| 姓名 |
李明禹(ming-Yu Lee)
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畢業系所 |
土木工程學系 |
| 論文名稱 |
利用固化方法資源化營建剩餘土石材料配比之研究
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| 摘要(中) |
鑒於地球資源的有限與運用方式的浪費，本論文主要是經由大宗剩餘營建資材再利用的途徑，探討石材加工所衍生之泥餅、砂石採取所產生之尾砂、營建挖方所剩餘之軟弱土，添加最適配比之固化劑予以混合，以取代部分之良質級配，使成為可再利用之營建填方材料，以解決廢棄物的最終處置困境，創造優質的再生資源。本論文主要的觀念是針對大宗剩餘營建資材的綜合處理，利用各種不同剩餘營建資材原來的特性加以調配，使成為較穩定、均質的原料，再加以改質成有用的資材，並考量取代極小百分比的級配材料或填方材料，以提高實際應用的可行性。
在初期配比實驗，將石材加工衍生之泥餅及砂石採取之尾砂剩餘營建材料按比例混合後，分別添加固化劑5%、10%、15%、20%作成試體，分析其抗壓強度。初步的分析結果顯示，改質後28天的最高強度可達50kg/cm2以上，固化劑添加量在10%以下，其強度即可大於10 kg/cm2以上，已符合填方材料的基本要求。其次作更細部的研究分析，將固化劑的添加量減少，分別以1%、2%、4%、6%、8%作成試體，並測試其抗壓強度，結果發現採用材料本身的特性作適當的調配混合，比單純利用增加固化劑添加量來改善更為有效，僅添加固化劑2%即可達到10 kg/cm2以上抗壓強度，因此可以大量減少固化劑的添加量，更符合經濟效益。進一步再分析改質材料的毒性溶出試驗、含水量試驗、其在電子顯微鏡下的結構特性分析，顯示其原有個別特性都有顯著的改善，對環境不致造成負面影響，對於資源化再利用的途徑，具有正面貢獻的意義。
依此研究成果，如果未來能夠推廣並發展其應用範圍，即進一步完成各地區廢棄物特性的調查與方析，並研究開發出改質的應用公式，確立作業標準規範，做到營建剩餘資材的改質再利用，將對國內的生活環境以及地球的資源開發產生莫大的影響與改善。 |
| 論文目次 |
目 錄
目錄…………………………………………………………………….……..Ⅰ
圖目錄……………………………………………………………….………….v
表目錄…………………………………………………………………………Ⅷ
第一章 緒論1
1.1 研究動機1
1.2 研究背景與目的2
1.3 研究方法與流程3
1.4 預期成果6
第二章 文獻回顧7
2.1 台灣地區石材加工業概況7
2.2 石材加工衍生泥餅的來源與組成8
2.2.1 石材加工泥餅的來源8
2.2.2 石材加工泥餅的處置概述9
2.2.3 石材加工廢棄物產生量9
2.3 砂石採取尾砂之概況10
2.3.1 尾砂之來源10
2.3.2 砂石採取業的尾砂資源化現況11
2.4 營建剩餘土概況11
2.4.1 軟弱剩餘土11
2.4.2 營建剩餘土石方資源化沿革17
2.5 營建剩餘材料之固化方法資源化概況18
第三章 固化的原理24
3.1 水泥固化的化學機制24
3.1.1 水泥固化的所發生的化學反應24
3.1.2 水泥固化的化學機制25
3.1.3 水泥硬化的微觀過程25
3.2 固化改良原理與機制26
第四章 實驗計畫28
4.1 實驗材料28
4.2 主要儀器設備28
4.2.1 萬能試驗機28
4.2.2 數位式電子天秤28
4.2.3 攪拌機29
4.2.4 電子顯微鏡30
4.2.5 試體模具31
4.3 實驗配置計畫與方法31
4.3.1 實驗流程圖33
4.3.2 實驗項目重點說明34
4.3.3 資源化材料基本性質分析方法35
4.3.4 固化劑與資源化材料之配比試驗36
4.3.5 改質細料之抗壓強度試驗方法38
4.4 改質細料之特性試驗方法38
第五章 結果與分析42
5.1 營建剩餘資源材料與固化劑的性質42
5.1.1 石材加工泥餅的化學性質42
5.1.2 石材加工泥餅的物理性質43
5.1.3 砂石採取業之尾砂性質43
5.1.4 營建軟弱剩餘土的特性分析44
5.1.5 固化劑之特性分析45
5.2 改質細料的化學性質45
5.2.1化學性質分析45
5.2.2 改質填方細料的要求47
5.3 改質細料之物理性質48
5.3.1 改質細料之固化強度與期齡之分析49
5.3.2 改質細料的配比與強度分析61
5.3.3 改質細料的顯微結構分析71
5.3.4 改質細料的浸泡試驗72
5.3.5 改質細料的比重73
5.4 改質細料對環境影響的評估74
5.4.1 改質細料的毒性溶出試驗74
5.4.2 改質細料之水污染試驗75
5.5 綜合效益評估76
第六章 結論與建議81
6.1 結論81
6.2 建議82
參考文獻85
附錄86
附錄一 固化劑的分類與應用原理86
附錄二 工業廢棄物共同清除處理機構管理輔導辦法93 |
| 參考文獻 |
參考文獻
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１４、日本氣工社，「砂和水處理與資源再利用，」東京(2000)。
１５、林志棟，「土木材料試驗作業流程及範例,」國立中央大學，桃園，頁39(2000)。
１６、連永順、郭烈銘，「營建剩餘土石方資訊服務中心簡介，」工程雙月刊，卷74，期6，頁78(2001)。 |
| 指導教授 |
林志棟(Jyh-Dong Lin)
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審核日期 |
2002-1-18 |
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