造混凝土不一定要用沙子,用玻璃也行

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04-28 09:51

垃圾分类在我们的生活中已经越来越普及,不少人在丢弃物品时都会注意它的回收类别。如果有废弃玻璃,那它属于哪一类?

废弃玻璃属于可回收物可以说是「送分题」了,但少有人知的是,这种可回收物的回收率却并不高。就拿新加坡来说,2021 年产生的 7.4 万吨玻璃废料中只有 13% 被回收利用,那剩下的废弃玻璃去了哪里?

▲图片来自:NTU

回收工序复杂且成本不低,不能焚烧,也难以填埋降解,废弃玻璃可是说是城市垃圾中的「老大难」。但新加坡南洋理工大学(NTU)的一个研究团队发现了它的好去处——难以回收的废弃玻璃可以作为 3D 打印混凝土里沙子的替代品。

▲ 图片来自:NTU

混凝土这种建筑材料大家都很熟悉,这里面有一个必不可少的材料——沙子,需要用它来调节比例,使各种材料的配合比达到最优。选择用玻璃来代替沙子的理由也很简单:玻璃是由二氧化硅制成的,而二氧化硅又是沙子的主要成分。

▲图片来自:Unsplash

研究人员将玻璃废料粉碎成五种不同大小的碎片:粗、中、细、超细和尘埃状(Moondust),用来代替通常用作混凝土骨料的沙子和砾石。因为要节约水泥并提高混凝土强度,需要大小不同的颗粒搭配来尽量减小砂粒之间的空隙。

▲图片来自:NTU

借助这种包含回收玻璃的「特殊配方」混合物,研究人员成功地用 3D 打印机造出了一个 40 厘米高的混凝土物件。浇注的混凝土在固化之前没有出现变形或塌陷,流动性也可以轻松流过打印机喷嘴。

▲图片来自:NTU

更重要的是,这种「特殊」混凝土固化后的强度与传统的含沙混凝土相似。

值得一提的是,除了 3D 打印混凝土,澳大利亚 Deakin 大学的一个研究团队也用玻璃废料代替沙子,造出过非 3D 打印结构的玻璃基聚合物混凝土。

▲Deakin 大学的玻璃基聚合物混凝土,图片来自:Deakin University

这些都足以说明,无论是 3D 打印还是使用传统方式,都可以用玻璃废料替代沙子制造混凝土,替代的比例甚至可以达到 100%。

用废弃玻璃代替沙子来造混凝土,是为了玻璃,也是为了沙子。城市的发展意味着建筑材料的需求大增,而混凝土的建造通常会使用河沙,这就导致沙子的开采数量远不能满足日益增加的需求。

▲图片来自:NTU

用玻璃废料代替沙子制造混凝土,不仅能让那么多无处安放的废弃玻璃有了「用武之地」,也能稍稍克服目前制造混凝土面临的「沙子困境」,这种方式毫无疑问有广阔的前景。

其实这么做其实还有一个意料之外的好处,因为玻璃不像沙子那么吸水,所以用这种方式制造混凝土需要的水也更少。

人们总说「垃圾是放错了地方的资源」,废弃玻璃正是如此,把它们从垃圾堆里放进混凝土里,就成了建筑材料。既利用了废弃物也节省了资源,可以说是一举多得。

 

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