臺灣博碩士論文加值系統

稻殼是一種廉價的燃料，含水量低，高溫燃燒成稻殼灰後其內部含有大量的二氧化矽，可做為卜作嵐材料，它不僅能夠節省能源的浪費，而且也提供有效的循環再利用。
本研究將經由高溫燒結（700℃）之後的稻殼灰與市面上購得之矽粉，以不同的取代比例置換水泥量，分別製成2.5cm3的水泥漿及5cm3的水泥砂漿試體，並探討稻殼灰及矽粉之工程性質與微觀分析，進而了解高矽質稻殼灰取代水泥之最佳效益。研究中將探討新拌水泥漿體之凝結行為、硬固水泥漿體之卜作嵐活性指數、單軸抗壓強度、抗彎強度、熱壓膨脹、抗硫酸鹽侵蝕等工程性質。
經由試驗結果顯示，添加稻穀灰的試體具有較佳的工程性質，原因為稻穀灰燒結後有較佳填充孔隙的能力，其玻璃晶相亦具備較佳之卜作嵐反應。各取代量中以10％為最好，其28天抗壓強度可達867kg/cm2，抗彎強度65kg/cm2，在熱壓膨脹下之乾縮率僅介於0.13％-0.17％之間，各項工程性質皆高於純水泥漿及矽粉水泥漿體，透過SEM微觀晶相觀察，稻穀灰漿體大量生成的C-S-H膠體，會連接成連續的母體去填充漿體的空隙，致使結構更加緻密，相對增加強度。結果證明稻穀灰適量添加於水泥之中，可以增加其工程性質。

The rice husk is a kind of low-priced fuel, low water content, after burning in high temperature it contains a large number of high-silicon, which can be make it Pozzolnic material, It not only save energy but also supply a useful recycling.
This study was done with rice husk ash （RHA） under 700℃ burning conditions and Siliceous ash as a partial cement replacement, in different percentages. The changes in property of RHA properties were investigated by XRD, DT-GTA and the technique of micro-analysis in order to understand the effect of activities. When RHA with 700℃ burning condition were added to cement paste or mortar, some properties such as workability, setting time, sulfate attack and strength tended to have some changes.
The test results show that RHA with partial cement replacements in different percentages the compatibility between the abundant SiO2 and cement as well as the high active silica content can consume the calcium hydroxide in cement paste and thus accelerate the hydration of cement and enhance strength. Thus, it was found that the optimum replacement percentages was 10%, at 28-days compressive strength reaches 867kg/cm2 ,bending strength reaches 65kg/cm2 , shrinkage ratio reaches between 0.13% - 0.17%, Every engineering property is all higher than cement paste and Siliceous ash paste. Observation of micro-structure RHA paste Produce in a large amount C-S-H gel of colloid structure packing hole the continuous causes the hydro mass to be compact promotion strength. The result proving Proper RHA with partial cement replacements can promotion engineering property.

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
表目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅴ
第一章 緒論 1
1-1研究動機 1
1-2研究目的及範圍 1
1-2-1 研究目的 1
1-2-2 研究範圍 2
1-3研究方法及流程 2
第二章 文獻回顧 5
2-1 卜作嵐材料之種類、性質與應用 5
2-1-1 卜作嵐材料之種類與性質 5
2-1-2 卜作嵐反應 6
2-1-3 卜作嵐材料取代部分水泥之相關研究 6
2-2稻殼灰之成份及性質 7
2-2-1稻殼的組織成份 7
2-2-2稻殼之受熱分解及成灰過程 7
2-2-3稻殼灰之結構及性質 9
2-2-4稻殼灰與水泥漿體之水化機理 9
2-2-5稻殼灰對混凝土的影響 9
2-3 水泥之物化特性 10
2-3-1 水泥水化反應機制 10
2-3-2 水泥漿體之微觀結構 12
2-3-3 水泥漿體之孔隙結構 13
2-3-4 水泥漿體之巨微觀性質 15
第三章 試驗計畫 26
3-1試驗設計 26
3-2試驗材料與設備 26
3-2-1 試驗材料 26
3-2-2 試驗設備 27
3-3 試驗項目及方法 28
第四章 結果與討論 40
4-1 基本性質分析 40
4-1-1 高矽質掺料之物理性質分析 40
4-1-2 高矽質掺料之化學性質分析 40
4-1-3 高矽質掺料之SEM電子顯微鏡分析 41
4-2 稻殼灰取代不同水泥量之工程性質 42
4-2-1 高矽質稻殼灰之凝結行為 42
4-2-2 高矽質稻殼灰之工作性 43
4-2-3 高矽質稻殼灰之卜作嵐活性指數 44
4-2-4 高矽質稻殼灰之強度發展 44
4-2-5 高矽質稻殼灰之耐久性-抗硫酸鹽 49
4-2-6 高矽質稻殼灰之體積穩定性-熱壓膨脹 50
4-3 稻殼灰取代不同水泥量之卜作嵐反應行為 51
4-3-1 電子顯微鏡分析（SEM） 51
4-3-2 X光繞射分析（XRD） 52
4-3-3 熱重-熱差分析（TG-DTA） 53
4-4 綜合分析 54
第五章 結論與建議 101
6-1結論 101
6-2建議 102
參考文獻 103

1.Beagle,E.G.(1978),“Rice-husk Conversion to Energy”,FAO Agricultural Services Bull 31.Food and Agricultural Organisation of the United Nations，Rome.
