造混凝土不一定要用沙子,用玻璃也行

2022/05/08

圖文引用自:科技新報

垃圾分類在生活中越來越普及,不少人在丟棄物品時都會注意分類回收。如果有廢棄玻璃,應該屬於哪一類?

廢棄玻璃屬於可回收物可以說是「送分題」了,但少有人知的是,這種可回收物的回收率卻並不高。就拿新加坡來說,2021 年產生的 7.4 萬噸玻璃廢料中只有 13% 被回收利用,那剩下的去哪了?

回收工序複雜且成本不低,不能焚燒。也難以填埋降解,廢玻璃可說是城市垃圾中難以解決的老問題。新加坡南洋理工大學(Nanyang Technological University,NTU)的一個研究團隊發現了它的好去處──3D 列印混凝土材料中沙子的替代品。

混凝土這種建築材料大家都很熟悉,裡面必不可少的材料是沙子,需要用它來調節比例,使各種材料的配合比達到最優。選擇用玻璃來代替沙子的理由也很簡單:玻璃是由二氧化矽製成的,而二氧化矽又是沙子的主要成分。

研究人員將廢玻璃粉碎成五種不同大小的碎片:粗、中、細、超細和塵埃狀(Moondust),用來代替混凝土骨料中的沙子和礫石。因為要節約水泥並提高混凝土強度,需要大小不同的顆粒搭配來盡量減小砂粒之間的空隙。

藉助這種包含回收玻璃的「特殊配方」混合物,研究人員成功地用 3D 列印機造出了一個 40 公分高的混凝土物件。澆注的混凝土在固化之前沒有出現變形或塌陷,流動性也可以輕鬆流過列印機噴嘴。

更重要的是,這種「特殊」混凝土固化後的強度,與傳統的含沙混凝土相似。

值得一提的是,除了 3D 列印混凝土,澳洲迪肯大學(Deakin University)的一個研究團隊也用玻璃廢料代替沙子,造出過非 3D 列印結構的玻璃基聚合物混凝土。

這些都足以說明,無論是 3D 列印還是使用傳統方式,都可以用玻璃廢料替代沙子製造混凝土,替代比例甚至可達 100%。

用廢玻璃代替沙子來造混凝土,是為了玻璃,也是為了沙子。城市的發展意味著建築材料的需求大增,而混凝土的建造通常會使用河沙,這就導致沙子的開採數量遠不能滿足日益增加的需求。

不僅能使多到無處安放的廢玻璃有「用武之地」,也能稍稍克服目前製造混凝土面臨的「沙子困境」,這種方式毫無疑問有廣闊的前景。

 

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