| 研究生: |
吳旻桓 Wu, Min-Huan |
|---|---|
| 論文名稱: |
填海造陸及海岸護灘工程材料之初步研究 The Basic Research on the Engineering Materials for Sea Reclamation and Coastal Protection |
| 指導教授: |
李德河
Lee, Der-Her |
| 共同指導教授: |
吳建宏
Wu, Jian-Hong |
| 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: | 2023 |
| 畢業學年度: | 111 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 155 |
| 中文關鍵詞: | 填海造陸 、轉爐石 、回脹率 、混拌法 、海岸沖刷 、抗沖蝕能力 |
| 外文關鍵詞: | Land Reclamation, Basic oxygen furnace slag (BOF), Swelling Rate, Mixing Method, Coastal Erosion, Erosion Resistance |
| 相關次數: | 點閱:120 下載:7 |
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台灣四面環海地狹人稠,由於國內工業用地近年來的高度需求,為解決用地不足的壓力,進行填海造陸工程創造出可觀的海埔新生地,且隨著全球氣候變遷的加劇和人類活動的增加,海岸帶面臨著日益嚴重的沖刷和侵蝕問題。惟填海造陸工程需要大量砂石,若使用陸地砂石,則可能破壞陸地上自然環境;若使用抽取海砂,則可能影響近海生態的平衡,且所回填之土地皆屬軟弱,須加以穩定改良。而台灣在高度發展的同時,對鋼、鐵需求增加因此產生許多副產品如轉爐石、高爐石等。
本研究乃針對轉爐石研究去除其回脹的缺陷,成為良好的填海造陸材料的方法,因此本研究嘗試使用不同性質之基質砂土混拌轉爐石,觀察不同混拌比例下之回脹情形,選出抑制回脹效果較佳之配比,以利後續使用於回填海埔新生地等相關工程,此外亦針對海岸沙灘研究使用簡易工程方法改善其抗沖蝕能力。試驗主要結果如下:
一、 由轉爐石混拌80%、60%、40%及20%的各種基質砂土之結果,在混拌40%時已初步具備抑制回脹之效果;混拌20%基質土壤仍無法滿足規範之規定(7日回脹率小於0.5%),若後續需要進行現地填築工程,至少需混拌40%以上砂土之比例為較佳之選擇。
二、 60%轉爐石+40%砂土之回脹率與基質砂土的壓縮指數迴歸分析結果可見,在長期回脹率較穩定後,壓縮指數的較高砂土因具較佳之壓縮性,使轉爐石混拌土之回脹率會較低;短期之迴歸分析則因回脹率仍在變化造成相關性較差。
三、 均勻混和製作之試體強度明顯高於較不均勻製作之噴灑試體,噴灑試體若膠結液濃度較低,對砂樣固結效果較不明顯,且無圍壓縮強度隨養治時間變久並無明顯之增加,同樣5%水泥+2%矽酸鈉膠結液,噴灑試體強度僅86.24kPa。
四、 由3種不同膠結液於模擬海岸沖刷試驗結果,3%、5%水泥膠結液具較有效保護陸地海灘受沖刷之情形,且在6小時內就有初步之強度以抵抗沖刷。
Taiwan is surrounded by the sea and has limited land but a dense population. Due to the high demand for industrial land in recent years, land reclamation projects have been undertaken to address the pressure of land scarcity, creating substantial new coastal lands. However, with the intensification of global climate change and increased human activities, the coastal areas are facing increasingly severe erosion and scouring problems. Land reclamation projects require a large amount of sand and gravel, but using land-based resources may damage the natural environment. Extracting sea sand, on the other hand, could disrupt the balance of nearshore ecosystems and the reclaimed land may be soft and require stabilization and improvement.
In addition, as Taiwan has experienced significant development, the demand for steel and iron has increased, resulting in various by-products such as blast furnace slag and slag.
This study focuses on the research of blast furnace slag to eliminate its expansion defect and develop it into a suitable material for land reclamation. The study attempts to mix blast furnace slag with different types of base sands to observe the expansion under different mixing ratios and identify the most effective proportion to inhibit expansion for later use in land reclamation and related projects. Additionally, the study also explores using simple engineering methods to improve the erosion resistance of sea coastal.
