利用水库淤泥制成建筑材料之研究.doc

　　臺北科技大學學報第三十五之一期 利用水庫淤泥製成建築材料之研究　　  PAGE 102  PAGE 103 1 利用水庫淤泥製成建築材料之研究 Production of Building Materials by Using Reservoir Sludge 鄭大偉*蔡宏睿黃明政王景玟T.W. Cheng*H.R. TsaiM.J. HuangJ.W. Wang國立臺北科技大學材料及資源工程系 摘要 近三十年來，台灣水庫上游地表逕流的沖刷劇烈，土壤流失量嚴重。根據統計，台灣每年泥沙的淤積量高達1460萬立方公尺。因此，水庫淤泥的浚渫處理及再資源化利用亦為重要的課題。本研究將水庫淤泥經粉末燒結法及熱處理的過程，製成建築材料。實驗結果顯示，材料在1150℃燒結並熱處理0.5小時的基本物理、機械性質性質最佳，同時具有高度的化學抗蝕性。若添加廢玻璃可降低燒結的溫度，為一有潛力應用於工程方面的再生材料。 關鍵詞：水庫淤泥、廢棄物、廢玻璃、建築材料。 投稿受理時間：90年10月12日 審查通過時間：91年1月8日ABSTRACT According to the report, there are 14.6 million cubic meters silt settling in the river or in reservoir each year. Therefore, to dredge and reutilize this material is an important issue in Taiwan. This research work used reservoir sludge to fabricate building materials by a powder-sintering process. The results show that microstructure materials can be manufactured at 1150℃ for 0.5 h heat treatment. Additional waste glasses will lower sintering temperature. These sintered materials with a good quality have a great potential to serve as a viable alternative for construction applications. Keywords: Keywords: Reservoir Sludge, Wastes, Waste glasses, Building Materials.  壹、前言 台灣的地形坡度陡急，再加上年雨量充沛，地表逕流的沖刷劇烈，近三十年來，台灣水庫上游的土壤流失量明顯地逐年增加。水庫上游土壤流失量愈大，水庫淤沙量則是愈多，因而縮減水庫的壽命以及供水能力。根據統計，台灣每年泥沙的淤積量高達1460萬立方公尺[1]。因此，水庫淤泥的浚渫為一重要的工作。但是對於如此龐大數量淤泥的處理及再資源化利用亦為重要的課題。本研究之目的為將水庫淤泥經燒結及熱處理的過程，製成建築材料。以粉末燒結法處理??資源化廢棄物之研究已有許多成功的實例[2-5]。本研究製成之材料，經測試其基本物理與機械特性，如密度、吸水率、孔隙率、硬度、抗壓強度、抗折強度、化學抗蝕性等，期能將此成品進一步的應用於工程方面的再生材料。 2 貳、實驗方法 本研究所使用之水庫淤泥來源為石門水庫。實驗方法首先將60Mesh以上的部份以濕篩去除。小於60Mesh之淤泥約佔總重量的89.02%，此即為爾後實驗的原料。原料經粒度分析結果如圖1所示。粒度範圍約在0.25μm至100μm之間，D50約為7.2 μm。其主要化學成份為(wt%)：0.54% CaO; 62.037% SiO2; 16.93% Al2O3; 6.78% Fe2O3; 1.72% MgO; 1.37% Na2O; 2.88% K2O；5.44% 灼熱減量。樣品經烘乾後，分為二組實驗流程：(1)將原料粉末置入一個 4 ×1.5 ×0.7cm的不銹鋼模中，以150kgf/cm2 的壓力加壓成型製成試體，施予燒結及熱處理。燒結熱處理溫度選擇1000、1050、1100、1150、1200 ℃，並持溫0.5小時，再爐冷至室溫以形成材料。(2)將原料粉末與10%之廢玻璃（-200mesh）均勻混合後，再依照第一組處理方式加壓成型製成試體，施予燒結及熱處理。燒結熱處理溫度選擇900、950、1000、1050、1100 ℃，並持溫2小時，再爐冷至室溫以形成材料。材料樣品再經X-RAY繞射分析、及