废弃玻璃的综合应用

程瑛豪，蒋元海，吴淑伟，於婕，丁康

（嘉兴学院，浙江嘉兴314001）

1 我国废弃玻璃的利用生产回收现状

近几年，在国家"十三五”战略规划的激励下，玻璃行业又开始有了新的进展。根据前瞻产业研究院整理出的数据显示，去年一整个季度，平板玻璃制造业收益约32亿元，创造了一个良好的开端。截至2017年5月份，我国平板玻璃产量为7305.5万重量箱左右，同比上月上涨8.9%，1～5月累计产量34156万重量箱，累计同比上涨6.4%。但我国废玻璃回收量仅约为860万吨，废弃玻璃回收率仅仅占11.8%，远远低于50%的世界平均水平。由此看出废弃玻璃的潜在价值被人们所忽视：例如每20重量箱废弃玻璃在经过回收利用可再次生产出约2万个500克装的酒瓶，可以节约石英砂720千克，节约长石粉60千克，节约煤炭10吨，电量400度，通过此方法比通过利用新原料生产节约成本近20%。

2 废弃玻璃的综合资源化利用途径

废弃玻璃的再利用是一个急需解决的问题，也是我们的最终目的。目前在废弃玻璃回收和处理上存在很多方式，可以作为铸造用的熔剂、回炉再造、原料回收或者转型。碎玻璃可在铸铜铁时作为熔剂，起到了覆盖熔液以防氧化的作用；回炉再造是将回收的玻璃回炉熔融后再次进行制造成各类器皿等生活及工业用品；原料回收即将回收的碎弃玻璃作为玻璃制品的添加原料。

2.1 作为铸造用熔剂

废弃玻璃可作为铸钢和铸造铜合金熔炼的熔剂，起覆盖熔液防止氧化作用。

2.2 废弃玻璃生产玻璃纤维

玻璃纤维是一种可利用废弃玻璃加工而成，具有优良性能的无机非金属材料。玻璃纤维将废弃玻璃作为加工原材料经过一系列熔融、拉丝等生产工艺制造而成。其具体的生产工艺流程：首先加入原料→加水冲洗→静置晒干→加入至坩埚→喷灯引火预热→加热至1200℃左右→玻璃熔融调节温度→拉丝→抽丝→软化→上丝→夹丝缠丝→下丝成品→包装→成品→入库。利用玻璃纤维的各项优秀性能在复合材料中将其作为增强材料，电绝缘材料和隔热保温材料，电路基板等国民经济各方领域[1]。

2.3 废弃玻璃生产泡沫玻璃

泡沫玻璃是可以利用废弃玻璃和各玻璃制品在高温发泡下成型的多孔无机非金属材料，被誉为绿色环保节能工程的黑珍珠。其成形方法可分为人工成形和机械成形两种模式，成形实质是一个冷却过程，首先将原材料由黏性液态转变为可塑态，再由可塑态向脆性固态转变，在操作时必须严格将温度控制在一定的范围内。泡沫玻璃所具有的多项优异的性能使得其在建筑功能的各领域被广泛应用，有很大的发展前景。①泡沫玻璃是一种良好的保温隔热材料。它具有表面密度小、强度高、绝热性能好、抗冻性好、吸湿率低、不燃烧性、吸声降噪、耐腐蚀、不老化等，不仅在能源输送、化工、国防建设等领域被广泛的应用，而且也是环保节能的绿色新型建筑材料。②泡沫玻璃应用于外墙保温。利用硅酸盐材料和单独的封闭微小气孔汇集成的泡沫玻璃所具有的不透气、不燃烧、防啮防蛀、耐腐蚀、无毒、无放射性、化学性能稳定、易加工而且外形稳定等特点，使用寿命可以与建筑物的使用寿命相媲美，是一种既安全可靠又经久耐用的建筑绿色环保材料。

