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研究生: 張文瑋
Chang, Wen-Wei
論文名稱: 以副產石灰作為膠結材料之初步研究
Preliminary Study on Using By-product Lime of Circulating Fluidized Bed as Cementitious Materials
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: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 131
中文關鍵詞: 副產石灰催化劑硬石膏波索蘭反應
外文關鍵詞: By-product lime, Accelerator, Anhydrite, Pozzolan reaction
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  • 由於環保意識之提升,CFB(Circulating Fluidized Bed,簡稱CFB)副產石灰去處問題成為一個棘手議題。除此之外,水泥工業對於環境污染與節約能源問題亦比以往更加重視,因此尋求水泥的替代材料,尤其材料是工業副產品或廢棄物,對於環境保護更顯得迫切需要。本研究主要是依CFB副產石灰與爐石粉有不同比例配比與利用催化劑活性激發硬石膏之水化速率及波索蘭反應原理作為膠結材料之研究。
    副產石灰膠結材料特性在一系列試驗與分析結果顯示:(1) 利用3%催化劑激發副產石灰之活性,可提升硬石膏強度及縮短初終凝時間。(2) 加入爐石粉與副產石灰之水化產物Ca(OH)2經波索蘭反應可生成C-S-H膠體。(3) 孔隙率高,皆為38~50%之間。(4) 透過10%水玻璃溶液養護,單由一種氣硬性材料改變為氣硬性及水硬性兩種硬化方式之材料。(5)摻配CFB底灰之膠結材的平均抗壓強度較佳,耐久性能亦較好。

    Under the rise in the conscious on environment protection, the problem of dumping the by-product lime from circulating fluidized bed (CFB) became a tricky issue. Moreover, problems on both environment pollution and energy conservation in cement industry have also attracted more concern than ever. Hence pursuit of the substitute material for cement, especially the material is a by-product or waste from the industry, has been an urgent need for environment protection. In this study, the by-product lime in CFB and slag are mixed with different ratios and an accelerator is used to activate the hydration speed of both the anhydrite and Pozzolan reactions of the mixture.
    Bsaed on series of tests and analyses of the test results, the cementitious material presents the features as follow:(1) By adding 3% of accelerator to activate the by-product lime in CFB, both the initial time and fianl setting times of the anhydrite can be shortened. (2) By mixing slag into the hydrated product of by-product lime in CFB, i.e Ca(OH)2 , the C-S-H colloid can be generated by the reaction of the Pozzlan. (3) The cementitious material is with a high porosity in between 38% to 50%. (4) By curing in the solution with 10% of water-glass, the cementitious material can be hardened both in air and in water, instead of without curing in the solution, the material can just be hardened in air only. (5) As adding the bottom ash into the binder, the cementitious material is with both better strength and more durability.

    摘要 I ABSTRACT III 致謝 V 目錄 VII 表目錄 XI 圖目錄 XIII 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機 2 1.3 研究目的及方法 2 1.4 研究內容架構 3 第二章 相關研究與文獻回顧 5 2.1 CFB副產石灰之介紹 5 2.1.1 循環式流體化床鍋爐技術 5 2.1.2 循環式流體化床鍋爐原理 6 2.1.3 CFB副產石灰種類 8 2.1.4 流體化床燃燒脫硫 8 2.1.5 CFB副產石灰利用方向 11 2.2 美國JEA之使用情形 13 2.2.1 EZBASE之生產流程 13 2.2.2 EZBASE PLUS使用情形 15 2.2.3 EZBASE及EZBASE PLUS之使用限制 16 2.3 石膏材料 16 2.3.1 石膏型態及其脫水產物 17 2.3.2 石膏的水化原理 18 2.3.3 CFB副產石灰的水化原理 20 2.3.4 硬石膏的活性激發 21 2.3.5 建築石膏特性 23 2.4 爐石材料 24 2.4.1 爐石之成分與分類 26 2.4.2 爐石之物理與化學性質 26 2.4.3 爐石之反應機制 28 2.4.4 爐石之膠結性 29 2.5 相關材料性質及破壞機制介紹 31 2.5.1 水泥漿體微觀構造 31 2.5.2 混凝土硫酸鹽常見病變 34 2.5.3 CFB副產石灰之膨脹破壞原因 35 2.6 副產石灰膠結材之未來方向 37 第三章 配比設計及試驗規劃 39 3.1 試驗材料 39 3.1.1 CFB副產石灰 40 3.1.2 爐石材料 43 3.1.3 燒鉀明礬 44 3.1.4 水玻璃 45 3.1.5 水 45 3.2 材料配比與設計 46 3.2.1 組合率 46 3.2.2 配比原理 47 3.2.3 配比方法 49 3.2.4 配比結果 51 3.3 試驗規劃與試體製作 54 3.3.1 試驗規劃 54 3.3.2 試體製作 56 3.4 試驗養護 58 3.5 試驗設備與試驗方法 58 3.5.1 試驗設備 59 3.5.2 試驗方法 62 第四章 試驗結果與分析 69 4.1 初終凝試驗結果 69 4.2 坍流度試驗結果 72 4.3 單軸壓縮試驗結果 75 4.4 孔隙率試驗結果 86 4.5 耐久性試驗結果 92 4.6 X光繞射分析試驗結果 98 4.7 掃描式電子顯微鏡試驗結果 102 4.8 能量分散式光譜儀試驗結果 112 第五章 結論與建議 113 5.1 結論 113 5.2 建議 114 參考文獻 115 附錄A 119 附錄B 123 附錄C 129 作者簡述 131

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    下載圖示 校內:2015-08-26公開
    校外:2015-08-26公開
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