废玻璃的利用Word格式.docx

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我们现在使用的玻璃是由石英砂、纯碱、长石及石灰石经高温制成的。

熔体在冷却过程中黏度逐渐增大而得的不结晶的固体材料。

性脆而透明。

有石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟化物玻璃等。

通常指硅酸盐玻璃，以石英砂、纯碱、长石及石灰石等为原料，经混和、高温熔融、匀化后，加工成形，再经退火而得。

广泛用于建筑、日用、医疗、化学、电子、仪表、核工程等领域。

2．1玻璃的分类

玻璃简单分类主要分为平板玻璃和特种玻璃。

平板玻璃主要分为三种：

即引上法平板玻璃（分有槽/无槽两种）、平拉法平板玻璃和浮法玻璃。

由于浮法玻璃由于厚度均匀、上下表面平整平行，再加上劳动生产率高及利于管理等方面的因素影响，浮法玻璃正成为玻璃制造方式的主流。

　玻璃通常按主要成分分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃。

非氧化物玻璃品种和数量很少，主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。

硫系玻璃的阴离子多为硫、硒、碲等，可截止短波长光线而通过黄、红光，以及近、远红外光，其电阻低，具有开关与记忆特性。

卤化物玻璃的折射率低，色散低，多用作光学玻璃。

　氧化物玻璃又分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等。

硅酸盐玻璃指基本成分为SiO2的玻璃，其品种多，用途广。

　此外，玻璃按性能特点又分为：

钢化玻璃、多孔玻璃（即泡沫玻璃，孔径约40，用于海水淡化、病毒过滤等方面）、导电玻璃（用作电极和飞机风挡玻璃）、微晶玻璃、乳浊玻璃（用于照明器件和装饰物品等）和中空玻璃（用作门窗玻璃）等。

