綠色建材與新型微晶玻璃制品

一、綠色建材

綠色建材，又稱生態(tài)建材、環(huán)保建材和健康建材，指健康型、環(huán)保型、安全型的建筑材料，在國(guó)際上也稱為“健康建材”或“環(huán)保建材”，綠色建材不是指單獨(dú)的建材產(chǎn)品，而是對(duì)建材“健康、環(huán)保、安全”品性的評(píng)價(jià)。它注重建材對(duì)人體健康和環(huán)保所造成的影響及安全防火性能。它具有消磁、消聲、調(diào)光、調(diào)溫、隔熱、防火、抗靜電的性能，并具有調(diào)節(jié)人體機(jī)能的特種新型功能建筑材料。

綠色建材是指采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、少用天然資源和能源、大量使用工業(yè)或城市固態(tài)廢物生產(chǎn)的無(wú)毒害、無(wú)污染、無(wú)放射性、有利于環(huán)境保護(hù)和人體健康的建筑材料。它具有消磁、消聲、調(diào)光、調(diào)溫、隔熱、防火、抗靜電的性能，并具有調(diào)節(jié)人體機(jī)能的特種新型功能建筑材料。在國(guó)外，綠色建材早已在建筑、裝飾施工中廣泛應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)它只作為一個(gè)概念剛開始為大眾所認(rèn)識(shí)。綠色建材是采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，使用工業(yè)或城市固態(tài)廢棄物生產(chǎn)的建筑材料。中國(guó)目前已開發(fā)的“綠色建材”有纖維強(qiáng)化石膏板、陶瓷、玻璃、管材、復(fù)合地板、地毯、涂料、壁紙等。如“防霉壁紙”，經(jīng)過(guò)化學(xué)處理，排除了發(fā)霉、起泡滋生霉菌的現(xiàn)象?！碍h(huán)保型內(nèi)外墻乳膠漆”不僅無(wú)味、無(wú)污染，還能散發(fā)香味，并且可以洗滌、復(fù)刷等?！碍h(huán)保地毯”既能防腐蝕、防蟲蛀，又具有防止陰燃的作用?！皬?fù)合型地板”，是用天然木材，經(jīng)進(jìn)口漆表面處理而制成，具有防蛀、防霉、防腐、防燃、不變形特點(diǎn)?？偠灾?，綠色建材是一種無(wú)污染、不會(huì)對(duì)人體造成傷害的裝飾材料。建材工業(yè)是中國(guó)重要的材料工業(yè)。建材產(chǎn)品包括建筑材料及制品、非金屬礦及制品、無(wú)機(jī)非金屬新材料三大門類，廣泛應(yīng)用于建筑、軍工、環(huán)保、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和人民生活等領(lǐng)域。

目前，中國(guó)已經(jīng)是世界上最大的建筑材料生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。主要建材產(chǎn)品水泥、平板玻璃、建筑衛(wèi)生陶瓷、石材和墻體材料等產(chǎn)量多年居世界第一位。同時(shí)，建材產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，能源和原材料消耗逐年下降，各種新型建材不斷涌現(xiàn)，建材產(chǎn)品不斷升級(jí)換代。

二、微晶玻璃

微晶玻璃（CRYSTOE and NEOPARIES）又稱微晶玉石或陶瓷玻璃。是綜合玻璃，是一種外國(guó)剛剛開發(fā)的新型的建筑材料，它的學(xué)名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和我們常見的玻璃看起來(lái)大不相同。它具有玻璃和陶瓷的雙重特性，普通玻璃內(nèi)部的原子排列是沒有規(guī)則的，這也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃象陶瓷一樣，由晶體組成，也就是說(shuō)，它的原子排列是有規(guī)律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韌性強(qiáng)。

