中文摘要
經濟部水利署統計全台水庫淤泥淤積量約為4.7億m3，水庫淤泥疏濬量遠不及淤積量，每年持續約增加1,460萬m3。本研究透過成分調質方式，摻配紅土或皂土等黏稠劑，及矽酸鈉或美國仙水等解膠劑，評估水庫淤泥作為泥漿釉料之可行性。本研究以水庫淤泥及摻配料的成分為基礎，探討「水庫淤泥漿液的特性」、「水庫淤泥釉料的燒成條件」、「水庫淤泥釉料之燒成溫度改善」等研究主題，並提出水庫淤泥釉料產製參數與應用策略。實驗結果顯示水庫淤泥之成份主要為二氧化矽(SiO2)，與多種釉料之配方相近；水庫淤泥漿液之液固比(L/S)與其比重及稠度呈負相關，以液固比1.8為最佳；添加紅土與皂土可提升水庫淤泥漿液之稠度，而添加矽酸鈉與美國仙水降低水庫淤泥漿液之稠度，建議紅土最佳添加量為10~15%，皂土最佳添加量為5%；提升水庫淤泥釉料之窯燒溫度，可降低水庫淤泥釉料的粗糙度、抗酸鹼侵蝕性、吸水性，並提升莫氏硬度，以燒成溫度1350oC為最佳；摻配廢玻璃粉可降低水庫淤泥釉料的燒成溫度約100~150oC。

關鍵字：水庫淤泥、釉料、液固比、增黏劑、解膠劑、燒成溫度

Abstract
According to the statistics by Water Resource Agency, Ministry of Economic Affairs, the amount of reservoir sediment deposition in the whole Taiwan is about 470 million cubic meters, the amount of reservoir sediment dredging is much smaller than the amount of sediment deposition, the amount of sediment increases by about 14.6 million cubic meters annually. This study modulates the composition, and mixes the sediment with such tackifying agent as lateritic soil or bentonite and such debonder as sodium silicate or the American Water, in order to evaluate the feasibility of reservoir sediment as slip glaze. Based on the composition of reservoir sediment and admixtures, this study discusses such research subjects as "characteristics of reservoir sediment slurry", "firing condition of reservoir sediment glaze" and "firing temperature improvement for reservoir sediment glaze", and proposes the reservoir sediment glaze production parameters and application strategy. The experimental results show that the main constituent of reservoir sediment is SiO2, close to the formulae of multiple glazes. The liquid-solid ratio (L/S) of reservoir sediment slurry is negatively correlated with specific gravity and consistency, the best liquid-solid ratio is 1.8. The addition of lateritic soil and bentonite can increase the consistency of reservoir sediment slurry, whereas the addition of sodium silicate and the sodium silicate reduces the consistency of reservoir sediment slurry. The optimum addition level of lateritic soil is recommended as 10~15%, and the optimum addition level of bentonite is 5%. The roughness, resistance to acid and alkali attacks and water absorption of reservoir sediment glaze can be reduced by increasing the kiln temperature of reservoir sediment glaze. The Mohs hardness is increased, and the optimum firing temperature is 1350 oC. The addition of waste glass powder can reduce the firing temperature of reservoir sediment glaze by 100~150 oC.

