弃玻璃的回收和应用
时间：2020-03-31 05:17:00 来源：千叶帆 本文已影响人
摘 要：文章介绍了我国废弃玻璃的回收状况，就废弃玻璃在建筑材料领域的应用进行归纳总结，并提出了进一步的建议。
关键词：废弃玻璃；回收；建筑材料；应用
改革开放以来，我国的经济和科技走上了快速发展的道路，推动了我国玻璃产业的迅猛发展。玻璃制品广泛的应用于人们的日常生活中和建筑使用上，但是同时产生大量的废弃玻璃。长时间的堆积和未处理，将会形成一种生活固体垃圾。我国的废弃玻璃主要从以下几个方面产生：
（1）在加工平板玻璃时；从原片上打磨下来的边角玻璃碎屑；
（2）在非正常生产情况下，由于炉窑机器的温度影响，原料用量不当，配合比不均匀程度等不稳定生产因素导致产生大量废弃玻璃；
（3）在生活中使用玻璃制品过程中，玻璃制品随意的丢弃以及破坏，也会产生大量的废弃玻璃。
1 我国废弃玻璃回收状况
我国是个人口众多，人均资源匮乏的国家。玻璃其实是一种可回收利用的资源，由于它具有特殊的化学性质，用焚烧来处理，形状会发生改变，但是体积不会发生太大变化；若用填埋方法处理，完全降解至少需要4000年。与发达国家相比，我国在废弃玻璃的回收利用方面起步较晚，主要是由玻璃工厂自行回收边角废料，酒厂回收废弃酒瓶。90年代初，我国开始出现了以废弃玻璃为原料，进行重新加工生产平板玻璃以及一些玻璃瓶罐器皿的平拉玻璃厂，这种方法是当时我国回收利用废弃玻璃的主要途径。但是这些平拉玻璃厂，利用煤作为燃料，生产设施非常简陋，在加工生产过程中，会产生大量废气，对环境造成相当大的污染。并且重新生产出来的玻璃，各方面的性质都比较差，譬如玻璃的质地非常脆，折射率低，透光率低，硬度小等。党的十八大以来，我国以科学发展观为指导思想，大力发展绿色经济，于是一大批各种指标均不符合国家对普通平板玻璃制订的强制性质量要求的小平拉玻璃厂陆续被关闭。我国巨大的废弃玻璃资源如何更好地回收应用，已是迫在眉睫。
以浙江省嘉兴市为例，根据相关调查资料，笔者推算2014年这一年产生的废弃玻璃大约有18万吨。这其中包括使用过丢弃的酒瓶，药瓶这类玻璃瓶子，以及一些玻璃工厂生产加工的边角玻璃废料和拆迁产生的窗户玻璃等。早在改革开放初期，嘉兴就已经有了几家小规模的玻璃工厂，不过回收的主要是自身加工产生的废弃玻璃，然后进行重新制成玻璃制品。
面对新世纪建筑材料的“宠儿”玻璃的需求量逐渐增大，1998年，浙江福莱特玻璃集团股份有限公司在经济发达，交通便利的嘉兴市秀洲工业园区成立。福莱特集团是集玻璃生产、加工、销售于一体的工贸型综合企业集团。公司拥有光伏超白玻璃原片生产线以及高级镀银制镜生产线、钢化炉、中空玻璃和夹层玻璃生产线等玻璃深加工设备。公司生产的产品包括超白压花玻璃、阻断紫外线超白压花玻璃、增透型超白压花玻璃、Low-E玻璃、TCO玻璃、优质镀银镜玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃和中空玻璃等系列产品，产品广泛用于国内外建筑、光伏发电等行业。2007年浙江福莱特玻璃集团股份有限公司在公司产值不断增加，废弃玻璃碎屑不断增多的情况下，在原有的基础之上健全了公司的废弃玻璃回收网络，使每年自身打磨加工生产所产生的废弃玻璃回收数量达到5万吨以上，回收重新利用率80%以上。另外利用得天独厚的地理优势，和其他公司进行合作，福莱特集团将一些检收回来的玻璃碎屑供应给上海，杭州等大城市制造玻璃容器的企业。大大提升了废弃玻璃的综合利用率。
根据资料显示，每年我国的产生的废弃玻璃大约有1040万吨，但是我国总体的回收率并不是很高，只有13%-15%，大量的废弃玻璃未处理没有得到有效的回收和应用。1吨废弃玻璃若是进行回收应用，可节省石英砂720千克、纯碱250千克、长石粉60千克、煤炭10吨、电400千瓦时。目前我国绝大部分废弃玻璃大多都是未经处理而直接进行填埋。据统计，每堆积1万吨废弃玻璃约需占用67平方米土地。这种废弃玻璃的处置方式不仅占地，而且又污染环境，造成了资源的大量浪费。
目前生态文明建设首次列入我国五年规划。“十三五”规划首次提出“绿色”的发展理念，把生态文明建设作为我国经济社会发展的要义，这充分说明了我国一直在坚定不移的走可持续发展道路。废弃玻璃的回收应用是我国可持续发展的一个体现，对国家开发，环境的保护，为人民造福起着重要的作用。
2 废弃玻璃的应用现状
2.1 利用废弃玻璃生产泡沫玻璃
