玻璃材料不僅滿足建筑和人類日常生活所需，而且也是科研和尖端科學(xué)不可缺少的材料。與此同時(shí)，日常生產(chǎn)生活中不可避免地產(chǎn)生大量的廢玻璃垃圾。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐美發(fā)達(dá)國家廢玻璃量占城市垃圾總量的4%～8%。目前，我國每年產(chǎn)生的廢玻璃有1040萬t。就玻璃生產(chǎn)企業(yè)來說，在正常生產(chǎn)條件下，從平板玻璃原片上切裁下來的邊角材料占玻璃生產(chǎn)總量的15%～25％左右，玻璃廢絲是玻璃纖維工業(yè)生產(chǎn)過程中必然產(chǎn)生的一種工業(yè)廢渣，產(chǎn)生量一般占玻璃纖維產(chǎn)量的15%左右。廢玻璃類物質(zhì)，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不腐爛、不燃燒、不能降解，大量廢玻璃既給人們的生產(chǎn)和生活帶來了不便，又對環(huán)境產(chǎn)生了負(fù)荷。因此，如何開展廢玻璃資源化成了當(dāng)今亟待解決的問題，本文將介紹一些國內(nèi)外利用廢玻璃的方法和工藝。
廢玻璃的用途
（1）玻璃原料
將廢玻璃經(jīng)過收集、分選、處理，將其作為生產(chǎn)玻璃的原料，這成為廢玻璃的回收利用主要途徑。廢玻璃可用于對化學(xué)成分、顏色、雜質(zhì)要求較低的玻璃制品的生產(chǎn)，如有色瓶罐玻璃、玻璃絕緣子、空心玻璃磚、槽形玻璃、壓花玻璃和彩色玻璃球等玻璃制品。這些產(chǎn)品的廢玻璃摻入量一般在30wt%以上，綠色瓶罐制品的廢玻璃摻入量可達(dá)80wt%以上。如果我國有50wt%的廢玻璃被回收利用，每年可節(jié)約360萬t的硅質(zhì)原料、60萬t的純堿和100萬t的標(biāo)準(zhǔn)煤。
?。?）涂料原料
日本?？偰举|(zhì)纖維板公司利用廢玻璃和廢輪胎經(jīng)破碎成細(xì)粉狀，按一定比例摻入涂料中，可取代涂料中的二氧化硅等材料。它是將回收的廢棄空玻璃瓶破碎、磨去棱角加工成安全的邊緣，成為與天然砂粒幾乎相同形狀的碎玻璃，然后與數(shù)量相等的涂料相混合。并賦予以前的涂料所沒有的質(zhì)感與圖案性。這種涂料可制成水溶性汽車用涂料。使用這種混合廢玻璃涂料的物體，如受到汽車燈光或陽光照射就能產(chǎn)生漫反射，具有防止事故發(fā)生和裝飾雙重效果。
（3）微晶玻璃原料
微晶玻璃質(zhì)地堅(jiān)硬，機(jī)械強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好。但目前微晶玻璃常用的傳統(tǒng)原料生產(chǎn)費(fèi)用較高。國外采用浮法工藝的廢玻璃和電廠的粉煤灰替代傳統(tǒng)微晶玻璃原料生產(chǎn)微晶玻璃獲得成功。該微晶玻璃采用熔融與燒結(jié)相結(jié)合的技術(shù)路線制成：將粉煤灰與廢玻璃混合，在1400℃下熔融，形成非晶態(tài)玻璃，進(jìn)行水淬，然后粉磨，再在810～850℃下燒結(jié)，可制成力學(xué)性能很好的微晶玻璃，適用于建筑領(lǐng)域。
我國清華大學(xué)、武漢工業(yè)大學(xué)等科研人員，已成功地掌握了采用粉煤灰、煤矸石、各種工業(yè)尾礦、冶煉爐渣、黃河泥沙為主要原料生產(chǎn)微晶玻璃裝飾板的關(guān)鍵技術(shù)。
?。?）玻璃瀝青
玻璃瀝青是以30%的瀝青和70%的廢玻璃碎塊為骨料的組合體。將廢玻璃用于瀝青道路的填料。它可將玻璃、石子、陶瓷混合使用，無需進(jìn)行顏色分選。用玻璃作為瀝青道路的填料較其他材料具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：提高路面抗滑性能；耐磨損；提高路面反光度，增強(qiáng)夜間可視效果。
（5）建筑面磚
