1、废旧高分子材料在建筑行业中的应用 废旧高分子材料在建筑行业中的回收应用 文章简要介绍了废旧高分子材料的危害及其来源,介绍了几种废旧高分子材料在建筑材料的的回收利用技术,最后对这些废旧高分子材料在建筑材料中的回收应用意义做了简要论述。 关键词:高分子材料,废旧塑料,建筑材料,回收应用 1前言 以塑料、纤维、橡胶为主体的高分子材料在我们的生活当中随处可见,高分子材料与我们的生活息息相关,我们的生活与高分子联系也越来越紧密。随着社会和科学技术的飞速开展及人们消费习惯的改变,人们使用的高分子材料数量也迅速增加,由于通常高分子材料的使用寿命比较短,所以废旧高分子材料的数量也大量增加。由于大量的废旧高分子
2、材料不能在大自然中自然降解,已经成为环境污染的一个重要来源。 日常生活中用量最大的热塑性高聚物聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp),聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)等树脂制品的消费量达1135万t/年。据调查,每年产生废弃物数量巨大,美国1800万t,日本488万t,西欧1140万t,我国也有90万t。 目前,废旧高分子材料的处理方式主要是燃烧、填埋以及回收再利用1。回收循环利用高分子材料主要有两种,一是物理循环技术,物理回收循环利用技术主要是指简单再生利用和复合再生利用,回收废旧塑料制品经过分类、清洗、破碎、造粒进行成型加工。这类再生利用的工艺路线比较简单,生产量巨大,但再生制品的性能欠佳,一
3、般制作档次较低的塑料制品。二是化学循环利用,通过对回收的高分子废旧材料的化学改性,生产到达同类或异类使用要求的产品。化学循环再生材料生产工艺复杂,投资高,产品改性彻底,但产量低,对回收高分子材料要求也高。 我国处理废弃的高分子材料的技术还是比较落后,大局部只是较简单地单纯再生及复合再生。大批量的废弃高分子材料都变成为垃圾,大量的废旧高分子材料已经严重影响了我们的日常生活如:分散在土壤中塑料地膜,易使土质板结,影响农作物对氧、空气、水分、光的吸收;地面上飞散的薄膜碎片易引起火灾、污染环境;局部废旧高分子材料在降解中释放对人体有害的气体及毒素。如何处理这些废旧的塑料、纤维、橡胶等已经成为一个日益迫
4、切的环境和经济问题。 在我国,高分子材料使用量大,生产量也大,当然废旧高分子材料数量也巨大。燃烧与填埋仍然是我国处理废旧高分子材料的主要方法。能量资源白白浪费的同时造成了严重环境污染。因此寻求一种符合我国国情的废旧高分子材料处理方法很重要。建筑材料使用废旧高分子材料是物理循环利用的一种,工艺流程简单,设备要求不高。建筑材料在我国的使用量巨大,如果这方面技术开发与应用得当,那么将是改善我国在高分子材料处理问题上的一条重要途径。2废旧高分子材料在建筑材料中的回收应用 据统计,美国在20世纪末废旧塑料回收率达35%以上,废旧塑料品种的比例约为:包装制品占50%,建筑材料占18%,消费品占11%,汽车
5、配件占5%,电子电气制品占3%。我国废旧塑料的回收率在20%左右,建筑材料占的比例更小。我国废旧塑料在建筑材料中的开发利用技术水平还比较低,还有广阔前景。 2.1废旧高分子材料制作墙体材料 随着国家有关禁止使用粘土砖禁令的公布,开发使用新型墙体材料已经成为一种必然趋势,同时回收利用废旧高分子材料技术的开展,为废旧高分子材料复合成新型墙体材料提供了强有力的支持。目前已有许多这类技术开展相当成熟,并用于实际的生产当中。 英国威尔士affresol公司开发出一种建造低碳住房(如以下图)工艺2,采用包装物废弃料和加工废料等再生废旧塑料及矿产品作为原材料,而且价格合理。每一座房屋约消耗18吨本应进行填埋
