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第五章 結論與建議

第一節 結論

本計畫工作內容概分兩大部份,第一部份為建築廢棄物再生循環技術開發;第二部 份為再生綠建材應用示範與推廣策略。

1. 建築廢棄物再生循環技術開發 (1) 輕質隔熱再生綠建材開發

本年度研究首先建置蒸壓養護相關技術與設備設計與測試修正,並探討再利用營建 剩餘土石方產製蒸壓養護輕質混凝土製造之原料配比、拌和水與起泡劑添加量、蒸壓養 護條件等參數,透過材料特性分析結果探討影響因素、回饋修正各階段實驗參數,期能 尋求最適參數控制範圍,以建立後續營建剩餘土石方再利用於 AAC 之基礎。茲將本年 度現階段研究結果歸納說明如下。

 營建剩餘土石方 B2-3、B3、B4 與 B6 經乾燥前處理後之基本物化特性相似,皆 富含 Si 元素並以石英(SiO2)為主要晶相組成,應具有作為 AAC 替代原料之 潛力。

 AAC 漿體製備藉由調整拌合水量(水固比,W/S)與鋁粉劑量可控制成型漿體 之比重,其中以改變 W/S 的方式最具成效。比較高壓蒸氣養護前後 AAC 製品 特性,可發現其比重幾乎不受此高溫高壓養護程序所影響,AAC 製品比重決定 於漿體發泡鑄型之過程。

 AAC 之最適原料乾基配比為 SiO2 = 70 wt.%、CaO = 25 wt.%、水泥 = 5 wt.%

(S70-L25-C05),其製品具有最佳抗壓強度 6.59 MPa,可符合 G6(6.0 MPa)

及 G4(4.0 MPa)標準,其比重為 0.673 具有輕質特性。

 以營建剩餘土石方取代 SiO2產製 AAC 時,在低取代量下(10 wt.%、20 wt.%), 製成的產品比重略微增加,但抗壓強度大幅提升,可能是營建剩餘土石方含有 粒徑較大的顆粒,扮演細骨材的角色因此製品有較佳的抗壓強度。

 隨著營建剩餘土石方取代量提高,其製品比重與抗壓強度皆下降。當各類營建 剩餘土石方取代量達 30 wt.%時,其製品至少仍可符合一種 AAC 類別之規範。

B4 取代量達 50 wt.%可使 AAC 製品符合最為輕質的 G2 類別之比重與抗壓強度 需求。

(2) 冷結技術應用於高壓地磚再生綠建材開發

根據前期研究中學者、專家的建議,可從較無安全顧慮之地磚著手,配合營建署已

初步通過修訂建築技術規則,將綠建材使用比例之計算擴充至戶外,因此今年度本研究 期望將冷結技術應用可供戶外空間使用之高壓地磚再生綠建材,並借重質輕、緻密、低 熱傳導特性,不僅可增加營建廢棄物再利用之多樣性與可供戶外空間使用再生綠建材之 選擇性,亦可提高剩餘土石方經濟價值。本年度現階段研究結果歸納說明如下:

 今年度採用較保守水泥量的配比-C200(即水泥用量 200 kg/m3),經緻密配比法 設計之配比,營建剩餘土石方使用比率均大於 65 %,將近 70 %;根據再生綠 建材評估基準其再生材料使用比率更達 100 %,遠超過再生綠建材評估基準中 之 C 級高壓混凝土地磚(50 %以上)之規定,可有效增加資源再生材料之使用 率。

 冷結型高壓地磚之配比設計採低用水量,故配比並無流動性。於拌合配比時,

應先將所有膠結料及土石方乾拌均勻,再添加拌合水、化學摻料及土石方含水 率水量;若採用先拌合漿體或拌合土石方及其含水兩種方式,則先拌合部分會 先結合成團塊狀態,後添加之固體材料附著於團塊表面,使膠結料無法均勻分 布。若持續或放大拌合能量,最終或可達到材料均勻性,但拌合時間過長可能 破壞膠結料水化反應,亦浪費拌合能量並提高成本。。

 本研究採用類似冷結型再生粒料之壓錠成型法開發冷結型高壓地磚,其加壓成 型應力與營建剩餘土石方含水率之相互關係,影響冷結型高壓地磚性質甚鉅。

經相關測試,本研究建議使用 B2-3、B3、B4、B6 類營建剩餘土石方製作冷結 型高壓地磚之加壓成型應力為 42.0 MPa;相對之營建剩餘土石方含水率分別 為,B2-3:8.0 %、B3:10.0 %、B4:10.0 %、B6:10.0 %。

 採用本研究自行開發設計之模具與組成材料配比,依據最適加壓成型應力與各 類營建剩餘土石方加壓成型最適含水率,採壓錠成型法,經過簡單製作程序:

Step 1)填料、Step 2)安裝加壓模、Step 3)加壓成型、Step 4)退模,即可完 成冷結型高壓地磚製作。

 採用營建剩餘土石方所製作之冷結型高壓地磚,其烘乾狀態下比重介於 1.96~2.00;面乾內飽和狀態下比重介於 2.05~2.12;吸水率介於 6.85~7.95 %。

而高壓地磚比重較冷結型再生粒料重,且吸水率較冷結型再生粒料低,係由於 高壓地磚加壓成型應力為 42 MPa,較冷結型再生粒料加壓成型應力 35 MPa 高,使得高壓地磚內部較冷結型再生粒料緻密所致;另雖然高壓地磚比重較冷 結型再生粒料重,但仍比一般混凝土高壓地磚比重(約 2.30~2.45)輕,對日後 節省運輸成本有所助益。

