建筑废料的资源化利用研究

1、建筑废料的资源化利用研究-以废弃玻璃为例1 绪论据不明确调查，在我国，每年在施工建筑上面产生的建筑废料垃圾就高达4000万吨，但是由于处理机制还不完善，导致处理的方法却不是很多。随着建筑业在中国市场得到充分的重视之后，国家对于建筑废料的回收后利用也越来越重视起来，国外研制出来的进口废料处理设备已经成功的运往各个发达城市，从而在环境效益、社会效益、经济效益达到三者相统一的理想目标。同时也取得了环境，社会，经济三大效益相统一的理想。如果要全面推广利用建筑废料综合利用产业，也还是要重视废料资源化再利用的相关知识得到普及，只有得到一定的普及，深入人心之后，才能做到高效的发展。1.1选题背景由于在早期的

2、时候，我们国家还处于相对于落后的阶段，各个方面还比较贫穷，所以，发展才是我们的首要目标，从最早提出的改革开放就能很明显的看出。但是如今，各个城市的建设都已经飞速发展，万丈高楼拔地而起，人们生活水平有了明显的提高。但是，同时却带来了大量的建筑垃圾的排放，给城市的生态建设，市容卫生管理以及交通问题带来了很大的压力，占用土地，污染环境等一系列问题越发的严重，严重影响了我们国家可持续发展的目标。因此，回收以及再利用建筑废料垃圾这个长远的历史性问题，会给我们带来很好的历史意义，为何不呢？ 近年来，在节能减排，建造节约型社会被党和国家高度重视，党中央领导也明确的提出了一揽子的战略任务，主要的目的也是相当明

3、确，就是建设资源节约型、环境优美型的社会。在2009年12月的中央经济工作会议提出的经济发展方针，突出了节约资源、保护环境在经济发展中的重要位置。如今，低碳、节约型经济社会俨然已经成为了这个时代明确的标志，只有明确好这个目标，努力发展才能让有限的资源得到最大的利用，才能在根本上做到保护环境，才能做到人与自然的和谐发展。1.2 研究意义 让建筑废料得到有效的资源化利用，才能在根本上解决能源消耗高，污染问题严重，废弃排放量大，带来的效益低等问题，还能有效的节约土地的使用量，节约能源消耗。从而做到经济的循环发展，能源的节约使用，达到保护环境的目的同时做到可持续发展。在根本意义上，我们国家与国外的发达

4、国家相比，我国在建筑废料垃圾资源化的能力还是有很大的差距的，在日本，他们的使用利用率就达到98%，美国的利用率也达到了95%，就算是欧盟国家平均综合利用率也超过了75%。所以，建立在这个基础上，建筑废料垃圾资源化利用已经被列入十一五和十二五规划，由此可见国家对于这方面的重视。 随着国家对于建筑废料垃圾的愈发的重视，建筑废料垃圾处理技术也愈发的成熟，建筑废料垃圾处理的研究意义也就愈发的重大。合理建立建筑废料垃圾处理场所也就越来越有必要。通过设立建筑废料处理场，不仅可以改善建筑废料胡乱倒放的现象，起到节约人力、物力、财力资源的作用，而且也能缓解目前我国面临的土地使用化的压力，可以让一些建筑废料从哪

5、里来回哪里去，也就是所谓的回归市场，得到最大限度地利用。这样能大大的减少环境带来的污染，大大的减少了废料的处理，从而从中节省了运输的费用，降低了施工的成本，带动了经济发展和资源利用的双赢的局面。  有了建筑废料垃圾处理场这个机制，政府在面对市民带来的社会舆论的压力就会相对于减轻，同时，政府可以进一步的支持和领导建筑废料再生企业的发展，从国外引进已经成熟的建筑废料垃圾处理设备，让废料垃圾最大的变废为宝。也只有把建筑垃圾变成可以利用的资源，这样才是最最稳当的办法。在那种情况下，不仅可以盈利，还能为社会发展提供帮助，何乐而不为呢。  1.3 论文主要研究内容 研究建筑废料的目的就

6、是，通过对其内部构造组成的研究，将它最大化的回收利用。用规范的管理和有效的实施来针对建设工程方面进行有效全面的管理。因为规范管理在建筑废料中贯穿整个过程，并发挥着影响力；有效实施可以实现其预定的目标，是成果的重要保障。 通过查找建筑废料的定义、分类、及其组成，来归纳总结国内外对于建筑废料问题的研究现状。同时查找、阅读文献，针对建筑废料中的废弃玻璃资源化进行深入研究。加大力度对废弃玻璃资源化的现状研究，以及存在的主要问题。针对废弃玻璃，结合具体案例说明其发展趋势以及在各个项目工程中的具体运用，以及在运用过程遇到的阻碍，并如何解决。详细来说也就是，首先从建筑废料概况方面着手，包含来源、组成、分类、

7、现状、危害五个方面。参考理论知识，结合文献来表明立场。接下来就建筑废料当中废弃玻璃这一块做主要的研究，先对比国内外对于废弃玻璃现状的处理方式，对比出我们与国外发达国家之间在废弃玻璃处理这个问题上存在的差距，然后分析造成如今这个局面的主要原因。紧接着结合自身的经验，并参考文件，说明废弃玻璃具体可以在哪些方面进行运用。最后结合具体的案例再一次强调，建筑废料不再是一个老大难的问题，有充分的例子说明建筑废料的具体运用，让其实现资源最大化的利用。论文的最后再一次申明，面对建筑废料，这个看似渺小实际却作用巨大的问题，政府应该怎么给予支持。同时，结合政府的支持，我们应该怎么做，怎么从根本上实现可持续发展，从

