玻璃纤维浇注料与水玻璃制硅溶胶

封面新闻记者 曾业 受访者供图

【云上科博•寻找四川黑科技】

封面新闻记者走访四川21个市州,寻找当地网红气质黑科技产品,揭秘她们诞生背后的故事,展示科技创新的“蜀”川最牛。

“造一栋占地100平米的三层别墅,成本只要10多万元,一个月就可以完工!”9月14日,谈及已获得国家专利的新型建材,四川安美达节能科技有限公司技术总监、工程师何昌霖颇感自豪。9月21日,他们的产品将在第八届中国(绵阳)科技城国际科技博览会亮相。

用保温装饰一体板装修外墙的实体建筑

何昌霖称,他们要展出的这些高科技材料和产品,除了应用于建筑领域,还可以应用于高铁、轮船、飞机制造产业,技术方面,目前处于国际领先地位,“不是所有的高科技产品都能做到物美价廉,但我们做到了。”

墙体组装式建筑示意图

用现成的墙体建房

就像搭积木一样简单

“目前,在建筑领域,绝大多数墙体都使用的是钢筋、混凝土和砖头,而我们生产出来的墙体是现成的,可以直接组装成房子,就像小孩子搭积木一样简单。”何昌霖介绍,这种墙体,他们有一个专业术语,叫“自保温轻质隔热墙体”。用这种墙体造别墅,平均每平方米的成本只要400元左右——即便是3层楼,总价也只需10多万元。

何昌霖介绍,这种墙体利用硅酸盐水泥、粉煤灰、发泡剂、外加剂为原料,通过物理发泡技术制成发泡料浆,浇注成型。“这种墙体有两个最主要的特点:轻质抗震、保温隔热,其施工操作简便,质量稳定,容重低、保温效果好、强度高,可现场施工浇注,也可以工厂化生产后现场安装。”

“自保温轻质隔热墙体”示意图

轻质,能达到什么程度?何昌霖给记者算了一笔账。以每立方米为单位,这种墙体的重量最重的不会超过300公斤,特殊建筑定制的墙体,若使用气凝胶绝热保温材料制作,最轻的只有20公斤左右。普通的钢筋混凝土墙体,每立方米的重量在2000公斤以上。

“对于大型或高层建筑,可使用钢筋主体结构,现场浇筑墙体,我们称为‘钢结构复合隔热墙体’,可抗8级地震。”何昌霖说,高层装配式建筑系列技术研发、轻钢别墅装配式研发、墙体组装式建筑研发,是他们的主攻方向。目前,他们已取得发明专利与实用新型专利技术近二十项。

高科技低成本

这些新材料暗藏“黑科技”

“无论是新材料墙体还是新材料装饰建材,只有内部的气孔足够小、足够多,才能既保温又隔热,同时还能达到‘轻质’的要求。”何昌霖告诉记者,经过多年研发,他们已实现在常温条件下生产“气凝胶绝热保温材料”,这项技术已获得国家专利保护,目前处于国际同行业领先水平。

“科博会”上,这种新材料将被展出。封面新闻记者了解到,它是一种纳米多孔非晶态轻质材料,由纳米级颗粒相互聚合形成,具有连续的三维网络结构。其密度极低,具有高比表面积,高孔隙率,导热系数低,具有优异的保温隔热性能,可在高温下稳定工作,最高使用温度可达1000℃。

“这种材料内的气孔,只有10至20纳米,产品内的空气含量可以达到90%以上。在建筑节能、轮船高铁,陶瓷、能源、石油化工、航空航天等领域具有广阔的应用前景。”何昌霖打趣说,“如果大家认为我们只是一家做新型建材的企业,就大错而特错了”。

利用传统的工业材料,复合加工,再生产出科技含量较高的新材料,正是何昌霖和他的团队掌握的“黑科技”。与行业内“高温高压溶剂置换技术”相比,在常温条件下“气凝胶绝热保温材料”的成本要低得多,“目前,国内的气凝胶销售价格是每公斤1000元左右,而我们自主研发的气凝胶价格可以达到每公斤80至100元。”

科博会数据·达州

达州是四川省独有的地处三个国家级中心城市腹地的区域中心。近年来,达州立足天然气、纤维材料、锂钾等资源,大力推进“6+3”现代产业发展,坚持创新引领、区域协同,全面融入万达开川渝统筹发展示范区建设、全力创建国家高新区、奋力争创全省经济副中心,科技创新水平持续攀升、产业发展层次不断提高。

来源:达州日报公号

现代建筑业,被纳入达州市“6+3”重点产业集群,是重点推动的千亿级产业集群。作为达州市现代建筑业的“主战场”,达川区抢抓机遇,依托达州市第二工业园区和空港新区两个现代工业园区,正在加快布局以能源化工、现代冶金为主的2个500亿级产业集群和以电子信息、智能装备制造、农产品加工、新材料、建筑建材为主的5个百亿级产业集群。

截至目前,达川区已有建材市场40余家,年交易额达30亿元。依托商贸物流园区、秦巴物流园区,达川区还开通了“达川—成都”“达川—重庆”等物流专线;已形成建筑陶瓷、轻质墙体、石膏制品等为主的建材工业系统,建筑企业占工业企业比重超30%。