Keywords: reservoir sediment, glaze, liquid-solid ratio, tackifying agent, debonder, firing temperature

目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 v
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 前言 1
1.1研究緣起與目的 1
1.2研究內容 2
1.3研究流程 2
第二章 文獻回顧 4
2.1水庫淤泥的物化特性及資源化應用 4
2.1.1水庫淤泥之物理及化學特性 5
2.1.2水庫淤泥的資源化應用 11
2.2釉藥組成與燒成條件 22
2.2.1釉藥的組成成分 22
2.2.2釉的燒成條件 25
2.2.3釉的燒成指標 29
2.2.4水庫淤泥的資源化應用 30
2.3泥漿釉的研究 33
第三章 研究架構與方法論 40
3.1實驗材料及實驗流程 40
3.2實驗配比 43
3.2.1漿液調配 43
3.2.2燒成溫度實驗 44
3.2.3摻配玻璃粉節能實驗 45
3.3主要實驗設備 46
3.4分析方法 48
第四章 結果與討論 50
4.1水庫淤泥及摻配料的成分分析 50
4.2水庫淤泥漿液 52
4.2.1水庫淤泥漿液之濃度與黏度 52
4.2.2改善水庫淤泥漿液之沉降性 54
4.2.3浸釉時間對於釉料厚度之影響 58
4.3水庫淤泥釉料的燒成條件 59
4.3.1SEM微觀結構與3D雷射影像 59
4.3.2水庫淤泥釉料性能 70
4.4水庫淤泥釉料之燒成溫度改善 72
4.4.1微觀結構與3D雷射影像 72
4.4.2水庫淤泥釉面性能 93
第五章 結果與建議 97
5.1結論 97
5.2建議 98
參考文獻 99

參考文獻
1.經濟部水利署北區水資源局（2014）石門水庫阿姆坪防淤隧道工程計畫。
2.經濟部水利署北區水資源局，檢索自http://www.wranb.gov.tw/。
3.張暐珩（2017）。行政院3月20日說明前瞻計畫中的綠能與水資源建設記者會。
4.謝國正（2013）。水庫淤泥處理與去化－以石門水庫為例（博士論文）。國立臺北科技大學，台北市
5.經濟部水利署北區水資源局（2008）。石門水庫淤泥多元化處置方案評估規劃綜合報告。
6.葉軍柱（1999）。水庫淤泥添加燃煤飛灰燒製建築用磚之研究（碩士論文）。國立成功大學，台南市。
7.蔡昆城（2002）。淤泥再生輕質骨材混凝土工程性質之研究（碩士論文）。國立臺灣科技大學，台北市。
8.陳豪吉、 彭獻生、顏聰、王順元（2003）。水庫淤泥添加料對輕質骨材燒製特性影響之研究，興大工程學刊，14（2），107-114
9.林維明、洪盟峰、黃兆龍、陳宗鵠，（2003）。水庫淤泥輕質骨材混凝土在橋梁及高樓綠建築，台灣環境資源永續發展研討會。
10.張孟弘（2003）。利用水庫淤泥造粒燒製濾料之研究（碩士論文）。國立中央大學，桃園市。
11.李名浩（2003）。旋窯燒製水庫淤泥輕質骨材之研究（碩士論文）。國立中興大學，台中市。
12.鐘志仁（2004）。水庫淤泥燒結輕質粒料混凝土工程性質之研究（碩士論文）。國立高雄應用科技大學，高雄市。
13.張家碩（2005）。水庫淤泥燒製輕質骨材的燒結行為之研究（碩士論文）。國立成功大學，台南市。
14.洪盟峰（2005）。水庫淤泥輕質骨材製造與高性能輕質混凝土工程性質之研究（博士論文）。國立臺灣科技大學，台北市。
15.Wang, H.Y., Tsai, K.C. (2006). Engineering properties of lightweight aggregate conerete made from drehged silt.Coment & Concrete Composites, 28(5), 481-485
16.Kuo, W.Y., Huang, J.S. Tan, T.E. (2007). Organo-modified reservoir sludge as fine aggregates in cement mortars. Cement & Concrete Composites, 21(3), 609-615.
17.Shen, D.H., Wu, C.M., Du, J.C. (2008). Perfonamce evaluation of porous aspfalt with granulated synthetic lighewight aggregate. Construction and Building Materials. 22, 902-910.
18.蔡尚晏（2008）。水庫淤泥添加廢玻璃粉燒製輕質骨材之研究（碩士論文）。國立成功大學，台南市。
19.Chiang, K.Y., Chien, K.L., Hwang, S.J. (2008). Study on the characteristics of building bricks produced from reservoir sediment.Journal of Hazardous Materials, 159(2-3), 499-504.
