焚化爐底碴再利用於透水混凝土之研究

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劉人慈(Ren-Chi Liou) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

焚化爐底碴再利用於透水混凝土之研究
(The Study of Municipal Solid Waste Incinerator Bottom Ash Reused in Permeable Concrete)

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摘要(中)

為配合工程會工程材料單價與進行焚化爐底碴經濟性評估，本論文針對資源處理廠中焚化爐底碴，進行基本性質試驗。首先，以動態溶出試驗評估對環境影響。而後針對焚化爐底碴應用於透水混凝土的工程性質進行成效分析，以探討其應用之均勻性與穩定性。
根據研究結果，焚化爐底碴所拌製的透水混凝土，其抗壓強度為2.3~4.67Mpa，已達『施工綱要規範第02794章─透水混凝土』規範標準。此外，動態溶出試驗中發現，各種重金屬溶出物也已非常微量甚至無法偵測。
研究也發現，透過水洗、篩分，可使底碴資源化後展現均勻性與穩定性。磨損率較高的底碴，也建議以摻配方式以進行再利用。而依照現今材料單價計算後發現，焚化爐底碴應用於透水混凝土的成本為633.5~763.6元，相較於一般天然粒料1247.1元只有一半價格。以上證明，底碴於工程應用上是一種可靠且具有價格競爭力的素材。
期許本研究有助於『施工綱要規範第03341章』更臻完備，以方便業界使用與參考。

摘要(英)

Corresponding with referenced price in the Public Construction Commission in order to conduct economic feasibility test, this studies focuses on the analysis of basic properties of incinerator bottom ash. We firstly conducted dynamic leaching test to assess the environmental impact, and this is followed by permeable concrete analysis of bottom ash, exploring its uniformity and stability.
The results revealed that the permeable concrete made with incinerator bottom ash demonstrated compressive strength of 2.3 ~ 4.67Mpa, meeting the standard specified in the “Chapter Outline Section 02794 Permeable Concrete”. Furthermore, there were little or no heavy metals found in the dynamic leaching test.
The studies also manifested, by the process of washing and screening, incinerator bottom ash showed a vast amount of homogeneity and stability after properly reprocessed. In terms of higher wear rate of incinerator bottom ash, it is suggested to adopt blending methodology for the purpose of reuse. According to the current market price, the cost of processing incinerator bottom ash into permeable concrete is NTD 633.5 ~ 763.6, compared to non-processed aggregate with a price approximately NTD 1,247.1. These analyses indicated incinerator bottom ash is a safe and cost-effective material in engineer applications.
Finally, this studies aims to provide constructive recommendation to “Chapter Outline Section 03341”, assisting incinerator bottom ash in having a more extensive adoption in practice.

關鍵字(中)

★ 焚化爐底碴
★ 透水混凝土
★ 動態溶出試驗

關鍵字(英)

★ Municipal Solid Waste Incinerator Bottom Ash
★ permeable concrete
★ dynamic leaching test

論文目次

第一章緒論1
1.1研究背景1
1.2研究目的1
1.3研究範圍2
1.4研究流程3
第二章文獻回顧5
2.1 焚化爐底碴來源及處理狀況5
2.1.1 底碴來源7
2.1.2 底碴處理狀況10
2.2 焚化爐底碴基本性質12
2.2.1 焚化爐底碴物理特性分析12
2.2.2 焚化爐底碴化學特性分析14
2.3 國內外焚化底碴再利用現況22
2.3.1 焚化爐底碴再利用之探討22
2.3.2 國內外各國家底碴再利用情形30
2.4 焚化爐底碴應用於透水混凝土之探討42
2.4.1 透水混凝土之定義42
2.4.2 透水混凝土之配合設計43
2.4.3 透水混凝土於國內外之應用48
2.5 國內焚化爐底碴再利用管理方式54
第三章研究流程與試驗規劃59
3.1 試驗材料與試驗流程59
3.1.1 試驗材料59
3.1.2 試驗流程60
3.2 焚化爐底碴之基本性質試驗61
3.2.1 基本物理性質試驗61
3.2.2 基本化學性質試驗69
3.3 再生透水混凝土配合設計71
3.4 再生透水混凝土成效試驗74
3.4.1 單位重74
3.4.2 坍度試驗76
3.4.3 氯離子含量試驗77
3.4.4 抗壓強度試驗78
3.4.5 體積變化試驗80
3.4.6 透水試驗81
3.4.7 保水試驗83
3.4.8 孔隙率試驗84
3.5 焚化爐底碴應用於透水混凝土可行性試驗86
3.5.1 穩定性、均勻性試驗86
3.5.2 動態溶出試驗88
3.5.3 pH值試驗90
第四章試驗結果93
4.1 底碴基本物理性質試驗結果93
4.2 底碴基本化學性質試驗結果96
4.3 再生透水混凝土配合設計配置98
4.4 再生透水混凝土成效試驗結果100
4.4.1 單位重及坍度試驗結果100
4.4.2 氯離子含量試驗結果101
4.4.3 抗壓強度試驗結果103
4.4.4 體積變化試驗結果106
4.4.5 透水、孔隙率及保水試驗結果107
4.5 可行性試驗結果111
4.5.1 動態溶出試驗111
4.5.2 pH值試驗114
第五章均勻性、成本分析與規範探討117
5.1 均勻性、穩定性評估117
5.1.1 比重及吸水率試驗117
5.1.2 磨損率試驗119
5.1.3 單位重及孔隙率試驗121
5.1.4 健度試驗123
5.1.5 篩分析試驗124
5.1.6 戴奧辛及呋喃試驗與毒性溶出試驗126
5.2 成本評估130
5.2.1 材料成本130
5.2.2 施工成本133
5.2.3 物價蒐集與整理134
5.2.4 焚化爐底碴之再利用成本分析138
5.3 施工綱要規範之探討140
5.3.1 施工綱要規範第03341章140
5.3.2 低密度再生透水混凝土規範探討與建議142
第六章結論與建議147
6.1 結論147
6.2 建議148
參考文獻150
附錄156

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指導教授

林志棟(Jyh-Dong Lin)

審核日期

2013-7-29

推文