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水玻璃即硅酸钠,是由碱金属氧化物和二氧化硅结合而成的可溶性碱金属硅酸盐材料,又称泡花碱。在经济发达国家,以硅酸钠为原料的深加工系列产品已发展到50余种,有些已应用于高、精、尖科技领域;那么,水玻璃铸造工艺怎么样?硅酸钠的用途有哪些呢?下面就随小编一起来看看吧。

水玻璃铸造工艺怎么样

以硅酸钠为原料的深加工系列产品已发展到50余种,有些已应用于高、精、尖科技领域;在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料,也是水质软化剂、助沉剂;在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱;在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等;在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等;在农业方面可制造硅素肥料;另外用作石油催化裂化的硅铝催化剂、肥皂的填料、瓦楞纸的胶粘剂、金属防腐剂、水软化剂、洗涤剂助剂、耐火材料和陶瓷原料、纺织品的漂、染和浆料、矿山选矿、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制胶粘剂等……

水玻璃铸造工艺分述如下:

1、涂刷材料表面,提高抗风化能力

水玻璃溶液涂刷或浸渍材料后,能渗入缝隙和孔隙中,固化的硅凝胶能堵塞毛细孔通道,提高材料的密度和强度,从而提高材料的抗风化能力。但水玻璃不得用来涂刷或浸渍石膏制品。因为水玻璃与石膏反应生成硫酸钠(Na2SO4),在制品孔隙内结晶膨胀,导致石膏制品开裂破坏。

2、加固土壤

将水玻璃与氯化钙溶液交替注入土壤中,两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶,起到胶结和填充孔隙的作用,使土壤的强度和承载能力提高。常用于粉土、砂土和填土的地基加固,称为双液注浆。

3、配制速凝防水剂

水玻璃可与多种矾配制成速凝防水剂,用于堵漏、填缝等局部抢修。这种多矾防水剂的凝结速度很快,一般为几分钟,其中四矾防水剂不超过1min,故工地上使用时必须做到即配即用。

多矾防水剂常用胆矾(硫酸铜)、红矾(重铬酸钾,K2Cr2O7)、明矾(也称白矾,硫酸铝钾)、紫矾等四种矾。

4、配制耐酸胶凝、耐酸砂浆和耐酸混凝土

耐酸胶凝是用水玻璃和耐酸粉料(常用石英粉)配制而成。与耐酸砂浆和混凝土一样,主要用于有耐酸要求的工程。如硫酸池等。

5、配制耐热胶凝、耐热砂浆和耐热混凝土

水玻璃胶凝主要用于耐火材料的砌筑和修补。水玻璃耐热砂浆和混凝土主要用于高炉基础和其他有耐热要求的结构部位。

6、防腐工程应用

改性水玻璃耐酸泥是耐酸腐蚀重要材料,主要特性是耐酸、耐温、密实抗渗、价格低廉、使用方便。可拌和成耐酸胶泥、耐酸沙浆和耐酸混凝土,适用于化工、冶金、电力、煤炭、纺织等部门各种结构的防腐蚀工程,是纺酸建筑结构贮酸池、耐酸地坪、以及耐酸表面砌筑的理想材料。

7、铸造制型(芯)黏结剂

五十年代水玻璃吹二氧化碳工艺广泛应用,该工艺水玻璃加入量高、溃散性差,旧砂不能回用,浪费硅砂资源,大量外排固体废弃物,破坏生态环境,生产铸件质量粗糙,使其面临被淘汰。

酯硬化新型水玻璃自硬砂1999年问世,水玻璃加入量1.8-3.0%,强度高、溃散性好、旧砂可再生回用,回用率80-90%,可使用时间可调,可用于机械化造型生产线,也可用于单件小批量生产。可生产几公斤至几百吨的各种铸件,现已在铁路车辆、冶金机械、重型机械、矿山机械、通用机械厂几十家企业推广应用。

新型水玻璃被称为符合可持续发展的绿色环保型铸造黏结剂。

硅酸钠的用途

1、涂刷材料表面,提高其抗风化能力。以密度为1.35g/cm³的水玻璃浸渍或涂刷黏土砖、水泥混凝土、硅酸盐混凝土、石材等多孔材料,可提高材料的密实度、强度、抗渗性、抗冻性及耐水性等。

2、加固土。将水玻璃和氯化钙溶液交替压注到土中,生成的硅酸凝胶在潮湿环境下,因吸收土中水分处于膨胀状态,使土固结。

3、配制速凝防水剂。

4、修补砖墙裂缝。将水玻璃、粒化高炉矿渣粉、砂及氟硅酸钠按适当比例拌合后,直接压入砖墙裂缝,可起到粘结和补强作用。

5、硅酸钠水溶液可做防火门的外表面。

6、可用来制作耐酸胶泥,用于炉窖类的内衬。

7、在化工系统,被用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、五水偏硅酸钠、硅溶胶等各种硅酸盐类产品。

8、在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗涤剂中不可缺少的原料,也是水质软化剂、助沉剂。

9、在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱。

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责任编辑:陈婷婷