6、的材料。 第一座这样的积木式房屋已被英国一家室内供暖和热水系统生产商伍斯特博世公司订购,房屋座落于英国伍斯特郡warndon的工厂内。伍斯特博世公司向affresol公司提供利用再生加热器回收的废旧塑料,将保证伍斯特博世公司实现零废料排放的方案。 affresol公司已经利用再生塑料和矿产品开发出一种名为tpr的材料,主要用于建造结构性房屋等建筑产品。这项专利工艺使用的是一项将塑料加工成高强度结构件的低能耗冷却工艺。 2.1.1玻璃与塑料复合而成的样品砖 由塑料,玻璃复合而成的样品砖已经研制出来,在国外已经得到了较广泛的应用。其中塑料组分包括聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,聚氯乙烯以及abs,相同的
7、粒径形态,较窄的尺寸范围和尺寸分布与近似尺寸的棕色玻璃混合成玻璃塑料复合材料,其中玻璃的质量百分比根据不同的性能要求可为15%,30%,45%。这种材料能在235模压成标准的粘土砖形状。当温度在2050范围变化时,经过抗压实验,发现其断裂应力是普通粘土砖的两倍多。制备这种试样时所要求的塑料不需要区分热塑性和热固性,因此它的原料来源相当广泛。 2.1.2废旧塑料pvc做建筑线槽 在建筑施工中常使用玻璃条、有机玻璃条、橡胶、塑料条作为房屋施工用的分割线条和避水线条。这些材料的共同缺点是价格高,合肥华风改性塑料公司3,使用塑料改性新配方,新技术开发出一系列用于建筑建材行业的改性废塑pvc线槽。不仅质
8、量好,工人使用方便,产品有不同规格型号,更重要的是这种材料价格大幅度下降。 其工艺流程: 2.1.3利用废旧塑料和粉煤灰制建筑用瓦 哈尔滨工业大学的张志梅等4研究了利用废旧塑料和粉煤灰制建筑用瓦的工艺方法和条件,用废旧塑料粉煤灰制成的建筑用瓦在性能上,完全可以满足普通建筑的要求。这种建筑用瓦的研制成功,不仅可以降低本钱,还是消除“白色污染的一种积极方法。 其工艺流程: 2.1.4利用废泡沫生产新型保温砖 青岛裕泰化工科技5利用废泡沫具有优良的保温性能的特点,废物利用,再采用价格低来源广的化工原料,将废泡沫二次成形,研究成功了造价低廉、防火性好、保温性能优良的新型保温砖。 经测试,这种新型保温砖
9、导热系数小于0.06w/m.k,优于0.2023w/m.k的国家标准,含水率小于8%,密度小于225kg/m3,抗压强度大于0.21mpa,且耐候性强,适合国内不同气候的各地区使用,取代传统珍珠岩或煤渣等保温材料。 2.1.5废弃聚酯做改性水泥砂浆 聚合物改性水泥砂浆( 以下简称pmc)在耐腐蚀性能、固化时间及某些力学性能方面大大优于传统硅酸盐水泥砂浆。在许多情况下,聚合物的独特性质使其在混凝土结构修补与保护中起到传统材料无法替代的作用,既可节省大量建筑物修补资金,又加快了施工速度。但是pmc的价格昂贵,尚未被广泛使用。 同济大学程为庄等6用废弃的聚酯饮料瓶为原料,通过醇解、缩聚来获得再生型不
10、饱和聚酯,继而开发出一种低本钱、新型的“绿色合物改性水泥砂浆,其价格适中,性能优良,既到达环境保护的目的,又可为扩大pmc的应用范围开辟新路。 2.2废旧高分子材料制作建筑装饰材料 装饰材料是建筑中不可缺少的一种建筑材料。装饰材料对我们的日常生活有极大的影响,如果材料运用不当就会影响人们的健康,甚至引发重大疾病。运用废旧高分子材料采用适当的技术生产装饰材料,既降低了产品的本钱、提高了平安性能,同时又减轻了废旧高分子材料对环境的压力。 2.2.1利用废旧塑料生产的建筑用装饰板材 利用废旧塑料生产建筑用装饰板材的研制已经取得了很大的进展7,其中一种技术已经在实际生产中广泛应用。它是用废旧塑料、色素
