簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 丁大鈞
Ting, Ta-Chun
論文名稱: 不同水庫淤泥與汙泥灰渣製磚可行性之研究
Reuse of different Reservoir sediments and Sludge ash on Sintered Waste Bricks
指導教授: 陳昭旭
Chen, Chao-Shi
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 124
中文關鍵詞: 水庫淤泥汙泥灰渣廢玻璃粉燒結磚資源化
外文關鍵詞: Reservoir sediments, sludge ash, sintered waste bricks, waste glass, resource
相關次數: 點閱:79下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 本研究將不同的南部水庫淤泥(D-0503)--曾文水庫(Tseng-Wen Reservoir, TWR)、白河水庫(Bai-He Reservoir, BHR)與阿公店水庫(A-Gong-Dian Reservoir, AGDR)淤泥(sediment)完全取代傳統粘土(brick clay)製燒結磚,並針對燒結磚成品進行比較,也試著找出混和上述三種水庫淤泥、汙泥灰渣(sludge ash)和廢玻璃粉(Waste Glass Powder, WGP)的最佳比例製成廢棄物燒結磚。隨後對燒結磚體進行工程特性試驗分析,包含燒失量試驗、體積變化率試驗、吸水率試驗、抗壓強度試驗、密度及水溶性氯離子濃度,並參考中華民國國家標準規範值(CNS382),作為後續探討不同配比及不同水庫淤泥之差異與作為建築用磚可行性之評估。
    本研究分為三個階段,每階段的材料顆粒大小(本實驗皆取用過100號篩之材料)、初坯成型壓力和燒結參數都固定。第一個階段主要探討不同水庫淤泥完全取代粘土製磚的可行性與差異,該階段的三種100%水庫淤泥磚都能在抗壓強度和吸水率方面達到CNS382標準。且各材料之粘土顆粒(粒徑小於0.002mm)佔過100號篩顆粒的比例和抗壓強度成正相關的趨勢。比較三個水庫淤泥磚的磚品質表現又以白河水庫淤泥磚的磚品質表現為最佳。三種水庫淤泥材料都具有一定的膠結力,因此在廢棄物製磚可作為黏結材料的角色。第二階段將廢棄物燒結磚的配比設定為黏結材料40%+汙泥灰渣30%+廢玻璃粉30%,結果發現無論以哪種水庫淤泥為黏結材料,含有30%汙泥灰渣的廢棄物磚在抗壓強度和吸水率方面皆無法達CNS382的最低標準。因此,第三階段將汙泥灰渣的比例調降10%使得廢棄物燒結磚的配比調整為黏結材料50%+汙泥灰渣20%+廢玻璃粉30%,雖然在吸水率的部分還是未達CNS382的最低標準,但抗壓強度的部分卻優化至2種磚的抗壓強度。

    This study compares different reservoir sediments (D-0503) -- Tsengwen Reservoir sediment(TWR sediment), Baihe Reservoir sediment(BHR sediment), and Agongdian Reservoir sediment(AGDR sediment) to completely replace clay-made fired bricks, and tries to find out how to mix the above three kinds of reservoir sediments, sludge ash and waste glass powder (WGP) in the optimal ratio to make waste sintered bricks. For sintered bricks, loss on ignition test, volume change rate test, water absorption test, compressive strength test, density and water-soluble chloride ion content will be carried out to evaluate the engineering application potential and the degree of environmental impact.

    摘 要 I Abstract II 致 謝 VII 目 錄 VIII 表目錄 XI 圖目錄 XIII 1 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 研究流程 2 2 第二章 文獻回顧 6 2.1 水庫淤泥 6 2.1.1 水庫淤泥基本性質 6 2.1.2 水庫淤泥清淤處理方式 6 2.1.3 水庫淤泥之資源再利用 8 2.1.4 水庫淤泥資源化相關文獻 10 2.1.5 曾文水庫(TWR) 12 2.1.6 白河水庫(BHR) 12 2.1.7 阿公店水庫(AGDR) 13 2.2 汙泥與汙泥灰渣 13 2.2.1 基本介紹 13 2.2.2 汙泥之資源再利用 15 2.2.3 汙泥資源化之相關文獻 16 2.3 廢玻璃(Waste Glass Powder, WGP) 16 2.3.1 廢玻璃基本性質 16 2.3.2 廢玻璃應用於製磚實例 19 2.4 燒結磚製作流程 21 2.5 燒結原理 24 2.5.1 燒結的驅動力 24 2.5.2 燒結類型 25 2.6 粘土的性質 27 2.7 化學組成對普通磚燒結之影響 28 2.8 建築用磚規範 29 3 第三章 實驗材料及方法 31 3.1 實驗流程 31 3.2 實驗材料 35 3.3 材料基本特性分析 46 3.3.1 物理特性分析 46 3.3.2 化學特性分析 52 3.3.3 環境特性分析 55 3.4 製磚之流程 57 3.5 製磚試驗配比設計及參數設定 64 3.6 燒結磚基本性質試驗 65 4 第四章 結果與討論 69 4.1 材料的基本特性分析結果 69 4.1.1 物理特性分析結果 69 4.1.2 化學特性分析結果 78 4.1.3 環境特性分析結果 85 4.2 第一階段磚品質分析 87 4.2.1 水庫淤泥替代粘土對燒結磚之影響分析 87 4.2.2 小結 95 4.3 第二階段磚品質分析 97 4.3.1 水庫淤泥40%+汙泥灰渣30%+廢玻璃粉30%之磚品質特性分析 97 4.3.2 小結 105 4.4 第三階段磚品質分析 106 4.4.1 水庫淤泥50%+汙泥灰渣20%+廢玻璃粉30%之磚品質特性分析 106 4.4.2 小結 115 5 第五章 結論與建議 118 5.1 結論 118 5.2 建議 119 參考文獻 120