8、而达到小康社会。2. 建筑废料管理概况2.1 建筑废料的来源 建筑废料的来源相对于来说较为广泛，其存在产生的地方也较多,主要包括: (1)各式各样建筑废弃混凝土，比如：在建筑工程当中存在拆除、动迁、以及大型基础设施建设改造。在生产混凝土或施工过程当中所产生的废弃和散落的混凝土。 (2)砌体结构拆除产生的碎砖块，生产施工时产生的砖碎块等 (3)重大的自然灾害。比如：地震，洪水，台风等一系列的自然灾害造成的建筑物的损坏，倒塌等，从而产生的混凝土，砖之类的废弃建筑废料。离我们最近的一个例子就是2008年5月12日的汶川大地震，给人类造成的损失无法计量，是新中国成立以来破坏力最大的地震。损坏的建筑大约

9、1700万栋，建筑楼由于震动而倒塌产生的废弃混凝土达到2500万吨左右。 (4)战争造成的建筑物倒塌。虽然现在是和平年代，不存在战争，但是，一旦战争起来，就不是产生的废弃物那么简单了，会给你们带来前所未有的灾难。2.2 建筑废料的组成建筑废料的组成存在各式各样的差异，毕竟因为建设项目的结构形式或者用途均有所不同，所以，导致其在结构组成上也不尽一致。对于建筑废料的主要构成2主要包括一下几个方面：如（图2.1）所示图2.1建筑废料的组成2.3 建筑废料的分类 据可靠的调查研究，目前我国就可回收的资源利用价值方面达到3000亿左右但是主要还是利用在废弃钢铁上面，对于，废弃塑料，废弃玻璃等一系列问题还

10、是没有得到具体的利用，也没有完全展开起来，造成如今在这方面资源的流失很严重。而如今的建筑废料主要分为五大类3，如： (1)土地开挖：表层土和深层土这两方面垃圾的就是土地开挖产生的。目前国内表层土主要用于在种植方面，深层土主要用在回填、造景等方面。 （2)道路开挖：混凝土道路开挖和沥青道路开挖这两个就是目前道路开挖产生的垃圾。主要包括有废弃混凝土块、沥青混凝土块等等一系列土块。 (3)旧建筑物拆除：旧建筑物拆除垃圾主要包含的种类就比较多了，有房屋构造方面产生的砖和石头、有材料设施方面的混凝土、建筑木材、有机塑料等、在原材料方面的有钢铁、钢筋、重金属等方方面面，并且产生的数量较为庞大，种类难以估计

11、，污染也较为严重。(4)建筑施工：建筑施工垃圾主要包括有：施工剩余混凝土、建筑材料剩余碎料以及在房屋装饰装修中产生的一些废弃边角料。何谓剩余混凝土，就是指工程中由于种种的原因而没有使用掉或者剩下来的混凝土，其中包含的内容比较广泛，也指由于天气恶劣等而导致施工暂停从而没有来得及使用的混凝土。建筑碎料包括凿除、抹灰等产生的旧混凝土、砂浆等矿物材料，以及木材、纸、金属和其他废料等类型。房屋装饰装修产生的废料主要有:各种金属类废弃材料，各种装饰装修材料上面的废弃木制品、包装材料等，各种混凝土以及在搬运或者是运输过程中的各种水泥、黄沙、石块等材料。(5)建材生产垃圾：主要包含的也就是水泥基材料、烧结材料

12、（烧结砖、黏土瓦、陶瓷瓦及其它陶瓷基材料）、天然石材、金属及其他材料。总而言之，在混凝土结构拆除或者施工时，建筑废料垃圾主要为废弃混凝土。2.4 建筑废料的现状据不完全统计，中国是世界上使用建筑和建造建筑量最大的国家，每年光新建面积就大约有30亿平米，在这个基础上，消耗的能源也是巨大，其中占据有45%的水泥、50%的铁矿石、43%的煤。消耗量占据全世界第一名，这样带来的最直观的反应就是GDP急剧上升。为什么最近几年中国的GDP发展如此迅速，主要由目前这种较为急功近利的业绩观而产生，也就是现在所谓的拆除一次建筑创造了GDP,而同时建造一次建筑又再一次创造了GDP,从导致了我国目前的建筑平均使用寿

13、命不超过30年，但是同时产生的建筑垃圾却占据垃圾总量的40%左右，可是使用率却偏偏不到3%,每年大概会产生接近5倍的生活垃圾来等待处理。人们在享受创建文明卫生城市的同时，也在遭受着建筑废料垃圾带来的危害。在2015年初，中国著名节目主持人：柴静，推出了空气污染深度调查的宣传片穹顶之下。该片通过现场调研、查阅文献和拜访专家德等方式，形象化，客观化的对雾霾的产生、组成和危害做了解读，通过柴静的作品来告诉人们，在雾霾到来的时候，我们应该做些什么？如何去治理这些雾霾？该宣传片当中也有提到建筑废料给雾霾带来的影响，也提到了目前我国对于建筑废料的改善问题还不是特别完善。所以说，在当今社会，发展是第一要务的

14、情况下，如何将发展与环境保护相有机的统一起来才是重中之重。2.5 建筑废料的危害 (1)占据大量土地 打个比方，假如我们来按照垃圾平均产出量来进行计算的话，按照一个普通小区来说的话，占地面积约为60000平米，那么其新建建筑面积就会达到40000平米，那么其就会产生建筑废料2400吨左右；然而，在每次拆除10000平米的旧建筑，就会产生建筑垃圾约7000吨。大家想想看，在这种情况下，会产生多少的建筑垃圾，会带来多少的环境问题，其中的种种都是无法估算的。据不完全资料统计，在北京奥运会筹建工作期间，每年大约都会产生建筑垃圾约为4000万吨，但是，在奥运会之后，却又一下子回落到2000万吨；其中的原

15、因又是什么呢？在上海世博会筹建工作中间，每年大约有建筑垃圾2000多万吨；苏州近年来由于改造，需要发展新城区，规划老城区，每半年就会有将近400万吨建筑废料产生；占据全国数量的5%。上海每年也会有产生近800万吨建筑废料产生；广州每年也将近会有1200万吨建筑废料产生。各大省会级城市，如合肥，南京，杭州，南宁等每年产出建筑废料靠近千万吨1，如果十几年加起来，也就是建筑废料总的储存量达几十亿吨。如果我们按照国际上的测算方法来给它做一个估算，就是每产生10000吨建筑垃圾，就需要占据一亩地垃圾填埋场，那么在这种情况下，我国每年产出的建筑废料的填埋的占地面积就要超过10万亩，多么庞大的一个数字。 (

