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研究生:邱玫
研究生(外文):CHIU MEI
論文名稱:金紙灰取代部份水泥及細骨材對水泥砂漿性質之影響
論文名稱(外文):Effect of Ritual Bill Ash Substitute to Part Cement and Fine Aggregate on Properties of Cement Paste and Mortar
指導教授:郭文田郭文田引用關係
指導教授(外文):Wen-Tien Kuo
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:土木工程與防災科技研究所
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:133
中文關鍵詞:金紙灰膠結材料卜作嵐反應
外文關鍵詞:Ritual Bill AshPozzolanic Reaction EffectBinding Material
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在廟宇林立的台灣,每年所產生的金紙餘燼不僅量大且無固定地方處理,多半未經處理而任意丟置,嚴重影響環境衛生及整潔。因此嘗試以不同比例金紙灰取代部分水泥、細骨材量,並添加強鹼物質(脫硫渣粉)對水泥砂漿工作性、抗壓強度及抗硫酸鹽的影響,最後簡易評估金紙灰水泥砂漿之經濟效益、應用價值。
研究結果顯示,經110±5℃烘箱烘乾冷卻後,通過#100篩之金紙灰細度高達6,753cm2  /g,本身僅具微膠結性,相對增加比表面積,將更多顆粒面積接觸水分子參與反應,產生水化作用及卜作嵐反應。金紙灰取代部份水泥及細骨材量,水膠比0.485且取代量2.5~10%的早期強度及晚期強度較控制組可高達11%,額外添加方面有助於幫助增加強度之效果,但添加脫硫渣粉部份,卻無法達到預期的效果,因此在適當水膠比及取代量上,金紙灰具有取代部份水泥與細骨材的可行性。
金紙灰取代部份水泥量的早期強度效益可提升6.77﹪,晚期強度提升1.41﹪,整體材料成本可微幅降低6.92%,若能根據不同使用目的之需求,在強度與價格上選取適當之平衡點,將可獲得最佳之材料配比,同時兼顧材料性質及工程成本的雙重考量。目前政府單位陸續推廣「金紙集中燒」活動,將本研究結合回收計畫,達到廢物利用和資源回收再生的構想,降低工程材料成本,作為部份泥水工程、磚砌工程之水泥砂漿替代品,也可成為具有台灣本土特色的環保材料,符合綠建築之永續宗旨。
The Taoist and Buddhist temples that scatter everywhere in Taiwan are producing a large amount of ritual bill ash which is carelessly discarded without any treatment, presenting a severe threat to the environment and hygiene. This study intends to use the ritual bill ash as alternative cement and fine aggregate to certain extent with added high alkaline material (desulfurized slag), examine its impact on the workability of the cement mortar, its compressive strength, and resistance to sulfate, and briefly evaluate the economic values and practicality of the ritual bill ash cement mortar.

The research result indicates that the ritual bill ash, after being dried in a dryer at 110 ± 5 ℃ and then cooled, can permeate a #100 filter and reach an impressive thinness of 6,753cm2  /g. Its low binding feature inadvertently gives more surface area, allowing more water molecules to participate in the reaction process that leads to hydration and the Pozzolanic Reaction Effect. The use of ritual bill ash as a partial replacement for cement and fine aggregate with a water binder ratio of 0.485 and a replacement ratio of 2.5% to 10% produces an early-stage strength and late-stage strength which are 11% higher than the control group. The additive may further help to increase the strength. However, the addition of the desulfurized slag fails to produce the expected result. Therefore, the paper ash may be used as a partial replacement of cement and fine aggregate provided the water binder ratio and replacement amount are adequate.

