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dc.contributor顏聰zh_TW
dc.contributorTsong Yenen_US
dc.contributor黃兆龍zh_TW
dc.contributor蘇南zh_TW
dc.contributor王和源zh_TW
dc.contributor湯兆緯zh_TW
dc.contributorChao-Lung Hwangen_US
dc.contributorNan Suen_US
dc.contributorHer-Yuan Wangen_US
dc.contributorChao-Wei Tangen_US
dc.contributor.advisor陳豪吉zh_TW
dc.contributor.advisorHow-Ji Chenen_US
dc.contributor.author王順元zh_TW
dc.contributor.authorWang, Shun-Yuanen_US
dc.contributor.other中興大學zh_TW
dc.date2010zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:54:48Z-
dc.date.available2014-06-06T06:54:48Z-
dc.identifierU0005-1412200919412000zh_TW
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dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/15969-
dc.description.abstract台灣地區自然資源缺乏及廢棄物處置地點日益難覓,將燃煤電廠底灰、水庫淤泥及垃圾焚化爐飛灰予以資源化利用,不僅可轉變為一種資源,亦可降低國內環境之負荷。爰此,本研究即為針對此3類廢棄物進行輕質骨材開發之試驗研究,一方面除可建立及取得製作節能及環保之輕質骨材產製技術外,另一方面亦可協助政府解決此3類廢棄物之處置及再利用,最終希望將此環保新材料之研究成果,提供有關事業廢棄物主管單位參考,以期落實資源永續之政策目標。 由燃煤電廠底灰燒製輕質骨材之研究結果顯示,底灰可作為燒製輕質骨材之原料,製造所得之燒結型底灰輕質骨材,其鬆單位重介於900~1100 kg/m3間;筒壓強度大於4MPa。燒脹型底灰輕質骨材鬆單位重約500 kg/m3;筒壓強度3.5 MPa。再者,以林口電廠底灰研製得之燒結型輕質骨材,強度標號為50 MPa,極適合作為結構用之輕質混凝土粒料。此外,透過熱處理的方式能有效降低底灰中的氯離子含量,使輕質骨材滿足一般工程用粒料之需求。 由垃圾焚化飛灰燒製輕質骨材之研究結果顯示,垃圾焚化飛灰應以添加劑之方式用於輕質骨材燒製,添加量應以不超過30%為宜。經由旋窯試製輕質骨材之各類性質如下:顆粒密度約為於1.0 g/cm3;鬆單位重為593 kg/m3;筒壓強度為6 MPa;強度標號為25 MPa,可拌製混凝土的合理強度大於25 MPa;重金屬溶出檢測皆滿足環保署規定「事業廢棄物毒性特性溶出程序」之標準。 由水庫淤泥燒製輕質骨材之研究結果顯示,水庫淤泥極適合用作輕質骨材燒製之主要原料,並成功利用旋窯試製得石門水庫淤泥輕質骨材。實驗室研製得之15座水庫淤泥輕質骨材之物理性質,大致都在合宜之人造輕質骨材範疇內,顯示以水庫淤泥作為輕質骨材原料,為可行之方案。15座水庫淤泥輕質骨材顆粒密度分佈範圍為0.6~2.0 g/cm3;24小時吸水率約為0.2~14%;強度標號為40 MPa,可拌製混凝土的合理強度大於40 MPa。 由水庫淤泥輕質骨材膨脹機理之研究成果顯示,黏塑性的熔體為石英及矽酸鹽 (2FeO.SiO2) 的共熔物;膨脹氣體為一氧化碳、水、氧及二氧化碳等4種,而其來源應為淤泥成分中之有機物、碳酸鹽、氧化鐵及礦物結晶水等的受熱作用所致。再者,透過驗證試燒結果,得知膨脹氣體生成的主因,為有機物及氧化鐵的還原作用。燒製所用的溫度與時間,對淤泥輕質骨材物理性質有很大影響,預熱的時間及溫度越低,可生成氣體的量越多,相對骨材顆粒密度及體積膨脹率越大;焙燒的溫度與時間越大,則玻璃質表殼越緻密,可大幅度減低水分子的滲透。 由水庫淤泥研製高性能輕質骨材之研究成果顯示,在特定之燒製條件設計及摻入少量添加物下,本研究成功研製得骨材顆粒密度約1.1 g/cm3;24小時吸水率小於3%;真空吸水率小於5%等優異性能的淤泥輕質骨材。由電子顯微鏡觀測,骨材孔隙結構與市售的高性能輕質骨材一樣,具有遍獨立封閉的球狀孔,且分佈均勻並呈蜂巢狀的網絡結構,孔徑則約在2~50 μm間。此外,低溫長燒及超細化之原料為製作高性能淤泥輕質骨材的關鍵因素。zh_TW
dc.description.abstractDue to the fact that lack of natural resources and waste disposal sites has gradually become rare in Taiwan, the recycling of coal-fired power plant''s bottom ash, reservoir sediment and incineration fly ash, not only is transformed into a resource but can also reduce the load of the domestic environment. Therefore, this research is based on these three categories of wastes to carry out the experiments for developing lightweight aggregates. On the one hand, it is able to establish and access to the production technology of energy-saving and environmentally friendly lightweight aggregates, on the other hand it also can help the government to deal with the three types of waste disposal and recycling. The ultimate goal is to provide this research results of environmentally friendly new materials for industrial waste control center to take into account, which is expecting to implement the policy objectives of sustainable resources. The results of the study on the lightweight aggregates sintered by the coal bottom ash showed that, the coal bottom ash could be used as the raw material for sintering lightweight aggregates. The type of sintered coal bottom ash lightweight aggregates were produced with the loose unit weight of between 900-1100 kg/m3; the crushing strength of greater than 4 MPa. The type of expanded coal bottom ash