速升温6～8分钟，使温度上升到750～800℃，使发泡剂分解放气发泡；保温8～10分钟，直至玻璃泡沫膨胀到充满模盒；再以较快的速度降温，在6～10分钟内将温度降到550～540℃的固化温度区附近，使熔稠的玻璃泡沫体的外壳固化，把形状和体积固定下来。然后把模盒从窑炉中取出，拆除模框钢板，再把已固化的玻璃泡沫体放入退火窑中退火。上述“预热→发泡→冷却固化”的烧制过程如图3中曲线a所示，按此温度曲线控制，跃过了两个易析晶的温度区，有利于得到合格的闭孔型制品。图中曲线b为开孔型的吸声泡沫玻璃的温度控制曲线。制成的泡沫玻璃内有大量的穿孔气泡。曲线c是采用碳作发泡剂制作黑色泡沫玻璃的温度控制曲线。按此工艺曲线控制，也无法得到合格的彩色闭孔泡沫玻璃。
4、退火：将脱模后的泡沫玻璃体从退火窑的窑头放入，先在500～540℃的温度下保温30～40分钟，使泡沫玻璃体的内外温度基本达到均匀一致，再以每分钟下降0.4～0.6℃的速率，徐徐冷却到接近室温，再从退火窑的尾端取出。
5、切割成形：将退火后的坯料用锯切除表皮，再按所要求的规格切割成片、块。
实施例1
透明无色窗玻璃碎片(按重量计，以下相同)100份，
碳酸镁                                 0.2份，
碳酸钙                                 0.3份，
硼酸                                   1份，
171咖啡搪瓷颜料                        0.2份，
上述原料按步骤1制成粉料，按型腔容积约280kg/m3计在模盒内加入粉料，刮平，压实。放入遂道窑内，预热15分钟，使温度上升到600℃，然后快速升温6分钟，将温度升到750℃，保温8分钟，快速降温6分钟，温度降到540℃。将模盒从窑中取出，拆开模盒，取出泡沫玻璃体，放入退火窑中按步骤4退火。退火结束后，切割成所需的形状。所得产品为棕红色，体积密度为240kg/m3，导热系数为0.10W/m·k。
实施例2
透明无色窗玻璃碎片        100份，
碳酸镁                    0.4份，
碳酸钙                    0.6份，
硼酸                      2份，
151天蓝色搪瓷颜料         1份，
上述原料按步骤1制成粉料，按型腔容积约250kg/m3计在模盒内加入粉料，刮平，压实。放入遂道窑内，预热20分钟，使温度上升到580℃，然后快速升温6分钟，将温度升到780℃，保温8分钟，快速降温6分钟，温度降到550℃。将模盒从窑中取出，拆开模盒，取出泡沫玻璃体，放入退火窑中按步骤4退火。退火结束后，切割成所需的形状。所得产品为天蓝色，体积密度为210kg/m3，导热系数为0.09W/m·k。
实施例3
含5％B2O3的钠硅钙玻璃碎片  100份，
碳酸镁                        0.4份，
碳酸钙                        0.8份，
硼酸                          2份，
181氧化铬绿搪瓷颜料           1.2份，
上述原料按步骤1制成粉料，按型腔容积约230kg/m3计在模盒内加入粉料，刮平，压实。放入遂道窑内，预热20分钟，使温度上升到580℃，然后快速升温8分钟，将温度升到800℃，保温10分钟，快速降温8分钟，温度降到550℃。将模盒从窑中取出，拆开模盒，取出泡沫玻璃体，放入退火窑中按步骤4退火。退火结束后，切割成所需的形状。所得产品为翠绿色，体积密度为195kg/m3，导热系数为0.08W/m·k。

Claims (4)

1、一种彩色泡沫玻璃墙面砖，为一种泡沫玻璃块，其特征是它为采用钠硅钙玻璃作原料，碳酸盐作发泡剂、搪瓷颜料作着色剂制成的闭孔彩色泡沫玻璃块。
2、如权利要求1所述的彩色泡沫玻璃墙面砖，其特征是该彩色泡沫玻璃墙面砖的正面的四边成一圈下凹的台阶形。
3、一种烧制权利要求1或2所述的彩色泡沫玻璃墙面砖的原料配方，其成份以重量计为：钠硅钙玻璃粉100份，硼酸1～3份，和碳酸盐发泡剂0.5～1.2份，其特征是其成份中还有0.2～1.5份的搪瓷颜料，所述的碳酸盐发泡剂为20～40％的碳酸镁和80～60％的碳酸钙的混合物。
4、一种用权利要求3所述的原料烧制彩色泡沫玻璃墙面砖的加温工艺，包括将粉料装模后升温到750～800℃、保温8～10分钟、降温到550～540℃、拆模和退火，其特征为其中的升温过程分为：预热15～20分钟，使温度达到580～600℃，再快速升温6～8分钟，使温度上升到750～800℃，其中的降温过程为在6～10分钟内将温度降到550～540℃的快速降温过程。
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