專家介紹說(shuō)，這項(xiàng)發(fā)明的突破點(diǎn)主要有兩個(gè)，分別是原料的配比和工藝的設(shè)計(jì)。其中，工藝的設(shè)計(jì)是技術(shù)的關(guān)鍵。置備微晶玻璃首先要把原材料按照比例配好，放到窯爐里燒熔，等全部融化之后，把熔液倒在冰冷的鐵板上，這叫做淬火，淬火之后，原料已經(jīng)變成了一塊晶瑩的玻璃，這一步是燒結(jié)的過(guò)程?，F(xiàn)在，我們把玻璃搗碎，裝入模具，抹平，再次放入窯爐，這次煅燒使它的原子排列規(guī)則化，是從普通玻璃到微晶玻琉的過(guò)程。

一般的廢渣土中都含有制作微晶玻璃的大多數(shù)成分，我們通過(guò)電腦檢測(cè)，確定現(xiàn)有原料的化學(xué)組成，添加所缺部分，大大降低了成本。微晶玻璃利用廢渣、廢土做原材料，有利于環(huán)境治理，可以變廢為寶，與各地環(huán)保工作同步進(jìn)行。

低膨脹系數(shù)的微晶玻璃可用于激光導(dǎo)航陀螺、光學(xué)望遠(yuǎn)鏡等重要科技領(lǐng)域，我國(guó)目前生產(chǎn)激光導(dǎo)航陀螺所用微晶玻璃基本依賴進(jìn)口，日前，廈門航空工業(yè)有限公司稱已研制出可適用激光導(dǎo)航陀螺的微晶玻璃，質(zhì)量可與德國(guó)等進(jìn)口玻璃相媲美。

微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)于天石材和陶瓷，可用于建筑幕墻及室內(nèi)高檔裝飾，還可做機(jī)械上的結(jié)構(gòu)材料，電子、電工上的絕緣材料，大規(guī)模集成電路的底板材料、微波爐耐熱列器皿、化工與防腐材料和礦山耐磨材料等等。是具有發(fā)展前途的21世紀(jì)的新型材料。

目前建筑用微晶玻璃均采用燒結(jié)法，而且不加入晶核劑。它的基本原理是，玻璃是一種非晶態(tài)固體，從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，它處于一種亞穩(wěn)定狀態(tài)，較之晶體有較高的內(nèi)能，所以在一定條件下，可以轉(zhuǎn)化為結(jié)晶態(tài)。從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看，玻璃熔體在冷卻過(guò)程中，粘度急劇增加，抑制晶核的形成和晶體長(zhǎng)大，阻止了結(jié)晶體的成長(zhǎng)壯大。建筑用微晶玻璃利用了不加晶核劑的非均相結(jié)晶化機(jī)理，充分應(yīng)用了熱力學(xué)上的可能和動(dòng)力學(xué)上的抑制，在一定條件下，使這種相反相成的物理過(guò)程，形成一個(gè)新的平衡，而獲得的一種新材料。

三、一種能實(shí)現(xiàn)建材工業(yè)清潔生產(chǎn)的新型裝飾裝修材料

——玻晶磚

玻晶磚屬于微晶玻璃制品，而所謂清潔生產(chǎn)，是指將環(huán)境保護(hù)策略持續(xù)應(yīng)用于生產(chǎn)和產(chǎn)品中，表明從產(chǎn)品生產(chǎn)到產(chǎn)品應(yīng)用全過(guò)程的廣義污染防治途徑。以碎破璃為主要原料生產(chǎn)的玻晶磚，是一種既非石材又非陶瓷的綠色環(huán)保建材，完全符合清潔生產(chǎn)的要求。

第一，生產(chǎn)中使用的粘土等為地球上不斷枯竭的資源，玻晶磚的用量比其它相似產(chǎn)品要少得多；并且與陶瓷相比，由于不用噴霧干燥、燒成溫度較低且生產(chǎn)周期短，可節(jié)約能源，二氧化碳等廢氣排放量可減少25%以上，生產(chǎn)成本低于其它相類似產(chǎn)品，因此符合減量化原則。

