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研究生:張家祥
研究生(外文):Jia-Siang Jhang
論文名稱:廢觸媒與泥渣類廢棄物共同燒製環保水泥之水化特性研究
論文名稱(外文):Study on Hydration Characteristics of Spent Catalyst and Waste Sludge Co-sintering as the Eco-cement
指導教授:林凱隆林凱隆引用關係
指導教授(外文):Lin Kae-Long
口試委員:王鯤生黃兆龍鄭大偉林凱隆
口試委員(外文):Wang, KuenShengHwang Chao-LungCheng, Ta-Wuikllin@niu.edu.tw
口試日期:2012-05-11
學位類別:博士
校院名稱:國立宜蘭大學
系所名稱:環境工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:188
中文關鍵詞:廢觸媒環保水泥水化參數孔隙體積迴歸分析
外文關鍵詞:waste catalysteco -cementthe parameters of hydrationpore volumeregression analysis
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  本研究係將石灰石污泥、石材污泥、煤灰礦泥拌合料和廢觸媒等根據水泥配料之石灰飽和度 (L.S.F)、水硬係數 (H.M.)、矽氧係數 (S.M.)和鋁鐵係數 (I.M.)等水泥係數為邊界條件,以電腦程式配料系統求解聯立方程式來配置三型之環保水泥,並探討環保水泥漿體之水化參數與抗壓強度之關係。實驗結果顯示:環保水泥符合 CNS 61之規範。而各組環保水泥熟料之單礦物組成皆含有C3S、C2S、C3A及C4AF等晶相物種。環保水泥漿體之抗壓強度以ECO-B為最佳,而ECO-C因C3S含量較低且有α-C2S之晶相,故其抗壓強度最差。純水泥漿體和環保水泥漿體之總孔與膠孔體積隨齡期的增加而減少,膠孔體積則隨齡期增加而增加。環保水泥漿體之抗壓強度與總孔體積和毛孔體積則成負相關性。而當環保水泥養護於不同溫度時,環保水泥漿體之抗壓強度隨著養護溫度的提高而下降。經SEM分析得知,隨著養護溫度的增加 (60℃),環保水泥漿體之結構有逐漸鬆散之現象,顯示本研究所燒製之環保水泥漿體不適合於高溫環境下養護。
  This study investigated the feasibility of using waste limestone sludge, waste stone sludge, iron-oxide sludge and waste catalysts as raw material produced the eco-cement. Use of a computer program to configure three types of eco-cement, the boundary conditions of L.S.F., Hydraulic Modulus (H.M.), Silica Modulus (S.M.), and Iron Modulus (I.M.), then investigate the relationship of hydration parameters and the compressive strength. The results indicated that the compressive strength and fineness of eco-cement all met the specification of CNS 61. The major components of ordinary Portland cement, C3S, C2S, C3A and C4AF were all found in the clinkers. The compressive strength of ECO-B is the highest, and the compressive strength of ECO-C is the lowest, due to the content of C3S is low and there are α-C2S in clinker. MIP analyses indicated that the pore volume decreased with the curing time. According to the results of regression analysis, the relationship of compressive strength and pore volume of eco-cemet paste are are inversely correlated. When eco-cement curing at different temperatures, the compressive strength of eco-cement paste is decreased with the increase of the curing temperature. SEM analysis showed that with the increase of curing temperature (60 ° C), the structure of the eco-cement paste gradually loose, showing the eco-cement of this study is not suitable for cruing in the high temperature environment.
第一章 前言 1
1-1研究緣起 1
1-2 研究內容及目的 2
第二章 文獻回顧 3
2-1 石灰石污泥之來源與特性 3
2-1-1 石灰石污泥之來源與產量 3
2-1-2 石灰石污泥之處理與再利用現況 5
2-2 石材污泥之來源與特性 7
2-2-1 石材污泥之來源與產量 7
2-2-2 石材污泥之處理現況 9
2-2-3 石材污泥資源化技術 9
2-3 煤灰礦泥拌合料之來源與特性 14
2-3-1 煤灰礦泥拌合料之來源與產量 14
2-3-2 煤灰礦泥拌合料之資源化 15
2-4 廢觸媒之來源與特性 17
2-4-1 廢觸媒之來源與產量 17
2-2-2 廢觸媒之資源化 18
2-5 環保水泥 21
2-5-1 環保水泥概要 21
2-5-2 環保水泥物化特性 23
2-5-3 化合物對水泥燒製之影響 24
2-6 水泥之製程 27
2-6-1 水泥生料及製造程序 27
2-6-2 水泥配料係數 29
2-6-3 水泥燒製反應 31
2-7 水泥水化反應 34
2-7-1 水泥反應機制 34
2-7-2 水化產物之性質 38
2-8 水灰比對水泥漿體之硬固性質影響 40
2-8-1 水灰比之水泥漿體之微觀性質 40
2-8-2 水灰比之孔隙與強度之關係 41
2-6-3 膠體空間比與強度之關係 43
2-9 養護溫度對水泥漿體之影響 45
2-9-1 養護溫度對水化速率之影響 45
2-9-2 養護溫度對孔隙之影響 45
2-9-3 溫度對強度之影響 45
第三章 實驗材料與方法 47
3-1 實驗流程 47
3-2 實驗材料 51
3-3 實驗配置 53
3-3-1 實驗燒製條件之配置 53
3-3-2 環保水泥配比設計 54
3-3-3 環保水泥漿體於不同水灰比下之實驗配置 54
3-3-4 環保水泥漿體於不同養護溫度下之實驗配置 56
3-4 實驗設備與方法 58
3-4-1 實驗設備 58
第四章 結果與討論 73
4-1 替代性生料之基本性質分析 73
4-1-1 替代性生料之物化性質 73
4-1-2 替代性生料之XRD分析 76
4-1-3 生料重金屬總量與溶出試驗結果 78
4-2 生料配比與燒製方法 80
4-2-1 替代生料之特性分析 80
4-2-2 生料之配比設計結果 81
4-2-3 生料燒製條件 82
4-3 熟料基本特性分析 83
4-3-1 熟料基本物化特性 83
4-3-2 熟料之物種型態 83
4-3-3 熟料之重金屬總量與TCLP 84
4-4 水泥規範品管檢驗分析 86
4-4-1 化學成分 86
4-4-2 物理性質規範 87
4-5 不同水灰比之環保水泥漿體特性分析 90
4-5-1 不同水灰比之環保水泥漿體強度發展 90
4-5-2 不同水灰比環保水泥之MIP分析 93
4-5-3 不同水灰比水化參數與抗壓強度迴歸分析 102
4-5-4 不同水灰比環保水泥之NMR分析 111
4-5-5 不同水灰比環保水泥漿體之SEM觀察 125
4-6 不同養護溫度之環保水泥漿體特性分析 131
4-6-1 不同養護溫度之環保水泥漿體強度發展 131
4-6-2 不同養護溫度之TG/DTA分析 135
4-6-3 不同養護溫度環保水泥漿體之SEM觀察 144
4-7 綜合討論 151
4-7-1 不同水灰比之環保水泥漿體 151
4-7-2 不同養護溫度之環保水泥漿體 153
4-8 CO2減量評估 155
第五章 結論與建議 158
5-1 結論 158
5-2 建議 159
參考文獻 160

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