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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:高文成
研究生(外文):Michaei- Kao
論文名稱:使用飛灰、底灰、FGD石膏配比覆土之基底層現地試驗研究
論文名稱(外文):Research study for the use of fly ash, bottom ash and FGD gypsum in road base construction
指導教授:杜嘉崇杜嘉崇引用關係
指導教授(外文):Jia-Chong Du
口試委員:郭銘峰李承効
口試日期:2012-07-06
學位類別:碩士
校院名稱:東南科技大學
系所名稱: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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:93
中文關鍵詞:飛灰底灰FGD石膏
外文關鍵詞:Fly ashBottom ashFGD gypsum
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隨著全球經濟高度發展,導致天然資源日益枯竭,而人口急遽增加與社會經濟活動頻繁,致使廢棄物產量與日俱增,在面臨自然資源不斷減少的情況下,唯有將資源循環利用,才可達到經濟與環境的永續發展。
近年來,由於國內核能電廠之核廢料處理問題及日本海嘯核輻射問題造成核能源發展受限,所以未來電力的來源,短期內仍需仰賴燃煤電廠的供應,因此燃煤電廠所產生的煤灰亦大量增加,所以將其再利用、增加附加價值已刻不容緩。
本研究利用台電生產之大量飛灰、底灰、FGD石膏進行配比試驗,在符合規範要求的情形下,期許研究結果能證明,飛灰、底灰、FGD石膏可做為良好之道路回填替代材料,以符合資源再利用之原則。

Global economic growth leads to the increasing depletion of natural resources. Rapid increase in population and economic development has resulted in increasing waste production leading to the decline of natural resources. Only the recycling of resources could help achieve sustainable development of the economy and the environment.

In recent years, due to nuclear waste disposal problems in domestic nuclear power plants and Japan's tsunami nuclear radiation caused by nuclear energy development, the source of the electricity in the future still relies on coal-fired power plants in short-term supply. Consequently, the ash generated by coal-fired power plants has increased substantially. Therefore the value added re-use of the ash has become essential.

This study uses the Taipower production of a large number of fly ash, bottom ash, FGD gypsum ratio tests. The research results show that fly ash, bottom ash, FGD gypsum comply with the road engineering requirements and could be used as backfill alternative materials for road subgrades, achieving the target of resource re-use.

中文摘要 i
英文摘要 ii
總目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究流程 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 燃煤煤灰簡介 4
2.2 煤灰之性質 7
2.3 國外對底灰與飛灰在利用 12
2.4 排煙脫硫(Flue Gas Desulphurization, FGD)簡介 19
2.5 加州承載比(CBR)簡介 22
2.6 變位應力計監測設備及原理 23
2.7 國內現行規範及國外與國外之經驗 25
2.8 柔性路面厚度設計 32
第三章 基層、底層配比試驗 37
3.1 配比試驗進行方法及步驟規劃 37
3.2 配比試驗結果 40
3.3 試驗結果變異數分析 49
3.4 道路結構設計評估 52
3.5 配比試驗結果 53
3.6 鋪築評估項目 54
3.7 現地鋪築配置 58
第四章 現地試驗結果討論 62
4.1 現地鋪築流程 62
4.2 現地試驗作業 63
4.3 現地舖築後試驗及檢測 69
第五章 結論與建議討論 88
5.1 結論 88
5.2 建議 90
參考文獻 91

表 目 錄

表2-1 各種燃煤燃燒爐的煤灰產量比例【3】 5
表2-2 煤灰之年產量與利用率【4】 5
表2-3 煤灰之化學成份分析 6
表2-4 台中火力發電廠煤灰之成份及pH 值分析【5】 7
表2-5 燃煤底灰化學性質表【6】 8
表2-6 台中火力發電廠煤灰之TCLP 分析 9
表2-7 製程有害事業廢棄物【8】 11
表2-8 毒性特性溶出程序(TCLP)溶出標準 12
表2-9 美國1998年量美國燃煤協會(ACCA)燃煤產物(CCP)煤灰生產及使用利用情形 13
表2-10 歐洲各國底灰再利用方式及實例 15
表2-10 第二類型基層級配料之級配規定 28
表2-11 第二類型基層級配料之品質規定 28
表3-1 最大乾密度與含水量 41
表3-2 配比試驗(3)與(4)抗壓強度 42
表3-3 配比試驗(1)與(2)CBR試驗結果 43
表3-4 浸水剝脫TSR 44
表3-5 配比(1)~ (5)透水試驗係數 45
表3-6 車轍試驗結果 46
表3-7 TCLP試驗結果【28】 48
表3-8 變異數分析一覽表 50
表3-9 配比試驗(1)乾密度之變異數分析 50
表3-10 配比試驗(2):最大乾密度之變異數分析 51
表3-11 各層鋪面厚度結構設計 53
表3-12 現地鋪築配置 58
表3-13 分段舖築各材料數量及配置 61
表4-1 現地壓實度試驗 70
表4-2 模擬現地含水量壓密度試驗 70
表4-3 變位監測 73
表4-4 現場取樣抗壓強度 77
表4-5 現地取樣透水性試驗結果 79
表4-6 現地取樣CBR試驗結果 81
表4-7 PCI與路面養護關係 83
表4-8 柔性鋪面損壞調查表 85
表4-9 CO2減量及經濟性 87


