浅析废玻璃在建筑材料中的应用.pdf

建界
2015年第36卷第3期
doi:10.3963/j.issn.1674-6066.2015.03.018
浅析废玻璃在建筑材料中的应用
陆瑾
(中国建材国际工程集团有限公司,上海200063)
摘要:该文探析了废奔玻璃在混凝土、墙材、建筑装怖材料和泡沫玻璃中再利用的四种途径。废弃玻璃应用于
建筑材料中,可以有效地减少石料的使用量和废弃玻璃的填埋量,从而减少了对自然环境的破坏。
关键词:废齐玻璃;再利用;建筑材料
Application of Waste Glass in Building Materials
LU/in
(China Triumph International Engineering Co, Ltd, Shanghai 200063, China)
Abstract: This article describes the waste glass that are applied in concrete, wall materials, building and ornament
materials, and foam glass. Waste glass applied in building materials can reduce the used amount of stone and the amount
of landfill of waste glas
Key words: waste glass: recycle; building materials
玻璃制品广泛用于日常生活及房屋建筑中,还被发展成为尖端科技产品及科研生产不可或缺的原材料
与此同时,不可避免地产生大量玻璃废弃物。然而玻璃是一种不能被微生物降解的固体废弃物。目前我国
主要的处理方式是将废夼玻璃填埋,这是一种对坏境不友好的处理方式。该方式不仅占用大量土地资源,而
且对周固自然环境造成破坏。众所周知,玻璃是一种可以回收利、自身循坏再利用的资源。每公斤废碎玻
璃,可以替代1.2kg需要开采的原材料;如果玻璃配合料中每增加10%的废玻璃,可节约3%的能源,能减
少碳排放大约5%。因此提高废弃玻璃的利用率不仅可以保护自然资源,而且.可以减少对能源的消耗和温
室气体的排放。这也是建设资源节约型、坏境友好型社会的首选
目前废玻璃所引起的环境污染和资源浪费问题引起社会的普遍关注。寻求一种类似矿渣、粉煤灰等固
体废弃物高效循环利用的新技术,提高废玻璃的利用率,是研究者必须面临和解决的迫切问题。发达国家玻
璃工作者对废弃玻璃的回收和再利用的相关研究已开展多年,并取得了一系列成果,对废玻璃进行大规模应
用提供了技术支持。我国在废玻璃回收和再利用方而起步较晚,技术相对落后。据国家统计局统计,我国每
年废弃玻璃有1040万t,占固体废弃物的5%り。废弃玻璃再利用加工成本昂贵,大部分作为垃圾被丢弃,
未能充分利用,利用率仅13%~15%2,800多万t的玻璃成为废弃物。在欧美发达国家废玻璃占城市生活
垃圾总量的4%~8%,回收卒达到70%。回收的废玻璃被广泛用作轻集料和辅助胶凝材料。由此可见,我
国废玻璃回收和再利用和发达国家存在显著地差异,提高利用率迫在眉睫。
道路、桥梁和建筑等颂域需要大量建筑材料,将废弃玻璃用于建筑材料中,可以有效地减少石料的使
用量和废弃玻璃的填埋量,从而减少了对自然环境的破坏,对建设环境友好型社会有重要的意义。该文主要
探析了国内外废弃玻璃在混凝土、墙材、建筑装饰材料和泡沫玻璃中再利用情况及未来我国在废玻璃再利用
中的发展方向。
收稿日期:2015-04-21.
