臺灣博碩士論文加值系統

由於台灣廢棄的椰子殼每年都有30,000公噸，對環境造成相當嚴重的問題，若能夠將之回收再利用將可減少對環境的污染。椰子殼內纖維頗多，若能將其切成骨材形狀，把它當成輕質骨材加到混凝土中或製成磚塊，或許可增加其抗拉或抗彎的強度，並可紓解日益嚴重的砂石短缺問題，更可減少廢棄物的產生，又可節能減碳，符合東京議定書的精神及綠築的標章。
本研究先對椰子殼輕質骨材進行基本的物性試驗，然後依其性質用兩種椰子殼粒徑（1/2”及3/8”）及三種水灰比（0.35、0.4、0.45）拌製成輕質混凝土磚並進行抗壓強度、抗彎強度、吸水率及比重試驗、滑度試驗及熱傳導係數。
實驗結果顯示，椰子殼輕質混凝土磚之抗壓及抗彎強度並不高，因此只適合於非結構性之用途，如使用於隔熱、隔音方面。另外，椰子殼輕質骨材粒徑愈大時，其抗壓強度愈高，抗彎強度愈低，吸水率愈大，熱傳導係數愈小；水灰比愈高時，則抗壓強度愈低，抗彎強度愈高，吸水率大，熱傳導係數愈小。

Since there are 30,000 tons of coconut shells abandoned in Taiwan every year, resulting in serious problems to environment. With recycling, the environmental pollution could be reduced. The fiber is rich inside the coconut shell. If it is cut into an aggregate shape and incorporated into the concrete as a lightweight aggregate or produced as a brick, the tensile or bending strength may be increased and also the more serious gravel shortage problem could be solved. Meanwhile, it reduces the formation of waste and also saves the energy and reduces CO2 emission satisfying the spirit and green building set forth in Tokyo Protocol.
The study first launched basic property test aiming at aggregate of coconut shell, and then mixed two coconut shells with different diameter (1/2”, 3/8”）with three water-cement ratios (0.35, 0.4, 0.45) depending on the properties to produce lightweight aggregate concrete brick. Following, the tensile strength, bending strength, water absorption and specific gravity test, slippery test and thermal conductivity are measured.
According to the experimental results, the tensile and bending strength of lightweight aggregate concrete brick made of coconut shell are low. Therefore it is only available for non-structural purposes, such as heat and sound insulation. Meanwhile, the greater the diameter of coconut shell lightweight aggregate, the higher the tensile and bending strength and greater water absorption. On the other hand, the greater the water-cement ratio, the lower the tensile strength but higher bending strength and water absorption, while the thermal conductivity is lower.

致謝 Ⅰ
摘要 Ⅱ
Abstract Ⅲ
目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅶ
圖目錄 IX
照片目錄 XI
第一章 緒論 1
1-1研究動機 1
1-2 研究目的與範圍 2
1-3 研究方法 3
第二章 文獻回顧 6
2-1 輕質骨材種類 6
2-2 輕質骨材之性質與特性 7
2-2-1輕質骨材物理性質之探討 7
2-2-2 輕質骨材之物理特性 9
2-3 椰子殼物性及組織結構 13
2-4 磚的種類及性質 14
2-5 輕質骨材混凝土的強度發展及分界強度 16
2-6 輕質骨材混凝土之性質 18
2-6-1 輕質混凝土之類型比較 18
2-6-2 輕質混凝土之工程性質 18
2-7 輕質混凝土之配比與拌製技術 22
2-8 輕質粒料對配比設計之影響 28
2-9 輕質混凝土之熱傳導 29
2-9-1 熱傳導係數的量測方法 29
2-9-2 輕質混凝土熱傳導性質探討. 31
2-9-3 影響混凝土熱傳導之因素 32
2-10 環保綠建材 34
2-10-1 何謂綠建材 34
2-10-2 綠建材標章制度推廣 35
2-10-3 綠建材的特性 36
2-10-4 綠建築標章 37
第三章 試驗規劃與測析步驟 56
3-1 試驗材料 56
3-2 試驗設備 56
3-3 配比設計 58
3-4 試驗方法及步驟 60
3-4-1 抗壓強度 60
3-4-2 抗彎強度 61
3-4-3 吸水率 61
3-4-4 滑度試驗 62
3-4-5 熱傳導係數試驗 63
3-5 試體規劃 66
第四章 試驗結果之分析與討論 83
4-1吸水率與比重試驗分析 83
4-2抗壓強度之分析 83
4-3抗彎強度之分析 84
4-4 熱傳導試驗之分析 85
4-5 滑度試驗之分析 85
4-6 環保綠建材評估 86
第五章 結論與建議 98
5-1 結論 98
5-2 建議 99
參考文獻 100