2.Me Daniel,R. (1946),“Rice Hulls and Rice-Hull ash for Building Materials”Rice Journal 49,pp.14-16.
3.Hough,J.H. (1955),“Light Veight Building Bricks from Soil and Rice Rice-Husk Ash”,Rice Journal 58,pp.14-15.
4.Hough,J.H. and Barr,H.T. (1956),“Possible uses for vasterrice hulls”,Lousiana State Vniversity Agricultural Experiment station. Bulletin No. 507.
5.Ahsanullah,A.K.M.,Chaudhry,M.A.,and Chotani,A.H.(1958)“Mixtures of cement and rice-huskash”,Studies in the Properties of Heat Insulating Building Materials,part I ,Pakistan J.Sci. and Ind. Res.1, pp.53-57.
6.Quereshi,M.M.and Ahsanullah,A.K.M.(1959),“The Thermal Conductivity of Binary Mixtures v'th Particular Reference to Cellular Concrete.”,Studies In the Properties of Heat Insulating Building Materials.Part Π.,Pakistan J.Sci. and ind. Res. 2，pp.1-6.
7.Quereshi,M.M.,and Ahsanullah,A.K.M.(1968), “Analysis of the Anomalous Thermal Conductivity of Blocks of Cement and Rice-husk ash”, Studies in the Properties of Heat Insulating Building Mater tea Is. Part Ⅲ.,Pakistan J. Sci. and Ind. Res.3,pp.205-208.
8.Mahta,P.K.(1977),“Properties of Blended Cements Made from Rice Husk Ash”,ACI Journal No.74-40,pp.440-442.
9.Mahta,P.K. and Pirtz,D. (1978),“Use of Rice Husk Ash to Reduce Temperature in High Strength Mass Concrete”,ACI Journal,NO.75-7,pp.60-63.
10.Mehta,P.K(1979).“The Chemistry and Technology of Cement Made form Rice Husk Ash”,Proc.U.NIDO/EACAP/RCTT Workshop on Rice-Husk Ash Cenient， Peshawar,Pakistan,pp.113-122.
11.Cook,D.J(1985).,“Cement Replacement Materials-6 Rice Husk Ash ”，Concrete Technology and Design Volume 3，Surrey University Press.
12.黃兆龍，林利國（1989），「稻殼灰性質與混凝土材料上之利用」，國立台灣工業技術學院碩士論文。
13.吳東昇（1997），「高性能混凝土產製機制及添加稻殼灰--飛灰摻料性能研究」，中國工商學報，第一卷第九期，頁115-131。
14.余其俊、趙三銀、馮慶革、杉田修一（2003），「高活性稻殼灰的製備及其對水泥性能之影響」，武漢理工大學學報，第二十五卷第一期，頁15-18。
15.歐陽東（2003），「低溫稻殼灰的顯微結構及化學活性」，矽酸鹽學報，第三十一卷第十一期，頁1121-1124。
16.歐陽東（2003），「稻殼灰中的奈米SiO2及其在混凝土的應用」，農業環境科學學報，第二十二卷第三期，頁374-375。
17.歐陽東（2003），「用稻殼研發混凝土高活性掺合料」，糧油食品科技，第十一卷第四期，頁41-43。
18.歐陽東（2003），「能與矽灰媲美的礦物掺合料-低溫稻殼灰」，中國建材，第十卷第六期，頁42-44。
19.黃兆龍（1984），「混凝土性質與行為」，台北：廣昌。
20.黃兆龍（1988），「高強度混凝土及品質管制」，高強度混凝土研討會論文集，台北：臺灣營建研究中心。
21.Mehta,P.K.(1983),“Pozzolanic and Cementitious By-Produts as Mineral Admixtures for Concrete:A Critical Review”,Fly Ash，Silica Fume,Slag and Other Mineral By-Produts in Concrete,ACI,Vol.1,ACI SP-79,pp.1-47.
