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研究生:黃彧亭
研究生(外文):Yu-Ting Huang
論文名稱:無機聚合物添加水庫淤泥之齡期強度研究
論文名稱(外文):A Study on the Aging Strength of Geopolymer Adding Reservoir Sludge
指導教授:吳傳威吳傳威引用關係
口試委員:曹文琥鄭大偉
口試日期:2013-07-22
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:土木與防災研究所
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:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:黏土石門水庫淤泥無機聚合物(Geopolymer)齡期強度流度值
外文關鍵詞:ClayShihmen Reservoir sludgeGeopolymerAging StrengthCompressive StrengthFlow Value
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傳統夯土磚常為歷史建築物及古蹟的構築材料,其抗壓強度不足早已眾所周知。前行研究以無機聚合樹脂膠結粘土材料展現了強度提高的效果,也為古蹟修補提供了新材料。本研究則嘗試採用原屬廢棄物而成本低廉的水庫淤泥,以無機聚合物膠結來探討其性能。為利於與前期結果比較,本試驗研究除石門水庫淤泥外,同時亦使用紅黃兩種黏土,分別以不同比例添加於無機聚合物製成試體進行基本物理性質與不同齡期抗壓強度試驗。因當固體添加量較多時會有工作度不佳的狀況,本研究則以添加無機聚合液方式改善以保持鹼液濃度。結果顯示以無機聚合物膠結黏土或石門水庫淤泥,其物理性質與抗壓強度的差異並不明顯,而添加石門水庫淤泥者之早期強度較添加黃紅黏土者更有相對穩定的現象。可初步驗證應用無機聚合物膠結,石門水庫淤泥與粘土有著類同的效果,這或可替消耗石門水庫淤泥找到一條新的出路。

Traditional rammed earth bricks were frequently construction material for historical buildings and ancient sites. Its poor compressive strength was well known. Previous researches made use of geopolymer resin as a bond material to cohere clay and formulated a new material. It displayed not only better strength, but a potential of strengthening historical buildings. The present study was then attempted to adopt a low cost waste, namely reservoir sludge, adding into geopolymer to investigate its properties. Two different clay materials were applied again along with the sludge to test their basic physical properties as well as strength at different ages. Since the experiments were proceeded by adding dry solid materials into geopolymer, the workability might be easily getting very poor. This was overcome by adding additional liquid solution of the geopolymer in order to maintain the concentration of the alkalinity. The results revealed that no matter adding reservoir sludge or clay materials into the geopolymer, there were not too much different in physical properties and compressive strength among them. As for the strength for earlier age, the reservoir sludge performed even more stable than those of clay materials. It is seen that when added into geopolymer, the reservoir sludge has a similar effect as clay materials, and thus may be a new prospect for consuming the reservoir sludge.

中文摘要 i
英文摘要 ii
致謝 iv
目錄 v
表目錄 ix
圖目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 研究內容及方法 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 無機聚合物 4
2.1.1 無機聚合物之化學性質與發展歷程 4
2.1.2 無機聚合物之材料組成 7
2.1.2.1 活性添加物(Active Filler) 7
2.1.2.2 惰性添加物(Inactive Filler) 8
2.1.2.3 無機聚合液(Geopolymer Liquor) 8
2.1.3 無機聚合物之特性 9
2.1.3.1 早期高強度 9
2.1.3.2 耐久性及耐腐蝕性 10
2.1.3.3 防火性及耐高溫性 11
2.1.4 無機聚合物之應用 12
2.2 水庫淤泥 15
2.2.1 水庫淤泥之特性 15
2.2.2 石門水庫淤泥 15
2.2.3 水庫淤泥之應用 17
第三章 試驗材料與計畫方法 19
3.1 試驗規劃 19
3.2 試驗材料 20
3.2.1 無機聚合物 20
3.2.1.1 氫氧化鈉(NaOH) 21
3.2.1.2 水玻璃(矽酸鈉溶液) 22
3.2.1.3 高嶺土及變(燒)高嶺土 23
3.2.1.4 玻璃粉 25
3.2.2 黏土材料 27
3.2.2.1 黃黏土 27
3.2.2.2 紅黏土 28
3.2.3 石門水庫淤泥 30
3.3 試體製作 33
3.3.1 試驗設備 33
3.3.1.1 前置試驗設備 33
3.3.1.2 試體製作設備 35
3.3.1.3 試驗儀器與設備 36
3.3.2 試驗製作與流程 37
3.3.2.1 無機聚合物(Geopolymer) 37
3.3.2.2 黏土及石門水庫淤泥材料製作 39
3.3.2.3 無機聚合樹脂膠結黏土材料製作 40
3.3.3 試體規劃 50
第四章 試驗結果與分析 55
4.1 無機聚合物原配比 55
4.1.1 無機聚合物原配比試驗結果 55
4.1.2 無機聚合物原配比試驗結果分析 58
4.2 無機聚合樹脂膠結黃黏土 59
4.2.1 無機聚合樹脂膠結黃黏土試驗結果 59
4.2.2 無機聚合樹脂膠結黃黏土試驗結果分析 63
4.2.3 無機聚合樹脂膠結黃黏土與先期研究結果比較 66
4.3 無機聚合樹脂膠結紅黏土 67
4.3.1 無機聚合樹脂膠結紅黏土試驗結果 67
4.3.2 無機聚合樹脂膠結紅黏土試驗結果分析 70
4.3.3 無機聚合樹脂膠結紅黏土與先期研究結果比較 73
4.4 無機聚合樹脂膠結石門水庫淤泥 74
4.4.1 無機聚合樹脂膠結石門水庫淤泥試驗結果 74
4.4.2 無機聚合樹脂膠結石門水庫淤泥試驗結果分析 77
4.5 齡期強度之綜合討論 79
4.5.1 額外添加無機聚合液0 %之齡期強度 79
4.5.2 額外添加無機聚合液10 %之齡期強度 81
4.5.3 額外添加無機聚合液20 %之齡期強度 82
4.5.4 額外添加無機聚合液30 %之齡期強度 83
4.5.5 額外添加無機聚合液40 %之齡期強度 84
4.5.6 額外添加無機聚合液50 %之齡期強度 85
4.5.7 小結 86
第五章 結論與建議 87
5.1 結論 87
5.2 建議 88
參考文獻 89

參考文獻

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