回收玻璃粉掺配废弃物蚵壳制备发泡玻璃

1、回收玻璃粉摻配廢棄物蚵殼製備發泡玻璃 研究 *Preparation of Foam Glass from Mixture Recycling Cullet and Oyster Powder *1 1 2 1 T. A. Wu1C. H. Chu1 S. B. Wen2Y.H. Shen1TFT-LCD 8:2 2.5wt% 5wt% 10wt% 750 800 850 900 950 20min 40min 60min 450 2 5 wt.% 850 40min 0.4g/cm3 1mm3mm關鍵詞: TFT-LCDFoam glass is one of all kinds of on

2、coming heat-insulating, sound insulation, and water-repellent materials, which may be prepared by employing recycling glass and adequate foaming agent at heat treatment. In this study, the amount of 80 wt.% recycling TFT-LCD glass and 20 wt.% sodium-calcium glass were mixed as feedstock. The mixture

3、s doping various amount of oyster powder, namely 2.5wt%, 5wt% and 10wt% addition, red at the temperatures from 750 to 950 with 50 increments for three different holding time as 20, 40, and 60 min, respectively, and then annealed at 450 for 2 h. Results of apparent density and OM observation show tha

4、t the density at 0.4 g/cm3 for foam glass with 5 wt.% oyster powder addition can be obtained at 850 for 40 min and uniform porosity distribution and pore size at approximate 13 mm was observed.Key words: foam glass, TFT-LCD glass, sodium- calcium glass, oyster powder一、前言*Paper presented at 2009 CIMM

5、E Annual Convention, October 23,2009, MiaoLi.1Department of Resources Engineering, National Cheng Kung University2General Education Center, Meiho Institute of Technology-73-鑛冶 54/3-74-九十九年九月1-425 30TFT-LCD 750 800 850 900 950 20min 40min 60min 450 2二、實驗方法2.1再生玻璃原料來源0.6122.2蚵殼原料來源Fig. 1 Flow-sheet of

6、 foam glass prepared. 750 - 950 20 - 60 min 1 h200 mesh 800 kgf/cm2-75-鑛冶 54/3 CaCO 3 CO 22.3實驗流程Fig. 1 TFT-LCD 200 8:2 200 2.5wt% 5wt% 10wt% 1 800kgf/cm2 1 min 10 /min 750 800 850 900 950 20min 40min 60min 450 2 X-ray (Siemens D5000 (OLYMPOS BH2-UMA (Polaroid Digital Microscope Camera三、結果與討論3.1 起始原

7、料分析Fig. 2 X-ray (CaCO3 (CO2 3.2 成型對發泡玻璃之影響 750 1100 1.8 g/cm3 ; Fig. 2 XRD pro le of oyster powderFig. 2 XRD profile of oyster powder 型對發泡玻璃之影響由實驗結果顯示經成型之試片相較於未壓錠之玻璃粉與蚵殼粉,經溫度 750 到 1100的燒結試驗,其視密度皆大於 1.8 g/cm3,幾乎無發泡現象產生; 然而,上述 實驗結果明顯證實成型為製備發泡玻璃的重要的步驟之。其原因為未經過成型之 試片,其可能在達玻璃軟化溫度時,玻璃粉顆粒之間呈現鬆散狀態,而隨著溫度增 加

8、碳酸鈣已開始分解反應,二氧化碳氣體由顆粒間的孔隙中散逸,然而達玻璃之融 熔點時,已無足夠的氣體留在玻璃的內部,導致發泡現象的不顯著。3.3 溫度與持溫時間對密度之影響-76-九十九年九月3.3 溫度與持溫時間對密度之影響2.5 wt.% 5 wt.% 10 wt.% Fig. 3 2.5 wt.% 850o C 1g/cm3 ; 5 wt.% 750o C 20min 1 g/cm3 0.7 g/cm3 10 wt.% 20min Fig. 3 Density of foam glass with (a 2.5 wt.%, (b 5 wt.% and (c 10 wt.% oyster add

9、ition red at various temperatures and holding time.Fig. 3 Density of foam glass with (a 2.5度與添加量對密度之影響 不同蚵殼添加量在不同溫度條件下,分別持溫20、 40、 60min對發泡玻璃密度 的關係,如 Fig. 4所示,就持溫時間 20min 而言,蚵殼添加量 2.5wt.%在各溫度條件下 的發泡程度明顯較其他添加量來的不足,導致較高的密度結果產生 ; 然而添加量 5和 10wt.%的發泡玻璃結果則大致相近。當持溫時間為 40min 時,顯示添加量 5wt.%的在 溫度高於 850o C 以上的發

10、泡玻璃有較佳的發泡現象,其視密度皆在 0.5 g/cm3以下 ; 然 而較長時間的持溫時間 60min 時,添加量 2.5wt.%雖在溫度 900o C 有較佳的發泡現 象,但其視密度約在 0.9 g/cm3左右 ; 而較高添加量 5和 10wt.%的發泡玻璃視密度結果 與持溫 40min 的趨勢大致相同。以上結果說明較佳的發泡玻璃在低添加量的樣品比 高添加量的所需發泡的時間明顯較久之外,其所須溫度也明顯較高,主要原因應該 是與發泡劑碳酸鈣的分解溫度有關。 (b 度之影響 溫度條件下,分別持溫 20、 40、 60min 對發泡玻璃密度 溫時間 20min 而言,蚵殼添加量 2.5wt.%在各