By partially replacing cement with ritual bill ash, the early-stage strength may increase by 6.77% and the late-stage strength, 1.41%. The total cost of material may slightly decrease by 6.92%. If equilibrium between the strength and price can be reached according to the purpose of use, an optimal ingredient mixture may be achieved without sacrificing either the material features or construction cost. Currently the government is promoting the concept of a collective furnace of joss paper. The result of this study can benefit recycle programs that encouragere- use of solid waste. Furthermore, the result of the study may reduce construction material cost. The ritual bill ash can be used as an alternative material for cement mortar in some concrete works and bricklaying of sustainable green building constructions; it is an environmental-friendly building material unique to Taiwan.
中文摘要 --------------------- Ⅰ
英文摘要 ----------------------- Ⅱ
誌謝 ---------------------- Ⅳ
目錄 ----------------------- Ⅴ
表目錄 ----------------------- Ⅶ
圖目錄 ---------------------- Ⅸ
第一章 緒論 ----------------- 1
1-1 研究動機與目的 ------ 1
1-1-1 研究動機 --------------- 1
1-1-2 研究目的 --------------- 2
1-2 研究方法與流程 -------- 3
1-2-1 研究方法 --------------- 3
1-2-2 研究流程 --------------- 5
第二章 文獻回顧 --------------- 6
2-1 金紙灰(Ritual Bill Ashes,RBA) ------ 6
2-1-1 金銀紙的源由 --------------------------- 6
2-1-2 金銀紙的原料 --------------------------- 8
2-1-3 金銀紙的製作過程 ------------------------ 8
2-1-4 金銀紙的使用 --------------------------- 10
2-1-5 金銀紙的種類 --------------------------- 11
2-1-6 金紙灰於工程材料上相關研究 ----- --------- 12
2-2 金紙灰與水泥、飛灰、爐石粉等各材料之比較 --- 14
2-2-1 各材料之發展史 -------------------------- 14
2-2-2 各材料之用途 --------------------------- 15
2-2-3 各材料之來源與成份 ---------------------- 17
2-2-4 各材料之卜作嵐材料性質與反應 ------------- 25
2-2-5 各材料之微觀組織 ------------------------ 27
2-2-6 各材料對混凝土工作性之影響 --------------- 31
2-2-7 各材料對混凝土強度之影響 ----------------- 34
2-2-8 各材料對混凝土耐久性之影響 - ------------- 42
第三章 試驗計畫 ------------------------------- 47
3-1 試驗設計 ------------------------------- 47
3-2 試驗材料與設備 ------------------------- 49
3-2-1 試驗材料 ------------------------------- 49
3-2-2 試驗設備 ------------------------------- 52
3-3 試驗變數與項目 ------------------------- 53
3-3-1 試驗變數 ------------------------------- 53
3-3-2 試驗項目-------------------------------- 54
第四章 試驗結果分析 --------------------------- 57
4-1 金紙灰之基本性質 ------------------------ 57
4-1-1 化學性質 ------------------------------- 57
4-1-2 物理性質 ------------------------------- 58
4-2 水泥漿試驗 ----------------------------- 60
4-2-1 外觀分析 ------------------------------- 60
4-2-2 凝結時間 ------------------------------- 61
4-2-3 卜作嵐活性指數 ------------------------- 62
4-3 水泥砂漿試驗 --------------------------- 66
4-3-1 流度值 -------------------------------- 66
4-3-2 抗壓強度 ------------------------------- 73
4-3-3 耐久性試驗(抗硫酸鹽) ------------------ 106
4-3-4 鋪貼黏結試驗 --------------------------- 124
4-3-5 金紙灰水泥砂漿之經濟效益 ---------------- 125
第五章 結論與建議 ----------------------------- 127
5-1 結論 --------------------------------- 127
5-2 建議 ---------------------------------- 128
參考文獻 ------------------------------- 130
〔1〕九十七年第二十五週內政統計通報(96年底宗教寺廟、教會(堂)概況),內政部統計處,2008.06.18。
〔2〕徐仲民,蔣育麟,2006,「金銀紙的秘密」,晨星出版社。
〔3〕廟方:朝天宮,高雄市三民區鼎山街650號。
〔4〕資料來源:http://librarywork.taiwanschoolnet.org/cyberfair2007/maioli/story_02.htm
〔5〕董士誠,2002,「祭拜金銀紙錢燃燒煙塵廢氣調查與改善之研究」(楊萬發教授指導),國立台灣大學,環工所碩士論文。
〔6〕何代堯、陳黎安、葉昀昀及駱怡君,2007,「讓神明保佑“泥”!金紙灰水泥砂漿試體試驗」(邱玫、連憶菁老師共同指導),高雄市第47屆中小學科學展覽會,高級職業學校土木組。(榮獲高雄市科展第一名,全國科展第二名、鄉土獎、創意獎)。
〔7〕金紙灰(Paper Money Ash):朝天宮以祭拜神明為主,所使用之金紙種類主要有:天公金、壽金、補運金、發財金等,為本研究實驗材料之主要來源,因此稱為「金紙灰」而不以「金銀紙」稱呼。
〔8〕陳耀如,洪國珍,劉叔松,2007,「工程材料Ι」,旭營文化事業有限公司,台北,頁31-137。
〔9〕楊錦懷,2007,「工程材料Ι」,弘揚圖書有限公司,台北,頁29-106。
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〔11〕行政院公共工程委員會,1999,「公共工程飛灰混凝土使用手冊」,頁5-18,台北,。
〔12〕吳宗興,1979,「牡蠣殼粉對各種路基土壤的穩定處理研究」(蔡攀鰲教授指導),國立成功大學,土木工程所碩士論文。

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〔21〕楊錦懷,2007,「工程材料Ι」,弘揚圖書有限公司,台北,頁42。
〔22〕行政院公共工程委員會,1999,「公共工程高爐石混凝土使用手冊」,頁7,台北。
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〔25〕苗柏霖,2000,“飛灰混凝土於公共工程之應用與展望”,公共工程使用飛灰混凝土研討會,頁18-22,台北。
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〔27〕蔡馬陵,吳泰雯,1992,“高爐石在水泥上的應用”,技術與訓練,17卷,1期,頁18-30。


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〔33〕 杜清遠,2000,「施工估價」,正文出局有限公司,台北。
〔34〕 中國土木水利工程學會/混凝土編輯委員會,2001,「混凝土工程施工須知」,科技圖書公司,台北。
〔35〕 吳卓夫,葉基棟,1998,「營造法與施工(上、下冊)」,茂榮圖書公司,台北。
〔36〕 中國土木水利工程學會,2005,「混凝土工程施工規範與解說」,科技圖書股份有限公司,台北。
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〔44〕 台灣營建研究院叢書,2000,「飛灰爐石於混凝土工程之合理運用」,台北。
〔45〕 江洛亭,2006,「卜作嵐材料對輕質骨材混凝土界面區域微觀性質之研究」(王和源教授指導),國立高雄應用科技大學,土木與防災工程所碩士論文。
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