16、2)严重的环境污染 工程施工在清理运输和堆放的过程中都会产生一大堆的粉尘、沙砾，会严重给环境带来污染，导致空气的不清新，也就是现在所谓的雾霾. 绝大部分的建筑废料都是采用露天堆放或者简单的埋填填埋的方式来处理，这些建筑废料被堆放和埋填在城市的周围后，不仅严重的占用土地，而且容易造成土壤越来越沙化、从而土壤肥沃力越来越弱，导致农作物的生长，影响质量和产量的输出。 容易造成河流的堵塞导致排污困难，更困难的是假如其中含有各种各样的有害物质，重金属、放射性物质，都会污染和腐蚀到地表水，通过雨水的渗漏再一次的腐蚀和污染地下水，给人们的生活带来的危害也是很大的，严重影响到我们人类的生存环境，如果得不到好的

17、解决的话，夸张的说，会一直影响下去，一代接一代。 (3)容易引发一系列的连锁社会问题 现在社会提倡的是让居民的生活越来越城镇化，但是城镇化的过程确实一个相当缓慢的过程，它需要一步步的向外面扩张。那么将来的某一天，当我们发现需要在建筑废料填埋的土地上进行一系列的建筑建设时，你会发现建筑它所产生的成本将大大的被提高。如果我们对于这些建筑废料缺乏长远的规划，那些被填埋的建筑废料的地方根本就无法当作地基使用，那么到时候我们就面临得是建筑废料再转移等的一系列问题。同时如果我们一昧的去拆除旧建筑建造新建筑，就会大大的削弱这个城市的历史文化底蕴和文化遗产，降低了这个城市的文化传承。同时城市风貌如果遭到较为严

18、重的破坏；大量的房屋建筑被拆迁，特别容易引发一系列的社会矛盾，从而影响到这个社会的稳定，这完全不符合我们国家现在的所要提倡的和谐美好的小康社会的主题。 (4)容易造成安全隐患 施工场地附近，由于施工工人出于方便，会把其作为建筑垃圾堆放的临时性场所，如果施工人员再缺少对其作出相应的防护措施的话，在外界种种因素的影响下，建筑垃圾堆就会随时出现坍塌，到时候轻微是严重影响的道路的交通，严重的会由于无法控制，冲向其他周围的建筑物，导致危险的发生。在郊区，由于管理水平、人员素质等问题严重落后，随处可见的就是垃圾的随意堆放，沟渠，荒田等，数不胜数。这不仅会降低水体的自主调蓄能力，也会影响水源的流入和排放，给

19、人们生活带来不便的同时，危害人类的健康。由于建筑废料垃圾当中也会有少量的易燃易爆物存在，不可避免的会发生火灾，但是由于施工人员会选择人口居住较少的地方作为建筑废料垃圾堆放地，所以导致危害的可能性比较少，但是我们不能够去忽略。因此建筑垃圾不可随意堆放。由于土壤、空气等受到污染从而影响人们生活是小，导致大的危险产生，危害人们的健康是大。3 废弃玻璃的处理现状和与主要问题3.1 废弃玻璃的现状3.1.1 国内废弃玻璃的回收现状和处理现状 目前在国内，对于废弃玻璃的回收方面的问题较为不完善，只有一线城市才会有能力去建立自己的废弃玻璃分拣装置，二三线城市还没有足够的能力去建立一个完整的固定的可靠的回收体

20、系。就像国内的一些平板玻璃厂，他们就不愿意使用外面购买的碎玻璃来进行重新使用。第一是为了确保自己的产品质量得到保证；第二是因为我们国家对于玻璃的成分没有一个严格的规划，导致每个玻璃的成分都不相同，耽误工时的同时却不能较大的降低成本。一般需要使用废弃玻璃的地方就是那些生产瓶瓶罐罐玻璃器皿的工厂，再这样的情况，不仅能源得不到有效的利用，容易给资源造成第二次的浪费6。其实欧洲、日本等发达国家都己制订了属于自己的回收再利用的战略目标。因此，我们国家必须加快自己的步伐，尽自己最大限度去建立自己的回收再利用的体制。当然，建立在这些的基础上，作为我们普通群种是无法独立的去完善这项机制的，还是需要相关的政府部

21、门权全力支持的。3.1.2 国外废弃玻璃的回收现状和处理现状 在上世纪60年代初，国外就已经开始研究废弃玻璃的回收以及其的再利用工作了。在欧洲，每个国家都设立了相关协会，其主要工作就是负责回收社会上各种大大小小的废玻璃。然后将收回的各种废玻璃统一集中的被送到专门的碎玻璃加工厂进行专门的加工，再将其送到大大小小的玻璃厂来进行投入生产。由此可见，这是一个一整套的回收再利用体系，这样降低自己成本的同时，减少了废弃玻璃的存在量，有效的节约了能源，从而做到的环境保护6。一般处理废弃玻璃的技术包括: （1）磁性分离机进行分拣; （2）手工分拣大颗粒杂质;(3）压缩空气分拣;(4）分色分拣。3.1.3国内外

22、废弃玻璃的利用现状 废弃玻璃的再利用己经逐渐被各国玻璃工作者作为其重点来讨论，而它的再循环利用主要分为两种:一种是直接再利用，就是将碎玻璃处理加工之后，再次作为原材料投入生产;另一种是间接再利用，就是根据玻璃的特性来生产出其他相关的产品。 (1)直接再利用： 生产平板玻璃。目前国内平板碎玻璃主要用于生产平拉和压延、压花玻璃。 生产玻璃器皿。对于玻璃器皿来说，这个对于玻璃的质量要求就相对于比较低了，可以大胆大量的去使用，但是，在我国由于各个生产玻璃的厂家所需要的玻璃成分也大有不同，这给我们得回收带来了不便，也给后期的在利用带来了难度。在这一方面，我们就应该好好的学习一下国外的经验，他们每个产家生

