國立臺東專科學校建築科建築材料 期末報告
牡蠣殼粉做為水泥膠結材料的讀書 報告 A Study Report on the Oyster Powder as a Cementitious Material
授課老師：張恒瑋 學 生：謝詠媞 班 級：建一甲 學 號：109106007 2021 年 08 月 05 日
目錄 一、緒
論…………………………………………………………..……03
二、文獻回顧…………………………………………………………..……04
三、實驗計劃…………………………………………………………..……05
四、課程心得…………………………………………………………..……06
五、參考文獻…………………………………………………………..……06
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一、緒論 參考文獻【1】台灣是個四面環海的島嶼國家，西南沿海的養殖業在台灣經 濟發 展上有其重要貢獻，而牡蠣是淺海養殖的主要養殖水產物，也是中、 南部 沿海漁民主要漁業經濟來源；大部分皆任意丟棄，影響環境衛生衍生環保 問題， 因此，如何處理廢棄牡蠣殼是現階段必須重視的課題。 牡蠣殼粉於早期已被做為工程材料之膠結劑使用，而目前波特蘭水泥是混凝土主 要膠結材然水泥生產過程中會伴隨排放出二氧化碳廢氣，每生產 1 噸 的水泥相 對產生約 1 噸的二氧化碳氣體，而二氧化碳的排放則是造成 地球溫室效應 （greenhouse effect）的元凶；近年來，國內環保意識備 受重視的時代，水泥製 造工業已經越來越不受歡迎，鑑此，尋找不具 污染性且可取代水泥膠結材之替 代品，是當前亟需努力的目標。 牡蠣殼與水泥同樣富含氧化鈣（CaO）成份，若予以磨成粉末細 度化並激發其 活性，也許可以取代部分水泥做為膠結材料；在兼顧強度及工作性的前提下，得 到牡蠣殼之最佳使 用方式及用量，以達到廢棄牡蠣殼資源化之目的。 研究範疇分成下列 三部分： 1. 研究未經燒結之牡蠣殼粉直接取代部分水泥對水泥砂漿性質之影 響。 2. 研究經過高溫燒結研磨後之牡蠣殼粉取代部分水泥對水泥砂漿性 質之影響。 3. 研究上述兩種處理方式之牡蠣殼粉取代部分爐石粉對鹼活化爐石 砂漿性質 之影響。 試驗部分包括將廢棄牡蠣殼 依直接磨成粉末與高溫燒結後再磨成粉末兩種不同 處理方式，先測試 牡蠣殼粉組成的化合物成份與氯離子含量等，再依不同比例 量分別取 代部分水泥或爐石粉製作砂漿試體，並依不同齡期分別做力學性質、 物理性質及耐久性質試驗。
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二、文獻回顧 根據參考文獻【1】的廢棄物可分成「一般廢棄物」及「事業廢棄物」兩大 類，一般廢 棄物是指事業廢棄物以外的廢棄物，包括垃圾、或其他非事業活動 所 產生的廢棄物，而事業廢棄物是指經事業活動所產生的廢棄物，例如 燃渣、 爐石、飛灰、污泥、廢油、金屬屑、塑膠類及本研究材料之牡蠣殼等。據推估台 灣地區每年事業廢棄物總量約有 1,800 萬公噸，其中有害的廢棄物約佔 8﹪， 卻只有約 20~30﹪被妥善處理掉，然廢棄物中不乏可以資源化再利 用者，因此 有人興起了廢棄物再利用的主張，這種不把後處理的責任 推給自然界，而以人 為管理對策來處理的方式，被稱為密閉系統 （Close System）。 牡蠣殼經化學成份試驗分析在氧化物成份以 CaO 含量最多，達 50 ﹪以上，若 經過高溫燒結，將會形成類似石灰成份的產物，牡蠣殼本身必含氯離子的成份， 對於使用於 R.C.結構物上時應瞭解其氯離子含量的多寡。 水泥是水硬性材料，所以水泥水化反應性質對強度發展及體積 穩定性非常重 要。水泥與水進行水化反應產生 C-S-H 膠體、氫氧化鈣、硫鋁酸 鈣鹽類及鈣 釩石等水化產物（Hydration products） ，各種水化物 隨著時間與含量多寡，對水 泥砂漿體之放熱量、水化熱及強度有 不同程度之影響。 水淬爐石是高爐熔渣以高壓冷水急速冷卻，使爐渣碎裂成粒狀， 由於冷卻時間 過於短促，使得爐渣中的矽酸鹽類無法形成良好的結晶 且微結構凌亂開放，活 性大增具膠結性，其成份中含有較高量的玻璃 質成份，具有較高的反應能力， 可以進行波索蘭反應，故亦為波索蘭 材料的一種，一般應用於混凝土之爐石， 皆為水淬爐石。對於混凝土中添加爐石粉可以降低氣體滲透 與氯離子滲透係 數，並增加對硫酸鹽侵蝕的抵抗力與降低鹼骨材反應等，若適量的使用爐石粉則 有助於改善新拌混凝土的工作度、 降低水化熱及增加晚期的強度。
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三、實驗計劃 本文使用參考文獻【2】的，將牡蠣殼依未燒過 及經過高溫燒結（1200℃以 上）兩種不同處理方式並磨成粉末，過#200 篩使牡蠣殼粉比表面積與水泥相近 （約為 2800cm2 /g），如圖 1 及圖 2 所示；另因牡蠣殼粉含有高量氯離子，經 試驗檢測浸泡水中各齡 26 期之氯離子含量如圖 3 所示。
圖 1. 未燒結之牡蠣殼粉
圖 2. 經過高溫燒結後牡蠣殼粉
圖 3 牡蠣殼粉浸泡水中氯離子含量變化圖 本研究所使用之鹼活化劑，係以試藥級化學藥劑矽酸納與氫氧化鈉溶液依試驗變 數配製而成，鹼活化劑的濃度依鹼模數比 （SiO2/Na2O）為 1.01 比例混合而成。 參考 CNS3655「水硬性水泥可塑稠性水泥漿及墁料之機械拌合 40 法」 ，水泥（或 爐石粉）與標準砂比例為 1：2.75，皆以不同水灰比（或液膠比）及不同比例取 代量拌製水泥砂漿或鹼活化爐石砂漿各種實驗試體。 本研究根據 AASHTO T260 中之相關規定對水泥砂漿進行取樣， 然後依步驟施 做硬化水泥砂漿中氯離子含量滴定。 5
四、課程心得 因為疫情的關係，暑修改成線上上課，這也是我第一次上恒瑋老師的課， 從之前就聽說老師的人很好，所以一直很羨慕乙班的同學能夠遇到老師，而這次 暑修我終於了解到為甚麼那麼多人喜歡老師了。老師的課程編排內容簡單易懂， 上課也會補充一些課外的知識，盡力讓每個同學都能理解並吸收，我覺得很可惜 只有機會上到一個月的課程，如果能在正式課程上遇到老師的話一定能學習到更 多東西的。
五、參考文獻 【1】 李哲榮，“牡蠣殼粉資源化做為水泥膠結材料之研究”，國立臺灣海洋大 學，碩士論文，2004 年。
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