本發明公開了一種基于高爐渣制備高強度泡沫玻璃的方法，屬于泡沫玻璃制備技術領域。
背景技術：
隨著國家對房屋建筑節能環保問題的日益重視和人民群眾對居住建筑質量的要求的迅速提高，房屋維護、環保保溫節能已逐步提高到一個新的臺階，房屋不僅要有可靠性和耐久性，更要具有足夠的耐候性。
泡沫玻璃是一種新型的性能優越的絕熱（保冷）、吸聲、防潮、防火、高強的輕質建筑材料和裝飾材料，又稱為多孔玻璃。其內部充滿無數開口或閉口的小氣孔，氣孔的面積占總體積的80%～90%，孔徑大小為1～2毫米。泡沫玻璃的主要原料通常是碎玻璃，也可使用酸性火山熔巖類物質，如火山灰、浮石、珍珠巖、黑曜巖、高爐礦渣等。
由于泡沫玻璃具有防潮、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倍受用戶青睞，被用戶稱之為綠色環保型絕熱材料。
根據泡沫玻璃的各種性能，它可以作為隔熱材料應用于建筑工程的各個部門，也用于造船、化工、低溫及高溫技術。白色和彩色玻璃還被用做吸音和裝飾材料使用。生產中的廢料--泡沫玻璃粉和碎料還可以作為裝飾輕混凝土的填充料及其它用途。根據用途的不同，采用相應的工藝生產的泡沫玻璃產品可分為四大類，即絕熱泡沫玻璃、吸音裝飾泡沫玻璃、飾面泡沫玻璃和粒狀泡沫玻璃。
現有技術制備的的泡沫玻璃，成品強度不夠高，穩定性不高，高溫過熱容易炸裂，而在低溫環境下，泡沫玻璃的導熱系數不夠低，保溫性能較差，大大限制了泡沫玻璃的應用范圍。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題：針對目前技術制備的的泡沫玻璃，成品強度不夠高，穩定性不高，高溫過熱容易炸裂的問題，提供一種基于高爐渣制備高強度泡沫玻璃的方法，該方法首先將高爐渣煅燒后碾磨過篩，收集過篩顆粒與碳酸氫銨溶液混合，隨后微波加熱并過濾，將濾渣冷凍后粉碎過篩，得過篩顆粒，隨后將廢棄平板玻璃清洗風干后粉碎球磨，收集過篩后的廢棄平板玻璃顆粒與上述過篩顆粒、硼砂等混合球磨，隨后將球磨混合物放入發泡模具中煅燒鑄型，最后收集燒結體即為高強度泡沫玻璃，本發明制得的泡沫玻璃強度高，成品耐候性好，不易炸裂，是一種性能優越的保溫隔熱材料。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：
（1）按質量比1:3，取高爐渣和質量分數10%氫氧化鈉溶液，放入攪拌機中，以110r/min攪拌30～36min，再加入高爐渣質量0.4～0.8%的全氟辛酸鉀，繼續攪拌30～40min，隨后將混合物置于超聲振蕩器中，超聲振蕩10～15min后過濾，將濾渣置于煅燒爐中，設定溫度為500～600℃，煅燒32～45min；
（2）在上述煅燒結束后隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出放入碾磨機中碾磨，過200目篩，收集過篩顆粒，按質量比1:3～1:2，取過篩顆粒與質量分數為7%碳酸氫銨溶液，混合均勻，置于微波加熱爐中，加熱至90～95℃，保溫1～2h，趁熱過濾，將濾渣置于液氮冷凍機中，設定溫度為-40～-30℃，冷凍50～60s，隨后將冷凍物進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，備用；
（3）取廢棄平板玻璃放入超聲波清洗機中進行清洗，隨后將廢棄平板玻璃放入風干機中風干，再放入玻璃粉碎機中粉碎，將粉碎顆粒放入球磨機中，按球料比3:1，加入鋼球進行球磨，將球磨物過150目篩，收集過篩后的廢棄平板玻璃顆粒；
（4）按重量份數計，取60～65份上述過篩后的廢棄平板玻璃顆粒、32～35份步驟（2）備用的過篩顆粒、9～11份碳酸鈉、1～2份硼砂及0.8～1.4份磷酸鈉放入球磨罐中，球磨4～6h，隨后將球磨混合物放入發泡模具中，并置于加熱爐中，設定溫度為450～460℃，預熱30～35min，再以12℃/min升溫至730～760℃，保溫40～45min后降溫至610～630℃，繼續保溫45～50min，隨后自然冷卻至室溫，收集燒結體，即可得高強度泡沫玻璃。
