節能減碳綠建材

（一）以粉碎造粒高爐渣(GGBS)作為水泥取代(英國)

粉碎造粒高爐渣(Ground Granulated Blast furnace Slag, GGBS)是製鐵工業副產物，GGBS 可與過量的氫氧化鈣反應形成矽酸鈣，進一步減少骨料間孔隙率，提高混凝土抗壓強度與穩定 度。GGBS 可用作水泥的替代品，（如圖 5-6 所示）因為水合過程與波特蘭水泥非常相似。當 波特蘭水泥與水反應時，不溶性水合產物與水泥顆粒接近。水合（氫氧化鈣）的較易溶解產物 作為離散晶體析出，被大孔包圍。當 GGBS 顆粒也存在時，GGBS 和波特蘭水泥均可。另外，

GGBS 與過量的氫氧化鈣反應形成有助於填充和阻塞孔隙的水合物。結果是硬化的水泥漿，其 含有大大降低的氫氧化鈣和較不透氣的精細孔結構。遊離氫氧化鈣的還原使混凝土化學更穩定，

更細的孔結構限制了侵蝕性化學物質通過混凝土擴散的能力。目前在英國，GGBS 料源穩定且 為一種商業化之綠色水泥建材技術，具備廢棄物資源化、低能耗以及低碳排等效益。

圖 5-6、(左)GGBS 與波特蘭水泥之水合作用原理(右) GGBS 與波特蘭水泥之碳排放比較 (資料來源：Hanson Cement Company., 2015)

（二）稻殼灰渣(rice husk ash)再利用於水泥取代(東南亞及印度)

作為稻米大國的東南亞地區與印度，持續研究以稻殼灰渣部分取代至波特蘭水泥，可增 強混凝土之抗壓強度、抗腐蝕度與耐久度，目前最佳取代率為 10%。優由於稻殼灰有高含量矽 (84%~92%)，可作為建築磚頭、隔熱磚頭等應用，具備再生建材之開發潛力。（如圖 5-7 所示）

圖 5-7、以稻殼灰渣製作成耐火磚之示意圖 (資料來源：Ramchandra Pode., 2016)

（三）發脹聚苯乙烯(Expanded Polystyrene)(斯里蘭卡)

以發脹聚苯乙烯作為輕量混凝土的製作材料，或可製成起泡混凝土(Foamed Concrete)，取 代率可達 40%~50%，並作為隔間板之用途；為輕質量，利於搬運，並可減少傳統混凝土用料 量，具備商業化之潛力。（如圖 5-8 所示）

圖 5-8、發脹聚苯乙烯之混凝土隔間板產品

(資料來源：P.L.N. Fernando, et, al., 2017 ； D.M.K.W. Dissanayake, et, al., 2017)

（四）3D 列印材料 (3D printed Materials)(新加坡)

3D 列印技術為一種將透過工業機械製造方法以三圍立體方式呈現最終產品，透過 3D 列 印技術可將回收材料做出再生混凝土等綠色建材。透過此技術可有效降低人力與建材浪費，並 可提升建材使用率與能源使用效率等，為未來建築機械化之發展方向。（如圖 5-9 所示）

圖 5-9、(左) 3D 列印技術之聚合纖維(右) 3D 列印技術之混凝土 (資料來源：Yi Wei Daniel Tay, et, al., 2017； Biranchi Panda, et, al., 2017)

（五）泡沫混凝土砌塊磚（美國）

泡沫混凝土砌塊（又稱免蒸壓加氣塊）屬於加氣混凝土砌塊的一種，其外觀品質、內部 氣孔結構、使用性能等均與蒸壓加氣混凝土砌塊基本相同。這是一種新型節能環保牆體材料，

具有輕質高強，減輕建築物負荷；良好的抗壓性能；抗震性好；不開裂、使用壽命長；抗水性 能好的突出特點。

圖 5-10、泡沫混凝土砌塊磚示意圖 (資料來源：Ali A. Sayadi, et, al., 2017)

（六）水泥發泡外牆保溫裝飾一體板

外牆保溫裝飾一體板將裝飾和保溫施工合二為一，節約了近十道工序，大大節約了施工 時間，相對於傳統保溫方法，縮短 60%的工期，施工效率提高一倍。通過先進安裝體系與牆體 相互配合，形成低碳節能、裝飾、防水、防黴、防火與建築一體的美觀效果。

（七）鹼性廢棄物碳礦化於建材利用

使用鹼性廢棄物進行二氧化碳礦化捕獲技術為一相當有潛力之技術，為國際新穎綠色技 術。其反應效果較傳統反應器優越許多，且反應時間、溫度與壓力也相對小很多，因此具有高 捕獲效率、低操作成本、不產生二次污染等優點。，反應前固體廢棄物存在氫氧化鈣，且碳酸 鈣含量較少（原始碳酸化轉換率約 10%）；反應後固體廢棄物氫氧化鈣含量消失，碳酸鈣含量 則明顯上升（反應後碳酸化轉換率可達 27%）；此外，使用廢水與固體廢棄物進行吸附實驗，

經過碳酸化反應後爐石 free-CaO 含量降為 0%（原始原料中約含 5%之 free-CaO），達到同步安 定化鹼性廢棄物效果。經碳酸化反應後之產物可被安定化與穩定化（如：降低原物料中游離氧 化鈣，避免遇水產生膨脹），經研究亦發現，碳酸化反應後之產物可作為水泥輔助凝膠材料，

例如：添加少量碳酸化反應後之產物製作成波特蘭水泥，可提升其抗壓強度。可發展為創再生 綠建材。

圖 5-11、礦化後鹼性廢棄物拌合成水泥砂漿示意圖 (資料來源：Pan, et, al., 2017)