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研究生: 盧國安
Lu, Kuo-an
論文名稱: 以水庫淤泥製造高強度土壤材料之研究
A Study on High Strength Soil Materials Made from Reservoir Sludge
指導教授: 陳景文
Chen, Jing-Wen
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: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 184
中文關鍵詞: 石門水庫淤泥爐石鹼激發膠凝材料高強度土壤材料土壤聚合物
外文關鍵詞: High Strength Soil Materials, Geopolymer, Granulated Blast Furnace Slag, Reservoir Mud, Alkali Activator Cementitious Materials
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  • 本研究主要是依不同配比下,以石門水庫淤泥、爐石粉及砂土為材料,利用鹼激發劑聚合原理開發高強度生態土壤材料,來進行工作性試驗、單軸抗壓強度試驗、抗彎試驗、衝擊試驗、水密性試驗、耐磨試驗、孔隙率試驗、耐久性試驗、快速氯離子電滲試驗、X-Ray化性試驗、SEM試驗等去探討外部力學性質與內部微觀結構。

    水庫淤泥土壤聚合物經本研究結果顯示:(1)工作性符合一般工程界需求。(2)隨淤泥用量與鹼激發劑用量增多,強度遞減。(3)配比在28天抗壓強度達到210 kgf/cm2以上,抗彎強度約為抗壓強度之1/3~1/7。(4)滲透係數大約是傳統混凝土之1000倍左右,氯離子電滲透量屬「中等滲透等級」。 (5)隨淤泥與鹼激發劑用量用量越多,其耐久性與緻密度均下降。

    In this study, reservoir sludge taken from Shimen, slag and sand are used as research material. These material are alkali-activatedby polymerization method under different mixture proportion to generate high strength ecology soilmaterial. Compressive strength test, flexural strength test, impact test, permeability test, abrasion resistance test, porosity test, durability test, electrical indication of HSSM’s ability to resist chloride ion penetration test, X-Ray test, Scanning electron microscope test are conducted to investigate the exterior mechanical properties and internal microscopic structure of the high strength ecology soil.

    The test results presented and discussed herein support the following conclusion: (1) Workability of the soil material is conformed to fitin with the demand of related engineering project. (2) The compressive strength in 28 days is greater than 210 kgf/cm2 and flexural strength approximately 1/3 to 1/7 of compressive strength. (3) The coefficient of permeability is about 1000 times traditional concrete, and the charge passed is classified as the moderate permeability level. (4) The durability and the density of soil material decreased with increasing the amount of sludge and alkali activated.

    目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 致 謝 III 目 錄 V 表 目 錄 IX 圖 目 錄 XI 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機與目的 1 1.3 研究方法與流程 3 1.4 研究內容架構 6 第二章 相關研究與文獻回顧 11 2.1 沸石結構 12 2.2 鹼激發膠凝材料 13 2.3 土壤聚合物 18 2.3.1 土壤聚合物材料 19 2.3.2 土壤聚合物之性能 20 2.3.3 土壤聚合物之應用 22 2.4 爐石成分組成 24 2.4.1 爐石之物理與化學性質 25 2.4.2 爐石之反應機理 28 2.4.3 鹼激發爐石之膠結性 29 2.5 高強度生態土壤材料 30 2.6 台灣發展土壤聚合物材料之問題 32 2.7 水庫淤泥開發高強度土壤材料之問題 33 2.7.1水庫淤泥處置方式 34 2.7.2 水庫淤泥資源化相關應用 35 2.7.3 石門水庫淤泥之物理性質與化學成分 37 2.7.4 水庫淤泥與ㄧ般黏土性質差異 38 第三章 配比設計及試驗規劃 47 3.1 材料分析 47 3.1.1 河砂 47 3.1.2 海砂 47 3.1.3 爐石材料 48 3.1.4 水庫淤泥 49 3.1.5 氫氧化鈉 49 3.1.6 水玻璃 49 3.1.7 拌合用水 50 3.2 材料配比與設計 50 3.2.1 組合率 50 3.2.2 配比方法 51 3.2.3 配比結果 54 3.3 試驗規劃與試驗設備 54 3.3.1 試驗規劃 55 3.3.2 試驗設備 57 3.4 試體製作與試驗方法 60 3.4.1 試體製作 60 3.4.2 試驗方法 61 第四章 試驗結果與分析討論 93 4.1 初終凝試驗結果 94 4.2 坍流度試驗結果 95 4.3 單軸壓縮強度試驗結果 97 4.4 抗彎強度試驗結果 99 4.5 衝擊試驗結果 101 4.6 水密性試驗結果 102 4.7 耐磨試驗結果 104 4.8 耐久性試驗結果 106 4.9 快速氯離子滲透試驗結果 107 4.10 孔隙率試驗結果 108 4.11 X-Ray與WD-XRF化性試驗結果 110 4.12 掃描式電子顯微鏡試驗結果 111 第五章 結論與建議 155 5.1 結論 155 5.2 建議 158 參 考 文 獻 159 作 者 簡 述 165

    參 考 文 獻
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    下載圖示 校內:2010-08-20公開
    校外:2011-08-20公開
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