2．2玻璃的生产工艺

　玻璃生产的主要原料有玻璃形成体、玻璃调整物和玻璃中间体，其余为辅助原料。

主要原料指引入玻璃形成网络的氧化物、中间体氧化物和网络外氧化物；

辅助原料包括澄清剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、脱色剂、氧化剂和还原剂等。

　玻璃生产工艺主要包括：

①原料预加工。

将块状原料粉碎，使潮湿原料干燥，将含铁原料进行除铁处理，以保证玻璃质量。

②配合料制备。

③熔制。

玻璃配合料在池窑或坩埚窑内进行高温加热，使之形成均匀、无气泡，并符合成型要求的液态玻璃。

④成型。

将液态玻璃加工成所要求形状的制品，如平板、各种器皿等。

⑤热处理。

通过退火、淬火等工艺，消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的结构状态。

3．废玻璃的主要资源化利用途径

3．1玻璃原料

将废玻璃经过收集、分选、处理，将其作为生产玻璃的原料，这成为废玻璃的回收利用主要途径。

废玻璃可用于对化学成分、颜色、杂质要求较低的玻璃制品的生产，如有色瓶罐玻璃、玻璃绝缘子、空心玻璃砖、槽形玻璃、压花玻璃和彩色玻璃球等玻璃制品。

这些产品的废玻璃掺入量一般在30wt%以上,绿色瓶罐制品的废玻璃掺入量可达80wt%以上。

如果我国有50wt%的废玻璃被回收利用,每年可节约360万t的硅质原料、60万t的纯碱和100万t的标准煤[2]。

3．2涂料原料

日本常总木质纤维板公司利用废玻璃和废轮胎经破碎成细粉状，按一定比例掺入涂料中，可取代涂料中的二氧化硅等材料。

它是将回收的废弃空玻璃瓶破碎、磨去棱角加工成安全的边缘，成为与天然砂粒几乎相同形状的碎玻璃，然后与数量相等的涂料相混合。

并赋予以前的涂料所没有的质感与图案性。

这种涂料可制成水溶性汽车用涂料。

使用这种混合废玻璃涂料的物体，如受到汽车灯光或阳光照射就能产生漫反射，具有防止事故发生和装饰双重效果。

3．3微晶玻璃原料

微晶玻璃质地坚硬，机械强度高，化学稳定性和热稳定性好。

但目前微晶玻璃常用的传统原料生产费用较高。

国外采用浮法工艺的废玻璃和电厂的粉煤灰替代传统微晶玻璃原料生产微晶玻璃获得成功。

该微晶玻璃采用熔融与烧结相结合的技术路线制成：

将粉煤灰与废玻璃混合，在1400℃下熔融，形成非晶态玻璃，进行水淬，然后粉磨，再在810～850℃下烧结，可制成力学性能很好的微晶玻璃，适用于建筑领域[3]。

我国清华大学、武汉工业大学等科研人员，已成功地掌握了采用粉煤灰、煤矸石、各种工业尾矿、冶炼炉渣、黄河泥沙为主要原料生产微晶玻璃装饰板的关键技术。

3．4玻璃沥青

玻璃沥青是以30%的沥青和70%的废玻璃碎块为骨料的组合体。

将废玻璃用于沥青道路的填料。

它可将玻璃、石子、陶瓷混合使用，无需进行颜色分选。

用玻璃作为沥青道路的填料较其他材料具有几个优点：

提高路面抗滑性能；

耐磨损；

提高路面反光度，增强夜间可视效果。

3．5建筑面砖

以废弃玻璃为原料，掺入适量的可塑性粘土料，经造粒、成型、烧结等工艺，在温度950－1050℃下烧结180－210min可制得生产建筑面砖，该产品具有耐酸碱、高强度、不易褪色和抗老化等优点[4]。

陕西省建材科研所与陕西玻璃纤维总厂联合研制成功一种新型建筑装饰材料——玻璃废丝饰面砖。

这种产品是用玻璃废丝在800～1000℃下烧结制成的，其吸水率为7%左右，高于玻璃马赛克，低于陶瓷釉面砖，粘贴强度高且施工方便，抗折强度远远大于陶瓷釉面砖，稳定性好，经过急冷热和反复冻融循环都不会产生裂纹[5]。

3．6玻璃马赛克

玻璃马赛克具有耐急热急冷、耐酸碱腐蚀、不易变形、不退色、雨天自涤、经久常新等特点。

同时，该产品易施工，与水泥的沾合力强，适用于家庭建筑物等内外装饰。

一般采用烧结法和熔融法制成。

其中熔融法是以废玻璃（掺入量为25wt%～60wt%）为主要原料,掺入一定量的硅砂、长石、石灰石、纯碱及乳浊剂、着色剂制成均匀的配合粉料,然后送入高温熔窑（熔化温度为1400～1450℃）熔化成均匀的玻璃液。