圖 目 錄

圖1. 1 研究流程圖 3
圖2-1 550MW 級發電鍋爐FGD 流程示意圖 21
圖2-2 鋼筋應力計原理 24
圖3 -1 間接張力儀與試驗 44
圖3-2 抗剝脫試體 44
圖3-3 車轍試驗安裝 46
圖3-4 車轍量測試體 46
圖3-5 車轍試驗儀 47
圖3-6 車轍試驗量測 47
圖3-7 量測pH計 49
圖3-8 抽氣試驗組 49
圖3-9 磁石攪拌器 49
圖3-10 感應偶合電漿光學放射光譜儀(ICP-OES) 49
圖3-11 試驗位置圖 55
圖3-12 鋪面結構圖 57
圖3-13 拌合廠設備(1) 59
圖3-14 拌合廠設備平面及立面圖(2) 60
圖4-1 現地鋪築流程 63
圖4-2 鋪築工地整地(1) 64
圖4-3 鋪築工地整地(2) 64
圖4-4 測量標誌區域(1) 64
圖4-5 測量標誌區域(2) 64
圖4-6 混合料下料(1) 65
圖4-7 混合料下料(2) 65
圖4-8 以挖土機分料舖築 65
圖4-9 10t滾壓機滾壓路面(1) 65
圖4-10 分區滾壓路面(2) 65
圖4-11 滾壓路面狀況(1) 65
圖4-12 壓實後路面狀況(2) 66
圖4-13 壓實後路面狀況(3) 66
圖4-14 CLSM澆置概況(1) 66
圖4-15 CLSM澆置概況(2) 66
圖4-16 CLSM澆置概況(3) 66
圖4-17 CLSM澆置概況(4) 66
圖4-18 利用怪手整平CLSM表面 67
圖4-19 CLSM 澆置完成表面 67
圖4-20 瀝青鋪築人員灑黏層作業(1) 67
圖4-21 瀝青鋪築人員灑黏層作業(2) 67
圖4-22 瀝青混合料下料 68
圖4-23 利用山貓批料至鋪築位置 68
圖4-24 舖築人員將混合料舖平 68
圖4-25 舖平混合料狀況 68
圖4-26 壓路機輾壓路面至平坦狀 68
圖4-27 輾壓路面作業 68
圖4-28 滾壓完成後路面狀況(1) 68
圖4-29 滾壓完成後路面狀況(2) 68
圖4-30 滾壓完成後路面狀況(3) 69
圖4-31 滾壓完成後路面狀況(4) 69
圖4-32 舖築後一個月路況(1) 69
圖4-33 舖築後一個月路況(2) 69
圖4-34 利用小鐵鎚及鋼匙挖洞 70
圖4-35 將挖除之土樣裝袋 70
圖4-36 土樣裝袋之後秤重 71
圖4-37 挖除之後的圓形孔洞 71
圖4-38 將工地密度儀置於孔洞上 71
圖4-39 倒入標準砂至充滿 71
圖4-40 開啟閥門使砂流動至下方孔洞填滿 71
圖4-41 移除多餘砂量 71
圖4-42 將移除之標準砂裝袋秤重 72
圖4-43 利用烘箱將挖除土樣烘乾秤重 72
圖4.44 檢測應力計埋設前數據(1) 74
圖4-45 檢測應力計埋設前數據(2) 74
圖4-46 埋設應力計 75
圖4-47 應力計埋設後狀況(1) 75
圖4-48 應力計埋設後狀況(2) 75
圖4-49 應力計埋設後狀況(3) 75
圖4-50 埋設後檢測數據(1) 75
圖4-51 埋設後檢測數據(2) 75
圖4-52 埋設後檢測數據(3) 76
圖4-53 埋設後檢測數據(4) 76
圖4-54 利用重車進行加壓路面 76
圖4-55 檢測重車加壓後應力變化(1)檢測應力變化 76
圖4-56 檢測加壓路面應力變化(2) 76
圖4-57 檢測加壓路面應力變化(3) 76
圖4-58 現地取樣(1) 77
圖4-59 現地取樣 (2) 77
圖4-60 取樣完成試體 78
圖4-61 試樣模外標示配比齡期 78
圖4-62 在萬能試驗機進行強度試驗 78
圖4-63 200噸萬能試驗機 78
圖4-64 試體加載壓力至裂縫產生 78
圖4-65 CLSM試體加載破壞後裂縫 78
圖4-66 透水試驗安裝於儀器上 79
圖4-67 透水試驗安裝完成 79
圖4-68 透水試驗注水 80
圖4-69 注入氮氣加壓測試 80
圖4-70 高壓氮氣透水儀 80
圖4-71 將試體置入透水模 80
圖4-72 注入氮氣進行加壓 80
圖4-73 於下方以水桶盛接水量測 80
圖4-74 C B R承載比壓力機 82
圖4-75 裝設測微計 82
圖4-76 試體貫入深度 82
圖4-77 試體加載壓力貫入 83
圖4-78 舖築後一個月路況(3) 86
圖4-79 舖築後一個月路況(4) 86
圖4-80 舖築後兩個月CLSM(水坑) 86
圖4-81 舖築後兩個月CLSM(水坑) 86
圖4-82 舖築後養護期以30T大卡車試加載 86


