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研究生: 邱友梅
Chiu, Yu-Mei
論文名稱: 無鹼激發廢玻璃膠結材之研究
Properties and Production of Waste-Glass Binders Activated without Alkalis
指導教授: 黃忠信
Huang, Jong-Shin
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 71
中文關鍵詞: 廢玻璃無機聚合無鹼激發陳化
外文關鍵詞: Waste Glass, Inorganic Polymer, No-alkali Activation, Aging
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  • 無機聚合物屬於低耗能膠結材,但一般製作程序需加入鹼活化液以提升抗壓強度,除增加成本外亦可能對環境生態造成負擔。為研發低耗能膠結材且解決廢玻璃回收問題,本研究使用無鹼溶液侵蝕廢玻璃,經陳化與養護反應後,可製成抗壓強度高達100MPa以上之膠結材。首先,探討不同陳化及養護條件對膠結材試體抗壓強度之影響,進而獲得最適當之陳化及養護條件。另外,無鹼侵蝕廢玻璃反應,符合Arrhenius理論中反應速率與溫度之關係式,由此實驗求得無鹼激發廢玻璃之活化能。同時,藉由Mori與Minegishi方法,判斷養護期間玻璃之聚合反應機制。最後,經由傅立葉轉換紅外線光譜分析與溶出試驗結果,推測無鹼激發廢玻璃膠結材與鈉石灰玻璃之結構相似。

    Alkali-activating solution is typically used in the production of inorganic polymers which are binders with higher compressive strength but lower energy-consumption. As a result of that, the cost of inorganic polymeric binder increases and its impact on our environmental ecology could be severe. To develop low energy-consumption binders and to reduce the amount of recycled glass, waste glass was activated without alkalis in this study. By using an appropriate process of aging and curing, the compressive strength of inorganic polymeric binders can be up to 100MPa. At first, the effects of aging and curing conditions on the compressive strengths of waste-glass binders activated without alkalis are evaluated to propose an appropriate aging and curing process. Then, the relationship between in-service temperature and reaction rate in the well-known Arrhenius theory can be employed to empirically determine the activation energy of waste-glass binders activated without alkalis. In addition, the mechanism of curing can be identified by using Mori and Minegishi method. Finally, the experimental results of FTIR and dissolution tests indicate that the microstructure of waste-glass binders activated without alkalis is similar to that of sodium-lime glass.

    摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 表目錄 VII 圖目錄 VIII 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 本研究組織與內容 2 第二章 相關理論與文獻回顧 4 2.1 廢容器玻璃現況 4 2.2 玻璃材料 5 2.2.1 玻璃成份與結構 5 2.2.2 玻璃之侵蝕與縮聚 6 2.2.2.1 玻璃受水侵蝕 6 2.2.2.2 玻璃受酸侵蝕 7 2.2.2.3 玻璃受鹼侵蝕 7 2.3 鹼激發膠結材 9 2.3.1 鹼激發膠結材發展與原理 9 2.3.2 無機聚合物 11 2.3.3 玻璃膠結材 13 2.4 Arrhenius方程式 15 第三章 試驗方法與步驟 24 3.1 試驗規劃 24 3.2 試體製作 24 3.3 試驗方法 25 3.3.1 比重試驗 25 3.3.2 布蘭式氣透儀細度試驗 26 3.3.3 抗壓強度試驗 26 3.3.4 傅立葉轉換紅外線光譜儀試驗 27 3.3.5 Si、Al溶出試驗 27 第四章 試驗結果與討論 35 4.1 抗壓強度試驗 35 4.1.1 陳化條件之影響 35 4.1.1.1 陳化溫度與陳化時間之影響 35 4.1.1.2 應用Arrhenius方程式分析陳化效益 38 4.1.2 養護條件之影響 39 4.1.2.1 養護時間與養護溫度之影響 39 4.1.2.2 養護之反應機制及效益 40 4.2 傅立葉轉換紅外線光譜儀試驗 41 4.3 Si、Al溶出試驗 43 4.4 粉體製備差異 44 4.5 成本計算 45 4.6 膠結材再生之可行性 45 4.7 其他鋁矽酸鹽材料之可行性 46 第五章 結論與建議 67 參考文獻 69

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    下載圖示 校內:2017-08-14公開
    校外:2017-08-14公開
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