再生綠建材開發與推廣應用計畫

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(1)再生綠建材開發與推廣應用計畫. 內政部建築研究所補助研究報告中華民國 97 年 11 月.

(2) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 受補助單位：財團法人成大研究發展基金會研究主持人：張祖恩協同主持人：陳文卿研究人員：蔡志達、龔東慶、陳宏達、張建智于. 寧、廖錦聰、陳宏仁、吳志庭. 內政部建築研究所補助研究報告中華民國 97 年 11 月.

(3) Technology Development and Promotion of Recycling Green Building Materials Project. By Juu-En Chang Wen-Ching Chen Chih-Ta Tsai Grodon Tung-Chin Kung Hung-Ta Chen Chien-Chih Chang Ning Yu Chin-Tsung Liao Hung-Jen Chen Chih-Ting Wu. November 2008.

(4) 目次. 目次目次................................................................... I. 表次................................................................... II. 圖次................................................................... IV. 摘要................................................................... VI. 第一章緒論............................................................ 1. 第一節研究緣起與背景.............................................. 1. 第二節研究目的.................................................... 1. 第二章計畫目標與工作內容.............................................. 5. 第一節計畫目標.................................................... 5. 第二節工作內容.................................................... 6. 第三章新型再生綠建材技術開發.......................................... 11. 第一節冷結型粒料再生綠建材開發.................................... 11. 第二節發泡木質水泥綠建材開發...................................... 43. 第三節木質水泥屋頂隔熱磚開發應用.................................. 53. 第四章再生綠建材推廣現況及問題剖析.................................... 63. 第一節再生綠建材推廣現況探討.................................... 63. 第二節再生綠建材產業問題剖析.................................... 77. 第三節再生綠建材產業諮詢會、座談會與發展建議方案................... 81. 第五章再生綠建材標章推廣與應用........................................ 87. 第一節再生綠建材標章評估基準之修定................................ 87. 第二節再生綠建材標章評定內容之擴充................................ 98. 第三節公共工程及建築物戶外空間再生綠建材使用比例認定基準研究..... 109 第六章結論與建議..................................................... 119 參考文獻.............................................................. 121 附錄一再生綠建材推廣建議方案說帖..................................... 123 附錄二諮詢會議相關資料（會議記錄及簽到單）............................. 137 附錄三座談會會議相關資料(簡報資料、報名表、簽到單、問卷及分析).......... 141 附錄四各國第一類環保標章之再生建材規格標準內容....................... 171 附錄五協助辦理 XRD—石棉分析系統擴充設備採購事宜..................... 211 附錄六期初審查意見及回覆說明......................................... 227 附錄七期中審查意見及回覆說明......................................... 231 附錄八期末審查意見及回覆說明......................................... 235. I.

(5) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 表次表 1-1 營建剩餘土石方之分類.............................................. 3. 表 3-1 國內外對營建廢棄物之定義.......................................... 13. 表 3-2 國內營建剩餘土石方資源回收利用現況................................ 14. 表 3-3 營建剩餘土石方再生利用對策........................................ 16. 表 3-4 剩餘土石方堆置處理場土石分類對照.................................. 17. 表 3-5 土壤主要分類符號表................................................ 18. 表 3-6 統一土壤分類法在工程性質應用判斷表................................ 19. 表 3-7 再生粒料應用之規範與標準.......................................... 20. 表 3-8 歷年全國土方供需統計表............................................ 21. 表 3-9 近八年全國工程產出各類土質統計查詢................................ 22. 表 3-10 90 年 1 月至 97 年 3 月全國各類合法場所收受各類土質土方累積統計表..... 23. 表 3-11 近八年全國各類合法場所收受各類土質土方累積統計表................. 24. 表 3-12 試驗用水泥、爐石及飛灰之化學成份及物捚性質........................ 25. 表 3-13 強塑劑基本性質................................................... 26. 表 3-14 營建剩餘土石方 TCLP 試驗結果..................................... 28. 表 3-15 營建剩餘土石方 XRF 分析結果...................................... 28. 表 3-16 冷結型再生粒料配比............................................... 33. 表 3-17 配比 C200 冷結型再生粒料配比...................................... 34. 表 3-18 粗粒料應有級配規定............................................... 40. 表 3-19 冷結粒料基本性質及筒壓試驗結果................................... 42. 表 3-20 冷結型再生粒料與原生粒料、燒結型粒料相關性能比較表................ 43. 表 3-21 不同泡沫量與水泥配比對體比重的關係............................... 51. 表 3-22 木質水泥隔熱磚之最適配比......................................... 55. 表 3-23 木質水泥隔熱磚量產成品之測試..................................... 55. 表3-24 木質水泥隔熱磚（木屑/水泥1：2）現場施工成品之測試結果............... 61. 表 4-1 近年各類建築廢棄物產量重量估算表.................................. 65. 表 4-2「公告應回收或再利用廢棄物」歷年申報量.............................. 65. 表 4-3 再生綠建材推廣相關法規............................................ 68. 表 4-4 再生綠建材推廣問題點及解決方案.................................... 71. 表 4-5 再生綠建材產業推廣建議方案實施時程................................ 86. 表 5-1 我國環保標章「資源回收再利用建材」規格標準.......................... 88. 表 5-2 我國環保標章「木製傢俱」規格標準.................................... 89. 表 5-3 我國環保標章「回收玻璃容器再生品」規格標準.......................... 89. II.

