Fabrication and characterization of sintered recycled glass designed for polluted soil filtering

Abstract

Soil pollution generates diseases, hunger, and agricultural problems. Porous recycled glass beds were produced to study the feasibility of using them for polluted soil filtering. This research discusses structural and mechanical parameters of filters made from commercially available powdered recycled glass. M30 and MG80 powdered recycled glass were sintered from 700ºC to 800ºC at different times. Porosity and percolation characteristics were studied according to changes in sintering parameters and MG30-MG80 mixture ratios. Moreover, since TiO2 can serve as a photocatalyst to degrade soil pollutants, the effects of adding TiO2 to recycled glass powders were also studied. Resulting porous glass specimens were characterized by optical microscopy and their porosity assessed by quantitative image analysis. Additionally, samples percolation was determined by recording the elapsed time to obtain a water volume change of 600 ml. Finally, we obtained a map that specifies recycled glass filter’s porosity, percolation, and compression characteristics according to sintering time, sintering temperature, glass particle size, and the percentage of TiO2 added.

La contaminación en suelos genera enfermedades, hambre y problemas agrícolas. En este trabajo de investigación, filtros de vidrio reciclado fueron producidos para estudiar la viabilidad de su uso para el filtrado de suelos contaminados. Esta investigación analizará los parámetros estructurales y mecánicos de los filtros. Polvos de vidrio reciclado M30 (tamaño promedio de partícula de 0.60 mm) y MG80 (tamaño promedio de partícula de 0.18 mm) fueron sinterizados de 700ºC a 800ºC por diferentes tiempos. Características estructurales, como porosidad y percolación, fueron estudiadas de acuerdo a cambios en parámetros de sinterizado y de mezclas de MG30 + MG80. Además, se estudiaron los efectos de la adición de TiO2 a los polvos de vidrio reciclado. El dióxido de titanio (TiO2) servirá como el agente foto - catalizador que degradará los contaminantes del suelo. Los especímenes resultantes de vidrio poroso se caracterizaron por microscopía óptica y su porosidad fue evaluada mediante análisis de imagen cuantitativo. Por otra parte, la percolación de agua a través de las muestras se determinó registrando el tiempo transcurrido para obtener un cambio de volumen de agua de 600 ml. Finalmente, se obtuvo un mapa que especifica la porosidad del filtro de vidrio reciclado, la percolación, y las características de compresión de acuerdo con el tiempo y temperatura de sinterizado, tamaño de partícula de vidrio, y el porcentaje de TiO2 añadido.