玻璃液流入压延机被压制成规定尺寸形状的玻璃块,送入退火窑。

成品检验、铺贴、包装。

烧结法是将废玻璃细磨成玻璃粉,然后加入一定量的粘合剂和着色剂或脱色剂,用混合机将其混合均匀。

采用干压法将配合料压制成坯体,经干燥后的坯体送入烧成温度为800～900℃的辊道窑、推板窑或隧道窑进行烧结,一般在烧结温度区停留15～25分钟。

出窑冷却好的制品进行检选、铺贴、干燥、检验、包装、入库或出厂,不合格品则循环再利用。

上海硅酸盐所发明了一种利用废玻璃快速烧成玻璃马赛克的方法，其特点是用废玻璃作主要原料，改用新的成型粘结剂（胶水溶液）、无机着色剂及一整套相应的烧结工艺。

成型压力150－450公斤/厘米2，最低烧成温度650－800℃，在连续式隧道电窑内烧成。

无需抑泡剂；

由于粘结剂性能优良，用量少，可快速烧成。

致使产品色泽多样，无气泡，目视感强，质地优良。

3.7人造大理石

人造大理石是用废玻璃、粉煤灰、砂石等作为集料，水泥作为粘结剂，运用表层、基层二次注浆成型，自然养护。

它不仅表面光亮如镜、色泽鲜艳,而且具有良好的物理力学性能,易加工性和良好的装饰效果，具有原料来源广泛、设备和工艺简单、成本较低、投资少等特点。

3．8玻璃瓷砖

陕西科技大学和陕西宝光真空电器股份有限公司共同利用废玻璃研制了瓷质砖及陶瓷透水砖。

以废玻璃，陶瓷废料和粘土作为主要原料，1100℃烧成。

废玻璃可以使瓷砖内部早期产生玻璃相，有利烧结，降低烧成温度。

此玻璃瓷砖被广泛应用于城市广场和城市道路的铺设，不仅能防止雨水汇集，保持交通畅通，还可以美化环境，变废为宝。

英国一家名为“伦敦再生产”的公司利用旧电视机和电脑屏幕的100％可循环玻璃生产不会打滑的玻璃瓷砖。

22t循环的电视机和电脑屏幕玻璃将被用来制造17400块新型玻璃瓷砖，供伦敦新的集会大楼展览大厅使用。

3．9陶瓷釉料添加物

在陶瓷釉中，应用废玻璃取代价格昂贵的熔块及其它化工原料，不仅可以降低釉的烧成温度，降低产品的成本，而且还提高了产品的质量。

利用彩色废玻璃制作釉料还可减少甚至不需再加着色剂，这样着色金属氧化物的用量减少，釉料的成本进一步降低。

广州刘海青利用废玻璃研制了陶瓷釉料。

其配方能适应快速烧成工艺，提高釉料中Al2O3的含量，降低烧失量，加入5-10%的粘土，5%的石灰石，大量的废玻璃，3%—5%的滑石。

其工艺是将清洁的废玻璃经破碎，除铁，筛分，添加各种助剂进行配料，水磨后喷雾干燥，制得成品。

为使釉面呈色效果好，对废玻璃的纯度要求比较高。

废玻璃中铁或其它着色金属粉末要完全清除。

有色玻璃和无色玻璃不要混杂，有色玻璃也要清一色，不要混有杂色。

这样釉面砖的色泽就较理想。

3．10生产保温隔热、隔音材料

利用废玻璃可生产泡沫玻璃[5]和玻璃棉等保温隔热、隔音材料。

泡沫玻璃是一种容重较小、强度较高、整体充满小气孔的玻璃质材料，气相占制品总体积的80％-95％，和其它无机隔热、隔音材料相比较，它具有隔热、隔音性能好，不吸湿、耐腐蚀、抗冻、不燃、易粘结加工等优点”其生产工艺是把废玻璃粉碎后，加入碳酸钙、碳粉一一类发泡剂及发泡促进剂，混合均匀，装入模子，放人炉内加热，玻璃在软化温度的条件下，掺加发泡剂形成气泡，制成泡沫玻璃，出炉后，经脱膜、退火、锯成标准尺寸。

玻璃棉是呈蓬松棉絮状的短纤维，其特点是容重小，导热系数低，吸声系数高（0．4—0．9），是高教、优质的保温材料和吸声材料。

它的生产方法是将清洗干燥好的废玻璃加人到玻璃熔化炉中，熔融好的玻璃液从漏板流出后，被喷吹成细短纤维，经集棉输送带收集成棉层，经固化后制成软质卷毯、半硬板或硬板；

膨胀珍珠崭一废玻璃复合饰面板是一种兼备装饰、隔热和保温多重功能的新型材料”。

该材料由面层和基层两部分组成，面层的主要原料为废玻璃。

制作工艺包括原料配制、搅拌、成型、烘干和烧结。

4．国外研究的利用情况

4．１把热固性树脂玻璃钢废料用作热塑性树脂的填料。

英国Ｂｒｕｎｅｌ大学正在研究将热固性树脂废料用作热塑性树脂的填料的可能性。

他们先将热固性聚酯树脂玻璃钢或酚醛树脂玻璃钢的废料，粉碎成具有一定的物理尺寸和几何形态的填料，再用表面处理剂处理这些填料。

把这样加工成的填料同聚丙烯树脂混合均匀后，用双螺杆挤出机成型为聚丙烯复合材料制品。

他们的试验结果表明，使用热固性树脂玻璃钢废料填料的聚丙烯复合材料的微观结构十分均匀，制品的机械强度性能也很好。

4．２环氧树脂层合材料用作聚丙烯的填料。

美国Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ技术大学正在研究把环氧树脂层合材料废料粉碎成填料后用作聚烧。