22.Zhang, M. H., R. Lastra, and V. N. 26, No. 6, pp. 963-977(1996).
23.李釗，于惇德（2000），「以礦物摻料固化重金屬污泥之固化效果及機理研究」，國立中央大學碩士論文。
24.Tillman, D.A.(1978),“Wood as an Engergy Resource”,Academic Press,pp.65-87.
25.Anderson, Larry, Land Tillman,D.A. (1977),“fuels from Waste”,Academic Press,pp.141-159.
26.楊孝駒（1980），「纖維質有機廢料(稻殼)觸媒裂解反應之研究」，國立台灣大學化學工程碩士論文。
27.林寬明（1975），「杉木鉋片與稻殼製作粒片板之研究」，國立中興大學森林工程碩士論文。
28.Michael,J. and Antal,Jr.(1979),“The Effects of Resience Time，Temperature and Pressure on Steam Gasification of Biomass”,PREPRINTS,Div of Petrol,Chem,Acs Vol.24, No. 2,pp.445.
29.吳東昇（1997），「稻殼灰物化性分析及最適燒結狀況對水泥水化特性之影響」，台北：崇德書局，頁47-48。
30.Georges Millots(1970),“Gelogy of Clays”,Spring-Verlay Berlin Heidelberg.
31.Cook, D.J. and Suwanvitay, A.P. (1981),“Prpoerties and Behaviour of Lime-Rice Husk Ash Cements”,Fly Ash，Silica Fume,Slag and Other Mineral By-Produts in Concrete,ACI SP-79,pp.831-845.
32.Barnes,P. (1983),“Structure and Performance of Cements”,Applied Science Publishers,N.J.Surfaces,C.C.R.,Vol.10,No.6,pp.697-701.
33.Mindess,S. and J.F,Young(1981), “concrete”,Pren-tice-Hall,Englewood Cliffs,N.J.
34.Lea,F.M., (1980),“The Chemistry of Cement and Concrete”,Edward Aronld Ltd,London.
35.Soroka,I.(1979),“Portland Cement Paste and Concrete”, Macmillan press,Ltd,London.
36.沈得縣（1991），「高爐熟料與飛灰波索蘭反應機理及對水泥漿體巨微觀性質影響之研究」，台灣技術學院博士論文。
37.黃兆龍（1988），「高等混凝土技術」，台北：國立台灣技術學院營建系。
38.Kruyt,H.R. (1952),“Colloid Science”,Vol.1,Elsevier Publishing company.New York.
39.李宗彥（2001），「都市垃圾焚化飛灰熔渣粉體對不同型態水泥之卜作嵐反應行為」，國立中央大學環境工程碩士論文，頁58-66。
40.Mindess, S. and Young, J.F. (1981),“Concrete”,Prentice-Hall,Englewood Cliffs,N.J.
41.Power,T.C(1958).,“The physical Structure and engineering properties of concrete”,Research and Devlopment bulletin,No.90,Portland Cement Association,Skokie,111.
42.Tillman, D.A(1978),“Wood as an Energy Resource”,Academic Press，pp.65-87.
43.王岱淇（1994），「稻殻燃燒模式之基礎試驗」，四海學報，第九期，頁65-83。
44.黃兆龍（2003），「高性能混凝土理論與實務」，台北：詹氏書局。
45.Mehta,P.K. (1977),“Properties of Blended Cement Made from Rice Husk Ash﹝J﹞,ACI Journal,Vol.74,No.9,pp.440~442.
46.Mehta,P.K. (1988),“Sulphate Resistance of Blended Cements”,International Workshop on the Use of Fly Ash,Slag Silica Fume and Other silicious Materials in Concrete,C＆C.A,Sydney.
47.Raoul Jauberthie , Frank Rendell , Seni Tamba , Ibrahima Khalil Cisse.(2003), “Properties of cement—rice husk mixture”，Construction and Building Materials Vol.17,pp.239–243.
48.林忠逸（2003），「水處理工程廢棄污泥及煉鋼廢爐渣燒製環保水泥之材料特性研究」國立中央大學環境工程碩士論文，頁53-55。
49.Rasheeduzzafar,Dakhill F.M,Al-Gabtani,A.S.,Al-Saadoun S.S.,Bader M.H. (1990),“Influence of Cement Composition Suhphate Resistance of Concrete”,ACI Materials Joumnls Vol.87,No.2,pp.114-122.