泡沫玻璃是指玻璃体内充满无数开口或闭口气泡的一种玻璃材料，该种玻璃气孔直径大约0.5～5mm，具有良好的隔热、吸声、难燃等特点，是一种优良的低温超低温保冷、隔热和隔音材料。它是先将废弃玻璃粉碎、然后加入发泡剂、改性添加剂和发泡促进剂等，经过细粉碎和均匀混合后，再经过高温熔化，发泡、退火而制成的。由于泡沫玻璃具有众多优点，于是被广泛用于墙体保温、石油、化工、机房降噪、高速公路吸音隔离墙、电力、军工产品等。目前我国一些地方已经建立了泡沫玻璃厂，成功的利用废弃玻璃研制出泡沫玻璃，并已经在批量生产和销售。
2.2 利用废弃玻璃生产玻璃马赛克
玻璃马赛克是一种小规格的彩色饰面玻璃，又被叫作玻璃锦砖或玻璃纸皮砖。它的规格大小一般是为20mm×20mm、30mm×30mm、40mm×40mm，厚度为4-6mm。它的制作工艺主要大多采用烧结法和熔融法，烧结法是利用废弃玻璃，胶粘剂等材料，经过压块，干燥，烧结和退火等工艺而制成。熔融法是以废弃玻璃，硅砂，长石，纯碱，着色剂和乳化剂等为主要制作原料，经过高温融化后用轴压延法或平面压延法成型，再经退火、检验、选贴、包装等工序加工而成。由于它具有耐酸碱，耐腐蚀，不褪色等性质，玻璃马赛克已经被广泛用作建筑物内外饰面材料和艺术镶嵌材料。
2.3 利用废弃玻璃生产玻晶砖
玻晶砖是利用废弃玻璃为主要原料，掺入少量粘土，用球磨机或轮碾机对原料进行粉碎、混合，成型后进入辊道窑或隧道窑进行烧结处理而成的一种新型环保节能材料。一般用于地面的装饰、内外墙、人行道或一般道路上。玻晶砖的性质由结晶相矿物组成和玻璃相化学组成及其数量所决定，它具有较高的强度，优良的抗冻性，隔热性，耐腐蚀性。其产品性能优于粉煤灰水泥砌块、水磨石、人造石和陶瓷砖。它的莫氏硬度在6以上，高于水磨石；它的抗折强度约为50Mpa，远远大于水泥砌块；它的使用寿命比含有机物的人造石要长得多；因为它的孔隙率小于陶瓷砖，所以更易清洁；因为废物利用、能耗低、工艺流程短和投资小，成本却不到烧结法微晶玻璃的1/20。玻晶砖为废弃玻璃的应用又开辟了一条高附加值的新途径，而且经济效益十分可观，是一种非常有发展前途的建筑材料。
2.4 废弃玻璃碎屑作为混凝土的骨料
20世纪80年代末，废弃玻璃不能得到有效回收处理的问题越来越严重，以及专家学者对循环应用建筑材料的认知感越来越强烈，国外的科研人员对废弃玻璃应用在混凝土中作了更加深入的研究。
由于废弃玻璃的主要成分是二氧化硅，将废弃玻璃碎屑作为骨料应用到混凝土中去，必会引起碱硅酸膨胀反应，从而导致混凝土的破坏。对于碱硅酸反应，国外科技工作者做了大量研究，寻找可以消除或减少碱硅酸反应的辅助性胶凝材料，大量实验表明偏高岭土是最为有效的胶凝材料，能够大大减少由于碱硅酸反应引起的混凝土膨胀破坏。
Chen等的实验表明，废弃玻璃碎屑当作为混凝土的骨料时，当替代细砂质量的比例为40%～50%时，混凝土的抗压强度达到最佳。含40%废弃玻璃骨料的混凝土，混凝土在28d、91d、365d的抗压强度分别比普通混凝土高17%、27%、43%。
Terro等研究了废弃玻璃碎屑粗细骨料在温度变化下对硅酸盐水泥混凝土凝固前后性能的影响。实验表明，当温度上升700°C时，废弃玻璃碎屑骨料混凝土的抗压强度比普通混凝土可降低20%之多。在常温及高温条件下，含量为10%的粗细玻璃碎屑骨料混凝土具有比其他含量更好的性能，而细玻璃碎屑骨料制成的混凝土比粗玻璃碎屑骨料和粗细混合玻璃碎屑骨料的混凝土具有更高的抗压强度。
Poutos K H等设定骨料级配为0.15～10.0mm，将绿色、棕色和无色三种废弃玻璃碎屑分别100%取代混凝土骨料，结果所有废弃玻璃混凝土放热峰值大于基准混凝土。而将上述四种混凝土试件置于60℃和-20℃的环境下测定混凝土试件内部温度变化情况，试验发现废弃玻璃混凝土内部升降温速度均低于基准混凝土，因此废弃玻璃碎屑混凝土比基准混凝土有更好的温度稳定性，适合于冬季施工。
3 结语
我国每年产生的废弃玻璃占全部生活固体垃圾的较大比例，而且我国在废弃玻璃回收应用还在起步阶段，与欧美等一些国家相比，还相差甚远。因此我国应借鉴发达国家的方法，出台相应的政策，加大对废弃玻璃回收应用的重视，还有我国的建筑材料专家和科技工作者应该不断地对废弃玻璃进行全方位的研究，以使废弃玻璃得到充分的利用，取得良好的经济效益和社会效益，为我国建立环境友好型，资源节约型社会而添砖加瓦。
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基金项目：文章为嘉兴学院重点SRT项目研究成果，项目编号：851715047。
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