20.盧國安（2008）。以水庫淤泥製造高強度土壤材料之研究（碩士論文）國立成功大學，台南市。
21.高慧真（2008）。改質水庫淤泥對水泥砂漿水化速率與工程性質之影響（博士論文）。國立成功大學，台南市。
23.Chen, J.H., Huang, J.S., Chang, Y.W. (2009). A preliminary study of reservoir sludge as a raw material of inorganic polymers, Construction and Building Materials, 23(10), 3264-3269.
24. Wang, H.Y. (2009). Durability of self-consolidating lightweight aggregate concrete using dredged silt. Construction and Building Materials, 23(6), 2332-2337.
25.傅建璋（2009）。升溫速率對石門水庫淤泥製備輕質骨材之影響（碩士論文）。國立成功大學，台南市。
26. Tang C.W. (2010). Engineering properties of lightweight concrete masonry units made from sedimentary lightweight aggregate. Journal of the Chinese Institute of Civil and Hydraulic Engineering. 22(1), 429-438.
27. Kuo, W.Y., Huang, J.S. (2010). Microstructure and properties of cement mortars containing organo-midified reservoir sludge. Construction and Building Materials, 24, 2022-2029.
28. Wang, H.Y., Sheen, Y.N., Hung, M.F. (2010). Performance characteristics of dredged silt and high-performance lightweight conctrete. Conputers and , Concrete , 7(1),53-62.
29.王和源、張書銓、方聖棻、黃文亮（2010）高溫作用對水庫淤泥輕質骨材混凝土耐久性之影響，工程科技與教育學刊，7（2），275～283。
30.邱英嘉、陳慶和、張倩菱、林嘉玲、胡嫻筠、林耀聖（2010）水庫淤泥輕質粒料透水性版材研究，海峽兩岸環境與能源研討會論文摘要集。
31.董彥明（2010）膨脹性添加物對水庫淤泥燒製輕質骨材之影響（碩士論文）國立成功大學，台南市。
32. Liao, Y.C., Huang, C.Y. (2011). Effects of heat treatment on the physical properties of lightweight aggregate from water reservoir sediment. Ceramics International, 37, 3723-3730.
33. Wei, Y.L., Lin, C.Y., Ko, K.W., Wang, P.H. (2011). Preparation of low water-sorption sizes, asisting mithods and pozzolanic materials on ASR of concrete blocks. Construction and Building Materials, 25, 2611-2618.
34. Tang, C.W., Chen, H.J., Wang, S.Y., Spaulding, J. (2011). Production of synthetic lightweight aggregate using reservoir sediments for concrete and masonry. Cement and Concrete Composites, 33(2), 292-300.
35.曾雍峻（2011）水庫淤泥應用於鋪面之研究-以石門水庫為例（碩士論文）明新科技大學，新竹縣。
36. Liao, Y.C., Huang, C.Y. (2011). Effects of heat treatment on the physical properties of lightweight aggregate from water reservoir sediment. Ceramics International, 37(8), 3723-3730.
37. Chen, J.H. Huang, J.S., Chang, Y.W. (2009). A preliminary study of reservoir sludge as a raw material of inorganic polymers Construction and Building Materials, 23(10), 3264-3269.
38.謝國正（2013）水庫淤泥處理與去化－以石門水庫為例（博士論文）國立臺北科技大學，台北市。
39.鄭詠隆（2014）水力發電廠水庫淤泥再利用與永續發展之創新設計（博士論文）。中原大學，桃園市。
40. Chien, K.L., Hwang, S.J. (2008). Study on the characteristics of building bricks produced from reservoir sediment. Journal of Hazardous Materials, 159(2-3), 499-504.
41. Tuan, B.L. A., Tesfamariam, M.G., Chen, Y.Y., Hwang, C.L. Lin, K.L., Young, M.P. (2014). Production of Lightweight Aggregate from Sewage Sludge and Reservoir Sediment for High-Flowing Concrete. Journal of Construction Engineering and Management, 140(5).