11、溫度條件下 量來的不足,導致較高的密度結果產生 ; 然而添加量 5和 致相近。當持溫時間為40min 時,顯示添加量 5wt.%的在 3(c度與添加量對密度之影響 不同蚵殼添加量在不同溫度條件下,分別持溫 20、 40、 60min 對發泡玻璃密度 ,如 Fig. 4所示,就持溫時間 20min 而言,蚵殼添加量 2.5wt.%在各溫度條件下 程度明顯較其他添加量來的不足,導致較高的密度結果產生 ; 然而添加量 5和 的發泡玻璃結果則大致相近。當持溫時間為 40min時,顯示添加量 5wt.%的在 於 850o C 以上的發泡玻璃有較佳的發泡現象,其視密度皆在 0.5 g/cm3以下 ; 然

12、時間的持溫時間 60min 時,添加量 2.5wt. %雖在溫度 900oC 有較佳的發泡現 其視密度約在 0.9 g/cm3左右 ; 而較高添加量 5和 10wt.%的發泡玻璃視密度結果 40min 的趨勢大致相同。以上結果說明較佳的發泡玻璃在低添加量的樣品比 量的所需發泡的時間明顯較久之外,其所須溫度也明顯較高,主要原因應該 泡劑碳酸鈣的分解溫度有關。 (a Fig. 4 Effects of various temperatures and addition for foam glass with holding time of (a 20, (b 40 and (c 60 min on

13、 density.結構觀察 由於本實驗的發泡玻璃試片孔洞較大 , 因此採光學顯微鏡 5x10之放大倍 察試片微結構及孔洞大小,如圖 5、 6和 7所示。由光學顯微照片 5(a、 (b和 (c添加量 2.5 wt.%持溫 20min 的試片在 800仍無明顯的孔隙產生,然而溫度達 8即可清處楚地看到孔隙產生,其大小約大於 2.0mm ,而溫度 900的試片孔隙 楚可見,因此發泡玻璃的製備溫度為 850。此外,試片在添加量 5 wt.%持溫 溫度 750o C 、 800o C 和 850o C 的條件下皆明顯可看到氣孔的產生,顯示添加量由 wt.%增加至 5 wt.%且持溫時間 40min 可使

14、發泡玻璃的產生溫度有提前的效果,6(a、 (b和 (c所示 ; 然而,如圖 7(a、 (b和 (c所示 ; 當添加量為10 wt.% 溫度為 持溫時間為 60min 時,則未有明顯孔洞產生,而溫度 850oC 及 950o C 則明顯有孔 產生,而達到發泡玻璃的效果。(aFig. 4 Effects of various temperatures and結構觀察由於本實驗的發泡玻璃試片孔洞較大 , 因此採光學 察試片微結構及孔洞大小,如圖 5、 6和 7所示。由光學顯 添加量 2.5 wt.%持溫 20min 的試片在 800仍無明顯的孔 即可清處楚地看到孔隙產生,其大小約大於 2.0mm ,

15、而溫 楚可見,因此發泡玻璃的製備溫度為850。此外,試片溫度 750o C 、 800o C 和 850o C 的條件下皆明顯可看到氣孔的 wt.%增加至 5 wt.%且持溫時間 40min 可使發泡玻璃的產生 6(a、 (b和 (c所示 ; 然而,如圖 7(a、 (b和 (c所示 ; 當添加 持溫時間為 60min 時,則未有明顯孔洞產生,而溫度 850產生,而達到發泡玻璃的效果。(b(ces and addition for foam glass with holding time 結構觀察 由於本實驗的發泡玻璃試片孔洞較大 , 因此採光學顯微鏡 5x10之放大倍率來觀 察試片微結構及孔洞

16、大小,如圖 5、 6和 7所示。由光學顯微照片 5(a、 (b和(c顯示,添加量 2.5 wt.%持溫 20min 的試片在 800仍無明顯的孔隙產生,然而溫度達 850時即可清處楚地看到孔隙產生,其大小約大於 2.0mm ,而溫度 900的試片孔隙仍就清 (c-77-鑛冶 54/33.4 溫度與添加量對密度之影響20 40 60min Fig. 4 20min 2.5wt.% 5 10wt.% 40min 5wt.% 850o C 0.5 g/cm3 60min2.5wt. % 900o C 0.9 g/cm3 5 10wt.% 40minFig. 5 SEM photographs of

17、foam glass with 2.5wt.% oyster addition red at various temperatures of (a800o C (b 850o C and (c 900o C for 20 min. Fig. 6 SEM photographs of foam glass with 5wt.% oyster addition fired at various temperatures of (a750o C, (b 800o C and (c 850o C for 40 min.Fig. 7 SEM photographs of foam glass with 10wt.% oyster addition fired at