2.4 废弃玻璃生产玻璃轻石

玻璃轻石也是利用生产生活中的废弃玻璃研墨成粉末，再通过添加各种不同的助剂，经过高温焙烧发泡后所重新形成的一种多孔轻质无机材料。玻璃轻石于2013年在国内由江苏晶瑞特企业首创研发成功，并通过了江苏省新产品、新技术和科技成果鉴定，申报了20多项国家发明和实用新型专利。玻璃轻石具有多孔质轻，耐挤抗压，清洁环保，保水保肥，化学稳定性好等优良特点。利用其这些特点可以将玻璃轻石应用在各个领域。①土地改良：将玻璃轻石作为土壤改良剂加入土壤，使干旱地能够锁水，涝湿地能够有效渗水，黏土地能够疏松透气，荒地变良田。②雨水收集：作用在城市建设的雨水收集系统中，可将广场、公园、小区及居民生活区、人行道等城市路面上的雨水收集起来，经过净化，来用于绿化灌溉和地下水源的补充，达到充分利用水资源的目的，实现我国的可持续发展。③路桥市政：作为透水材料，在道路铺设中加入玻璃轻石制作成透水混凝土，减轻城市排水系统的负担，防止道路积水，解决夜间路面反光的问题，提高路面安全系数。城市绿化和"海绵城市”的建设是一个庞大的系统工程。玻璃轻石在绿色"海绵”工程中所起的作用体现了玻璃循环利用体系在国计民生和社会科技进步发展的价值。

2.5 废弃玻璃制作玻璃微珠

玻璃微珠是一种用途广泛，具有优良性能，并且在短时间内迅速发展的新型材料。目前在使用废弃玻璃生产玻璃微珠方法上通常采用两种方法：一次成型和烧结制球。一次成型的本质是将处理好的废弃玻璃熔化成液态后再进行吹、抛、喷等各项生产工艺得到的珠体。它具有独特良好的性能：表面圆整度好，轻质高强，高分散不但具备玻璃原有的低导热，热稳定性，电绝缘性，还具有独特的反射发光的性能。因此目前它已广泛应用于化工、机械、交通、纺织等各个领域。

2.6 废弃玻璃加工玻璃马赛克

玻璃马赛克是一种小规格的彩色饰面玻璃。目前全球建筑物装饰材料和艺术镶嵌材料广泛应用到了玻璃马赛克[2]。玻璃马赛克的生产工艺可分为熔融法和烧结法两种。其中烧结法主要是利用废弃玻璃作为原材料，添加胶粘剂等辅助材料，再经过压块、干燥、烧结和退火等多道工艺制作而成。

2.7 废弃玻璃制作玻璃沥青

玻璃沥青是将30%的沥青和65%左右的废弃玻璃及其他骨料混合而成的组合体。将废弃玻璃碎块作为沥青道路的填料，它能将玻璃、碎石、陶瓷等材料混合使用，无需通过颜色进行筛分。用废弃玻璃制作成的玻璃沥青道路相较于普通沥青混凝土道路所具备的几个优点：道路表面抗滑性能更高；道路面更强的耐磨性能；提高路面反光度，增强夜间可视效果；节约填料运输费用，降低成本等。

2.8 废弃玻璃运用于建筑材料装饰

将废弃玻璃作为原料，再掺入粉煤灰和具有可塑性的黏土料，以及水玻璃作为黏结剂，经过造粒，成型，烧结等多道工艺，生产制成建筑面砖。此类新型的建筑面砖具有高强度、耐酸性、不易褪色等优点。

将捣碎的玻璃碎块与建筑材料混合，制备成建筑预制件、建筑面砖等建筑制品。实践证明，用有机物质作胶结剂加压成型的制品的尺寸精度和强度较高、生产成本低。

3 废弃玻璃代替粗集料制作透水混凝土的研究试验

我们在利用废弃玻璃制作透水混凝土这项试验过程中，采用了正交试验法进行透水混凝土试验配合比设计，在试验过程中采用从玻璃加工厂收集的废弃玻璃来代替石子，通过该实验来探索对废弃玻璃的回收利用途径。在多次试验后，在最佳配合比：水灰比为0.3，目标孔隙率为18%下制得的透水混凝土抗压强度为21.1Mpa，透水系数为2.5mm/s，符合我国道路路面强度及透水系数标准，抗压强度随着碎屑掺量的提高而降低，透水系数随着碎屑掺量增大先提高后降低，最优碎屑掺量取为20%；并且通过废弃玻璃碎屑在透水混凝土中的试验研究，验证了废弃玻璃碎屑替代石子运用到透水混凝土的可行性，对透水凝土的研究取得了一定成果，但透水混凝土研究应用还有很多的空间需要我们不断探索。

4 结语

废品只是被放错地方的资源，在废品中可循环利用的废弃玻璃等资源，是人类可持续发展的道路上的潜在宝物，在未来废弃玻璃回收利用的前景是非常巨大的。