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第四章 結果與討論

4.2 燒結試體磚材之特性分析影響

4.2.5 抗壓強度變化

抗壓強度為試體經過成形燒結後,單位斷面積所能承受的重量,此可 作為試體燒結與否及再資源可行性之參考指標,燒結溫度愈高,燒結試體 內部緻密化程度增加,相對的提高試體的抗壓強度,且燒結試體的抗壓強 度與其組成成分之物種晶相具有相關性,影響燒結試體之抗壓強度因子很 複雜,例如試體的孔隙度,礦物結晶種類與形態等交互作用的影響。試體 抗壓強度與吸水率之關係顯示,試體吸水率愈低,則抗壓強度會愈大,因 試體體積收縮率高,孔隙度下降,吸水率低,試體內部達緻密化,故試體 抗壓強度會提高。

圖 4-15,就純淨水污泥(未添加任何添加劑試驗)而言,發現隨著燒結 溫度愈高,試體之抗壓強度也隨之變大,燒結溫度的提高對於抗壓強度在 1000℃左右有很明顯的區別,800~900℃時由於燒結未完全,試體尚未達 緻密化的程度,結構鬆散,故抗壓強度不佳,在1000℃下燒結試體之抗壓

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強度明顯提高,試體內部結構由於受到熱力影響而趨於緻密,進而增加試 體之抗壓強度,故推測在燒結溫度到達1000℃左右為燒結體迅速緻密化的 起點。此外,在 1100℃之燒結溫度下,其抗壓強度到達 859.53 ± 151.37 kgf/cm2,已可作為 A 級高壓鋪路地磚材料之應用。就玻璃添加配比之影響 結果顯示,在燒結溫度介於 800~900℃條件,燒結試體抗壓強度會隨廢玻 璃添加(10∼30%)增加而增加;在燒結溫度為 1000℃,玻璃添加配比由 10

%增加至 30%,其燒結試體抗壓強度由 153.27 kgf/cm2 增加至 233.15 kgf/cm2,抗壓強度均在 150kgf/cm2以上,可符合 CNS 中建築用磚之ㄧ等 磚之規範標準(如表 4-4);然當燒結溫度達 1100℃下,燒結試體抗壓強度 會隨廢玻璃的添加由 10%增加至 30%時,燒結試體抗壓強度由 574.07 kgf/cm2降至318.68 kgf/cm2,此與前述燒結試體在相同條件下,試體之密 度下降有關。

在添加不同稻殼配比之燒結試體抗壓強度變化趨勢,圖 4-16 所示,就 稻殼配比而言,燒結溫度在 800℃至 900℃時,燒結試體抗壓強度隨稻殼 添加比例增加而下降,均介於1.27 kgf/cm2至 5.79 kgf/cm2之間。在燒結溫 度為 1000℃,稻殼添加配比由 10%增加至 30%,其燒結試體抗壓強度由 24.66 kgf/cm2降至2.60 kgf/cm2;在燒結溫度為1100℃,稻殼添加配比由 10%增加至 30%,其燒結試體抗壓強度由 254.20 kgf/cm2 降至 25.34 kgf/cm2;試體抗壓強度均隨稻殼添加比例增加而下降,因稻殼添加物為有 機物,在高溫時已被燒製殆盡,故添加的配比愈多,試體結構愈鬆散,造 成試體中的開放性孔隙多,因此試體抗壓強度隨稻殼添加比例增加而下 降。

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content(%) Sintering temperature(℃)

圖4-16 添加不同稻殼配比之燒結試體抗壓強度變化趨勢

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綜合磚材特性中之吸水率與抗壓強度,由表4-5 和表 4-6 可觀察出隨 燒結溫度升高,對燒結試體之材料品質有提升效果。在添加廢玻璃方面,

隨著廢玻璃添加量增加,對燒結體緻密化有助益,反之,添加稻殼則因有 機物成分較高,造成高溫時揮發,使試體結構鬆散。依據磚材規範(表 4-5),

相較表4-8 燒結試體吸水率與抗壓強度試驗結果,當添加廢玻璃之燒結體 於添加配比30%在燒結溫度 1000℃及添加配比 10%~30%在燒結溫度 1100

℃,可符合建築用普通磚一等磚。另外,當添加稻殼之燒結體於添加配比 10%在燒結溫度 1100℃亦符合建築用普通磚一等磚。

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表 4-5 磚材規範

建築用普通磚(CNS 382) 高壓鋪路地磚(CNS 13295)

項目 一等 二等 A 級 B 級 C 級

30% 21.27 12.78 20.10 68.89 14.78*5 233.15 0.70 318.68 10% 36.72 2.46 38.01 5.79 32.82 24.66 12.65 254.20 20% N.D.*3 1.27 55.46 2.15 50.76 5.47 27.43 59.30

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