11、添加剂、增强剂、增塑剂为原料,以重量为单位,每20230份废旧塑料匹配52023公斤色素添加剂,2050份增强剂,15份增塑剂,先将废旧塑料洗净、晒干后熔化,再将熔化后成块状的废旧塑料粉碎为0.5cm左右的细颗粒,再次熔化同时参加色素添加剂和增强剂,搅匀后注入模具成型,冷却后出模,然后漆上耐温清漆即生产出成品。 2.2.2利用废旧塑料生产阻燃建筑装饰材料 目前有报道研制出一种利用废旧热塑性塑料和锯木粉通过参加添加剂改性生产防火阻燃型窗套、门套、墙裙等建筑装饰材料的方法8。运用该工艺生产的产品,根据国家标准塑料燃烧性能实验方法进行测定,其结果到达gb24202380/1级、gb46202384/
12、fv-0级;按照国家标准gb546585建筑材料不燃性试验方法测定,结果建筑材料不燃性试验方法测定,结果完全符合不燃性材料的要求。实验证明这种材料阻燃性能良好,完全可以用作建筑装饰材料,同时通过造型还可以生产美观耐用的环保型城市垃圾桶。 其生产工艺: 2.3废旧高分子材料制作其他建筑材料 2.3.1粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒生产防水材料 以粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒为主要原料,普通硅酸盐水泥、生石灰为胶凝材料,添加少量防水荆、憎水剂、激发剂,可生产屋面保温防水材料.该材料集保温隔热与防水为一体,表观密度为588kg/m3,导热系数为0.12w/(mk),28d的抗压强度为1.6mp
13、a,在0.2mpa的水压下可保持30min不透水。该保温防水材料具有密度低、强度高、保温隔热性能好、粉煤灰掺量大等优点,是一种较为理想的屋面保温防水材料,该材料可到达屋面工程质量验收标准(gb5022023-2022)标准。 2.3.2利用废聚烃类树脂生产塑料地板 利用废聚氯乙烯生产塑料地板研制已经取得成功。在世界塑料家族中,pvc的产量居第二位,制品多,消费量较大。如管材、蔬菜大棚膜、建筑材料、日用品等多种用品废弃较多。由于pvc是一中含卤物质,所以它的回收利用受到了限制。这项技术研制的成功,可以大量回收pvc,运用这项技术可以生产出多种产品。常见的如:废农膜20230份、碳酸钙120150
14、份、润滑剂1.5份、稳定剂4份、色浆适量,经混合、密炼等一系列加工可制成塑料地板。 2.3.3利用回收农膜与木屑复合制成塑质木材 浙江三泰板业厂利用回收农膜与木屑复合制成塑质木材,抗折强度为20.8mpa,该材料除了具有与天然木材一样可锯、刨、钉、粘等性能外,还具有耐潮、防蛀等优点,而且制造的灵活性强,既可挤压成板材、型材,也可一次模压成产品。 其工艺流程: 废农膜计量塑炼热熔在模具中压制整理制品 2.3.4塑料混凝土 一种被称为“塑料混凝土的新型建筑装饰材料已经问世,它是以不饱和聚酯树脂作粘合剂,石粉、石渣作填充料的复合材料。根本生产工艺是将不饱和聚酯树脂与石英砂、大理石、方解石粉等搅拌混合
15、,浇铸成型,在固化剂作用下产生固化作用,经脱模、烘干、抛光等工序而制得,即形成坚硬的人造大理石。当这种材料大面积用于室内装修时,与天然大理石相比,它具有质量轻(比天然大理石轻25%左右)强度高、厚度薄的优点,并有较好的可加工性,易于加工,拼接无缝,不易断裂,能制成弧形、曲面等形状,比较容易形成形状复杂、多曲面的各式各样的洁具,如浴缸、洗脸盆、坐便器等,并且施工方便。 2.4废弃橡胶在建筑材料中的应用 对废旧橡胶轮胎的处理,人们尝试用掩埋或燃烧的方法,但这样会对环境造成污染。因此,如此大规模的废旧橡胶制品己给社会带来巨大的环境压力,废旧橡胶制品的再生利用迫在眉睫。而将废橡胶粉应用于道路建设是大量处理废旧橡胶制品的较佳选择,是各国解决废旧橡胶污染的有效途径之一。 2.4.1橡胶沥青及沥青混凝土在公路建设中的应用 目前,国际上橡胶粉在公路上的应用领域卞要有橡胶沥青、橡胶(粉)沥青混凝土、橡胶粉改性乳化沥青,其中还是以沥青材料为主。废旧橡胶粉在公路的应用上,美国做的是很好的9。1