第三章 實驗方法與規劃
3.2 焚化底渣之基本試驗及分析
3.2.2 物理性質分析
實驗室內篩選後的焚化底渣，常需要進行一些物理性質試驗，並 由實驗的結果分析材料的性質及設計與規劃後續的試驗，以下將針對 目前常使用的基礎性質試驗進行分析。
3.2.2.1 篩分析
經過實驗室挑選後的焚化底渣需要置入恆溫烘箱中以 105±5℃
的條件持續烘乾至少 16 小時，以確保焚化底渣完全乾燥，並參照 ASTM D452-85(細篩網篩分析)試驗規範進行篩分析。
約經過 5 分鐘的篩分，可以從 4.75 mm(#4 號篩)、2.36 mm(#8 號 篩)、1.18 mm(#16 號篩)、0.6 mm(#30 號篩)、0.425 mm(#40 號篩)、
0.355 mm(#50 號篩)、0.15 mm(#100 號篩)、0.075 mm(#200 號篩)及底 盤的部分取得對應的焚化底渣。圖 7 為本研究所使用之搖篩機。
圖 7 搖篩機
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3.2.2.2 阿泰堡試驗
此試驗在於得知土壤的液性限度(Liquid Limit, LL)、塑性限度 (Plastic Limit, PI)及縮性限度(Shrinkage Limit, SL)，藉此進行後續土壤 性質之判斷。一般而言，液性限度(LL)是指土壤由液性變成縮性的含 水量；塑性限度(PI)是指塑性狀態變成半固態所含的水量；而縮性限 度(SL)則是由半固態變成固態所含的水量，由於工程之中較少被討論，
其實驗方法如下：
1.液性限度
於實驗前先利用刮刀的握柄對液性限度儀進行校正，接著取通過 40號篩的土樣約100 g，以灑水器灑水並充分的拌合與整平，在最厚 的1.3 cm處，以V型刮刀將土樣分成兩半。接著以每秒2轉的速對轉動 曲柄，當被分為兩半的土樣合攏至1.3 cm時，記錄打擊黃銅杯底的次 數N，並將土樣烘乾求得含水量。重複上述的步驟至打及次數介於 15-35之間，且應各有一次介於25-35、20-30、15-25之間。最後以打 及次數N為橫坐標(對數刻度)，含水量為縱座標繪製流性曲線，並以 打擊次數25下所相對的含水量為液性限度(LL)。
2.塑性限度
取通過 40 號篩的土樣約 100 g 緩慢加入去離子水並拌合均勻，
將拌合完成的土樣捏成球狀，於毛玻璃上搓揉成與金屬棒同直徑的 3.2 mm 土條。在沒斷裂情況發生時，須重新於毛玻璃上搓揉，在搓 成直徑 3.2 mm 時，如剛好斷裂成 3.2-9.5 mm 的碎塊，則將其斷裂的 土條蒐集秤重，並放入烘箱烘乾，所求得的含水量即為塑性限度(PI)。
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3.2.2.3 美國統一土壤分類法
參考 ASTM D2487-85 的規範進行試驗，透過篩分析與阿泰堡試 驗的實驗結果，進一步判斷焚化底渣是屬於何種類型之土壤，並得知 焚化底渣直接應用於回填工程之相關情況。
有些時候阿泰堡試驗並無法得知液性及塑性限度，因此需要參照 篩分析的實驗結果以式 3.1 及的式 3.2 換算均勻係數(Uniformity Coefficient, Cu)與曲率係數(Curvature Coefficient, Cc)，再以附表 2 判斷 焚化底渣的土壤性質。D10 為顆粒累積通過 10%所對應之粒徑；D30 為累積通過 30%所對應之粒徑；D60為累積通過 60%所對應之粒徑。
60
/
10C
u= D D
(3.1)2
30 / 60 10
C
c =D D
×D
(3.2)3.2.2.4 夯實試驗
由於夯實試驗要求最大粒徑為通過 4.75 mm(#4 號篩)之顆粒，所 以本試驗將依據篩分析所得之粒徑進行試驗，藉以得知焚化底渣在何 種含水率時，具有最大的土壤密度，讓回填工程具有最佳之品質。
將符合粒徑分布曲線的適當焚化底渣置入拌和器中噴水攪拌，並 添加的水分通常為最佳含水量附近比例，參考 Wiles (1996)的最佳含 水量 16%，本研究添加的含水量約為 10-25%，接著將拌和均勻的試 體放入直徑 10 cm，高 11.7 cm 的夯實筒內，並以錘重 2.5 kg 的夯實 槌從每次高度 30.5 cm 的條件，分三層以每層夯實 25 次的條件進行 夯實。
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最後將夯實完成的試體去模稱重，並取試體的上、中及下層土樣 混合並烘乾，最後以含水量為橫軸，乾單位重為縱軸，即可繪製出乾 土單位重與含水量曲線圖並求得最大乾單位重。
3.2.2.5 比重試驗
本試驗參考ASTM D854-83的規範進行試驗，藉此得知焚化底渣 的單位重與4℃水的單位重之比值，並可以判斷焚化底渣與天然砂石 之間的差異，同時也可以得知是否有其它應用之可能性。
實驗前需要先秤得焚化底渣重Ws，並量測試驗時蒸餾水溫度 T(℃)，然後將焚化底渣置入比重瓶內加入蒸餾水約半滿，並以煮沸 法煮沸10分鐘以上，接著緩慢旋轉除去空氣，在煮沸後冷卻至室溫，
並加水至瓶口刻劃，秤得比重瓶＋焚化底渣＋水之重，W1。然後洗 淨比重瓶，再加水至瓶口刻劃，稱比重瓶＋水重，W2，最後由附錄3 換算出溫度T蒸餾水比重Gw，並經由式3.3計算得知土粒之比重，Gs。
2 1
( )
Gs Ws Gw
Ws W W