表目錄
表2-1-1 重要之輕質骨材性質........................................................38
表2-6-1 CNS及ASTM對輕質骨材混凝土之強度規定...............39
表2-6-2 輕質骨材混凝土彈性模數與單位重、抗壓強度之關係.......................................................................................................39
表2-6-3 各種材料之熱傳導係數....................................................40
表2-9-1 量測熱傳導係數的分類....................................................41
表2-9-2 混凝土組成成份之熱性質................................................42
表2-10-1 綠建材之概念綜整..........................................................42
表3-1-1 水泥之物理與化學性質....................................................67
表3-1-2 細骨材之物理性質............................................................68
表3-1-3 粗骨材之物理性質............................................................68
表3-3-1 單位用水量與含氣量建議表............................................69
表3-3-2 單位體積混凝土中，乾燥搗實粗粒料佔體積................69
表3-3-3 配比設計表........................................................................70
表3-3-4 配比設計用量表................................................................71
表3-4-1 上承壓塊尺度....................................................................71
表4-1-1 吸水率與比重試驗............................................................87
表4-2-1 7天抗壓強度試驗..............................................................88
表4-2-2 28天抗壓強度試驗............................................................89
表4-3-1 7天抗彎強度試驗..............................................................90
表4-3-2 28天抗彎強度試驗............................................................91
表4-4-1 熱傳導試驗........................................................................92
表4-5-1 滑度試驗............................................................................92

圖目錄
圖1-3-1 計畫工作流程圖..................................................................5
圖2-1-1 天然輕質骨材....................................................................43
圖2-1-2 人造輕質骨材....................................................................44
圖2-2-1 輕質骨材點壓試驗結果....................................................48
圖2-2-2 混凝土在壓力負荷下之破壞變形模式............................48
圖2-2-3 骨材含水狀態圖................................................................49
圖2-2-4 Selective toweling method輕質骨材面乾處理..................49
圖2-2-5 輕質細骨材離心脫水與時間關係圖................................50
圖2-5-1 常重混凝土骨材強度與混凝土強度................................50
圖2-5-2 輕質混凝土骨材強度與混凝土強度................................51
圖2-5-3 輕質骨材混凝土之分界強度............................................51
圖2-5-4 輕質混凝土與普通混凝土獸力結構差異比較圖............52
圖2-6-1 輕質骨材混凝土與水泥砂漿強度之關係........................52
圖2-6-2 常重混凝土與輕質骨材混凝土強度發展比較圖............53
圖2-9-1 混凝土熱傳導與含水飽和程度及單位體積重之關係....53
圖2-9-2 不同種類骨材混凝土之溫度與熱傳導關係圖................54
圖2-9-3 混凝土之溫度與熱傳導關係圖........................................54
圖2-10-1 綠建材標章......................................................................55
圖3-1-1 試驗規劃流程圖................................................................72
圖3-4-1 加熱面及距加熱面8cm處之熱偶線埋置圖...................73
圖3-4-2 加熱面及距加熱面8cm處升溫曲線...............................73
圖4-1-1 30分鐘吸水率....................................................................93
圖4-1-2 24小時吸水率....................................................................93
圖4-1-3 28天吸水率........................................................................94
圖4-1-4 比重試驗............................................................................94
圖4-2-1 7天抗壓強度......................................................................95
圖4-2-2 28天抗壓強度....................................................................95
圖4-3-1 7天抗彎強度......................................................................96
圖4-3-2 28天抗彎強度....................................................................96
圖4-4-1熱傳導係數.........................................................................97
圖4-5-1 滑度試驗............................................................................97

照片目錄
照片3-1-1 椰子殼............................................................................74
照片3-2-1 電子秤............................................................................74
照片3-2-2 電子秤............................................................................75
照片3-2-3 拌合機............................................................................75
照片3-2-4 坍度儀............................................................................76
照片3-2-5 200×100×60㎜之磚模....................................................76
照片3-2-6 300×300×60㎜之磚模....................................................77
照片3-2-7 搖篩機............................................................................77
照片3-2-8 標準號篩..........................................................................78
照片3-2-9 線鋸機............................................................................78
照片3-2-10 烘箱..............................................................................79
照片3-2-11 承壓筒組裝圖、承壓筒分解圖..........................................79
照片3-2-12 承壓塊..........................................................................80
照片3-2-13 200t抗壓機................................................................81
照片3-2-14 30t抗壓機..................................................................81
照片3-4-1 滑度試驗儀....................................................................82

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