23、产出来的瓶子都是完完全全一样的，所以相对于回收来说就非常简单。所以，这个就是我们首要解决的问题。 (2)间接再利用： 生产高压线路玻璃绝缘子。玻璃绝缘子的优点是：重量轻，成本相对比较低，能源消耗也比较低，而且使用的年限也比较长的，同时，由于在玻璃绝缘子的表面，它的疏水性要高于陶瓷绝缘子表面的疏水性，因而其特别能耐脏，这样就可以大大的减少了高压输电线路出现跳闸的情况，能有效的控制经济的损失6。 可以用来生产空心的玻璃砖。玻璃砖作为高档的建筑材料的装饰品，主要在写字楼，宾馆等高档的地方得到使用，目前人们对于玻璃砖的使用也需求量越来越大。 生产高速公路用的玻璃道钉。在修建道路时,我们可以在路面在插入

24、玻璃道钉，同时由于玻璃道钉其具有强烈的反光性,司机在驾驶途中可以第一时间发现路面存在的交通问题，从而减少了高速中的安全事故的发生。同时玻璃道钉又具有很强的耐磨性和抗压性，,不需要过多的更换,所以在高速道路建设中是我们的首选6。 生产U型玻璃的原料。透光性、隔热性、保温性、高机械强度是U型玻璃的最大的优点,它不仅有广泛的用途、而且是施工起来相对比较简单,同时又可以起到装饰效果,大大的节约了轻金属型材得使用量6。 生产玻璃微珠的原料。玻璃微珠分两种,一种是空心玻璃微珠。由于其热力学和化学性稳定程度高，不容易变形,所以我们将其广泛用于食品、医疗等领域。另一种是实心玻璃微珠。由于其折射性能高,所以我们

25、将其用于标示线、广告标牌、电影屏幕等大型显目的装置上,因为其在应用的领域相当广泛,所以市场需求量较大6。 生产泡沫玻璃的原料。其密度小、强度高、导热强、稳定性高，在温度工程、防潮工程、音量工程等领域中越来越重要。生产室内外装饰板材原料。代替砂子。二氧化硅是玻璃的主要成分,同时也是沙子的主要成分,正是因为这个原因，可以用部分碎玻璃替代砂子,这样大大降低了沙子的成本。但是由于建筑方面对于等级要求比较高，所以，碎玻璃能否完全代替沙子，这个方面还需要进一步的完善，如果可以，这绝对是建筑史上的一大历史性的突破6。 其他。碎玻璃其实还可以应用在其他种种领域，这些需要我们的专门人员对其进行深入的研究和开发。

26、3.2 废弃玻璃研究回收的主要问题3.2.1 缺少对废弃玻璃空间属性的研究 玻璃是一种拥有很强硬度和稳定性，并以特殊形态存在在自然界中的一种晶体。它属于非晶体的一个分支，而且排列相对于来说，是没有规则的，需要统计均匀的。所以，当玻璃中存在受力缺陷时，就会破坏到它的均匀性，那么其就会表现出各向异性。但同时，当玻璃中不存在受力缺陷时，其的各项物理化学性质都是相同的，所以称之为玻璃的各向同性5。 (1)各向同性：在特殊的理想状态下，玻璃在均匀的情况下，其物理化学性质都是相同的。玻璃又没有固定熔点：因为玻璃是混合物，非晶体，所以无固定熔沸点。 (2)介稳性：首先玻璃状态下的物质，其一般都是因为液体快速

27、冷却而得到，因此，玻璃态下的物质，其内部的能量一般都比结晶态物质下的高，其内部能量处于熔融态和结晶态之间的位置，属于亚稳定状态。所以，玻璃可以统称为亚稳态固体材料。(3)渐变性可逆性：玻璃态物质从熔融状态转变到固体状态，其中的过程是可以变化的，而且它的物理、化学性质也存在连续的变化。而且，如果玻璃态的物质从熔融状态下转变到固体状态下，它存在的温度范围也是要具体控制的，随着温度不断的降低，那么粘黏度也会逐渐的增大，从而到最后形成固态玻璃。但是在这种过程中，是不会形成新的物质的。相反如果需要加热融化玻璃，那么其的过程也是可以渐变的。正是因为玻璃的特性相对比较复杂，没有一个统一的、可以确定的特性，导

28、致给我们后期回收再利用带来了很大的难度，我们无法根据其专属的特性来细致研究。而且，玻璃存在的环境又复杂，用途也较为广泛，我们无法分文别类的一个个筛选、回收、利用。毕竟，这是一项浩大的工程，耗时耗财耗人力，这与我们的可持续发展理论相违背。所以说，目前国内的玻璃专家学者们，缺少对玻璃空间属性的研究，应该找出其一个相对大众化的特性加以利用。3.2.2 缺少对废弃玻璃社会因素的研究2012年1月，国家重点提出了一个轻工业“十二五”发展规划。就是加大对高品质的玻璃制品的发展,加强对于废弃玻璃的回收再利用，达到资源的最大化利用，从而可持续发展29。21世纪以来，居民生活水平的日益提高，在城镇一体化的高速推

29、进下，较多行业也随之迅速的增长起来。在我国，玻璃行业是一个较为新型的行业，尤其是那些符合绿色、无污染、安全的环保理念并同时与我们现在生活方式息息相关的玻璃业也会呈现高速持续发展。根据中国玻璃协会不完全估算,至2020年止,国内日用玻璃器皿和玻璃包装市场的年增长在17%左右13。 近年来，由于国际上的产业转移，给我们带来了很大的发展机遇，一些国际上的玻璃行业的巨头将生产基地全部设立在中国，其原因就是被中国较为丰富的原材料吸引，而且在我国人民的消费水平在日益增长的同时，劳动力却又相对比较低廉。建立在这样的基础上，不仅可以缓解我们国家的就业问题，还可以带动相关行业技术上的进步和规模上的扩张。这对于我