1. 中國鋼鐵股份有限公司(2023),https://www.csc.com.tw/csc/hr/csr/par/par9.htm。
2. 中國鋼鐵股份有限公司,『2017年轉爐石海事工程使用手冊』,台灣,高雄,2017。
3. 中國鋼鐵股份有限公司,『2021年中鋼企業社會責任報告書』,台灣,高雄,2021。
4. 中國鋼鐵股份有限公司,『鋼鐵製程-如何煉鐵成鋼?』,台灣,高雄,2023。
5. 中國鋼鐵股份有限公司,『鋼鐵製程-製造鋼鐵要準備什麼材料?』,台灣,高雄,2023。
6. 中華民國國家標準(CNS),https://www.cnsonline.com.tw/。
7. 中聯資源(2023),https://www.chc.com.tw/。
8. 中聯資源股份有限公司,『2016年中聯企業社會責任報告書』,台灣,高雄,2016。
9. 中聯資源股份有限公司,『2021年中聯企業社會責任報告書』,台灣,高雄,2021。
10. 王金鐘,『轉爐石作為基底層材料及其工程性質之研究』,博士論文,國立成功大學土木工程研究所,台灣,台南,2005。
11. 王秋閔,『營建剩餘土應用於無機聚合膠結材』,碩士論文,立成功大學土木工程研究所,台灣,台南,2009。
12. 王聖涵,『曾文溪河砂粒徑改良應用於人工養灘之研究』,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台灣,台南,2014。
13. 王耀寬,『轉爐石對多孔隙瀝青混凝土之影響』,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台灣,台南,2008。
14. 台灣電力公司(2023),https://www.taipower.com.tw/。
15. 台灣電力股份有限公司,『2021年煤灰海事工程應用手冊』,台灣,台北,2021。
16. 台灣營建土石資源學會,『營建工程剩餘土石方資源回收處理與資訊交流及總量管制計畫』,期末報告,台灣,台北,2023。
17. 行政院公共工程委員會,『公共工程飛灰混凝土使用手冊』,台灣,台北,1999。
18. 何坤憲,『營建剩餘土石方及混合物處理與再利用法制化之研究』,碩士論文,國立中央大學營建管理研究所,台灣,桃園,2004。
19. 吳思穎,『改質及鹼激發花崗岩礦泥營建材料之物理性質』,碩士論文,國立成功大學土木工程學系,台灣,台南,2019。
20. 呂軒志、王泰典、鄭大偉、翁祖炘,『以實驗設計法探討無機聚合物力學特性之影響因素』,臺灣鑛業,vol. 64,no. 2,2012。
21. 沈詩軒,『爐石材料回脹行為與其改善方法之研究』,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台灣,台南,2013。
22. 周君奕,『營建剩餘土石方資源堆置處理場設置評估 之實例分析』,碩士論文,高苑科技大學土木工程研究所,台灣,高雄,2017。
23. 周權英,『中鋼爐石用為道路材料評估分析之研究』,碩士論文,國立交通大學交通運輸研究所,台灣,新竹,1990。
24. 林志棟,『氣冷轉爐石添加飛灰、底灰應用於基底層材料之研究』,期末報告,國立中央大學土木工程研究所,台灣,桃園,2001。
25. 林志棟、蘇育民,『建築用防水材料與地工織物國家標準彙編』,中國國家標準系列專輯(八),公共工程品質管理系列叢書,2000。
26. 林清田、莊營發,『利用飛灰作為煤礦採掘跡充填材料可行性之研究』,台灣礦業雜誌,第44卷,第2期,p.112-121,1992。
27. 林凱隆、藍如穎,『C級煤灰調質廢觸媒燒製多孔陶瓷對環境調濕性能之研究』,工業污染防治季刊,第34卷,第133期,p.29~p.49,台灣,台北,2015。
28. 莊景豪,『以轉爐石製備抗膨脹混凝土配方開發研究』,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台灣,台南,2020。
29. 莊鎧瑋,『以轉爐石輔助本土海洋微藻培養進行人工漁礁之開發』,碩士論文,國立成功大學化學工程學系,台灣,台南,2016。
30. 郭振男,『高細度轉爐石粉應用於自充填混凝土配比之研究』,碩士論文, 國立臺灣大學土木工程學研究所,台灣,台北,2005。
31. 郭淑德,『飛灰資源化』,礦業技術,第4期,p.299~p.315,1991。
32. 陳志遠,『轉爐石之回脹行為與其改善方法探討』,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台灣,台南,2012。
33. 陳信榮、張簡國禎,『轉爐石對環境相容性之探討』,轉爐石應用於瀝青混凝土鋪面研討會,台灣,高雄,2011。
34. 陳冠銘,『鹼激發爐石混凝土抗壓強度影響因子之研究』,碩士論文,國立台灣科技大學營建工程研究所,台灣,台北,2017。
35. 陳建旭、李佳穎、李伯賢,『保水性鋪面特性與保水性材料比』,土木工程技師期刊,70期,pp.58~pp.64,台灣,台南,2015。
36. 陳律安,『以轉爐石材料開發混凝土磚之可行性評估』,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台灣,台南,2018。
37. 陳韋豫,『鹼活化液模數比即劑量對飛灰砂漿性質影響之研究』,碩士論文,國立海洋大學河海工程研究所,台灣,基隆,2012。
38. 陳朝和,『飛灰混凝土使用手冊』,台電公司煤灰處理與利用小組,台灣,台北,1987。
39. 陳瑞鈴,『鹼活化爐石混凝土應用於營建材料之研究』,內政部建築研究所協同研究報告,台灣,台北,2010。
40. 程士豪,『模擬煙道氣進行轉爐石碳酸化之研究』,碩士論文,輔英科技大學環境工程與科學系,台灣,高雄,2008。
41. 黃兆龍,『高爐熟料在水泥上之利用』,現代混凝土技術研討會,第 162 頁 至第 177 頁,台灣營建研究中心,1984。
42. 黃兆龍,『混凝土性質與行為』,詹氏書局,台灣,台北,2007。
43. 黃健威,『轉爐石在工程使用上之問題及改善方法之研究』,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台灣,台南,2011。
44. 楊貫一,『中鋼公司爐石應用的過去與未來』,技術與訓練,民81.02,第 31~43頁,1992。