1.李嘉華、郭淑德,「底灰工程性質之介紹」第三屆舖面材料再生學術研討會,1998年5月。
2.林育丞,逢甲大學土木及水利工程研究所,2002年7月。
3.郭淑德,礦業技術,1991年。
4.洪盟峰,賴正義,許讚全,敦麗雯,黄兆龍,黄振億「燃煤底灰取代細粒料應用於混凝土之研究」,台灣混凝土學會2009年混凝土工程研討會2009年11月。
5.郭麗雯、許讚全、史文龍、賴正義,「台電林口電廠底灰做為透水鋪面 材料之特性研究」,2008台灣環境資源永續發展研討會,國立中央大學土木系、南亞技術學院土環系。2008年10月
6.苗伯霖,「台電底灰氯離子含量及在利用途徑之調查研究」,台電工程月刊,第 635期,2000年。
7.吳萬金,「煤灰之性狀及利用」,台灣礦業,第 3 期,1993年。
8.環保署廢字第00五三二0七號公告修正(2001)年。
9.American Coal Ash Association (ACAA). 1998 Coal Combustion Product (CCP) Production and Use. 6940 South King Highway, Suite 207, Alexandria, VA 22310, USA.
10.青木正則,「煤灰在肥料上的應用」,能源季刊 pp.67-81,1996 年 1月。
11.Rao, M.V.B.B.G.; Kolay, P.K.; Singh, D.N. Thermal Characteristics of a Class F Fly Ash. Cement and Concrete Research.1998, 28(6), 841-846.
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19.高肇郎,「燃煤火力發電廠底灰當衛生掩埋覆土材料之應用」,私立逢甲大學土木及水利工程研究所碩士論文,2000年。
20.曾郁雯,「燃煤火力發電廠底灰與都市垃圾共同掩埋對滲出水水質影響之研究」,私立逢甲大學土木及水利工程研究所碩士論文,2001年。
21.韓雄文,盧志昌,黃紀嚴,「利用燃煤電廠底灰製造玻璃陶瓷之研究」 (NSC 90-2626-E-239-002)
22.葉仁君,「燃煤底灰添加碳酸鋰轉化結晶玻璃其熱處理程序之研究」,國立成功大學資源工程研究所,碩士論文,2004年 7月。
23.林雨謙,「燃煤底灰添加碳酸鈉 -碳酸鈣轉化微晶玻璃之非等溫法結晶動力學研究」,國立成功大學資源工程研究所,碩士論文,2008年7月。
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27.邱善得等著,“興達電廠FGD 材料長期腐蝕監控技術應用研究電力綜合研究所八十七年度研究計畫2416-01 完成報告。1998
28.張進發著物理雙月刊(廿九卷三期) 台中發電廠,2007 年6月。
29.杜嘉崇,郭銘峰,「覆土之基底層使用飛灰、底灰、FGD石膏之配比及現地試驗」,結案報告,台電綜合研究所,2012年5月。
30.吳學禮,「舖面、材料工程實務」,詹氏書局,2001年3月。
31.陳偉全,「台灣區國道高速公路柔性路面設計系統之探討」,高速公路工程與管理研討會,1995年5月。

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