lightweight aggregates had the loose unit weight of about 500 kg/m3; the crushing strength of greater than 3.5 MPa. Moreover, the sintered bottom ash lightweight aggregates produced by Lin-Kou power plant''s bottom ash with the coal strength mark of 50 MPa were considerably suitable for the aggregates used in the structural lightweight concrete. By means of the heat treatment processes, the chlorine ion content in the coal bottom ashes could be effectively reduced, so that the lightweight aggregates satisfied the demand for general construction. The results of the study on the lightweight aggregates sintered by the incineration fly ash showed that, incineration fly ash should be used as admixtures for sintering lightweight aggregates, and the suitable adding amount should not exceed 30%. The various properties of lightweight aggregates produced by the rotary kiln trail were as follows: The particle density was about 1.0 g/cm3; the loose unit weight was 593 kg/m3; the crushing strength was 6 MPa; the strength mark was 25 MPa, i.e., the reasonable strength of resulting concrete was greater than 25 MPa; the heavy metal leaching tests conformed to "the Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) of Industry Wastes" prescribed by the Environmental Protection Administration (EPA). The results of the study on the lightweight aggregates produced by the reservoir sediment showed that, the reservoir sediment was very appropriate for used as the main material for the production of lightweight aggregates. The Shih-Men reservoir sediment lightweight aggregates were successfully produced by using the rotary kiln. The physical properties of the reservoir sediment lightweight aggregates form 15 sites evaluated in the laboratory were within the proper range of making artificial lightweight aggregates. It meant that the reservoir sediment could be used as the raw material of lightweight aggregates. The particle density was in the range of 0.6-2.0 g/cm3; the 24-hr water absorption was about 0.2-14%; the strength mark was 40 MPa, i.e., the reasonable strength of resulting concrete was greater than 40 MPa. The results of the study on the expansion mechanism of the reservoir sediment lightweight aggregates showed that, the visco-plastic melts were composed of both the melting quartz and silicate (2FeO.SiO2); the expansion gases mainly included 4 kinds of gases, e.g., carbon monoxide, water, oxygen, carbon dioxide, which should originate from the heat actions on the sediment's compound compositions, e.g., organisms, carbonates, ferric oxides, mineral crystal water. Besides, through verifying the trial results, it could be known that the formation of expansion gases were primarily dominated by the reductions of organisms and ferric oxides. The temperature and time used in course of production processes had a great effect on the physical properties of sediment lightweight aggregates. For pre-heating, the lower the temperature and the shorter the time used, the more the gases could be formed as well as the higher relative particle density and volume expansion ratio of aggregates; in contrast, the higher the temperature and the longer the time used, the denser the glass shell of particles, which could substantially reduce the permeation of water molecules. The results of the study on the high performance lightweight aggregates produced by reservoir sediment showed that, on the basis of the