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研究生: 楊昆憲
Yang, Kun-hsien
論文名稱: 不同粒徑與保水性顆粒介質之物理性質
Physical Properties of Spheric Media with Different Size and Water Holding Capacity
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: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 顆粒介質容器容水量
外文關鍵詞: container capacity, spherical media
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  • 本研究採用水庫淤泥與稻殼為原料,將兩者以不同比例混合,配合造粒設備與高溫燒結爐,製作不同粒徑與保水性之顆粒介質,並量測顆粒介質之充氣孔隙度、容器容水量、總體密度、筒壓強度、pH值及電導度等基本物理化學性質,以期能符合理想栽培介質之條件。同時,探討稻殼尺寸、顆粒粒徑、稻殼含量、心材比例及殼層比例,對顆粒介質物理性質之影響,再與市售發泡煉石及珍珠石,比較彼此性質之優劣。
    理想栽培介質,應具備的物理性質為:充氣孔隙度5%~50%;容器容水量20%~60%;總體密度0.3 g/cm3~0.75 g/cm3;筒壓強度大於5kgf/cm2。本研究燒製的顆粒介質,單粒徑堆積之充氣孔隙度介於40%~43%,容器容水量介於13%~39%,總體密度介於0.409 g/cm3~1.096 g/cm3,筒壓強度介於1.55kgf/cm2~68.90 kgf/cm2,雙粒徑堆積之充氣孔隙度介於33%~43%,容器容水量最高可達44%。本研究所燒製的21種顆粒介質中,同時符合理想栽培介質所有物理性質者有5種,其中最高容器容水量之顆粒介質,其筒壓強度不僅大於發泡煉石與珍珠石,保水力更是發泡煉石的4倍以上。
    以本研究燒製之顆粒介質,種植百慕達草種子,12週後草籽生長高度,與採用培養土及發泡煉石種植者,無明顯差異。另外,台北草草皮種植試驗中發現,以容器容水量較高的顆粒介質種植草皮,草皮高度和草皮覆蓋率,皆優於低容器容水量介質所種植的草皮。

    Different fractions of reservoir sludge and rice hull were first mixed and then sintered at high temperatures to produce spherical media with various size and water holding capacity. The physical properties of the spherical media, including air-filled porosity, container capacity, bulk density, particle crushing strength, pH value and electrical conductivity, were measured and compared to each other to suggest some candidate spherical media for plants. At the same time, the effects of rice hull length, sphere size and rice hull content on the physical properties of spherical media are evaluated and compared to those of commercially available LECA and perlite.
    The required physical properties of candidate spherical media for plants are: air-filled porosity 5-50%, container capacity 20-60%, particle crushing strength 0.5MPa and bulk density 0.3-0.75g/cm3. The physical properties of the spherical media with single size manufactured here are measured experimentally: air-filled porosity 40-43%, container capacity 13-39%, bulk density 0.409-1.096g/cm3, particle crushing strength 1.55-68.9kgf/cm2. Also, air-filled porosity 33-43%, maximum container capacity 44% are found for the spherical media with dual size. Five of the 21 different spherical media produced in the study satisfy the required physical properties of candidate spherical media for plants. Especially, the particle crushing strength of the spherical medium with the highest container capacity, 4 times of LECA, is still higher than that of LECA and perlite.
    The heights of Bermuda grasses planted on the spherical medium produced here, soil and LECA are approximately the same after 12 weeks. In addition, it is found that the height and coverage rate of Taipei grasses planted on a spherical medium with a higher container capacity is superior to those with a lower container capacity.

    摘要 I Abstract II 誌謝 IV 目錄 V 表目錄 VIII 圖目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1 研究動機 1 1.2 研究目的 2 1.3 本文組織與內容 3 第二章 相關理論與文獻回顧 4 2.1 屋頂綠化 4 2.2 無土栽培與栽培介質 4 2.2.1 栽培介質之分類 4 2.2.2 理想的栽培介質 6 2.2.3 自製栽培介質 8 2.3 水庫淤泥 9 2.3.1水庫淤泥之物理化學性質 9 2.3.2 水庫淤泥之受熱行為 10 2.4 稻殼之性質 10 2.5 轉動造粒 11 2.6 骨材堆積 12 2.7 孔結構與顆粒強度及吸水率之關係 12 2.8 百慕達草與台北草 14 第三章 試驗規劃 19 3.1 試驗變數規劃 19 3.2 試驗材料與設備 21 3.2.1 試驗材料 21 3.2.2 試驗設備 22 3.3 試驗方法與步驟 23 3.3.1 水庫淤泥粉末與稻殼粉末之比重 23 3.3.2 顆粒介質之燒製 23 3.3.3 顆粒介質之量測 24 3.3.4 雙粒徑堆積 27 3.3.5 百慕達草籽與台北草草皮種植 27 第四章 實驗結果與討論 45 4.1 顆粒介質之外觀觀察 45 4.2 顆粒介質之充氣孔隙度 47 4.2.1 單一粒徑堆積之充氣孔隙度 47 4.2.2 雙粒徑堆積之充氣孔隙度 47 4.2.3 小結 48 4.3 顆粒介質之容器容水量 48 4.3.1 單層顆粒介質,稻殼尺寸、顆粒粒徑及稻殼含量與容器 容水量之關係 48 4.3.2 雙層顆粒介質,心材比例和殼層比例與容器容水量之關係 49 4.3.3 小結 50 4.4 顆粒介質之總體密度 51 4.4.1 單層顆粒介質,稻殼尺寸、顆粒粒徑及稻殼含量與總體 密度之關係 51 4.4.2 雙層顆粒介質,心材比例和殼層比例與總體密度之關係 51 4.4.3 小結 51 4.5 顆粒介質之筒壓強度 52 4.5.1 單層顆粒介質,稻殼尺寸、顆粒粒徑及稻殼含量與筒壓 強度之關係 52 4.5.2 雙層顆粒介質,心材比例和殼層比例與筒壓強度之關係 53 4.5.3 小結 54 4.6 顆粒介質之pH值 54 4.7 顆粒介質之電導度 55 4.8 百慕達草種子種植試驗 56 4.9 台北草草皮種植試驗 57 4.10 雙層顆粒介質容器容水量與總體密度之預測 58 第五章 結論與建議 83 5.1 結論 83 5.2 建議 84 參考文獻 85

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    下載圖示
    2008-06-23公開
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