Использование отходов стекла для получения различных видов востребованной продукции позволяет решить экологические проблемы и сократить количество отходов, размещаемых на полигонах. Одним из перспективных направлений использования отходов стекла служит производство стеклянных шариков.
Это материал, обладающий множеством полезных свойств и имеющий очень много областей применения. Подробнее их рассмотрим в настоящей статье.
Содержание
Стеклянные шарики и микросферы
При переработке отходов стекла могут быть получены как массивные стеклянные шарики, так и полые стеклянные микросферы. Даже при одинаковом диаметре это материалы значительно отличаются по своим свойствам и областям применения.
Стеклянные шарики используют, в основном, высокие декоративные свойства стекла и его химическую стойкость. Применение стеклянных микросфер основано на их легкости, высокой текучести, прочности и теплозащитным свойствам. Подробнее мы рассмотрим их в следующем разделе.
Основные характеристики стеклянных шариков и микросфер
Основными характеристиками материалов из стекла являются:
- инертность. Она обеспечивает хорошую совместимость с любыми материалами, стойкость к агрессивным воздействиям (атмосферным, химическим, биологическим);
- высокая прочность. В сочетании с химической инертностью дает возможность применять стеклянные шарики для перемешивания различных материалов, в качестве мелющих тел или абразивов;
- высокая термическая устойчивость. Позволяет использовать стеклянные шарики и микросферы для создания термостойких изделий;
- хорошая адгезия, что позволяет создавать различные композиционные материалы с уникальными свойствами;
Несколько характеристик, присущих стеклянным микросферам:
- низкая плотность;
- высокая текучесть. Обеспечивает снижение слеживаемости различных веществ, применение в качестве эффективных пеногасителей, тампонажных растворов, компонентов строительных сухих смесей и др.;
- низкая теплопроводность, позволяющая использовать в качестве наполнителей сверхлегких теплозащитных бетонов, теплоизоляционных шпаклевок и лакокрасочных материалов.
Области применения
Области применения стеклянных шариков и микросфер различны. Стеклянные шарики применяют :
- в качестве заготовок для производства стекловолокна. Кто жил во времена СССР должен помнить такие стеклянные шарики, которыми играли большинство детей в то время. Один из таких шариков, которыми я играл в детстве, сохранился и я его передал своей дочке (жалко, что не дожил до внука);
- маленькие шарики используются в аэрозольных баллончиках для краски для перемешивания материалов;
- благодаря прочности и химической стойкости стеклянные шарики используют в качестве мелющих тел в различных мельницах;
Наиболее интересное применение стеклянных шариков это их использование в декоре
Стеклянные шарики в декоре
Стеклянные цветные шарики (бисер) широко применяются в рукоделии. Они позволяют изготавливать различные художественные изделия от украшений до панно и других изделий.
О том как отходы стекла превращают в декоративные шарики, имитирующие кошачий глаз можно познакомиться из следующего видео:
Стеклянные шарики служат для украшения интерьеров и наружных поверхностей зданий.
Стеклянные микросферы не столь красивы, но они обладают идеальным сочетанием характеристик (высокая прочность, легкость, низкая теплопроводность и химическая инертность), что обеспечивает им очень широкие области применения.
Дорожное строительство
Подробно применение стеклянных микросфер в дорожной разметке и создании стеклоасфальтобетонных покрытий описано на странице «Стеклобой: применение в дорожном строительстве». Поэтому приведем здесь только краткое резюме.
Применение микросфер в дорожной разметке позволяет:
- увеличить видимость разметки в темное время суток;
- повысить безопасность движения и пропускную способность автомобильных дорог;
- срок службы разметки увеличивается на 10-15%.
Еще более эффективно применение стеклянных микросфер для замены до 50% минерального наполнителя в асфальтобетонных покрытиях. Стеклоасфальт имеет целый ряд преимуществ:
- лучшая видимость в темное время суток;
- имеет лучшие тормозные характеристики;
- укладывается при более низких температурах;
- существенно увеличивается срок службы дорожного покрытия.
Добыча нефти и газа
Стеклянные микросферы обладают очень высокой текучестью. Благодаря этому они используются в тампонажных растворах. Их применение позволяет получить быстротвердеющий безусадочный материал с отличными теплоизоляционными свойствами. Добавка микросфер в буровые растворы позволяет ускорить процесс бурения и одновременно увеличить срок службы оборудования.
Подробнее об уникальных свойствах стеклянных микросфер можно узнать из следующего видео:
Производство строительных материалов
Микросферы находят очень широкое применение в строительстве. Они используются для производства следующих строительных материалов:
- сверхлегкие теплозащитные бетоны;
- строительные растворы, сухие смеси;
- теплозащитные штукатурки, краски, герметики;
- огнеупорные изделия;
- шумоизоляционные материалы и др.
Теплозащитные бетоны
Легкие и прочные микросферы позволяют создать облегченные теплозащитные бетоны. Они отличаются повышенной прочностью, высокой стойкостью к агрессивным средам и имеют температурный диапазон эксплуатации до 1200 град. С.
Теплозащитные краски и штукатурки
Стеклянные микросферы имеют размер частиц от 10 до 200 мкм, а толщина стенки составляет 0,5-2 мкм. Они обладают высокой прочностью от 2 до 40 МПа и имеют очень низкую насыпную плотность от 80 до 300 кг/куб. м.
Высокая текучесть стеклянных микросфер дает возможность создания лакокрасочных материалов с пониженным содержанием летучих растворителей. Такие краски обладают высокой укрывистостью, что дает возможность уменьшить количество дефицитной двуокиси титана. Таким образом, одновременно увеличивается экологичность и экономичность лакокрасочных материалов.
Главным преимуществом таких красок являются их теплозащитные и звукозащитные свойства. Наличие полых микросфер обеспечивают краскам или штукатурным составам отличные теплозащитные характеристики. 1мм покрытий с микросферами заменяет до 50 мм волокнистых теплоизоляционных материалов.
Теплозащитные краски и штукатурки имеют целый ряд преимуществ:
- экологическая безопасность;
- долговечность;
- устойчивость к ультрафиолетовому излучению и атмосферным воздействиям;
- эффективная теплоизоляция без уменьшения полезной площади помещений;
- легкость нанесения на поверхности любой формы;
- пожаробезопасность;
- сочетание термоизоляции, звукозащиты и окраски.
Инновационные композиционные материалы
Высокая прочность, легкость и низкая теплопроводность микросфер делают их идеальным наполнителем для создания различных композиционных материалов с уникальными свойствами. Они сочетают малую плотность, хорошие теплозащитные свойства и устойчивость в широком диапазоне температур.
В результате облегченные композиты с микросферами используются в качестве конструкционных материалов в различных отраслях промышленности:
- авиакосмической;
- судостроительной;
- машиностроительной;
- автомобильной;
- строительной и др.
Заключение
Переработка отходов стекла позволяет получить два очень похожих материала: стеклянные шарики и микросферы. Однако они имеют очень разные области применения. Стеклянные шарики хороши в декоративных целях, а микросферы незаменимы для технического применения.