 於齡期 28 天時,採用 B2-3 類營建剩餘土石方所製作之冷結型高壓地磚抗壓強 度可符合,CNS 13295—「高壓混凝土地磚」與再生綠建材評估基準中 C 級抗 壓強度(抗壓強度平均值應在 45 MPa 以上,且不得有任一試樣測試值低於 40

於其中添加大量卜作嵐材料(高爐石粉與燃煤飛灰),配合卜作嵐反應,可轉換 水泥水化產物 Ca(OH)2,形成較低密度之 C-S-H 膠體,藉以填塞內部孔隙,使 其更緻密化,並改善其介面性質,進而使冷結型高壓地磚抗壓強度隨齡期的增 長而持續提高。

 經初步減碳效益評估分析,採用本研究所開發之冷結技術製作營建剩餘土石方 高壓地磚,每 m3組成材料可較一般混凝土高壓地磚減少 117.7485 kg 之 CO2排 放;另採用營建剩餘土石方所製作之冷結型高壓地磚,其比重較一般混凝土高 壓地磚比重(約 2.30~2.45)輕,亦可減少日後因運輸所產生之 CO2排放量。

 本研究採用營建剩餘土石方所製作之冷結型高壓地磚組成材料成本約為 0.95 元 /塊,若加上機械設備折舊、人員管銷費用、及通路費用等,與一般市售混凝土 高壓地磚價格(18 元/塊)相較,應該仍具相當之競爭性。另採用營建剩餘土石 方所製作之冷結型高壓地磚,其比重較一般混凝土高壓地磚比重(約 2.30~2.45)

輕,對日後節省運輸成本亦有所助益。

2. 建築廢棄物再生循環技術推廣應用 (1) 再生綠建材市場競爭性分析

本計畫已完成國內現有再生綠建材標章生產廠商對於再生綠建材生產時,原料取得 難易度、原料穩定性、生產製程之影響等進行探討分析。並針對五大類之再生綠建材,

包括再生高壓混凝土磚、再生陶瓷面磚、再生纖維水泥板、再生普通磚、再生粒料等,

探討使用再生原料的考慮要件,並針對相關之困難提出對策。配合即將實施之「2011 年綠建材評估基準」修訂,對於可申請再生綠建材標章之產品與類別將大幅強化。預期 再生綠建材標章產品類別、申請廠商家數將可倍增。未來市場上,獲綠建材標章之產品 將比未獲綠建材標章者多,將是可預期的趨勢。而建築物使用綠建材也將是必然考量的 要件。

而在市場競爭性方面,再生綠建材之最大競爭優勢在於降低生產成本與免於原料匱 乏兩方面。

建築用普通磚業者最主要的收益為處理廢棄土可收取之代處理費,其收益甚至遠高 於出售產品之利潤。而且由於山坡地依法限制開採,故磚瓦窯業所須之土料供應來源不 足,以廢棄土作為再生材料,可解決料源供應問題。

高壓混凝土磚方面,以廢陶瓷、廢爐碴等替代原生砂石,原料價差約 500 元/噸,具 經濟競爭性。扣除廢陶瓷、廢爐碴等之前處理費用,使用再生材料仍可較原生砂石之原 料成本減少約每噸 100 元左右。此亦即為再生粒料業者之利潤來源。

陶瓷面磚業者,使用回收材料之比例目前僅 20%,減量效果尚有限,但由於瓷磚生 產所需之黏土、長石等,目前皆由國外(中國大陸為主)進口。加強使用再生材料為未來

不可避免之趨勢。

(2) 再生綠建材使用效益評估

再生綠建材具有減少廢棄物污染、減少原生材料開發及減少 CO2排放之「三減」效 益,以及提高資源永續利用之積極效益。然而不同類別之再生綠建材,將有不同程度之 效益。本計畫針對目前主要之再生綠建材進行綜合效益評估,及市場競爭性分析。綜合 而言,再生綠建材在廢棄物減量上之效益十分明顯。以高壓混凝土地磚、普通磚及再生 粒料等為例,除可廣泛使用營建廢棄物(廢混凝土磚塊等)外,對產量十分龐大之廢玻璃、

廢陶瓷、廢爐碴等,亦提供最主要的再利用途徑。

為加強業界使用再生綠建材,以達到節能減碳效益目標。本計畫辦理「節能減碳與 擴大再生綠建材使用成果說明會」邀請產業界、政府機關(環保、工業、營建等)、學術 研究機構等參加。邀請業界、政府機關(環保、工業、營建…等)、學術研究機構等代表 共同參與。並將辦理再生綠建材生產工廠之現場觀摩,使各界瞭解回收大宗陶瓷、玻璃 等廢棄物後生產優質再生綠建材之現況。

為推廣使用綠建材,內政部營建署已修定建築技術規則第 321 條內容,自 98 年 7 月 1 日 6 月,將建築物之室內裝修材及樓地板面材之綠建材使用率由百分之五增加至百 分之三十。由於使用狀況良好,故內政部營建署亦經討論,決定將使用比例提高至百分 之四十五。而對於戶外空間之使用,亦將部份納入計算,此對於加強再生綠建材之使用,

將有極大助益。此外,公共工程中也應該加強再生綠建材之使用為。在全國能源會議中,

對於綠建材之推動有一項重要結論,就是「公有建築物規定應採用一定比例之節能減碳 綠建材」。行政院在振興經濟方案中更要求公共工程委員會應「協調各部會就振興經濟 擴大公共建設投資計畫中,有關公共工程分別訂定應採用綠色內涵及再生材料之比 例」。配合上述政策,目前是推動再生綠建材之最有利契機。

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