作者简介:陆瑾(1982-),工程师.E-mail:20378384(cqq,com
建界
2015年第36卷第3期
1废弃玻璃在建筑材料中应用
1.1废弃玻璃在混凝土应用
玻璃混凝土指在沥青或水泥混凝土中将破碎的废玻璃替代部分集料而成的混凝土。混凝土是全球消耗
最大的建筑材料,广泛用于桥梁、建筑、道路等行业。废玻璃代替部分集料不仅使废弃资源得到最大化利用,
而且使工程造价大大降低,大约节约20%~30%的费用。因此将废玻璃用于建筑材料中是最直接且最高效
的回收利用废玻璃的方法。
玻璃具有很高的硅含量和非晶特性,是一种非常有前景的胶凝材料。许多研究者已经将废玻璃掺入于
水泥和混凝土中,如作为生产硅酸盐水泥的骨料,或作为惰性填料代替部分硅酸盐水泥。刘光焰等人研
究表明经过破碎的废玻璃具有天然砂的物理性能,将碎玻璃掺入混凝土中代替部分天然沙,当取代率在
25%以下时混凝土强度与未掺废玻璃水泥混凝抗压强度相当。査晓雄等人将废玻璃直接应用到钢管混凝
土构件中,研究结果表明,玻璃混凝土中碱一硅酸膨胀反应对于钢管混凝土的承载能力的提高具有显著作
用,废玻璃能取代混凝土中的粗细骨料将其应用于钢管混凝土是可行的。但是,据已有的研究表明玻璃中
含有大量的碱和活性Si(O2。废弃玻璃作为玻璃骨料应用到混凝土中,会发生碱一硅酸反应,大多数都会引
起碱一硅酸膨胀危害,影响混凝土强度。据国内外文献报道?。当玻璃骨料椗径小于某一值时,可以有效
减轻碱一硅酸反应。据报道,钠钙玻璃粒径小于300m时,可以安全地掺人混凝土中。大尺寸的玻璃骨
料容易触发碱一硅酸反应而在混凝土中产生微裂纹。因此,将废弃玻璃破碎成玻璃粉后掺入混土中,不仅
可以減少水泥用量,还可以有效地减轻碱一硅酸反应。
玻璃是无定型的非品态材料,含有大量的活性SiO2,经破碎磨细到一定程度时,会表现出一定的火山灰
活性101。 Nathan Schwarz等人指出,玻璃粉火山灰活性比粉煤灰活性高,并且掺有玻璃粉的混凝土试
件抗压强度较掺粉煤灰试件抗斥蝨度高。工丹等人认为掺有废玻璃微粉混凝土电导率以及对应混凝土内部
水泥水化程度比掺粉煤灰混凝土高,可通过玻璃粉的火山灰活性作用改善混凝土微观结构,提高对应混凝土
力学性能。
在美国、欧盟、日本和我国台湾地区对废玻璃应用于沥青混合料进行了相关研究,并将取得成果应用于
路面工程中,大大減少了对天然砂石的开采。我国学者陈风晨、路贺伟、李烽等人认为废玻璃在沥青混合料
应用的关键问题在于改善玻璃与沥青的粘附性,研究表明掺加一定比例的废玻璃的沥青混合料试件的马歇
尔稳定度、抗车辙能力和抗滑性略冇降低;随着废玻璃用量的増加,沥青层表面的反光性増加1?。玻璃沥
青混合料的配合比设计、试验验证和推铺使用的设备和方法等与普通沥青混合料是一致的。因为玻璃碎片
的较好的热传导性,玻璃沥青混合料到达稚铺现场的温度比普通沥青混合料低171
1.2废玻璃代替骨料在新型墙体材料中应用
随着社会发展,我国开始实行墙体改革政策,以实现保护土地、节约能源的目的。以粉煤灰、煤矸石、石
粉、炉渣、竹炭等为主要原料的新型墙体材料纷纷涌现。使得工业固体废弃物得到了最大化利用,自然环境
得到有效保护。与此同时,以废弃玻璃为原材料生产墙体材料也引起了科研工作者的广泛兴趣。在美国,大
量的玻璃废弃物应用在建筑工业中,如将废玻璃代替砖的粘土组分作为助熔剂。研究表明,利用玻璃作为助
熔剂时,可降低砖的烧成温度,增加砖的强度,同时减少化石能源的消耗,增加砖产量50%。在日本,研究
者将不同比例的碎玻璃与粘土混合,研究发现当5%~10%碎玻璃粉与粘土混合时,粘土砖的强度和耐污性
得到提升。在欧盟,废玻璃经破碎后掺入一定量的添加剂,然后经压模、成型和焙烧制成饰面砖,该砖具有良
好的抗化学侵蚀和耐磨性能。在我国,部分建筑面砖以废弃玻璃为主要原材料,再掺入一定