臺灣博碩士論文加值系統

隨著經濟的發展，帶動了國內的工業進步，而國內對鋼鐵的需求日益增多，故煉鋼、煉鐵所產生的工業副產物亦逐年增多。轉爐石是煉鋼過程中所產生的副產品；脫硫石膏則是燃煤電廠或煉鋼廠在生產製程運作過程中，為除去排放煙氣中的二氧化硫(SO2)等汙染物，而加裝排煙脫硫系統後產出的副產物。控制性低強度材料(Controlled Low Strength Material，簡稱CLSM)由於可利用再生骨材產製，因此如能將這些工業副產物應用在CLSM，則可以省去處理這些工業副產物之成本。在張憲章(2015)研究中，發現脫硫石膏取代部分細骨材應用於CLSM有良好之成效，而在本研究中發現脫硫石膏添加煤灰以及轉爐石添加煤灰各別混拌後會硬固而發展出強度，故本研究想探討混拌材料之最佳配比，並將此最佳混拌比例取代不同比例之細骨材，應用於產製CLSM。
本研究分三部分，第一部分為混拌材料配比最佳化，了解材料基本物化性，並利用力學試驗等決定最佳混拌比例；第二部分為進行CLSM試拌，分為兩組，一組為脫硫石膏添加煤灰取代細骨材產製早強型CLSM，另一組則是轉爐石添加煤灰取代細骨材產製一般型CLSM，取代之比例分別為30、50、70%，並做力學及長度(膨脹)變化量等試驗，求得最佳之配比，評估實務應用上之可行性；第三部分為將研究成果運用於現地，進行CLSM試舖，並藉由現地沉陷監測及力學特性試驗等，評估實務應用上之成效。主要結果如下：
(1) 混拌材料分別以(煤灰20%+脫硫石膏80%)和(煤灰20%+轉爐石80%)各自為最佳之配比。
(2) 早強型CLSM以灰土比0.221、脫硫石膏添加煤灰取代細骨材含量30%為最佳配比，且當早強劑添加量為總乾料重1.5%時，初凝試驗結果滿足早強型CLSM之初凝時間4~6小時規定；一般型CLSM僅灰土比0.094、轉爐石添加煤灰取代細骨材含量30%和50%滿足CLSM之強度要求。
(3) 早強型CLSM之現地試舖成果良好，拌合時之工作度符合規範要求，力學試驗結果亦滿足設計強度所需，且舖築層之回脹量有逐漸穩定之趨勢。

Basic Oxygen Furnace Slag (BOF) is a by-product produced during steel making. Conversely, Hemihydrate is produced in the flue gas de-sulfurization system, which eliminated SO2 emission, during the operation of steel mill and coal-fired power plant. Controlled low strength material (CLSM) can be produced with recyclable aggregate; therefore, the cost of disposing these industrial by-products can be reduced if they can be used to produce CLSM. This study shows that mixing fly ash to hemihydrate or BOF increases the sample strength. This study aimed to determine the optimal mixing ratio, and used it to replace different ratio of fine aggregate to produce CLSM.
This study includes the following three parts: 1. Determine the physical and chemical properties of the material, and find the optimal mixing ratio with mechanical testing. 2. Two gropes of CLSM trial batch were performed. The first group produced the early strength type CLSM by replacing the fine aggregate with hemihydrate and fly ash, and the second group is the general type CLSM by replacing the fine aggregate with BOF and fly ash. The replacement percentage were 30%, 50%, and 70%, and mechanics and swelling tests were conducted to determine the optimal ratio and evaluated their practical usage. 3. Extend the research to the in-situ tests.

摘要 I
Extended Abstract II
誌謝 VIII
目錄 IX
表目錄 XIII
圖目錄 XV
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 1
1-3 研究流程 2
第二章 文獻回顧 4
2-1 轉爐石 4
2-1-1 轉爐石之簡介 4
2-1-2 轉爐石之化學性質 8
2-1-3 轉爐石之回脹特性 8
2-1-4 轉爐石之物理性質 9
2-2 脫硫石膏 10
2-2-1 脫硫石膏之簡介 10
2-2-2 脫硫石膏之化學性質 14
2-2-3 脫硫石膏之物理性質 23
2-3 煤灰 27
2-3-1 煤灰之簡介 27
2-3-2 煤灰之化學性質 30
2-3-3 煤灰之物理性質 32
2-4 控制性低強度材料(CLSM)之介紹與特性 32
2-5 控制性低強度材料(CLSM)之相關規範 36
第三章 爐石材料混拌配比設計與試驗方法 38
3-1 實驗材料來源 38
3-2 爐石材料物化性試驗 41
3-2-1 比重試驗 41
3-2-2 粒徑分析 42
3-2-3 SEM 42
3-2-4 XRD 43
3-3 爐石材料混拌配比設計方法 44
3-4 力學試驗 45
3-5 長度變化試驗 48
第四章 研究材料混拌配比設計與試驗結果 50
4-1 材料物化性試驗結果 50
4-1-1比重試驗結果 50
4-1-2粒徑分析結果 50
4-1-3 SEM/EDS分析結果 53
4-1-4 XRD分析結果 58
4-2 脫硫石膏混拌煤灰 64
4-2-1 力學試驗結果 64
4-2-2 長度變化試驗結果 67
4-3 轉爐石混拌煤灰 69
4-3-1 力學試驗結果 69
4-3-2 長度變化試驗結果 72
4-4 爐石材料混拌配比試驗結果統整 74
4-4-1 脫硫石膏混拌煤灰 74
4-4-2 轉爐石混拌煤灰 75
第五章 CLSM配比設計與試驗方法 77
5-1 CLSM配比設計方法 77
5-1-1 脫硫石膏添加煤灰取代細骨材(早強型CLSM) 79
5-1-2 轉爐石添加煤灰取代細骨材(一般型CLSM) 79
5-2 初凝時間試驗 79
5-3 坍流度試驗 82
5-4 力學試驗 85
5-5 長度變化試驗 86
第六章 CLSM配比設計與試驗結果 87
6-1 脫硫石膏添加煤灰取代細骨材之結果 87
6-1-1 初凝時間試驗結果(早強劑添加量測定) 87
6-1-2 坍流度試驗結果 89
6-1-3 力學試驗結果 90
6-1-4 長度變化試驗結果 93
6-2 轉爐石添加煤灰取代細骨材之結果 96
6-2-1 坍流度試驗結果 96
6-2-2 力學試驗結果 97
6-2-3 長度變化試驗結果 105
6-3 CLSM配比設計成果綜合討論 109
第七章 早強型CLSM現地試舖計畫與成果 111
7-1 現地試鋪計畫 111
7-2 現地舖築作業與品質檢驗 113
7-2-1 現地舖築 113
7-2-2 工作性 116
7-2-3 拌合料抗壓試驗 117
7-2-4 現地鑽心抗壓試驗 118
7-2-5 CLSM舖築層化性檢驗 119
7-3 沉陷量監測 120
7-3-1 沉陷釘埋設 120
7-3-2 監測結果 122
7-4 早強型CLSM現地試鋪成果綜合討論 128
第八章 結論與建議 129
參考文獻 132
附錄一 抗壓試驗曲線圖 137
附錄二 土壤污染管制標準 143

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