30、们来说，是一个挑战，同时也是一个难得的发展机遇。我们国家地大物博，我们的上游原材料资源丰富，作为玻璃生产的主要原材料，我国石英砂、纯碱、煤炭资源非常丰富。背靠原材料供应基地,交通方便,发展玻璃制品行业具有较大原材料资源优势。目前，人口高速发展的同时带来的也是劳动力的快速发展，同时就业的压力也在逐步增加，而且我们国家还存在男女比例严重失调，人口老龄化等一系列问题。如果，废弃玻璃资源化能好好的利用的话，将减轻社会就业率的压力，提供有力的岗位带动经济的发展。但是，利弊是统一存在的，有利的因素下也会存在不利的因素。主要就是行业内的技术水平和装备水平较低，人员素质问题较低，资源、能源的利用率太低。就资源

31、利用方面来看,提高玻璃配合料中碎玻璃的掺入比例不仅可以有效的解决能源的消耗问题，解决环境污染严重的问题，还可以高效的节约了能源、降低了生产的成本，从而发展了循环经济。目前发达国家，在废弃玻璃的回收利用率上面已经达到了80-90%,但是在我们国家却还是仅有的40%,所以说，在资源循环利用方面我国还有很长的道路要走。同时，人民币的贬值，和国外经济发展水平放缓也会影响到我国的发展。只有有效的利用好玻璃的空间属性和玻璃存在的社会因素才能更好的完善废弃玻璃的资源化利用，从而拉动经济发展的同时，可持续发展。4 废弃玻璃再利用的主要途径4.1 废弃玻璃在混凝土当中的应用自20世纪60年代，国外发达国家就已经

32、开始了将废玻璃渣用于混凝土骨料的研究。开展了将废玻璃粉作为辅助材料，用于替代部分水泥的大量研究。在我国对废玻璃渣应用混凝土骨料的研究也取得了一定进展。4.1.1 废弃玻璃应用于预制混凝土 将废弃玻璃应用于预制混凝土中，主要也就是存在两种方式：一：是替代部分骨料，也就是所谓的粗骨料和细骨料两种。二：是将废弃玻璃碾碎当作水泥来运用。其实，不论是用哪种方式都存在同样的一个问题，就是ASR膨胀问题。ASR的膨胀破坏受多种环境因素的影响，主要有如下几点因素： （1）混凝土当中的碱的含量。混凝土当中的含碱量是ASR发生的必要条件之一，如果混凝土当中不含碱或者含碱量过低就不会发生ASR。 （2）活性硅。足够

33、的活性硅是ASR发生的另一个必要条件。因为废玻璃当中存在大量的二氧化硅，如果我们在其中加入适量的玻璃，伴随着就会产生大量的活性硅，那么就会造成ASR膨胀越明显7。图4.1分别是0, 50% ，100%废玻璃参量情况下制成的混凝土，明显看出随着取代率的增加，混凝土的膨胀破坏越明显。 A(0) B(50%) c(100%)图4.1 0 50% 100%参量废玻璃的混凝土破坏情况 （3）湿度。环境的湿度对于ASR也有明显影响。就是当相对湿度低于85%的时候就会产生ASR，反之就不会产生。（4）颗粒大小。在取代率相同时，随着废弃玻璃颗粒变小，ASR膨胀有减小的趋势。所以，当废弃玻璃比较细时，减少了残余

34、裂缝的数量，从而控制了ASR。(图4.2)中碎玻璃的尺寸小于0.6mm时，ASR膨胀值得到控制。图4.2废玻璃尺寸对ASR膨胀率的影响 （5）温度。随着温度的升高，ASR的膨胀就会增加的越明显。 4.1.2 废弃玻璃应用于再生混凝土在建筑废料中主要有废玻璃和废混凝土两个重要部分来组成，这两者的材料均是不可用生物降解的料。据国内外研究表明，以废弃混凝土为原料生产的再生骨料在某些时候是可以将原有天然骨料取代的，因为在根本上，这两者所需要的成分、作用都有很高的相似度。同时，玻璃的主要成分是二氧化硅，利用废弃玻璃可以用作为集料替代物或作为辅助胶凝材料用于混凝土的生产7。由此，从理论上说综合利用废弃玻璃

35、和废弃混凝土综合利用生产再生混凝土具有一定的可行性。目前国内这方面的研究非常之少。杨晶开展了这方面的初步研究，将废玻璃作为辅助胶凝材料应用于再生混凝土中，对废玻璃微粉的粒径、掺量、水灰比、化学激发剂等影响因素分别进行了多组试验和分析，得出优化后的使用条件，主要就是以下的三点：粒径在38 um以下、掺量为灰份质量的15%、水灰比为0. 45。在对再生骨料进行过处理后，将废玻璃微粉作为辅助胶凝材料掺入其中，经过多组试验和分析，测试结果表明，试件的7d抗压强度为19.2Mpa, 28 d抗压强度达到35.6Mpa，达到了C25设计强度要求9，并且相对未掺废玻璃微粉的试件有着较好的强度发展趋势，由(图

36、4.3)和（图4.4）可以得出废玻璃微粉作为辅助胶凝材料应用于再生混凝土中具有可行性。图4.3再生骨料生产流程图表4.4再生水泥混凝土和普通水泥混凝土的比较4.1.3 废弃玻璃应用于玻璃粉混凝土将玻璃碾碎成粉运用到混凝土当中，融合成为玻璃粉混凝土，能更好有更好的力学性能、更低的导电率、和更高的水泥水化程度。谢国帅,王淑等学者均有所提起到，也就是所谓的玻璃粉混凝土97。因为玻璃中含有大量的二氧化硅，完全可以作为火山灰材料。近几年的研究表明，如果我们将玻璃磨细，同时达到一定程度，在某些时刻是完全可以表现出火山灰的活性来的。(见图4.5)将废弃玻璃磨细之后，把它当做矿物掺合料用作于混凝土当中，不仅可

