含混凝土建築廢棄物之再生技術研究

一般說來，建築廢棄物經拆除及現場初步分類後，可直接運往分類 處理場進行篩選、粉碎…等分類處理，之後，再針對綠色建材種類/數 量以及建築廢棄物特性進行分析比對，規劃自建築廢棄物產製再生建材 的可行再生製程技術。本研究項目將先針對建築廢棄物當中的廢混凝土 塊，先行分析可用做為再生建材的組成材料，再依據這些可行性建立有 效的資源化流程

混凝土之組成材料

混凝土是由水泥、水、粒料 （砂和石）按適當比例配合，拌製成 拌合物，並成型密實後，經一定的時間硬化而成的人造石材。其中的水 泥是一種主要成份為水硬性矽酸鈣的水硬性粉料。而混凝土之粒料除標 稱最大粒徑外，須符合CNS1240（混凝土粒料）之規定，而粗細粒料應 視為不同成分材料，各尺寸粗粒料以及二種以上含混合粗粒料，均需符 合粒料之級配規定。

由於水泥製品因為使用場合以及強度的不同需求，會有不同之配 比，以建築物使用的混凝土而言，其組成比例約如表3.3 所示

表3.3 建築用混凝土組成比例

組成 比例

粒料（8mm~16mm） 40~50%

矽砂 27~33%

水泥 14~18%

水 7~9%

原則上，使用後的廢混凝土塊經分離破碎分離之後，會產生粗粒料 與細粉料。當中的粗粒料可做為再生骨材之應用，例如道路、磚塊/消波 塊…之級配料；細粉料則可考慮以粉料做填充材料，以建築板材的應用 為主。

再生技術流程

所謂的再生技術流程，係針對建築廢棄物前/預處理所產生的骨材或 粒片原料的品質特性，建立各種塑合劑（水泥、樹脂…）與骨材/粒片原 料的配比/混拌關係，並分析鋪壓成型的溫度、壓力、時間…等參數試驗，

以建立綠色再生塑合板的製程參數基礎。

以本研究擬進行的再生板材而言，其所需的大步處理流程包括：破 碎、篩分、混拌、成型、養生等數個步驟，如圖3.2 所示。

圖 3.2 混凝土再生建材流程

破碎 篩分 混拌

成型 養生

廢混凝土

建材成品

以下說明各個步驟的執行方式與需求。

篩分處理

篩分是利用篩子將物料中小於篩孔的細粒物料透過篩面，而大於篩 孔的粗粒物料留在篩面上，完成粗、細粒物料分離的過程。而篩分機係 一能將物料按須要級配等級予以劃分之機具設備，其篩孔口徑多以美國 標準篩（American standard sieves）為準。篩分機之主要功用為：（1）篩 選物料；（2）幫助沖洗物料；（3）調整級配；（4）輔助餵料。為增加篩 分之效果，多裝設振動裝置，故以為振動篩（vibrating screen）為多。本 研究項目所使用的篩分設備如圖3.3 所示。

圖 3.3 篩分設備

以混凝土塊而言，破碎後經篩分離回收後之材料主要有兩類，其一 是粒徑較大者，這類回收材料主要為再生骨材之應用，例如道路、磚塊、

消波塊…等之利用；其二是混凝土塊經破碎分離回收後之粒徑較小者，

圖3.4 經研磨篩分之廢混凝土粉料

相較於原生粒料而言，再生粒（粉）料在基本性質及材料施工上具 有以下之差異性：

1. 再生骨材之基本性質

物理性質：表面粗糙、低比重（約為原粒料之 85~95%）、

高吸水率…，而且粒徑愈小，比重愈低，吸水率愈高。

化學性質：含鈣、鋁、矽酸鹽等鹼性物質，pH>11，易造成 混凝土膨脹裂開。

力學性質：耐磨性、健性損耗率、CBR（California Bearing Ratio）

值與原骨材類似。洛杉機磨損試驗：磨損率 25.1~35.1%；

ASTM 骨材耗損率（硫酸鎂健性耗損率）：< %。

2. 再生骨材之施工性質

再生骨材之表面粗糙，不易修飾，故應適當添加天然砂為 宜

再生骨材參配天然細骨材使用，拌合用水量將增加約 5%；

若與再生細骨材參配使用，拌合用水量將增加約15%

水泥用量將酌量提高約 5%

以上所述之再生粒（粉）料的特性，會限制用於使用各種再生建材 之技術可能性，本研究項目將克服上述的困難點，透過適當的配比與混 拌調整，增強其可再利用性。

混拌處理

廢混凝土塊經破碎與篩分之後取得粉體原料，這些再生原料與水 泥、砂料、水與纖維原料以一定之比例透過混拌後，開始產生水合反應。

拌合的程序是將再生粉體原料與砂料先行乾式拌合，再與水泥進行第 2 次乾式拌合，待完成後加入一定比例之水開始濕式拌合，行程水泥漿 體。拌合所使用設備如圖3.5 所示。

圖3. 5 水泥漿體製備使用的混拌裝置

水合反應的程度將決定再生建材日後的強度與穩定性，因此了解廢 混凝土塊製得之粉體原料是否參與水合反應顯得十分重要，將於第二節 說明詳細過程。

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