    Chen, L. M., Lengauer, W., Ettmayer, P., Dreyer, K., Daub, H. W., Kassel, D., “Fundamentals of liquid phase sintering for modern cermets and functionally graded cemented carbonitrides (FGCC)”, International Journal of Refractory Metals & Hard Materials, Vol. 18(6), pp. 307-322,2000
    Corinaldesi, V., Gnappi, G., Moriconi, G., and Montenero, A,“Reuse of ground waste glass as aggregate for mortars”,Waste Management, Vol. 25(2),pp. 197-201,2005
    Chiang, K.Y., Chien, K.L., and Hwang, S. J., “Study on the characteristics of building bricks produced from reservoir sediment,” Journal of Hazardous Materials, Vol. 159(2–3), pp.499-504, 2008
    Tang, C.W., “Properties of Fired Bricks Incorporating TFT-LCD Waste Glass Powder with Reservoir Sediments”, Sustainability, Vol.10, 2018
    Demir, I., “Reuse of waste glass in building brick production”, Waste Management & Research: The Journal for a Sustainable Circular Economy, Vol. 27, pp. 572~577, 2009
    Karaman, S., Ersahin, S. and Gunel, H., “Firing temperature ad firing time influence on mechanical and physical properties of clay bricks”, Journal of Scientific and Industrial Research, Vol 65, pp. 153~159, 2006
    Lin, D. F., Weng, C. H. , “Use of sewage sludge ash as brick material”, Journal of Environmental Engineering-Asce, Vol 127(10), pp. 922-927,2001
    Liang, H. H., Li, J. L. , “The influence of hydration and swelling properties of gypsum on the preparation of lightweight brick using water supply reservoir sediment”, Construction and Building Materials, Vol 94,pp. 691-700,2015
    Leriche, A., Cambier, F. and Hampshire, S., “Sintering of Ceramics”, 2017
    Lawanwadeekul, S., Srisuwan, A., Phonphuak, N., Chindaprasirt, P. , “Enhancement of porosity and strength of clay brick fired at reduced temperature with the aid of corn cob and waste glass.”,2023
    McLellan, G., and Shand, E, “Glass Engineering Handbook”,1984
    Lenka, R. K., Patro, P. K., Mahata, T. , “Shape Forming and Sintering of Ceramics”, Handbook on Synthesis Strategies for Advanced Materials, pp. 1-54, 2022
    Shayan, A., and Xu, A, “Value-added utilisation of waste glass in concrete. ”, Cement and Concrete Research, Vol.34(1) ,pp. 81-89,2004
    The Brick Industry Association, “Manufacturing of Brick”, TECHNICAL NOTES on brick construction, pp. 1~7, 2006
    Velasco, P. M., Ortiz, M. P. M., Giro, M. A. M., Velasco, L. M. , “Fired clay bricks manufactured by adding wastes as sustainable construction material - A review. ”, Vol 63, pp. 97-107,2014