42.韓璿（2015）改質水庫淤泥對活性粉砂漿性能之影響（碩士論文）。國立成功大學，台南市。
43.洪維鐸（2015）助熔劑於水庫淤泥研製輕質磚之最佳化研究（碩士論文）。國立聯合大學，苗栗市。
44.卓宛歆（2016）水庫淤泥燒製輕質壁磚性能測試與可行性之研究（碩士論文）。國立聯合大學，苗栗市。
45.吳潔韻（2016）曾文水庫淤泥於綠屋頂建築材料之應用研究（碩士論文）。國立臺灣大學，台北市。
46.劉良佑（1988）。陶藝學。台北市：幼獅文化。
47.薛瑞芳（2013）。釉藥學。台北市：藝術家。
48.鄭寧（2005）。陶藝的釉。中國北京：清華大學出版社。
49.李堅萍（2015）。「釉藥配製」講義。檢索自http://faculty.nptu.edu.tw/~zenpin/29
50.陳新上（1996）。日據時期臺灣陶瓷發展狀況之研究（碩士論文）國立臺灣師範大學，台北市。
51. Fröberg, L., Kronberg, T., Hupa, L., Hupa, M. (2007). Influence of firing parameters on phase composition of raw glazes, Journal of the European Ceramic Society, 27(2-3),1671-1675.
52. Jamaludin, A. R., Kasim, S.R. Ahmad, Z. A. (2010). The Effect Of CaCO3 Addition on the Crystallization Behavior of ZnO Crystal Glaze Fired at Different Gloss Firing and Crystallization Temperatures, Science of Sintering, 42, 345-355.
53. Salem, Sh., Jazayeri, S.H., Bondioli, F., Allahverdi, A., Shirvania, M. (2011). Characterizing thermal behavior of ceramic glaze containing nano-sized cobalt-aluminate pigment by hot stage microscopy, Thermochimica Acta, 521, 191-196.
54. Fredericci, C., Yoshimura, H.N., Molisani, A.L., Pinto, M.M., Cesar, P.F. (2011). Effect of temperature and heating rate on the sintering of leucite-based dental porcelains. Ceramics International, 37(3), 1073-1078.
55. Leśniak, M., Gajek, M., Partyka, J. Sitarz, M. (2017). Thermal characterisation of raw aluminosilicate glazes in SiO2-Al2O3-CaO-K2O-Na2O-ZnO system with variable content of ZnO. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 128(3), 1343-1351.
56.程道腴、湯大綸。（1991）陶瓷釉藥學。新北市：徐氏文教基金會。
57.劉桂玫（1997）台灣泥漿釉燒成之研究（碩士論文）國立臺灣師範大學，台北市。
58.呂琪昌（2014）。水庫淤泥再生利用之陶瓷器釉藥研究與成果。台北市：翰蘆圖書。
59.黃俊程（2007）黑。秘境 油滴天目釉之研究與應用—以林口泥漿為例（碩士論文）國立台北教育大學，台北市。
60.王向陽（2013）恢復失傳的土釉燒造山西兔毫工藝價值研究。晉中學院學報， 30（6），118。
61.翁念叔。洄瀾窯工作室。
62.呂琪昌，水庫污泥化身釉藥 燒出亮眼陶瓷品，自由時報。
63. Wannagon, A, Sornlar, W., Choeycharoen, P. (2012). Crystalline phases and physical properties of modified stoneware body with glaze sludge. Ceramics International, 38(6), 4485-4494.
64. Schabbach, L.M., Bolelli, G., Andreola, F., Lancellotti, I., Barbieri, L. (2012). Valorization of MSWI bottom ash through ceramic glazing process: a new technology, Journal of Cleaner Production.23(1), 147-157.
65. Silva, R.C. da, Pianaro, S.A., Tebcherani, S.M., (2012). Preparation and characterization of glazes from combinations of different industrial wastes. Ceramics International, 38(4), 2725-2731.
66. Yeşilay, S., Çakı, M., Ceylantekin, R. (2017). Recycling of Afyon-Iscehisar marble waste in transparent stoneware glaze recipes, Journal of the Australian Ceramic Society, 53(2), 475-484.
67. Mirdalı, N. K. (2017). Inorganic wastes in glaze recipes and their effects on microstructure. Journal of the Australian Ceramic Society, 53(2), 713-718.