45. 楊智麟,『煉鋼爐渣於瀝青混凝土之應用』,簡報,中聯資源股份有限公司,台灣,高雄,2009。
46. 葉嘉益,『脫硫石膏資源再利用開發之研究』,碩士論文,國立成功大學土木工程研究所,台灣,台南,2019。
47. 甄亮絜,『轉爐石應用於海岸工程之研究』,碩士論文,國立中山大學土木工程研究所,台灣,高雄,2021。
48. 劉國忠,『煉鋼爐渣之資源化技術與未來推展方向』,環保月刊,第4期十月號,第117~118頁,2001。
49. 營建剩餘土石方資訊服務中心(2023),https://www.soilmove.tw/。
50. Anish C., Venkata Krishnaiah R., Vijaya Bhaskar Raju K., “ Strength behavior of green concrete by using fly ash and silica fume” , 2023.
51. Burciaga-Diaz, O., Escalante-Garcia, J.I., Arellano-Aguilar, R.& Gorokhovsky, A., “Statistical Analysis of Strength Development as a Function of Various Parameters on Activated Metakaolin_Slag Cements” ,Journal of the American Ceramic Society, Vol.93,No.2,pp.541-547 , 2010.
52. Chi, M. “Effects of modulus ration and dosage of alkali-activated solution on the properties and micro-structural characteristics of alkali-activated fly ash mortars”. Construction and Building Materials, 2015.
53. Cho,Y.K., S.W. Yoo., S.H. Jung., K.M.Lee., S.J. Kwon. “Effect of Na2O content, SiO2/Na2O molar ratio, and curing conditions on the compressive strength of FA-based geopolymer”,Construction and Building Materials, Page253-260, 2017.
54. Feret R., “Slags for the manufacture of cement” , Rev. Mater. Constr. Tr. Publications, pp. 1-145, 1939.
55. Fernandez-Jimenez A, F,Puertas.”Influence of the activator concentration on the kinetics of the alkaline activation process of a blast furnace slag”.Materiales de Construction,Vol 47(246), 1997.
56. Gebregziabiher, B.S., J. Robert., & S.P. Thomas. “Temperature and activator effect on early-age reaction kinetics of alkali-activated slag binders”. Construction and Building Materials, 2016.
57. Glukhovsky V. D., “Soil silicate-based products and structures” , Gosstroiizdat Publish, 1957.
58. Hsu Tai-Wen, Lin Tsung-Yi, and Tseng I-Fan, “Human Impact on Coastal Erosion in Taiwan” , Journal of Coastal Research, No.234, pp.961-973, 2007.
59. Mohamed, A.EL-s. & Ossama, M.M., “On Measuring Swelling Pressure By Two Methods,”7th Regional Conference,SMFE,Africa, pp.775-783,1980.
60. Noureldin, A. S., and McDaniel, R. S.“Evaluation of Surface Mixtures of Steel Slag and Asphalt,” Transportation Research Record, n 1269, pp. 133-147,1990.
61. Porter, A.A. & Nelson, J.D., “Strain Controlled Testing of Expansive Soils,” pp. 34-44,Proceedings 4th International Conference on Expansive Soils, ASCE, Denver, 1980.
62. Shantanu Kumar Behera, Kirti Kanta Sahoo, Avadhoot Bhosale, Arpan Pradhan “ Structural properties and temperature effect of sintered fly ash pellets concrete” , 2023.
63. Wang, G.,“Determination of the expansion force of coarse steel slag aggregate.” Construction and Building Materials,VOL.24,No SM10,pp. 1961-1966,2010.
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