废弃玻璃在混凝土中的应用研究及探讨

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发布时间：2021-09-11

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废弃玻璃在混凝土中的应用研究及探讨
袁雪莲，胡杰
(1．河海大学文天学院，安徽马鞍山243000；
2．马鞍山中鑫工程质量检测咨询有限公司，安徽马鞍山243000)
摘要：文章综述了国内外废弃玻璃用于混凝土的研究及应用现状，指
出目前研究的匮乏以及限制其应用的碱骨料反应问题，提出了可能的预防
措施及今后的研究方向，认为废弃玻璃作为混凝土细骨料及掺合料均是可
行的，碱骨料反应的发生与玻璃粒径有密切关系，磨细的玻璃粉能一定程
度地抑制碱骨料反应，并探讨了废玻璃用于碱胶凝材料的可行性。
关键词：废弃玻璃；碱骨料反应；膨胀；混凝土
中图分类号：TU528．59 文献标识码：A
文章编号：1 007—7359(201 6)03—0245—03
DOl：10．16330~．cnki．1007—7359．2016．03．089
1 概述
在城市垃圾中，废弃玻璃占有很大比例。中国城
市固体废料中有6％～l1％为废玻璃Ⅲ，全球固体废渣
中有7％为废玻璃口。将大量的废玻璃弃之不用，既
占用宝贵的土地，又污染环境。
在玻璃制造业，废玻璃的再利用可以降低生产能
耗、减少原料消耗，但要求再利用之前按颜色分选，
同时要去除玻璃上的粘胶、标签及容器内的残留物等
杂质，因此废玻璃常因杂质、混色和成本等方面的原
因，不能顺利地用于生产新玻璃，其再利用能力有限。
我国基础设施建设规模空前，天然集料日益短
缺。玻璃的主要化学成分为SiO 、CaO、Na 0、AI 0 ，
与天然砂性质相似，经破碎后具有天然砂的物理性
能。混凝土对玻璃颜色没有苛刻要求，允许杂质含量
有一定的波动，玻璃的前期处理成本相对较低。另外，
混凝土是大综土木工程材料，再利用量大，将废玻璃
用于工程材料中是大量处理废玻璃的最佳途径。因此
在废旧玻璃排放量日益增加的形势下，研究将废弃玻
璃替代天然集料来配制混凝土的思想，符合可持续发
展的宏观经济战略。
作者简介：袁雪莲(1987一)，女，广东云浮人，毕业于河海大学，硕士；
助教，主要从事土木工程方面的教学工作。
2 废玻璃在混凝土中的研究概况
2．1废玻璃用作混凝土骨料的研究
废玻璃用作骨料时，若粒径大于3mm，操作很
困难，必须使用厚手套，且拌和时容易发生断裂；当
粒径低于2．5mm，外观上已经看不出来是玻璃，而是
有棱有角的不规则形状。因此，从混凝土的易操作性
和工作性考虑，废玻璃适宜用作细骨料。
上世纪60年代西方发达国家开始了用废弃玻璃
作混凝土骨料的研究，但混凝土均出现了碱骨料反应
膨胀破坏，而当时对碱骨料反应的机理和抑制措施的
研究还处于起步阶段，这导致废玻璃用于混凝土的研
究几乎陷入停滞p 。到了90年代，西方发达国家开
展了新一轮将废玻璃用于混凝土的研究热潮，并取得
了许多可用于实践的研究成果。美国哥伦比亚大学系
统的开展了将废玻璃骨料应用于预制混凝土制品的
专题研究，并批量生产了相应的抛光预制玻璃混凝土
墙面砖。美国巴尔的摩最先使用玻璃沥青混凝土
作为路面材料，其优良l生能和耐久．『生令设计者本身都
感到惊讶。
大量研究表明，以废玻璃取代砂子制备混凝土，
是完全可行的，混凝土的早期性能并不会受到明显的
影响。当取代率低于50％时，后期膨胀率较小，且上
升缓慢，使得内部结构较为紧密；取代率高于50％
时，后期膨胀率不断增加，增幅很大，反而会破坏原
有水泥石的紧密结构，使力学性能受损，因此玻璃取
代砂不宜超过50％。同时，废玻璃作为细骨料，混凝
土抗压强度、抗拉强度和抗弯强度有随着玻璃含量增
加而减少的趋势。
然而，目前国内外还没有形成一套关于玻璃作为
细骨料能满足混凝土基本性能的具体标准，究其原