本發明的應用方法是：將本發明制得的泡沫玻璃制成磚塊大小，利用水泥砂漿將其與建筑外墻基層粘結，待施工完畢，養護1～3天即可。經檢測，本發明制得的泡沫玻璃強度高，其抗壓強度達1.8～2.6MPa，抗折強度達1.2～1.6MPa，導熱系數低，在0.04 W/（m·K）以下，導熱性能穩定，保溫效果好，且本發明的泡沫玻璃耐候性好，能在-295～550℃溫度范圍內使用。
本發明的有益效果是：
（1）本發明的制備工藝簡單，易于操作，制得的泡沫玻璃氣孔率高且分布均勻，還具有有高強度的特點；
（2）本發明制得的泡沫玻璃材料穩定性好，具有良好的耐候性，不易炸裂，且導熱系數低，保溫性能好。
具體實施方式
首先按質量比1:3，取高爐渣和質量分數10%氫氧化鈉溶液，放入攪拌機中，以110r/min攪拌30～36min，再加入高爐渣質量0.4～0.8%的全氟辛酸鉀，繼續攪拌30～40min，隨后將混合物置于超聲振蕩器中，超聲振蕩10～15min后過濾，將濾渣置于煅燒爐中，設定溫度為500～600℃，煅燒32～45min；在上述煅燒結束后隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出放入碾磨機中碾磨，過200目篩，收集過篩顆粒，按質量比1:3～1:2，取過篩顆粒與質量分數為7%碳酸氫銨溶液，混合均勻，置于微波加熱爐中，加熱至90～95℃，保溫1～2h，趁熱過濾，將濾渣置于液氮冷凍機中，設定溫度為-40～-30℃，冷凍50～60s，隨后將冷凍物進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，備用；隨后取廢棄平板玻璃放入超聲波清洗機中進行清洗，隨后將廢棄平板玻璃放入風干機中風干，再放入玻璃粉碎機中粉碎，將粉碎顆粒放入球磨機中，按球料比3:1，加入鋼球進行球磨，將球磨物過150目篩，收集過篩后的廢棄平板玻璃顆粒；再按重量份數計，取60～65份上述過篩后的廢棄平板玻璃顆粒、32～35份上述步驟備用的過篩顆粒、9～11份碳酸鈉、1～2份硼砂及0.8～1.4份磷酸鈉放入球磨罐中，球磨4～6h，隨后將球磨混合物放入發泡模具中，并置于加熱爐中，設定溫度為450～460℃，預熱30～35min，再以12℃/min升溫至730～760℃，保溫40～45min后降溫至610～630℃，繼續保溫45～50min，隨后自然冷卻至室溫，收集燒結體，即可得高強度泡沫玻璃。
實例1
首先按質量比1:3，取高爐渣和質量分數10%氫氧化鈉溶液，放入攪拌機中，以110r/min攪拌30min，再加入高爐渣質量0.4%的全氟辛酸鉀，繼續攪拌30min，隨后將混合物置于超聲振蕩器中，超聲振蕩10min后過濾，將濾渣置于煅燒爐中，設定溫度為500℃，煅燒32min；在上述煅燒結束后隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出放入碾磨機中碾磨，過200目篩，收集過篩顆粒，按質量比1:3，取過篩顆粒與質量分數為7%碳酸氫銨溶液，混合均勻，置于微波加熱爐中，加熱至90℃，保溫1h，趁熱過濾，將濾渣置于液氮冷凍機中，設定溫度為-40℃，冷凍50s，隨后將冷凍物進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，備用；隨后取廢棄平板玻璃放入超聲波清洗機中進行清洗，隨后將廢棄平板玻璃放入風干機中風干，再放入玻璃粉碎機中粉碎，將粉碎顆粒放入球磨機中，按球料比3:1，加入鋼球進行球磨，將球磨物過150目篩，收集過篩后的廢棄平板玻璃顆粒；再按重量份數計，取60份上述過篩后的廢棄平板玻璃顆粒、32份上述步驟備用的過篩顆粒、9份碳酸鈉、1份硼砂及0.8份磷酸鈉放入球磨罐中，球磨4h，隨后將球磨混合物放入發泡模具中，并置于加熱爐中，設定溫度為450℃，預熱30min，再以12℃/min升溫至730℃，保溫40min后降溫至610℃，繼續保溫45min，隨后自然冷卻至室溫，收集燒結體，即可得高強度泡沫玻璃。