使用这种方法处理玻璃钢废料不但要占用大量的土地，并且还会造成对环境的污染。

后来他们成功地把玻璃钢废料粉碎后用作丙烯树脂的增强材料。

用环氧树脂层合材料废料加工成的填料由６０％的玻璃纤维和４０％的完全固化的环氧树脂组成。

他们在聚丙烯树脂中分别加入３０％的废料填料和标准料，并且比较了聚丙烯复合材料的物理性能和强度性能。

他们还对三种不同尺寸的环氧树脂层合材料废料填料对聚丙烯复合材料的性能的影响进行了试验。

4．３环状结构热塑性树脂复合材料的回收利用。

美国Ｆｏｒｄ汽车公司正在研究回收利用环状结构热塑性树脂复合材料的可能性。

他们先用针织玻璃纤维织物和环状结构热塑性树脂用液体模塑工艺成型为高玻璃纤维含量的复合材料（玻璃纤维含量达５８．７％），再将复合材料粉碎，混合后用注塑工艺成型复合材料。

对这样成型的复合材料和标准的环状结构热塑性树脂复合材料分别进行物理性能和强度性能试验。

标准的环状结构热塑性树脂复合材料是用短玻璃纤维增强的热塑性复合材料。

试验结果表明，回收的环状结构热塑性树脂复合材料的物理性能和强度性能，与标准复合材料相近，但最大拉伸强度比标准复合材料低２５％。

4．４用层合材料废料生产磨料。

波兰的研究人员在研究用回收的层合材料废料生产磨料的可能性。

他们对各种层合材料废料，包括用玻璃纤维、纸、棉和云母增强的酚醛树脂，环氧树脂及有机硅树脂层合材料废料进行了研究。

试验结果表明，玻璃纤维增强环氧树脂层合材料废料经粉磨和碳化处理后，可以用作磨料。

这种磨料具有合适的摩擦系数，并且在３５０摄氏度以下磨料的摩擦系数对温度的稳定性很好。

4．5用作混凝土的掺和料和骨料

由于废玻璃是一种无定型的高SiO2：

材料，可将其用作矿物掺合料，杨医博01等的研究表明，将废玻璃用作混凝土的矿物掺合料不会使混凝土产生碱硅酸破坏。

废玻璃的粒径越小，混凝土的抗压强度越高。

在美国，许多研究表明含有35％玻璃砖石的混凝土，已达到或超过美国材料测试协会颁布的抗压强度、线收缩、吸水性和含水量的最低标准。

我国刘连新：

研究结果表明，利用废玻璃制作的轻粗骨料具有较高的强度、较低的吸水性和较好的耐腐蚀性，适合于制作轻混凝土[6]。

4．6玻璃与塑料复合制品

Brookhaven国际实验室为制造污水管，研制了玻璃塑料材料，把液态聚丙烯或聚酯苯乙烯树脂注入模具填充到碎玻璃形成的细小孔隙中，管子被聚合后，从模具中取出，再加工。

实验室测试结果表明，玻璃一聚合物复合材料比水泥或粘土管的强度高2—4倍，有较强的耐化学腐蚀性和耐吸水性。

用各种树脂和玻璃混台物制造的大量管材已应用在工业和水处理工厂。

法国MOX公司提出用废塑料及废玻璃制砖。

将聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯切成1mm的颗粒，与同样大小的废玻璃混合，送人旋转加热圆筒，加热烧结，烧结块送压机成型。

5．结语

废玻璃作为一种资源，将其用于建筑材料中是大量处玻璃的最佳途径。

目前的研究结果已经表明，废玻璃用凝土的矿物掺合料是可行的[7]，但仍未达到工业化应用的。

今后在废玻璃用于混凝土中的研究方面，应对以下方

一步研究，以促进废玻璃在混凝土工程中的应用：

（1）废玻璃回收处理工艺的研究。

（2）废玻璃对混凝土其它性能影响的研究。

（3）废玻璃对混凝土长期性能影响的研究。

参考文献

l刘志海，李松．废玻璃的利用[J】．中国建材，2003（4）：

46-48

2顾国维，何澄．绿色技术极其应用[M]．上海，同济大学出版社，1999

3李国建．固体废物处理与资源化工程[M]．北京，高等教育出版社，2001

4杜震宇，侯荚兰．用麈玻璃制造新型装饰板材[J]．玻璃，2003（3）：

36N39

5闲雁，姚旦，扬健．以废玻璃为原料研书l泡沫玻璃[J]．玻璃，2002

（2）39-40

6扬医博，文梓芸．废玻璃在混凝土中的应用[J]．工业建筑，2002，32（7）：

78-80

7卞致璋．从发达国家的做法看我国废玻璃的回收与利用[J]．玻璃，2003（6）51-55