37、以改善其的微观结构，而且还能增加其的耐久性和受力能力;又可大大减缓玻璃混凝土产生的ASR问题;同时和其他掺合料一样，还可作为原料用于水泥的生产厂9。图4.5玻璃粉与粉煤灰的火山灰活性4.2 废弃玻璃运用于砌砖砂浆材料废玻璃是一种无定型的高二氧化硅材料,因此,将废旧玻璃用作混凝土的矿物掺合料是可行的。由于砂浆是由各种混合物混合而成的颗粒状混合物，主要由水泥、矿物参合量等组成，如果在里面加入水后，砂基本上不参加反应,所以尝试用废旧玻璃取代天然砂制备水泥砂浆在一定程度上还是能有相对的效果。初步的研究和应用表明，利用废玻璃是可以起到节省水泥、节省黄砂、改善砂浆各项性能、降低砂浆成本的作用，增强砂浆生产

38、企业市场竞争力，节能降耗的有力措施，完全符合节能节约型社会建设的总体目标。4.3 废弃玻璃运用于其他建筑材料4.3.1 玻璃幕墙 将废弃玻璃运用到玻璃幕墙当中，主要就是起到装饰的作用，覆盖在各种建筑物的表面，这样在外观上看上去好似罩住了一层薄膜。主要是应用热反射镀膜玻璃，不仅可以采光、保温、防风雨。还能起到多功能的装饰作用。4.3.2 玻璃家具 现代新型玻璃家具，视觉上通透明亮，而且占地面积相对来说比较小。玻璃家具不同于其他的家具，主材由高硬度的钢化玻璃和金属框架构成，钢化玻璃经过特殊的处理之后，拥有很强的硬度，而且也能耐高温，是如今社会室内建筑建设的一个新型潮流趋势。4.3.3 吸热玻璃 吸

39、热玻璃不仅能够合理有效的利用了太阳光这个巨大的能源，还可以在一定程度上起到调节温度的作用，从而做到节约能源，给人们提供一种良好舒适的生活环境。如今，吸热玻璃主要运用于炎热地区（重庆、武汉等）的建筑门窗，玻璃幕墙，车挡风玻璃等地方。4.3.4 新型玻璃 目前市场上流行的新型玻璃主要存在四种：（1）玻璃微珠：主要运用于银屏上面，通俗点就是，可以在大白天看露天电影。主要就是因为它的反射力极强。同时，玻璃微珠还可以运用在交通标志上面。（2）热熔玻璃：又称为水晶立体艺术玻璃，是目前出现在装饰行业中的新面孔。主要有点就是色彩丰富，装饰华丽，比以往的普通玻璃更加的生动。满足了人们对于生活美感的追求。（3）憎

40、水玻璃：主要运用于汽车的挡风玻璃上面。（4）LED玻璃：是一种将LED光源做到与玻璃完美的结合而产生的产品，这种形式的出现突破了我们国家在装饰材料上面的传统理念。4.4 废弃玻璃再利用的环境效益和经济效益分析4.4.1 环境效益废弃玻璃的污染一般讲的是废弃玻璃工业对环境的影响，也就是在生产过程中产生的废水废渣对于空气的、对土壤的污染。(1) 玻璃具有很强的化学稳定性，能够承受住大气、水酸、碱等的侵蚀,而且没有毒性,一般对环境污染比较小。(2) 玻璃对土壤的污染，只有在自然分解后才会产生污染，但是中间的时间较长。虽然，玻璃本身的成分没有毒性，但是其可以溶解出有毒的物质，随着食品进入人的体内，从而

41、对人产生影响。(3) 玻璃会产生很强烈的光污染，通过光污染会对人类的眼睛，视网膜产生很强烈的伤害，导致白内障等一系列的眼科疾病。影响人类生活的同时，影响身体的健康。所以说，废弃玻璃的再回收利用，轻微的是对人类生活带来帮助，减少对人们身体上的危害，同时也更好的可以给环境带来帮助，减少能源的消耗，促进可持续发展。4.4.2 经济效益废弃玻璃再回收是新形势下发展的大趋势，也是大力发展节能建筑，促进我国经济社会可持续发展、建设节约型社会的必然选择。在这样的基础上，将会产生一种新的经济方式，也就是“循环经济”，资源产品再生资源的物质循环的流动经济。在这种新的经济方式下，主要也会产生如下二种经济效益：（1

42、） 直接经济效益：就是可以计算出来的经济效益。 如果使用废弃玻璃就可以省去大量的能源与化工原料，直接在成本上节约开支。据不完全估计，玻璃沥青混合料铺设的普通沥青路面的成本的成本将大大低于由天然集料,据国外统计可节约30%40%的费用31。使用废弃玻璃回收可以带来下列直接经济效益： 原材料、能源等一些列得到最优化的处理，从而提高了生产力。减少了玻璃加工之前的工时，提高了劳动生产率。降低了原有的成本，大大节约了开支。 （2）间接经济效益：就是不能完全计算出来的经济效益。 主要就是人为啊、工厂的管理水平制度、管理效益、以及城市化建设等等。使用废弃玻璃回收可以带来如下的间接经济效益：废弃玻璃再使用的这

43、项技术信息流通的更加合理，更加有趋势化。能更好的实现我们国家可持续发展的新型节约型社会的宗旨。提高了我们自己的信心，扩大了影响力，也增强了竞争力。5.废弃玻璃在具体案例中的具体应用5.1 废弃玻璃在建筑案例上的运用5.1.1 项目背景这次主要的项目就是宁波中心三期的土建工程如图(5.1)，该项目坐落于宁波东部新城，往北靠近规划路，往南靠近宁穿路，往西靠近本项目的二期以及四期，往东靠近海晏路。该项目的工程内容就是宁波中心三期土建工程招标范围总建筑面积约为312735，其中地下室的建筑面积约为114562，上部的建筑面积约为198173，主要以框剪、核心筒、后张预应力梁、钢结构组合结构形式来施工。

