臺灣博碩士論文加值系統

由於玻璃纖維具有電絕緣性能良好、加工性佳等優點，所以玻璃纖維廣泛應用在現代各式工業用途上，不可避免地，在製造玻璃纖維流程中產生下腳料成為廢玻璃纖維，所以廢玻璃纖維的處理或回收再利用是近年來廢棄物關切的問題之一。玻璃纖維質地脆、不耐磨、摩擦後易產生靜電， 玻璃纖維表面須用浸潤劑處理以改善這些特性，但因為廢玻璃纖維的表面浸潤劑問題及鈉元素含量過高，導致廢玻璃纖維無法直接回收做為玻璃原料。因此，研發去除表面浸潤劑的廢玻璃纖維回收再利用技術具有必要性。本研究採用兩種方法去除廢玻璃纖維的表面浸潤劑，去除表面浸潤劑的廢玻璃纖維進而取代砂粒製作控制性低強度回填材料低強度混凝土（Controlled-Low-Strength-Materials, CLSM）。第一種方法是以不同有機溶劑去除廢玻璃纖維的表面浸潤劑，使用光學顯微鏡將其觀察其表面處理前後變化。第二種方法將廢玻璃纖維磨成細粉後高溫加熱。利用 X 光繞射分析儀（X-ray Diffractometer, XRD） 及 X 射線螢光分析儀（X-ray fluorescence, XRF）進行廢玻璃纖維表面分析及比對處理前後的差異。結果顯示，不同有機溶劑即使在超音波清洗5小時，仍無法有效去除浸潤劑，而經高溫加熱至 800℃維持2小時，可去除表面浸潤劑並形成方石英之結構，將其以適當的參配比例製作符合標準低強度混凝土。

Glass fiber is widely used in various modern industrial applications because it has the advantages of good electrical insulation performance and good process ability. Inevitable, some flawed glass fiber generated during the manufacturing process becomes waste and the treatment or recycling of glass fiber waste is one of the environmental concerns in recent years. Since the glass fiber is brittle, non- wearing, and easy to generate static electricity after friction, the surface of glass fiber must be coated with the wetting agent to overcome these disadvantages. However, the glass fibers waste can’t be directly recycled as glass raw materials due to the presence of surface sizing agent and the high content of sodium element. Therefore, it is necessary to develop a feasible removal technology of surface sizing agent to recycle glass fiber waste.In this study, two methods were used to remove the surface sizing agent from glass fibers waste. After removing the surface sizing agent, the treated glass fiber waste is to replace the sand particles for manufacturing Controlled-Low-Strength-Materials （CLSM）. The first method to remove the surface sizing agent is with different organic solvents such as ethyl acetate to dissolve the surface coating （i.e., surface sizing agent）. Then, an optical microscope was used to observe the surface changes before and after such removal treatments. The second method is to grind glass fibers waste into fine powder and heat them at high temperature. The X-ray Diffractometer （XRD） and X-ray fluorescence （XRF） was used to analyze the surface characteristics of glass fiber waste. Experimental results showed that different organic solvents couldn’t effectively remove the surface sizing agent; even glass fiber waste was shaken by ultrasonic for 5 hours. In contrast, the surface sizing agent could be removed and glass fiber waste transformed the cristobalite after high heating at 800℃ for 2 hours. The CLSM by mixing the cristobalite with cement in an appropriate proportion can meet the CLSM specification standard in Taiwan.

目錄
中文摘要 I
英文摘要 III
致謝 V
目錄 VI
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 3
1.3 研究架構 4
第二章 文獻回顧 6
2.1 玻璃纖維應用與介紹 6
2.2 廢玻璃纖維於熱降解上的呈現 10
2.3 廢玻璃纖維於混凝土中之應用 11
2.4 廢玻璃纖維於水泥之製造及生成中之反應變化原理 12
2.5 控制性低強度回填材料應用 16
第三章 實驗材料與方法 17
3.1 玻璃纖維表面浸潤劑分析 17
3.2 溶劑去除浸潤劑法 19
3.2.1 試驗設備與材料 22
3.3 高溫燃燒去除浸潤劑法 24
3.3.1 試驗設備與材料 27
3.4 控制性低強度回填材料製作流程 28
3.4.1 試驗設備與材料 31
第四章 結果與討論 32
4.1 以溶劑去除浸潤劑之探討 34
4.2 以高溫燃燒去除浸潤劑之探討 39
4.3 控制性低強度回填材料之應用 45
第五章 結論與建議 52
5.1 結論 52
5.2 建議 54
第六章 參考文獻 55
附錄 60

 
表目錄
表 1 玻璃纖維種類 8
表 2 廢玻璃纖維三成分分析 18
表 3 廢玻璃纖維XRF數據分析 20
表 4 試驗用藥資料 22
表 5 試驗儀器設備表 23
表 6 試驗儀器設備表 27
表 7 試驗材料表 31
表 8 試驗儀器設備表 31
表 9 高溫去除浸潤劑狀態 39
表 10 抗壓數據表 46
表11 7日養成日水泥塊樣品抗壓數據表 47
表 12 4個月養成日水泥塊樣品抗壓數據表 47
表 13 4個月及7日養成日水泥塊樣品抗壓 48

 
圖目錄
圖 1 研究架構 5
圖 2 三成分試驗流程 18
圖 3 溶劑去除浸潤劑法流程圖 20
圖 4 超音波震盪5小時 21
圖 5 處理後風乾樣品 21
圖 6 X射線螢光分析儀 21
圖 7 光學顯微鏡 21
圖 8 高溫燃燒去除浸潤劑法流程圖 25
圖 9 處理前捶碎樣品 26
圖 10 處理後成塊狀 26
圖 11 X光繞射儀 26
圖 12 塊狀樣品破碎 26
圖 13 控制性低強度回填材料製作流程圖 29
圖 14 模具內層塗抹潤滑劑 30
圖 15 模具裝填漿體 30
圖 16 壓力試驗機 30
圖 17 60倍數甲苯超音波震盪5小時 35
圖 18 60倍數乙酸乙酯超音波震盪5小時 35
圖 19 200倍數甲苯超音波震盪5小時 36
圖 20 200倍數乙酸乙酯超音波震盪5小時 36
圖 21 400倍數廢玻璃纖維處理前 37
圖 22 400倍數甲苯超音波震盪5小時 37
圖 23 400倍數乙酸乙酯超音波震盪5小時 38
圖 24 400倍數甲苯超音波震盪5小時後溶液 38
圖 25 800度高溫處理2小時後呈現碳化 41
圖 26 廢玻璃纖維處理前捶碎樣品 41
圖 27 500度高溫燃燒後樣品 42
圖 28 700度高溫燃燒後樣品 42
圖 29 攝氏800度產生塊狀的現象 43
圖 30 廢玻璃纖維尚未經高溫處理時之XRD圖譜 44
圖 31 廢玻璃纖維以攝氏800度高溫處理2小時之XRD圖譜 44
圖 32 廢玻璃纖維添加比例0% 49
圖 33 廢玻璃纖維添加比例25% 49
圖 34 廢玻璃纖維添加比例50% 50
圖 35 廢玻璃纖維添加比例75% 50
圖 36 廢玻璃纖維添加比例100% 51

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