建筑玻璃的新宠 ——气凝胶玻璃

1、建筑节能玻璃的发展：

目前与国际上其他发达国家相比，我国在建筑节能上已落后于国际发展水平，那么怎么才能走出一条更快的路径来追上国际的发展水平呢？最好的追赶方式就是发展新型的建筑材料，气凝胶玻璃就是一种可以加快我国建筑节能领域发展的新材料。发展气凝胶玻璃，就是在走一条国家自主创新的可持续发展道路。

目前，我国的建筑能耗所占比例是很大。而在建筑能耗中，透光部分玻璃的应用所产生的能耗比例又占很大份额，这也表明建筑玻璃的节能非常重要。根据节能玻璃在国内外发展情况来看，第一代为单腔中空玻璃，第二代为涂层+中空玻璃，第三代是多腔中空玻璃。而气凝胶玻璃极有可能成为第四代节能玻璃。

2、气凝胶的定义：

    气凝胶是一种固体物质形态，是世界上密度最小的固体之一。一般常见的气凝胶为硅气凝胶，也有碳气凝胶存在。目前最轻的硅气凝胶仅有3毫克每立方厘米，比空气重三倍，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。通常气凝胶具有以下特性：
a、孔隙率很高，可高达99.8% ；
b、纳米级别孔洞(20～100nm)和三维纳米骨架颗粒(2～5nm)；
c、高比表面积，可高达1000m2/g；
d、低密度，可低至0.003g/cm3；
e、气凝胶独特的结构决定了其具有极低的热导率，常温下可以低至0.013W/(m•K)；
f、强度低，脆性大，由于其比表面积和孔隙率很大，密度很低，导致其强度很低。

3、气凝胶的应用：

    由于气凝胶自身强度低、脆性大、孔隙率很大、密度很低所导致其强度很低，因此在应用上通常是生产成气凝胶毡板材。

    气凝胶毡是把二氧化硅气凝胶为主体材料，通过特殊工艺复合于增强性纤维中复合而成的柔性保温毡。其特点是导热系数低，有一定的抗拉及抗压强度，便于保温施工应用，属于新型的保温材料。

气凝胶毡具有柔软﹑易裁剪﹑密度小、无机防火﹑整体疏水、绿色环保等特性，其可替代玻璃纤维制品、石棉保温毡、硅酸盐纤维制品等不环保、保温性能差的传统柔性保温材料。

气凝胶毡特性：

厚度:2mm, 3mm, 4mm, 5mm, 6mm, 10mm

宽度:910mm、1500mm

密度:180~220kg/m³

适用温度:-200℃--+1000℃ (同型号相关)

疏水性:绝对疏水(350℃以下)

导热系数:0.012 - 0.018w/m·k (25℃时)

4、气凝胶玻璃的生产：

（1）对所需的浮法玻璃进行预处理（磨边、清洁等）；

（2）从硅烷中获得硅醇凝胶;然后，使硅醇凝胶进入结晶和干燥过程，以便从凝胶中排除溶剂，整个过程均在一定压力和温度下进行，可用电子计算机控制整个制备过程；

（3）采用溶胶凝胶二步法制备溶胶，浇注到预留一定间距的两片浮法玻璃之间，静置后形成与两片玻璃合为一体的湿凝胶；

（4）将与两片玻璃一体化的湿凝胶进行超临界干燥处理；

（5）将获得的与两片玻璃一体化的气凝胶的四周用复合间隔体和密封胶固定和密封。

5、气凝胶玻璃的特点：

（1）热稳定性和耐热冲击能力超过石英玻璃，即使在1300℃高温状态下将它放入水中，也不会破裂；

（2）比重很小，仅为 0.07-0.25g/cm3，是普通玻璃的几十分之一；

（3）具有比矿物棉更好的隔热保暖性能；

（4）不燃烧，是良好的防火材料；

（5）良好的隔音性能，比一般金属和玻璃高4倍以上；

（6）能够满足大型超高型采光建筑要求，具有良好的隔热、隔声、抗紫外线功能；