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論文中文名稱:以石材廢泥產製冷結型輕質粒料之研究 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The Study on the Manufacturing of Cold-bonded Lightweight Aggregate from Stone Sludge [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
畢業學年度:103
畢業學期:第二學期
出版年度:104
中文姓名:黃彥叡
英文姓名:Yen-Jui, Huang
研究生學號:102428023
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2015/07/30
指導教授中文名:黃中和
指導教授英文名:Chung-Ho, Huang
口試委員中文名:顏聰;陳豪吉;徐造華
中文關鍵詞:冷結型輕質粒料石材廢泥爐石粉鹼激發
英文關鍵詞:Cold-bonded aggregateStone sludgeSlag powderAlkali-activated
論文中文摘要:本研究以花蓮大理石石材廢泥為主要材料,選擇矽酸鹽類(水泥)、磷酸鹽類、鹼激發膠結材料(飛灰與爐石粉搭配鹼性溶液)等膠結材料,分別採用混合法與包裹法進行冷結型輕質粒料之製作。混合法考慮變數包含0.2與0.3兩種水灰(膠)比,5~40%膠結料添配率,以及5%與10%濃度之氫氧化鈉鹼劑。包裹法則考量四種水灰比、兩種粒徑尺寸、與三種包裹厚度等變數。雛粒經室溫氣乾後,將冷結粒料進行工程性質測試,俾探討不同膠結料對冷結型輕質粒料性質的差異性,期能達到廢棄物資源化與節能之目標。
試驗結果顯示,磷酸鹽材料與水反應速率過快,混合法造粒時較為困難,且冷結成之輕質粒料強度亦較低,較不適宜採用。大理石廢泥添混10%水泥或是鹼激發膠結材料(15%爐石粉配合5%鹼溶液),皆可使其冷結成形,成功製造出冷結型輕質粒料。其粒料顆粒密度介於1577~1881 kg/m3,吸水率則較大約介於18.8~24.9%,平均點壓強度介於73~955 N。包裹法則以磷酸鹽類材料較為合適,當包裹厚度介於1.5~4.5 mm時,其冷結粒料顆粒密度為1667~1837 kg/m3、吸水率介於13.3~14.8%、點壓強度介於396~663 N。就技術而言,以大理石廢泥配合膠結材料可以成功產製出冷結型輕質粒料,但是其材料成本較高,經濟效益為需要克服之難題。
論文英文摘要:This research is mainly focused on manufacturing cold-bonded lightweight aggregate from waste sludge by mixing and coating methods. The three kinds of bonding materials were adopted such as silicates (cements), polyphosphate and alkali-activated bonding materials (fly ash, slag with alkaline solution). In mixing method, the variables include water-cement ratio (at 0.2 and 0.3), content of bonding materials (5 to 40%), and the concentration of NaOH solution (5% and 10%). In coating method, the variables include four water-cement ratios, two aggregate sizes and three coating thicknesses. The cold-bonded aggregate is then cured under air-dry condition, basic properties of aggregate is measured, and the difference between cold-bonded aggregates with different binding materials is compared.
The test result indicates that the polyphosphate materials and water has a high reaction, which causes a difficult pelleting process using the mixing method. When marble sludge was mixed with 10% cement or alkali-activated bonding materials (15% of slag added 5% of alkaline solution), and cold-bonded lightweight aggregates were produced successfully. The aggregate particle density is between 1,577~1,881 kg/m3 with absorption capacity between 18.8~24.9% , and the aggregate crushing value between 73 and 955 N. On the other hand, polyphosphate materials are more suitable for conducting the coating method. When the coating thickness is between 1.5 to 4.5 mm, the cold-bonded aggregate density is between 1667 to 1837 kgw/m3 with a water absorption rate varied from 13.3 to 14.8%, and the aggregate crushing value between 396 to 663 N. From the perspective of technology, waste marble sludgy and binder materials adpoted in this study can successfully create cold-bonded aggregates despite of the high material cost, which turns economic benefit into a major issue to be overcome in the future.
論文目次:摘 要 I
ABSTRACT III
誌 謝 IV
目 錄 V
表 目 錄 VIII
圖 目 錄 X
照 片 目 錄 XIII
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法與流程 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 石材廢泥概述 4
2.1.1 石材加工與廢棄物 4
2.1.2 石材廢泥種類與數量 5
2.1.3 石材廢泥特性 5
2.2 石材廢泥之廢棄物處理與資源再利用技術 7
2.2.1 廢棄物處理 7
2.2.2 資源再利用技術 8
2.3 輕質粒料概述 11
2.3.1 輕質粒料定義 11
2.3.2 輕質粒料工程性質 12
2.3.3 輕質粒料應用 14
2.4 輕質粒料之產製技術 18
2.4.1 以高溫燒結技術產製輕質粒料 18
2.4.2 以冷結技術產製輕質粒料 20
2.4.3 燒結法與冷結法產製技術之比較 22
第三章 試驗規劃 41
3.1 試驗材料 41
3.2 試驗設備 43
3.3 雛粒之製作 44
3.3.1 混合法 44
3.3.2 包裹法 45
3.4 試驗方法與步驟 46
3.4.1 膠結材料基本性質試驗 46
3.4.2 粒料工程性質試驗 47
3.5 試驗變數與配比 49
第四章 試驗結果與分析 66
4.1 膠結材料試驗結果之探討 66
4.2 混合式冷結型輕質粒料之工程性質 68
4.2.1 顆粒密度 68
4.2.2 吸水率 70
4.2.3 粒料點壓強度 71
4.3 包裹式冷結型輕質粒料之工程性質 73
4.3.1 包裹式冷結型輕質粒料製作技術之探討 73
4.3.2 顆粒密度 74
4.3.3 吸水率 75
4.3.4 粒料點壓強度 76
4.3.5 粒料筒壓強度 77
第五章 結論與建議 106
5.1 結論 106
5.2 建議 108
參考文獻 109
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