    Okunade, E.A., “The Effect of Wood Ash and Sawdust Admixtures on the Engineering Properties of a Burnt Laterite-Clay Brick”, Journal of Applied Sciences, Vol. 8, pp. 1042-1048, 2008
    Phonphuak, N., Kanyakam, S. and Chindaprasirt, P., “Utilization of waste glass to enhance physical–mechanical properties of fired clay brick”, Journal of Cleaner Production, Vol. 112, pp. 3057~3062, 2016
    Kadir A., Sarani N., “An Overview of Wastes Recycling in Fired Clay Bricks”, International Journal of Integrated Engineering, Vol. 4, pp. 53~69, 2012
    Ukwatta, A., Mohajerani, A., Setunge, S. and Eshtiaghi, N., “Possible use of biosolids in fired-clay bricks”, Construction and Building Materials, Vol. 91, pp. 86~93, 2015
    Loryuenyong, V., Panyachai, T., Kaewsimork, K. and Siritai, C., “Effects of recycled glass substitution on the physical and mechanical properties of clay bricks”, Waste Management, Vol. 29, pp. 2717~2721, 2009
    王順元,「淤泥輕質骨材燒製研究」,國立中興大學碩士論文,2001
    王俞婷,「〖Mg〗_4 Nb_2 O_9相陶瓷填入對低溫共燒陶瓷基板之影響研究」,國立交通大學材料科學與工程研究所碩士論文,2006
    王啟宗,「都市垃圾焚化飛灰與淨水污泥共同燒結產物之動力及材料特性研究」,逢甲大學環境工程與科學學系碩士論文,2008
    江康鈺、簡光勵、黃淑貞、陳宜晶,「水庫淤泥燒結製磚之可行性研究」,中華民國環境保護會學刊,第28卷第一期,2005
    行政院環保署,「生活廢棄物質管理資訊系統」,2021
    行政院環保署,「環保統計查詢網」,2023
    何秀美,「污泥與底灰資源化為透水磚之研究」,國立台灣大學環境工程學研究所碩士論文,2002
    吳政育,「以淨水污泥灰及廢玻璃為矽鋁源合成MCM-41並應用於重鉻酸鹽吸附之研究」,國立中央大學碩士論文,2015
    李師遠,「焚化底渣再利用於燒結磚可行性之研究」,國立成功大學資源工程學系碩士論文,2022
    沈怡文,「臺灣傳統瓦窯燒製程序之研究」,中原大學建築學系碩士學位論文,2004
    卓宛歆,「水庫淤泥燒製輕質壁磚性能測試與可行性之研究」,國立聯合大學碩士論文,2016
    周耀鑾、黃依典,「建築材料學」,科教圖書出版,1981
    林毓順,「化學組成對燒磚特性研究」,國立成功大學資源工程研究所碩士論文,2018
    孫國鼎,「水庫淤泥及淨水污泥再利用製磚之研究」,國立交通大學碩士論文,2001
    翁振源,「汙泥灰渣資源化製磚與燒結特性之研究」,國立成功大學資源工程學系碩士論文,2016
    高長義,「經熱處理之污泥灰渣再利用於CLSM材料之可行性研究」,國立成功大學碩士論文,2015
    張家碩,「水庫淤泥燒製輕質骨材的燒結行為之研究」,國立成功大學碩士論文,2005
    張藝騰,「鹽泥再利用於燒結磚可行性之研究」,國立成功大學資源工程研究所碩士論文,2020
    許秀真、王瑋,「水庫淤泥資源再利用與市場評估-以石門水庫為例」,水利署北區水資源局,2009
    陳見財、陳志銘、莊敏芳,「汙泥處理技術彙編」,台北經濟部工業局,2004
    陳炯立,「含重金屬污泥燒製磚材資源化之研究」,國立台北科技大學材料及資源工程系碩士班碩士論文,2004
    陳宜晶,「利用添加劑提昇淨水汙泥燒結之材料品質研究」,逢甲大學環境工程與科學學系碩士論文,2004
    陳志榮,「改質水庫淤泥對水泥砂漿工程性質之影響」,國立成功大學碩士論文,2005
    陳長照,「通過製磚程序汙染土壤中重金屬之穩定性變化」,朝陽科技大學環境工程與管理學碩士論文,2017
    陳正中,「廢棄物再利用於至磚原料之操作參數與燒結特性研究」,國立成功大學資源工程研究所博士論文,2018
    陳鴻偉,「二氧化鈦應用於水庫淤泥燒結清質磚之性能研究」,國立聯合大學建築學系碩士班碩士論文,2019
    傅建璋,「升溫速率對石門水庫淤泥製備輕質骨材之影響」,國立成功大學資源工程學系碩士論文,2009
    黃安斌(譯),「大地工程原理第八版」,高立圖書有限公司,2015
    黃偉綸,「水庫淤泥再利用為混凝土材料之探討—以白河水庫為例」,高苑科技大學土木工程研究所碩士論文」,2016
    經濟部水利署,「歷年統計資料主題式圖表查詢」
    經濟部水利署北區水資源局,「石門水庫淤泥多元化處置方案評估規畫綜合報告」,2008
    廖明聰,「以淨水污泥做為綠美化用地之土壤改良劑」,國立屏東科技大學環境工程與科學系學術論文,2005
    趙鎮魁,「燒結磚瓦工藝及實用技術」,中國建材工業出版社,2012
    趙鎮魁,「燒結磚瓦生產應知應會600問」,中國建材工業出版社,2013
    鄭敬融,「太陽能板廢玻璃燒結作為地磚材料之研究」,國立宜蘭大學環境工程碩士論文,2011
    盧柏雅,「利用淨水污泥灰與廢玻璃水熱合成鋁矽質中孔徑MCM-41之特性研究」,國立中央大學環境工程研究所碩士論文,2012
    謝博涵,「輻射井設施應用於曾文水庫淤泥取水試驗研究」,國立屏東科技大學碩士論文,2014

    無法下載圖示 校內:2028-07-10公開
    校外:2028-07-10公開
    電子論文尚未授權公開,紙本請查館藏目錄
    QR CODE