44、由此可以看出，项目的甲方，也可以称作发包人就是宁波都市房产开发有限公司，乙方也就是承包人就是宁波建工股份有限公司。工期要求：总工期为 1210日历天，标段划分及地下室、主体完成时间详见下表；1125天内通过单体竣工验收；1185天内通过项目联合验收并经整改完毕及提交甲方完整的竣工资料；以上工期均包含节假日、季节性雨雪天及甲方单独发包工程所需工期在内。图5.1 宁波土建工程三期模拟图5.1.2 项目应用首先拿到一个项目，能做到用最低的成本做出做好的项目，也就是所谓的控制成本。目前国内在控制成本方面主要也就是从建筑材料，建筑施工上面着手利用。而建筑材料方面最好的就是从建筑废料上面入手，让资源得到循

45、环利用。像这个宁波中心的三期项目，在混凝土方面就选择了玻璃骨料混凝土、玻璃沥青混凝土、预制预拌玻璃混凝土三种7。如今市场在废弃玻璃这一块，运用最广泛的也就是现在的玻璃骨料混凝土。王淑等学者也就这个新型混凝土做出研究。宁波的这个项目就是在混凝土当中把废弃玻璃颗粒当做替代材料，并且在里面加入了粉煤灰。由于废弃玻璃骨料的吸水率较低、耐久性高、流动性强、装饰性好，而且处理的成本也比较低，有效的控制了成本的同时也加强了混凝土的某些技术功能。如何检验混凝土的耐久性，主要取决于混凝土抗氯离子渗透能力Chen等试验表明，废弃玻璃在混凝土的使用，其比较好的代替率为40%-50%(质量比)。在混凝土中含有40%废

46、弃玻璃，那么它的混凝土抗压强度比普通的混凝土的抗压程度要高，具体高多少取决于往里面加入多少量的废弃玻璃。因为细玻璃骨料混凝土，它具有较好的抗氯离子以及抗硫酸根离子渗透能力10，相对于基准混凝土，它比较出色。表5.2 混凝土电通量的比值与粉媒灰掺量的关系从（表5.2）就可以看出，随着粉煤灰掺量的增加，混凝土28,56 d的电通量在非线性逐渐减小，即混凝土的抗氯离子渗透性能在逐渐增强，尤其是混凝土56 d的抗氯离子渗透性能有显著增强。这主要是因为粉煤灰的掺入改善了混凝土内部的微观结构和水化产物的组成，混凝土孔隙率降低，孔径细化，使混凝土对氯离子渗透的扩散阻力提高。下图5.3可以更加直观的看出粉煤灰

47、对于石屑混凝土的影响。图5.3 粉煤灰对石屑混凝土抗压强度的影响 通过具体实验比较了废弃玻璃粉、粉煤灰两种掺合料对水泥水化作用的影响，结果表明，相同掺量下玻璃粉混凝土具有比粉煤灰混凝土更好的力学性能、更低的电导率和更高的水泥水化程度。所以说，在新形势下，玻璃骨料混凝土将会得到更加广泛的应用。在宁波这个二三四期项目中，周围以及项目内的道路铺设的混凝土采用的是玻璃沥青混凝土，也就是指在普通沥青混合料中加入部分碎玻璃作为骨料的沥青混凝土。通过可靠的研究表明，用玻璃作为道路填料比用其他材料具有一下几个优点:（1）减少了车辆横向滑翻的事故;（2）具有白天光线反射柔和，夜问“闪光”的神奇功能;（3）路面磨

48、损情况良好;（4）积雪溶化得快，适于气温低的地方使用;（5）耐久性良好等。最后的预制预拌混凝土，就是引进了美国哥伦比亚大学的研究出来的预制混凝土制品。主要开发生产出了预制混凝土路面板、灰色混凝土砖、装饰混凝土建筑砌块、预拌混凝土等一大批产品。通过配合比以及完善的工艺，让其各项指标都是完全可以满足相关要求的。由此可见，废弃玻璃在混凝土当中的应用还是相当广泛的，从宁波这个项目当中就可以很明显的看出来，总共运用到了三种混凝土，不耽搁工期的情况下，节约了成本，改善了建筑设施的质量，给建筑行业添加了一剂强心针，也给同行们带来了可以参考的模板，“不进步就倒退”很好的说明了这一切。5.2 废弃玻璃在建筑装饰

49、上的运用5.2.1 项目简介双城国际的地理位置优越，因为它在坐落在拱北口岸，同时又靠近澳门这个繁华的城市。它往北靠近三环路，往西靠近惠州大道，以傲然的姿态坐落在江北地 24号小区，雄踞于江北的CBD之上。该项目主要参与的是30-68平米的唯美小户，拥有高端酒店式装修，私人家电一步到位，完全不需要住户自己去操心，给住户一种高大上的感觉给住户带来方便的同时，加大了自己在行业内的口碑。双城国际总占地面积约为7.7万平米，其总的建筑面积约21万平米，主要布局为16-26层高层住宅半围合式，其中拥有东南亚水景园林25000平米，风情商业街1500米，每家每户的车位配置按照1:1来分配。而且每家每户都赠送

50、入户花园、内庭院等等，给业主带来视觉上、精神上的双重冲击，在未来的时间内，拥有很强的增值空间。 双城国际该项目设计为3栋31层高，总体的建筑面积达到6.2平方米,上下联体但是中间却分开的塔楼式建筑，两边两栋的“星语双城”为项目一期的高级公寓，其中第一层到第四层做到餐饮购物一体化，有酒楼、银行、购物中心、第五层开始为园林会所，是一栋集休闲、购物、居住、办公为一体的商务楼。“双城国际”拥有非常时尚的外观，让人觉得很有气派，而且办公居住都会特别的舒适安全，良好的交通地段也是其的一大卖点。所以说双城国际无论从硬件设施，还是软件的配套方面，都做了很好的功课，下足了功夫。所以说，无论你是从地段位置来看，还

