焚化底渣篩洗細料產製蒸壓氣泡混凝土之研究

Abstract

焚化底渣（municipal solid waste incinerator (MSWI) bottom ash）經篩分水洗後產出之篩洗細料可分為細砂料（bottom ash-fine aggregate）及細集料（bottom ash-fine），因粒徑較細且含有較多碳酸鈣，易對水泥水化速率造成影響等問題，其資源化通路受限。焚化底渣篩洗細料含有Ca、Si等元素，應具有作為AAC（autoclaved aerated concrete，AAC）替代原料之潛力，然而目前少有研究探討碳酸鈣在高壓蒸氣養護條件下對AAC之影響，因此若能釐清碳酸鈣之作用並應用在篩洗細料產製AAC，不僅能有助資源循環，同時能增加焚化底渣再利用機會。 本研究首先利用試藥級碳酸鈣（CaCO3）於製備AAC原料中，並將其以不同角色取代配料中總鈣矽（視為骨材）及反應鈣比例（視為反應材），探討碳酸鈣在不同之調配比例中對AAC物理特性之影響，再將焚化底渣篩洗細料以調配方式進行添加比例及取代比例兩種應用於AAC之製作，藉由調整拌合水量，歸納最適製作AAC條件，並透過批次溶出試驗瞭解不同調配比例之AAC溶出特性。 研究結果顯示，碳酸鈣視為骨材取代配料中總鈣矽對AAC之抗壓強度及密度之影響最為顯著，當碳酸鈣取代總鈣矽比例由0 wt % （Ca/Si = 0 35）增至16 wt %（Ca/Si = 0 63）時，AAC抗壓強度明顯由11 35 MPa下降至6 70 MPa，且密度由772 80 kg/m3下降至658 03 kg/m3。而碳酸鈣視為反應材取代反應鈣比例由0 wt % （Ca/Si = 0 35）增至16 wt %（Ca/Si= 0 45）時，AAC製品強度明顯下降至7 50 MPa，且密度下降至752 95 kg/m3。不論視為骨材或反應材，AAC抗壓強度及密度皆隨碳酸鈣調配比例增加下降，但視為骨材取代總鈣矽之AAC抗壓強度有較明顯下降，係因AAC中缺乏可反應之鈣矽元素所致。 此外，焚化底渣篩洗細料以水固比0 65 L/kg製作之AAC具有較佳抗壓強度及密度，其中細集料取代比例可提高至50 wt %，細砂料則可提高至30 wt %，並皆可符合AAC標準規範。另由不同粒徑之細砂料取代反應鈣矽比例中發現，粒徑對AAC中tobermorite水化物無明顯之影響，但有適量添加（<10 wt %）時，較大粒徑細砂料製作之AAC能有較佳之抗壓強度。 另於溶出試驗中，無論是去離子水、酸雨或醋酸環境下，重金屬溶出皆低於偵測極限，可符合「有害事業廢棄物認定標準」與綠建材溶出規範，顯示焚化底渣篩洗細料產製AAC應無重金屬溶出疑慮，係為環境友善之製品。

Date of Award	2014 Jul 21
Original language	Chinese
Supervisor	Juu-En Chang (Supervisor)