以廢棄玻璃為原料，摻入適量的可塑性粘土料，經(jīng)造粒、成型、燒結(jié)等工藝，在溫度950~1050℃下燒結(jié)180~210min可制得生產(chǎn)建筑面磚，該產(chǎn)品具有耐酸堿、高強(qiáng)度、不易褪色和抗老化等優(yōu)點(diǎn) 。
陜西省建材科研所與陜西玻璃纖維總廠聯(lián)合研制成功一種新型建筑裝飾材料——玻璃廢絲飾面磚。這種產(chǎn)品是用玻璃廢絲在800～1000℃下燒結(jié)制成的，其吸水率為7%左右，高于玻璃馬賽克，低于陶瓷釉面磚，粘貼強(qiáng)度高且施工方便，抗折強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陶瓷釉面磚，穩(wěn)定性好，經(jīng)過急冷熱和反復(fù)凍融循環(huán)都不會(huì)產(chǎn)生裂紋。
（6）玻璃馬賽克
玻璃馬賽克具有耐急熱急冷、耐酸堿腐蝕、不易變形、不退色、雨天自滌、經(jīng)久常新等特點(diǎn)[9]。同時(shí)，該產(chǎn)品易施工，與水泥的沾合力強(qiáng)，適用于家庭建筑物等內(nèi)外裝飾。
一般采用燒結(jié)法和熔融法制成。其中熔融法是以廢玻璃(摻入量為25wt%～60wt%) 為主要原料，摻入一定量的硅砂、長石、石灰石、純堿及乳濁劑、著色劑制成均勻的配合粉料，然后送入高溫熔窯(熔化溫度為1400～1450℃) 熔化成均勻的玻璃液。玻璃液流入壓延機(jī)被壓制成規(guī)定尺寸形狀的玻璃塊，送入退火窯。成品檢驗(yàn)、鋪貼、包裝。
燒結(jié)法是將廢玻璃細(xì)磨成玻璃粉，然后加入一定量的粘合劑和著色劑或脫色劑，用混合機(jī)將其混合均勻。采用干壓法將配合料壓制成坯體，經(jīng)干燥后的坯體送入燒成溫度為800～900 ℃的輥道窯、推板窯或隧道窯進(jìn)行燒結(jié)，一般在燒結(jié)溫度區(qū)停留15～25分鐘。出窯冷卻好的制品進(jìn)行檢選、鋪貼、干燥、檢驗(yàn)、包裝、入庫或出廠，不合格品則循環(huán)再利用。上海硅酸鹽所發(fā)明了一種利用廢玻璃快速燒成玻璃馬賽克的方法，其特點(diǎn)是用廢玻璃作主要原料，改用新的成型粘結(jié)劑（膠水溶液）、無機(jī)著色劑及一整套相應(yīng)的燒結(jié)工藝。成型壓力150~450公斤/厘米2，最低燒成溫度650~800℃，在連續(xù)式隧道電窯內(nèi)燒成。無需抑泡劑；由于粘結(jié)劑性能優(yōu)良，用量少，可快速燒成。致使產(chǎn)品色澤多樣，無氣泡，目視感強(qiáng)，質(zhì)地優(yōu)良。
?。?）人造大理石
人造大理石是用廢玻璃、粉煤灰、砂石等作為集料，水泥作為粘結(jié)劑，運(yùn)用表層、基層二次注漿成型，自然養(yǎng)護(hù)。它不僅表面光亮如鏡、色澤鮮艷，而且具有良好的物理力學(xué)性能，易加工性和良好的裝飾效果，具有原料來源廣泛、設(shè)備和工藝簡單、成本較低、投資少等特點(diǎn)。
?。?）玻璃瓷磚
陜西科技大學(xué)和陜西寶光真空電器股份有限公司共同利用廢玻璃研制了瓷質(zhì)磚及陶瓷透水磚。以廢玻璃，陶瓷廢料和粘土作為主要原料，1100℃燒成。廢玻璃可以使瓷磚內(nèi)部早期產(chǎn)生玻璃相，有利燒結(jié)，降低燒成溫度。此玻璃瓷磚被廣泛應(yīng)用于城市廣場和城市道路的鋪設(shè)，不僅能防止雨水匯集，保持交通暢通，還可以美化環(huán)境，變廢為寶。
英國一家名為“倫敦再生產(chǎn)”的公司利用舊電視機(jī)和電腦屏幕的100％可循環(huán)玻璃生產(chǎn)不會(huì)打滑的玻璃瓷磚。22t循環(huán)的電視機(jī)和電腦屏幕玻璃將被用來制造17400塊新型玻璃瓷磚，供倫敦新的集會(huì)大樓展覽大廳使用。
?。?）陶瓷釉料添加物
在陶瓷釉中，應(yīng)用廢玻璃取代價(jià)格昂貴的熔塊及其它化工原料，不僅可以降低釉的燒成溫度，降低產(chǎn)品的成本，而且還提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。利用彩色廢玻璃制作釉料還可減少甚至不需再加著色劑，這樣著色金屬氧化物的用量減少，釉料的成本進(jìn)一步降低。