specific designed production conditions and adding little amounts of additives, the lightweight aggregates with excellent performance were successfully produced, e.g., the particle density of 1.1 g/cm3; 24-hr water absorption of lower than 3%; vacuum water absorption of lower than 5%. By the observation on the scanning electron microscope (SEM), the pore structure of aggregates was the same as that of the commercially-available high performance lightweight aggregates, e.g., the independent and closed spherical pores, the uniformly distributed and cellular network structures, the pore size of approximately about 2-50 μm. In addition, the low temperature and long period of heating as well as the extra-fined raw materials were the critical factors to produce high performance reservoir sediment lightweight aggregates.en_US
dc.description.tableofcontents中 文 摘 要 I ABSTRACT III 總 目 錄 V 表 目 錄 IX 圖 目 錄 XI 照 片 目 錄 XIII 第一章 緒論 1 1-1前言 1 1-2研究目的 2 1-3研究內容與方法 2 1-3-1 研究內容 2 1-3-2 研究方法及流程 5 第二章 文獻回顧 9 2-1輕質骨材之種類及特性 9 2-1-1天然輕質骨材 10 2-1-2工業及環境廢棄物製造 10 2-1-3天然材料加工 11 2-2國內外輕質骨材之發展 12 2-2-1美國地區 13 2-2-2日本地區 14 2-2-3大陸地區 17 2-2-4英國地區 21 2-2-5德國地區 21 2-2-6挪威地區 21 2-2-7台灣地區 22 2-3輕質骨材生產方式 23 2-3-1煅燒型輕質骨材生產方式 24 2-3-2非煅燒型輕質骨材生產方式 28 2-3-3國外輕質骨材廠生產方式簡介 29 2-4輕質骨材之應用及經濟節能效益 31 2-4-1非結構性輕質骨材混凝土 31 2-4-2結構性輕質骨材混凝土 33 2-4-3國內輕質骨材混凝土工程實例 37 2-4-4輕質骨材混凝土之經濟及節能效益 39 2-5影響輕質骨材燒成因素 40 2-6人造輕質骨材之膨脹機理 44 2-7台灣區水庫淤泥之特性與處理現況 47 2-8台電火力發電廠底灰之特性與處理現況 49 2-9焚化飛灰之特性與處理現況 56 2-9-1基本特性與國內處理現況 56 2-9-2焚化飛灰熔融資源化技術 59 2-9-3國外處理現況與實例 61 第三章 試驗計畫 65 3-1原料基本性質分析 65 3-2雛粒製作及燒製方法 67 3-3輕質骨材之物理性質及工程性質分析 69 3-4輕質骨材強度標號試驗法 71 3-5熱分析質譜儀 74 第四章 以燃煤電廠底灰燒製輕質骨材之研究 77 4-1試驗材料性質 77 4-2底灰之高溫性質及燒製配方設計 82 4-2-1底灰高溫性質 82 4-2-2底灰化學成分對高溫性質之影響 85 4-2-3燒製配方設計與骨材雛粒製作 86 4-3骨材燒製試驗結果之分析與討論 88 4-3-1燒製條件設定與骨材性質試驗方法 88 4-3-2燒結型底灰輕質骨材之物理性質 89 4-3-3燒脹型底灰輕質骨材之物理性質 91 4-3-4底灰輕質骨材之工程性質 94 第五章 以垃圾焚化飛灰燒製輕質骨材之研究 97 5-1試驗材料性質 97 5-2燒製配方及燒製試驗設計 99 5-3實驗室輕質骨材燒製試驗結果之分析與討論 100 5-3-1第一階段試燒—高溫性質觀測 100 5-3-2化學成分對高溫性質之影響 102 5-3-3第二階段試燒—膨脹現象觀測 103 5-3-4第三階段試燒—試驗用成品燒製 106 5-3-5適合燒製輕質骨材之化學成分比例 108 5-4量產之可行性及應用性評估 108 5-4-1大型旋窯試製 108 5-4-2試製骨材之物理性質及工程性質 110 5-4-3強度標號試驗結果 111 第六章 以水庫淤泥燒製輕質骨材之研究 113 6-1試驗材料性質 113 6-2試驗規劃 116 6-3骨材燒製試驗結果之分析與討論 117 6-3-1實驗室試製 117 6-3-2量產試製試驗 122 第七章 水庫淤泥燒製輕質骨材之膨脹機理研究 123 7-1試驗材料性質 123 7-2燒製方法 125 7-3燒製條件對製作輕質骨材之影響 126 7-3-1燒製條件對顆粒密度及體積膨脹率之影響 127 7-3-2燒製條件對吸水率及視孔隙率之影響 130 7-4膨脹氣體分析 132 7-4-1膨脹氣體種類 132 7-4-2膨脹氣體生成主因 135 7-5水庫淤泥輕質骨材膨脹機理 138 第八章 以水庫淤泥研製高性能輕質骨材之探討 141 8-1機理 141 8.2試驗材料性質 143 8-3試驗方法及分析項目 143 8-4試驗結果分析與討論 145 8-4-1骨材吸水特性 145 8-4-2孔隙結構分析 146 8-4-3水庫淤泥研製高性能輕質骨材之工藝特點 148 第九章 結論與建議 149 9-1結論 149 9-1-1以燃煤電廠底灰燒製輕質骨材之研究 149 9-1-2以垃圾焚化飛灰燒製輕質骨材之研究 150 9-1-3以水庫淤泥燒製輕質骨材之研究 150 9-1-4水庫淤泥燒製輕質骨材之膨脹機理研究 151 9-1-5以水庫淤泥研製高性能輕質骨材之探討 152 9-1-6資源化綜合評析 152 9-2建議 153 參考文獻 155 附件 個人簡歷及相關著作 161zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher土木工程學系所zh_TW
dc.relation.urihttp://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-1412200919412000en_US
dc.subjectwasteen_US
dc.subject廢棄物zh_TW
dc.subjectlightweight aggregateen_US
dc.subjectcoal bottom ashen_US
dc.subjectincineration fly ashen_US
dc.subjectreservoir sediment.en_US
dc.subject輕質骨材zh_TW
dc.subject燃煤電廠底灰zh_TW
dc.subject垃圾焚化爐飛灰zh_TW
dc.subject水庫淤泥zh_TW
dc.title廢棄物資源化再製輕質骨材之應用研究zh_TW
dc.titleThe application of recycled waste for producing lightweight aggregatesen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.grantfulltextnone-
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