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研究生:張瑞洲
研究生(外文):Rui-chou Chang
論文名稱:焚化飛灰取代水泥及砂應用在砂漿體之研究
論文名稱(外文):Effect of Fly Ash form incineration furnaces on the mortar materials
指導教授:蘇南蘇南引用關係
指導教授(外文):Nan Su
學位類別:碩士
校院名稱:國立雲林科技大學
系所名稱:營建工程系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:147
中文關鍵詞:卜作嵐反應熔融水膠比焚化飛灰
外文關鍵詞:FusionFly ash form incinerationPozzolanic reactionWater to binder ratio
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本文研究主旨將焚化爐焚化後之飛灰予以資源回收,再利用於營建材料中,即用焚化飛灰取代水泥及砂。研究方法係以不同之水膠比及不同之熔融溫度將未處理之焚化飛灰及經1100℃及1200℃之焚化飛灰利用於水泥砂漿中,探討經高溫熔融之焚化飛灰對水泥砂漿抗壓強度、工作性及重金屬的溶出量之影響及水泥漿體之微觀結構掃瞄式電子顯微鏡SEM、X光繞射分析與熱重分析之探討。
研究結果顯示,未處理之焚化飛灰之重金屬溶出量高於環保署有害事業廢棄物法規之標準值,但經高溫熔融後其重金屬溶出量已低於規範值。水泥砂漿之工作性在不同熔融溫度下,各取代分組之工作性皆優於純水泥,其中以經1200℃處理之焚化飛灰最佳,於抗壓強度方面,在各齡期下之抗壓強度皆高於純水泥,其中以1100℃處理之焚化飛灰取代量為10﹪時最佳。在耐久性方面,以未及經處理高溫熔融之焚化飛灰取代水泥及砂在體積穩定試驗中有略微膨脹現象,但相較於純水泥僅略高出0.003﹪。微觀試驗部分,於SEM中可清楚觀察到未及經處理高溫熔融之焚化飛灰於水泥漿體中進行卜作嵐反應之情況;由X光繞射分析實驗亦說明未處理之焚化飛灰及經1100℃及1200℃之焚化飛灰於水泥漿體中消耗CH,進行卜作嵐反應。
The possibilities of recycle fly ash form incineration, substitute cement and sand for fly ash form incineration, are the main research. Add fly ash form incineration and fusion cinder to mortar under different particular water to binder ration and fusion temperature is the research method. Then, to discuss the reflection of compressive strength, workability, and heavy mental leakage of fly ash form incineration that passes the high temperature fusion test. Furthermore, the research has discussions with results of cement at SEM, X-Ray diffraction pattern and thermogravimetry.

The research result indicates that heavy metal leakage of normal temperature fly ash form incineration violate the EPA statute but high temperature fusion one doesn’t break the regulation. The workability of mortar at different fusion temperature, the amounts of substitute is better than the contrast and the fusion cinder of 1200℃ is the best. In the respect of compressive strength, all curing ages are higher than the contrast and fusion cinder10% of 1100℃ high temperature fusion is the best. In the respect of durability, substitute cement and sand for fly ash form incineration plus fusion cinder shows small inflation at volume stability test and it is just 0.003% higher than amounts of substitute. At the experiment of microstructure, one could easily observe how pozzolanic reaction of flay ash form incineration and fusion cinder by SEM. At the experiment of X-Ray diffraction pattern, it illustrates how normal temperature fly ash form incineration and fusion cinder consume CH, and how is pozzolanic reaction.
目錄
摘要 i
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 ix

第一章 緒 論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究方法 2
1.4 預期結果 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 都市焚化飛灰 4
2.1.1 灰碴來源 4
2.1.2 焚化飛灰物化性質 7
2.2 焚化飛灰重金屬特性及固化技術 9
2.2.1水泥固化法 10
2.2.2 化學藥劑法 11
2.2.3 高溫熔融處理法 13
2.2.4 各種處理法優缺點 13
2.3 高溫熔融處理 15
2.3.1 熔融目的 15
2.3.2 熔融處理之特色 16
2.3.3 熔融理論 17
2.3.4 影響熔融因素 17
2.3.5 熔融過程對焚化飛灰重金屬揮發之行為 18
2.3.6 熔碴種類 19
2.4水泥組成成分和水化作用 21
2.4.1 水泥化學成分及特性 21
2.4.2 水泥水化機理及特性 24
2.4.3 水泥的水化作用 25
2.4.4 水泥水化產物對強度的影響 28
2.5卜作嵐材料 32
2.5.1卜作嵐反應 32
2.5.2 飛灰與氫氧化鈣之卜作嵐反應 32
2.6孔隙結構與強度之關係 35
2.7掃瞄式電子顯微鏡(SEM) 36
2.8 熱重分析(TG) 38
2.9 X光粉末繞射(X-RD) 39
第三章 研究方法與設備 40
3.1 水泥砂漿配比設計 40
3.2 試驗流程圖 44
3.3 試驗材料 45
3.4 試驗設備 45
3.5 焚化飛灰高溫熔融處理流程 54
3.6 水泥砂漿試驗 57
3.6.1 新拌性質試驗 57
3.6.2抗壓試驗 58
3.6.3 吸水率試驗 59
3.7 水泥漿試驗 61
3.7.1 微觀試驗 61
3.7.2 熱重分析試驗 61
3.8 毒性特性溶出試驗 64
第四章 試驗結果及討論 65
4.1 基本性質試驗 65
4.1.1 物理性質 65
4.1.2 化學性質 66
4.1.3 毒性溶出試驗 67
4.1.4卜作嵐活性指數 68
4.2 新拌性質試驗結果與分析 69
4.2.1 流度試驗 69
4.2.2 凝結時間 77
4.3 抗壓強度試驗結果與分析 80
4.4 體積穩定性試驗結果與分析 105
4.5 吸水率試驗 112
4.6 微觀分析 115
4.6.1 X光繞射微觀結果分析 115
4.6.2 SEM電子顯微鏡微觀結果分析 127
4.6.3 TG熱重微觀結果分析 138
第五章 結論與建議 140
5.1 結論 140
5.2 建議 141
參考文獻 143
附錄一、焚化飛灰取代水泥及砂於不同熔融溫度下之抗壓強度變化表、圖 144
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