美国用碎玻璃做成人工沙滩，到底是环保回收，还是哗众取宠？

玻璃出现在人类历史中已有4000多年的历史，如今，上至高楼大厦，下至瓶瓶罐罐，随处都能见到玻璃的身影，但随之而来的是大量的废玻璃。

仅拿啤酒瓶举例，2020 年中国内地人均啤酒消费量为 30.4 升，如此庞大的消费量产出了943万吨废玻璃瓶。而在更偏爱啤酒的欧美地区，废旧玻璃瓶的产量更是惊人，光是美国一年就能产出1200吨。因此，在美国，有人开始捣鼓起了这些废玻璃瓶。

美国大学生用废玻璃制造多用途沙子

美国杜兰大学的大四学生Franziska Trautmann，看到很多废旧玻璃直接被送到垃圾场当作垃圾处理，因此她开始思考，废玻璃能不能被更有效地利用起来呢？

于是，在2020年，她与志同道合的伙伴共同创办了Glass Half Full公司，起初只是利用他们的后院回收玻璃，在得到了社区的支持后，用筹集到的资金购买了第一台玻璃粉碎机，并在此之后开始尝试用碎玻璃制造沙子。

他们制造沙子的流程大致如下：先将回收的玻璃瓶分类并压成碎玻璃，然后将碎玻璃送入87摄氏度的干燥机内，以达到消毒和清除杂质的目的，最后用粉碎机将这些玻璃粉碎成不同粗细的沙子。

迄今为止，他们已回收了近200万磅（约合90万公斤）的玻璃，用这些玻璃所生产出的沙子用途非常广泛。比如沙袋可以用来防洪，也可以加固堤坝，大型工程也常常会在他们这里订购大量的沙子。经过两年的发展，现在这个小型的后院企业现在已经发展成一个大型的仓库业务，赢得了许多人的关注和支持。

玻璃与沙子的渊源

读到这里，想必有的朋友会感到疑惑，玻璃磨碎后为什么会生产出沙子呢？难道它们是同一种物质吗？没错，这两者的主要成分都是二氧化硅。

早在3000年前，人类就发现玻璃和沙子之间存在联系，公元前658年的一块碑文中华记载道：60份沙子、180份海洋植物灰烬和5份白垩，可以制造出玻璃。

那时的人们发现了玻璃可以由沙子制造而成，而现代化学为我们揭示了其中的原理：玻璃是一种主要由二氧化硅组成的无规则结构的非晶态固体，而沙子的主要成分也是二氧化硅，不过天然沙子中含有各种杂质。

所以沙子可以通过提纯和高温加热生产出玻璃，而玻璃在磨碎后也会形成类似沙子的物质。

为什么要人工造沙？

在我们赖以生存的地球上，有这么多沙滩、沙漠，甚至在我国的西北地区，越来越多的土地面临着荒漠化、风沙化的问题，而美国人却还用废玻璃来人工制造沙子，这难道不是在瞎折腾吗？

事实上，随着工业化的推进，各行各业的需求使得沙资源被大量开采，时至今日，全球的沙资源早已告急。

俗话说，要致富，先修路，而沙子是修建各种基础设施的原材料之一，我们常见的混凝土、沥青的主要材料之一就是沙。

并且建筑领域所需要的沙子只能是河沙，沙漠、海洋中的沙子是不能用的。虽然沙漠、海洋中沙子很多，但是这些沙子颗粒细小，并不能满足建筑用沙的强度。并且海沙中还含有不少的盐分和污垢颗粒，用于建筑领域会对建筑造成腐蚀。因此，只有河沙能担任建筑用沙的职责。

除了建筑行业，还有电池板、芯片等互联网产业必需品的原材料都是沙子，随着近几十年来建筑和互联网行业的蓬勃发展，全世界的沙资源需求也在迅速膨胀。

据联合国统计，全球每年要消耗400亿到500亿吨的河沙，消耗的沙子的速度远超自然界生产沙子的速度。我国每年都在向国外进口大量的河沙，甚至部分河沙产量较少的地区，已经开始使用制沙机粉碎岩石进行人工造沙，以满足日益增长的沙资源需求。

玻璃沙子的用途

这些用玻璃造出来的沙子，能代替河沙进行生产制造吗？答案是肯定的，由于玻璃沙子可以人为控制粗细，且含杂质更少，所以应用范围甚至比自然界的沙子更广。

事实上，全球各地都有过相关研究。新加坡南洋理工大学（NTU）的研究团队，现在也正在探索用玻璃废料代替沙子的可能性；墨尔本理工大学的研究团队也用玻璃代替沙子，造出了一种玻璃基聚合物混凝土。

传统的混凝土是由水泥、水、砂石按一定比例混合而成，而墨尔本理工大学这项研究是用玻璃沙子替代砂石，测试用这种方法制造出的混凝土强度。研究团队共准备了5种玻璃颗粒，按不同的比例加入到水泥中，制作了多种混凝土，并用其3D打印了多个混凝土块，进行强度测试。

测试结果表明，玻璃颗粒可以很好地填补水泥地孔隙率，粗颗粒比细颗粒效果更好。其中表现最好的玻璃基聚合物混凝土相比普通混凝土，Z轴的抗弯曲强度增加了25%至33%。

除了可以用于制造强度更高的混凝土，玻璃沙子在其他领域也表现不俗：可以用作金属制造业的润滑剂，以及瓷器业的焊剂；可以重新熔铸成玻璃制品；可以代替河沙用于防洪；甚至可以制造人工沙滩。

我国能否效仿？

随着世界各地的玻璃产量越来越大，废玻璃的处理也变得越来越重要。欧盟各成员国计划在2-3年内将各种废旧玻璃的回收量增加1倍。

这项措施据初步估算可节约石油2500万升，节约原料200万吨，节省垃圾处理费2000万马克 (折合1180.4万美元)，还能使垃圾中的废弃玻璃量减少20%。

2020年，中国废玻璃的回收率仅有50%，而近两年，随着越来越多的厂商开始注意到了玻璃制沙这一事业，我国的废玻璃回收价持续走高，废玻璃回收率也有所增长，各式用于废旧玻璃的破碎机也投入了生产。

希望在未来，回收利用废玻璃能在我国形成一条完整的产业链，这不仅促进了资源的可持续利用，具有环保意义，同时也能为回收玻璃制沙的厂商带来不菲的经济效益，将曾经难以处理的废玻璃化害为利、变废为宝！

参考文献：

[1] 再生玻璃沥青混凝土的技术性能试验
[2] 2020年中国废玻璃产量、回收量及回收价值分析