本发明公开了一种立体碳纤维增强泡沫玻璃及其制备方法，属于泡沫玻璃领域。
背景技术：
泡沫玻璃是以废弃的玻璃为主要原料，并加入发泡剂、稳定剂和助熔剂等其它添加剂，通过球磨混合、预热、发泡和退火等一系列步骤而形成的具有多孔无机保温材料。由于泡沫玻璃具有密度小、隔热、导热系数小、耐腐蚀、防火和耐虫害等优点，同时能够处理大量废弃物，不仅作为隔热材料被广泛应用于石油化工业、建筑行业，而且作为一种保冷材料应用于食品冷藏和船舶等行业。
但泡沫玻璃具有多孔状结构，自身密度较低，抗压强度不高，质地教脆，抵抗外部冲击性能较差，故目前制备的泡沫玻璃尺寸较小，施工过程中还需额外设置加强筋来防止其断裂，工序较为复杂，大大增加了施工的难度和建造成本。
虽然目前有通过加入碳纤维和金属网来增强其机械强度的发明专利，但金属网不易与泡沫玻璃粘接，使用过程中容易变形开裂。加入碳纤维进行强化，通常采用在泡沫玻璃中加入多层碳纤维来增强其抗压强度，但其剪切强度并没有得到加强。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种具有强度高、易于加工运输、安装简易等优点的立体碳纤维增强泡沫玻璃及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的，一种立体碳纤维增强泡沫玻璃，包括泡沫玻璃，其特征在于，所述泡沫玻璃中设置有立体碳纤维增强网，所述立体碳纤维增强网由若干层横向铺设的碳纤增强网和竖向插入泡沫玻璃中的若干炭纤维组成，每层碳纤维增强网均由若干碳纤维编织构成。
一种立体碳纤维增强泡沫玻璃的制备方法：其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）、准备原材料，原材料包括4%~5%的氟硅酸钠、5%~6%的磷酸钠、15%~18%的碳酸钠，其余为玻璃；
步骤2）、将玻璃送入球磨机内研磨呈粉，其间加入5%的氟硅酸钠、5%的磷酸钠、15%的碳酸钠一并研磨，得到研磨后的泡沫玻璃混合料；
步骤3）、用若干石蜡密封的碳纤维编织形成网格状的石蜡密封的碳纤维增强网；
步骤4）、在耐热模具底部平铺一层经步骤2）研磨好的泡沫玻璃混合料，并将石蜡密封的碳纤维增强网铺在混合料上，然后再在石蜡密封的碳纤维增强网上铺一层与石蜡密封的碳纤维增强网下面泡沫玻璃混合料相同重量的泡沫玻璃混合料；所述石蜡密封的碳纤维增强网可以铺设若干层，每层石蜡密封的碳纤维增强网上下两面均平铺一层泡沫玻璃混合料；
步骤5）、将若干石蜡密封的碳纤维均匀的竖向插入经步骤4）铺设好的石蜡密封的碳纤维增强网和泡沫玻璃混合料中，若干层横向铺设的碳纤增强网和竖向插入泡沫玻璃中的若干炭纤维组成石蜡密封的立体碳纤维增强网，将立体碳纤维增强网和泡沫玻璃混合料压紧；
步骤6）、将经步骤5）压紧后的立体碳纤维增强网和泡沫玻璃混合料进行烧制，石蜡密封的立体碳纤维增强网中的石蜡熔化露出立体碳纤维增强网，得到最后所需要的碳纤维增强泡沫玻璃。
所述步骤6）中，经步骤5）压紧后的立体碳纤维增强网和泡沫玻璃混合料进行烧制时，在烧制炉内，首先以25℃/min的速度升温至520℃，保温20min，然后以15℃/min的速度升温至890℃，保温15min，最后降温至500℃，保温30min，随炉冷却至室温出炉。
所述玻璃为废弃灯管玻璃。
所述碳纤维的添加量为泡沫玻璃混料重量的3.0%~6.0%。
所述碳纤维的直径为3.0~12.0μm。
本发明结构合理简单、生产制造容易、使用方便，通过本发明，一种立体碳纤维增强泡沫玻璃，它包括泡沫玻璃，在泡沫玻璃中设有立体碳纤维增强网。碳纤维的直径为3.0~12.0μm，碳纤维事先由石蜡密封，在将原料送入模具的过程中加入。本发明采用公知的泡沫玻璃生产工艺，首先在泡沫玻璃混合料上放置一层网格状的碳纤维增强网，之后在碳纤维增强网上铺一层与碳纤维增强网下面相同重量的泡沫玻璃配合料，碳纤维增强网的质量为混合料质量的3.0%~6.0%，最后进行发泡退火等后续处理。
本发明的增益效果是：通过在泡沫玻璃中铺设立体碳纤维增强网，大幅提高泡沫玻璃自身的抗压强度和剪切强度，减少后续加工和运输过程中的损耗，同时简化安装步骤，提高安装效率。可以在保证泡沫玻璃本身具有多孔状结构的前提下能够大幅增加其强度，减少后续加工和运输过程中的损耗，减少能源消耗。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1泡沫玻璃、2立体碳纤维增强网。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实例进一步解释本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
一种立体碳纤维增强泡沫玻璃，它包括泡沫玻璃1和立体碳纤维增强网2，在泡沫玻璃1中设置有多层碳纤维增强网和竖向插入泡沫玻璃中的若干炭纤维，若干层横向铺设的碳纤增强网和竖向插入泡沫玻璃中的若干炭纤维组成立体碳纤维增强网2。所述碳纤维直径为9.0μm，碳纤维事先由石蜡密封，在将原料送入模具的过程中加入；碳纤维的添加量为泡沫玻璃混料重量的4.0%。
上述一种立体碳纤维增强泡沫玻璃的制备方法：使用废弃灯管作为制备泡沫玻璃的主要原料，采用公知的泡沫玻璃生产工艺将灯管送入球磨机内研磨呈粉，其间加入5%的氟硅酸钠，5%的磷酸钠，15%的碳酸钠一并研磨得到泡沫玻璃混合料。随后先在耐热模具底部平铺一层研磨好的泡沫玻璃混合料，之后在上面铺一层碳纤维增强网，而后在碳纤维增强网上铺一层与碳纤维增强网下面相同重量的泡沫玻璃混合料，此步骤可以反复多次，随后均匀的插入由石蜡密封的碳纤维，最后将立体碳纤维增强网和泡沫玻璃混合料压紧，采用公知的泡沫玻璃烧制温度：首先以25℃/min的速度升温至520℃，保温20min，然后以15℃/min的速度升温至890℃，保温15min，最后降温至500℃，保温30min，随炉冷却至室温出炉。烧制完成的泡沫玻璃可锯切呈各种形状，经测试产品的抗压强度为18MPa，成品机械强度高，加工、运输和使用过程中不易开裂，施工效果好，使用安全性高。
由石蜡密封的碳纤维可以以任何形式安放在泡沫玻璃混合料中，在升温发泡的过程中，石蜡熔化露出碳纤维，待发泡完成后便形成立体碳纤维增强网。在泡沫玻璃中增设立体碳纤维增强网可大幅提高泡沫玻璃自身的强度，减少后续加工运输和使用过程中的开裂现象，同时导热系数和吸水率与不添加碳纤维增强网的泡沫玻璃相当。
本发明所列举的各原料以及各原料的上下限取值，以及各工艺参数的上下限取值，都能实现本发明，在此不一一举例说明。