本實例操作簡便，使用時，將本發明制得的泡沫玻璃制成磚塊大小，利用水泥砂漿將其與建筑外墻基層粘結，待施工完畢，養護1天即可。經檢測，本發明制得的泡沫玻璃強度高，其抗壓強度達1.8MPa，抗折強度達1.2MPa，導熱系數低，在0.038 W/（m·K），導熱性能穩定，保溫效果好，且本發明的泡沫玻璃耐候性好，能在-295℃溫度范圍內使用。
實例2
首先按質量比1:3，取高爐渣和質量分數10%氫氧化鈉溶液，放入攪拌機中，以110r/min攪拌33min，再加入高爐渣質量0.6%的全氟辛酸鉀，繼續攪拌35min，隨后將混合物置于超聲振蕩器中，超聲振蕩13min后過濾，將濾渣置于煅燒爐中，設定溫度為550℃，煅燒39min；在上述煅燒結束后隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出放入碾磨機中碾磨，過200目篩，收集過篩顆粒，按質量比1:2.5，取過篩顆粒與質量分數為7%碳酸氫銨溶液，混合均勻，置于微波加熱爐中，加熱至93℃，保溫1.5h，趁熱過濾，將濾渣置于液氮冷凍機中，設定溫度為-35℃，冷凍55s，隨后將冷凍物進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，備用；隨后取廢棄平板玻璃放入超聲波清洗機中進行清洗，隨后將廢棄平板玻璃放入風干機中風干，再放入玻璃粉碎機中粉碎，將粉碎顆粒放入球磨機中，按球料比3:1，加入鋼球進行球磨，將球磨物過150目篩，收集過篩后的廢棄平板玻璃顆粒；再按重量份數計，取63份上述過篩后的廢棄平板玻璃顆粒、34份上述步驟備用的過篩顆粒、10份碳酸鈉、1.5份硼砂及1.1份磷酸鈉放入球磨罐中，球磨5h，隨后將球磨混合物放入發泡模具中，并置于加熱爐中，設定溫度為455℃，預熱33min，再以12℃/min升溫至745℃，保溫43min后降溫至620℃，繼續保溫48min，隨后自然冷卻至室溫，收集燒結體，即可得高強度泡沫玻璃。
本實例操作簡便，使用時，將本發明制得的泡沫玻璃制成磚塊大小，利用水泥砂漿將其與建筑外墻基層粘結，待施工完畢，養護2天即可。經檢測，本發明制得的泡沫玻璃強度高，其抗壓強度達2.2MPa，抗折強度達1.4MPa，導熱系數低，在0.035W/（m·K），導熱性能穩定，保溫效果好，且本發明的泡沫玻璃耐候性好，能在150℃溫度范圍內使用。
實例3
首先按質量比1:3，取高爐渣和質量分數10%氫氧化鈉溶液，放入攪拌機中，以110r/min攪拌36min，再加入高爐渣質量0.8%的全氟辛酸鉀，繼續攪拌40min，隨后將混合物置于超聲振蕩器中，超聲振蕩15min后過濾，將濾渣置于煅燒爐中，設定溫度為600℃，煅燒45min；在上述煅燒結束后隨爐冷卻至室溫，將煅燒物取出放入碾磨機中碾磨，過200目篩，收集過篩顆粒，按質量比1:2，取過篩顆粒與質量分數為7%碳酸氫銨溶液，混合均勻，置于微波加熱爐中，加熱至95℃，保溫2h，趁熱過濾，將濾渣置于液氮冷凍機中，設定溫度為-30℃，冷凍60s，隨后將冷凍物進行粉碎，過200目篩，收集過篩顆粒，備用；隨后取廢棄平板玻璃放入超聲波清洗機中進行清洗，隨后將廢棄平板玻璃放入風干機中風干，再放入玻璃粉碎機中粉碎，將粉碎顆粒放入球磨機中，按球料比3:1，加入鋼球進行球磨，將球磨物過150目篩，收集過篩后的廢棄平板玻璃顆粒；再按重量份數計，取65份上述過篩后的廢棄平板玻璃顆粒、35份上述步驟備用的過篩顆粒、11份碳酸鈉、2份硼砂及1.4份磷酸鈉放入球磨罐中，球磨6h，隨后將球磨混合物放入發泡模具中，并置于加熱爐中，設定溫度為460℃，預熱35min，再以12℃/min升溫至760℃，保溫45min后降溫至630℃，繼續保溫50min，隨后自然冷卻至室溫，收集燒結體，即可得高強度泡沫玻璃。
本實例操作簡便，使用時，將本發明制得的泡沫玻璃制成磚塊大小，利用水泥砂漿將其與建筑外墻基層粘結，待施工完畢，養護3天即可。經檢測，本發明制得的泡沫玻璃強度高，其抗壓強度達2.6MPa，抗折強度達1.6MPa，導熱系數低，在0.032 W/（m·K），導熱性能穩定，保溫效果好，且本發明的泡沫玻璃耐候性好，能在550℃溫度范圍內使用。