科學家用玻璃廢料替代3D打印混凝土結構中常用的沙子

盡管玻璃被認為是一種可回收的材料，但它經常不被回收。這可能是由于缺乏適當的回收設施，或者是由于玻璃廢料經常以許多碎片的形式出現，這些碎片太小，無法以實際的方式按顏色分類--分類過程是回收的要求。

新加坡南洋理工大學的研究人員為尋求非回收玻璃的用途，研究利用它來替代3D打印混凝土結構中常用的沙子。畢竟，玻璃是由二氧化硅制成的，而二氧化硅是沙子的一個主要成分。

在他們的研究中，科學家們將玻璃廢料粉碎成五種不同的碎片尺寸--粗、中、細、超細和“月塵”--以取代通常作為混凝土骨料的沙子和礫石。然后他們將磨碎的玻璃與混凝土的其他兩種成分，即水泥和水結合起來。

混合物隨后通過現有的4軸龍門式機器人3D打印機的噴嘴被擠出，創造出一個40厘米高的L形混凝土長凳。混凝土固化后，發現其強度與傳統的含沙混凝土相似。此外，研究人員指出，澆筑的混凝土在固化前沒有變形或塌陷，而且它的流動性足以輕松地流過打印機的噴嘴。

作為一個額外的好處，由于玻璃不像沙子那樣吸水，制造混凝土所需的水也更少。

“我們的研究表明，回收的玻璃可以用來替代3D打印的混凝土中高達100%的沙子，”首席科學家Andrew Ting說。“其結果是一種機械強度符合可接受的工業標準的混凝土工作臺。鑒于沙子被開采的速度比它自然補充的速度快得多，在建筑和施工中使用再生玻璃的前景正變得越來越有吸引力。”

這項研究在最近發表于《建筑工程雜志》的一篇論文中進行了描述。

澳大利亞迪肯大學的科學家在2019年進行的一項研究表明，玻璃也可以在更傳統的非3D打印結構中取代沙子。