第二，產(chǎn)品性能優(yōu)于粉煤灰水泥砌塊、水磨石、陶瓷磚，與燒結(jié)法微晶玻璃國(guó)內(nèi)叫微晶石或玉晶石相當(dāng)。它的莫氏硬度可達(dá)6左右，遠(yuǎn)高于水磨石，因而它的使用壽命比水磨石或石塑板要長(zhǎng)得多；它的抗折強(qiáng)度約為40-50Mpa，遠(yuǎn)大于陶瓷磚；由于它的孔隙率比花崗巖少得多，因而更易清潔，而且色差小，無(wú)放射性，較好地解決了困擾花崗巖乃至陶瓷磚作外墻或地面裝飾時(shí)的“吸臟”難題；由于廢物利用、能耗低、工藝流程短和投資小，所以生產(chǎn)成本較低，并由于這種新型建材使用范圍很廣，可長(zhǎng)期反復(fù)使用于不同場(chǎng)合，因此符合再使用原則。

第三，廢品站已不愿收購(gòu)日益增多的碎玻璃，特別是最近國(guó)家限制啤酒瓶的重復(fù)使用后，廢舊啤酒瓶量劇增，國(guó)家又要求關(guān)閉原來(lái)大量消耗碎玻璃的小玻璃廠，使之成為城市固體垃圾處理中的嚴(yán)峻問(wèn)題之一，玻晶磚的開發(fā)為碎玻璃再循環(huán)恰好開辟了一條高附加值再利用的新途徑；其次，廢舊的玻晶磚本身也可以回收再循環(huán)利用，而陶瓷磚等其它建材則沒有這種可能性，所以也符合再循環(huán)原則。

玻晶磚的生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單。首先是用破碎機(jī)和球磨機(jī)對(duì)原料進(jìn)行粉碎，經(jīng)混合均勻后成型為各種規(guī)格形狀，然后進(jìn)入輥道或隧道窯進(jìn)行燒結(jié)熱處理，必要時(shí)可進(jìn)行研磨拋光，以達(dá)到花崗石和大理石的表面效果。

玻晶磚經(jīng)加工后能達(dá)到天然石材或玉石的兩種效果，加之開發(fā)出來(lái)的米、綠、棕、白、藍(lán)、紫、紅、黑等多種顏色和不同規(guī)格，可用于地面、內(nèi)外墻、人行道、一般道路等裝飾，不僅能拼出富有創(chuàng)意、格調(diào)優(yōu)美、質(zhì)感厚重等花色圖案，而且具有防滑、高強(qiáng)、隔熱、抗凍、耐腐蝕等優(yōu)良性能，性能指標(biāo)與目前備受推崇的燒結(jié)法微晶玻璃相當(dāng)，但成本不及它的1/20，投資也不及它的1/10。

玻晶磚還可在表面上做出各種浮雕效果，如供盲道鋪砌的長(zhǎng)條或圓形凸臺(tái)，為體現(xiàn)傳統(tǒng)穩(wěn)重氣氛與風(fēng)格的仿石花紋等。為了滿足棱角裝飾需要，玻晶磚也可制成各種尺寸的角形磚。

西北輕工學(xué)院微晶工程公司從事微晶玻璃、玻晶磚的研究已有20余年的歷史，在研究過(guò)程中，消化吸化了前蘇聯(lián)和烏克蘭成熟的生產(chǎn)技術(shù)，其工藝實(shí)驗(yàn)及設(shè)計(jì)獲得國(guó)家獎(jiǎng)勵(lì)。主要原料為廢舊的碎玻璃，輔以少量礦物原料和專用添加劑。生產(chǎn)工藝采用模壓法，生產(chǎn)過(guò)程主要有：粉碎、混合、成型、配色、干燥、晶化、退火、拋光等。項(xiàng)目產(chǎn)品可做為墻、地裝飾材料和高檔廣場(chǎng)鋪設(shè)材料，它由玻璃相和結(jié)晶相構(gòu)成，集中了玻璃與陶瓷的特點(diǎn)，是一種高性能的綠色建材產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]《中國(guó)建材報(bào)》

[2]《綠色建材與建材綠色化》

[3]《微晶玻璃》