廣州劉海青利用廢玻璃研制了陶瓷釉料。其配方能適應(yīng)快速燒成工藝，提高釉料中Al2O3的含量，降低燒失量，加入5~10%的粘土，5%的石灰石，大量的廢玻璃，3%~5%的滑石。其工藝是將清潔的廢玻璃經(jīng)破碎，除鐵，篩分，添加各種助劑進(jìn)行配料，水磨后噴霧干燥，制得成品。為使釉面呈色效果好，對廢玻璃的純度要求比較高。廢玻璃中鐵或其它著色金屬粉末要完全清除。有色玻璃和無色玻璃不要混雜，有色玻璃也要清一色，不要混有雜色。這樣釉面磚的色澤就較理想。
?。?0）泡沫玻璃
泡沫玻璃又稱多孔玻璃，是指玻璃體內(nèi)充滿無數(shù)開口或閉口氣孔的一種玻璃材料，該種玻璃氣孔占總體積的80％～95％，孔徑大約0.5～5mm ，也有小到幾微米的。與其它無機(jī)隔熱、隔音材料相比較，它具有隔熱、隔音性能好、不吸濕、耐腐蝕、抗凍、不燃、易粘結(jié)加工等優(yōu)點(diǎn)。
北京工業(yè)大學(xué)研制成功了用鏡片廢料生產(chǎn)泡沫玻璃的方法。以鏡片為主要原料，普通碳黑為發(fā)泡劑，三氧化二銻為發(fā)泡助劑，配合料混合均勻放入模具展平，送入隧道窯，輥道窯或推板窯加熱到860～890℃發(fā)泡。通過該方法生產(chǎn)制造的泡沫玻璃結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，吸水率低，導(dǎo)熱系數(shù)小，比重小。
秦皇島玻璃 研究 院研制成功用玻璃纖維廢絲制造泡沫玻璃，并在秦皇島建立了泡沫玻璃廠。江西萍鄉(xiāng)硅酸鹽 研究 所用粉煤灰制造泡沫玻璃。上海、浙江嘉興、湖北潛江等地先后用普通廢玻璃生產(chǎn)泡沫玻璃。
?。?1）玻璃棉
玻璃棉是一種呈蓬松棉絮狀的短纖維。特點(diǎn)是容重小、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸聲系數(shù)高，是高效、優(yōu)質(zhì)的保溫吸聲材料。它是將清洗干燥好的廢玻璃加入到玻璃熔化爐中，熔融好的玻璃液從漏板流出，然后被噴吹成短纖維。細(xì)纖維經(jīng)集棉輸送帶收集成棉層，經(jīng)固化后，制成軟質(zhì)卷毯、半硬板或硬板。
?。?2）混凝土摻合料和骨料
由于廢玻璃是一種無定型高SiO2材料，可將其用作礦物摻合料，楊醫(yī)博等 研究 表明，將廢玻璃作混凝土的礦物摻合料不會(huì)使混凝土產(chǎn)生堿硅酸破壞。廢玻璃粒徑越小，混凝土抗壓強(qiáng)度越高。
青海大學(xué)劉連新利用廢玻璃研制出輕粗骨料及輕混凝土。他以廢玻璃、粘土、硅酸鈉為原料，首先將廢玻璃分選、烘干、破碎與球磨、烘干的粘土、干硅酸鈉粉按配比混合，然后經(jīng)制粒、燒結(jié)而成輕粗骨料。 研究 結(jié)果表明，獲得堆積密度為760～850kg/m3的輕粗骨料的最佳條件是:廢玻璃摻量78wt% ，粘土摻量20wt% ，硅酸鈉摻量2wt%的配合料，在844℃下燒結(jié)15 min。此輕粗骨料具有較高的強(qiáng)度、較低的吸水性和較好的耐腐蝕性，可以直接使用，也可以經(jīng)破碎后使用，適合于制作輕混凝土。
（13）玻璃微珠
玻璃微珠是粒徑數(shù)微米至數(shù)毫米的玻璃(或陶瓷)球體，有實(shí)心、空心、多孔玻璃微珠之分，玻璃微珠具有光學(xué)性能好、球形透鏡特性、抗沖擊性能強(qiáng)、滾動(dòng)性好、導(dǎo)熱系數(shù)低、質(zhì)輕等特點(diǎn)，已廣泛用于城市交通標(biāo)志、汽車牌號、回射幕布、噴吹技術(shù)、填充材料、保溫材料等領(lǐng)域。
利用廢玻璃生產(chǎn)玻璃微珠，一般常采用兩種方法：一種是一次成型法，即用處理好的廢玻璃在玻璃窯爐中熔化成玻璃液，進(jìn)行吹、噴、拋等方法而得珠。這種方法可生產(chǎn)出實(shí)心和空心兩種微珠。另一種是燒結(jié)制球法，但它只能生產(chǎn)實(shí)心微珠。
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