51、是从它所处区域所规划的未来前景来说，双城国际都是不可多得的产品，在未来更是无法复制的。如果从产品本身来说，双城国际将是未来拱北口岸区域地标性建筑。 双城国际楼层样板图 双城国际未来规划图5.2.2 项目应用对于双城国际这个项目，我对于该项目了解最多的还是在建筑装饰上面的应用，也就是所谓的玻璃装饰上面的应用。该项目运用的玻璃是引进高明集团研制出来的智能调光玻璃。何谓智能调光玻璃，也称作为电控液晶玻璃、调光玻璃、魔术玻璃、是一种新型的能源玻璃。它的神奇之处在于，可以通过电压调节，呈现出透明和不透明的两种情况，满足了人们对于光线的需要的同时又保护了住户的隐私。其主要拥有五项优点：如下所示：（1） 隐

52、私保护功能：这个是其最大的功能，可调节透明与不透明两种情况，在不透明的情况下依旧可以采光，不影响人们对于阳光的需求。（2）投影功能：在特定的情况下，它也可以充当一定的投影硬屏，其特效就相当于坐落在上海最大经济中心陆家嘴的“震旦大厦”的玻璃幕墙，在光线适宜的情况下，它的投影效果非常优秀。（3）安全性：该类型的玻璃具备安全玻璃的所有优点，包括破裂后防止碎片飞溅的安全性。（4）环保特性：调光玻璃中间的调光膜以及胶片，完全可以屏蔽90%以上的红外线和紫外线。屏蔽红外是减少热辐射和传递。屏蔽紫外是保护室内的陈设不应紫外辐射而逐步老化，褪色等情况，同时也保护了人们不受紫外线直射而引起的疾病。（5）隔音特性

53、：调光玻璃中间的调光膜以及胶片具有声音阻挡功能，可以有效的阻挡各类噪音，给人们营造出舒适、安全、寂静的氛围。该项目中的调光玻璃，除去调光玻璃中间的调光膜以及胶片之外，其他的均以废CRT屏玻璃和锥玻璃的碎玻璃为原料。 由此可见，将废弃玻璃碾碎之后，通过研究加入定量的物理、化学材料是可以研制新形势下的新新玻璃材料。只要我们敢于动脑，办法总比困难多的。5.3 废弃玻璃在其他方面上的运用在21世纪，数字电视的越来越普及、平板电视价格也有了明显幅度的下降。所以，从客观上说，从现在起到2020年，这将会是国内彩色电视的一大历史性的突破，因为平板电视将会完全代替CRT电视。所以说，在未来几年间，CRT 的废

54、弃量将会越来越大，所以废弃电子玻璃的处理己经成为一个摆在我们面前的大难题。如何将废弃玻璃提炼出来，如何从中获取所需要的能源或者物质，是我们国家的玻璃学者们该认真去考虑的问题。陈梦君等学者研究发现，可以通过真空碳热还原法，可以做到无害化处理废弃阴极射线管锥玻璃。原料采用的是含49.61%的二氧化硅 , Pb024.71%的锥玻璃，假设我们设置还原温度为1000、真空系统压力10Pa，在其中加入10%的碳粉并且做到4个小时的保温保温，我们可以发现铅的回收率可以接近100 %;如果在这个基础上，设置真空系统压力为1000 Pa时，铅的回收率也可以达到98. 6% 12。这为我们提供了一种较为高效的回

55、收利用废弃CRT玻璃的方式。（如图5.4)所示：图5.4 CRT显示器含铅玻璃的闭环循环与开环循环利用方式该具体还在最后的研究阶段，可是我相信在未来，这将会是一种新型的能源提取方式。近年来，废弃的CRT电子玻璃增长的非常迅速，但是却没有足够的冶炼厂能够做到很好的处理这些废弃的CRT电子玻璃，就算是在国外工业较为发达的北美地区，也只有较少数的冶炼厂能够做到高效的回收再利用。美国有著名的铅生产公司道郎公司和加拿大著名的诺兰公司，只有他们才配备了铅的二次资源回收利用厂，他们主要也就是以玻璃提炼加工成铅的方式来处理废弃CRT电子玻璃。而且，在他们之间还存在配合与交流，美国的一些废弃CRT电子玻璃还被运

56、送到加拿大的诺兰达公司进行加工和再利用的，主要也就是在诺兰达公司的布伦瑞克冶炼厂处理这些废弃CRT电子玻璃。针对废弃CRT电子玻璃处理存在的问题，研究者开始用废弃CRT电子玻璃作冶炼的研究，日本等相关国家物质科学研究所等也对铅冶炼过程中处理废弃CRT电子玻璃进行了分析研究。近年来，日本首先开发出以碎玻璃为主要原料生产出的玻晶砖是一种既非石材也非陶瓷砖的新型绿色建材。玻晶砖是由碎玻璃为主，掺入少量粘土等原料，经粉碎、成型、晶化、退火而成的一种新型环保节能材料13，完全符合一下清洁生产的三原则。（1）生产中使用的粘土等地球上不断枯竭的资源，其用量比其它产品少得多;由于它的烧成温度不到1100摄氏度

57、，低于陶瓷砖的烧成温度1260摄氏度，可大大节约能源，二氧化碳等废气排放量可减少25%以上，生产成本远远低于其它同类产品，因此完全符合减量化原则。（2）产品性能优于粉煤灰水泥砌块、水磨石、人造石、陶瓷砖，与烧结法微晶玻璃相当。它的使用寿命比含有机物的人造石或石塑板要长得多，由于它的孔隙率比陶瓷砖和花岗岩都小，因而更容易清洁，很好地解决了长期以来陶瓷地砖或花岗岩装修地面或外墙时难以解决的“吸脏”问题。因为废物利用、能耗低、工艺流程短和投资小，成本比烧结法微晶玻璃的低得多。因此，这种新型饰材使用范围很广，可长期反复使用于不同场合。（3）废品站已不愿收购日益增多的碎玻璃，特别是最近国家限制啤酒瓶的重复使用后，废旧碑酒瓶剧增，使之成为城市固体垃圾中的严峻问