(6) 表次. 表 5-4 各國環保標章之再生綠建材規格標準比較.............................. 90. 表 5-5 現行公告接受申請之再生綠建材標章評估基準.......................... 92. 表 5-6 再生透水性混凝土地磚綠建材評定基準............................... 100 表 5-7 各種建材熱傳導係數............................................... 106 表 5-8 屋頂隔熱磚再生綠建材評估基準建議表............................... 108 表 5-9 再生非混凝土粒料綠建材之評估基準表............................... 109 表5-10 建築物綠建材設計評估總表........................................ 111 表5-11 非金屬再生建材使用率與排放量影響率Zi與優待倍數Yi................ 113 表 5-12 建築物戶外空間可使用再生建材之類別.............................. 115 表 5-13 建築物戶外綠建材設計評估表...................................... 116 表5-14 各種戶外建材及可能使用之回收材料類別............................ 117. III.

(7) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 圖次圖 2-1 計畫架構圖........................................................ 5. 圖 3-1 水泥、爐石及飛灰之三相圖........................................... 12. 圖 3-2 營建剩餘土石方分類處理階段流程.................................... 15. 圖 3-3 營建剩餘土石方分類處理步驟流程.................................... 15. 圖 3-4 水泥、爐石及飛灰之粒徑分佈圖....................................... 26. 圖 3-5 本研究所使用之剩餘土石方.......................................... 28. 圖 3-6 膠結料及剩餘土石方三相圖.......................................... 29. 圖 3-7 剩餘土石方粒徑分布圖.............................................. 29. 圖 3-8 冷結型再生粒料配比設計流程圖...................................... 30. 圖 3-9 不同土石方含水量拌合結果.......................................... 35. 圖 3-10 螺旋擠壓式造粒機分解、組合圖...................................... 36. 圖 3-11 螺旋擠壓造粒機造粒成品........................................... 36. 圖 3-12 冷結造粒預壓密模具分解、結合圖及造粒底模.......................... 37. 圖 3-13 混合料受壓後之排水情形........................................... 37. 圖 3-14 改良型造粒底模實物照及側視圖..................................... 38. 圖 3-15 改良型造粒底模混合料壓出情形..................................... 38. 圖 3-16 各尺寸之冷結造粒加壓成型模....................................... 39. 圖 3-17 冷結造粒加壓成型模造粒作業步驟................................... 39. 圖 3-18 冷結造粒成品尺寸圖............................................... 40. 圖 3-19 冷結型粒料級配曲線............................................... 41. 圖 3-20 添加保麗龍顆粒之輕質混凝土材料................................... 44. 圖 3-21 成型後內部剖面呈現多孔蜂巢狀之發泡水泥........................... 46. 圖 3-22 成型後內部孔隙較為細緻之木質發泡水泥............................. 46. 圖 3-23 現場施工製造之發泡機............................................. 46. 圖 3-24 水泥混拌機內之漿體............................................... 46. 圖 3-25 發泡機產生之泡沫................................................. 47. 圖 3-26 以矽酸鈣板構成之隔間牆........................................... 47. 圖 3-27 灌入發泡水泥..................................................... 48. 圖 3-28 灌入發泡水泥後隔板下方繃裂漿體外流............................... 48. 圖 3-29 硬化後成品收縮且鬆脆與外層隔板脫離............................... 48. 圖 3-30 木屑佔水泥重 50%所試製之成品漿體收縮嚴重與板材無結合............. 49. 圖 3-31 木屑佔水泥重 25%所試製之成品漿體收縮嚴重與板材亦無法結合......... 49. 圖 3-32 水灰比 0.5 之成品.................................................. 49. IV.

(8) 圖次. 圖 3-33 水灰比 0.4 之成品.................................................. 50. 圖 3-34 發泡漿體收縮差異性之比較......................................... 50. 圖 3-35 調整組成所試製之發泡水泥漿體..................................... 51. 圖 3-36 配方調整後之發泡液............................................... 52. 圖 3-37 另灌製於模具內之發泡水泥體孔隙度佳，無收縮現象.................... 52. 圖 3-38 傳統保麗龍屋頂隔熱磚............................................. 53. 圖 3-39 保麗龍屋頂隔熱磚日久易破損....................................... 53. 圖 3-40 木質水泥屋頂隔熱磚製作流程....................................... 54. 圖 3-41 福鹿公司現場以灌製震盪方式量產之屋頂隔熱磚過程................... 56. 圖 3-42 隔熱磚現場施作................................................... 60. 圖 3-43 隔熱磚物料調配不均之龜裂成品..................................... 61. 圖 4-1 再生綠建材應用市場供需連結圖...................................... 64. 圖 4-2 廢棄物再生原料供需與競爭分析圖.................................... 66. 圖 4-3 再生綠建材供需連結圖.............................................. 77. 圖 4-4 再生綠建材產業鏈魚骨圖............................................ 78. 圖 4-5 再生綠建材產業管理端魚骨圖........................................ 78. 圖 4-6 再生綠建材推廣現況及問題剖析諮詢會議相關照片...................... 83. 圖 4-7 再生綠建材推廣座談會相關照片...................................... 85. 圖 5-1 環保標章第二類產品之審查作業流程.................................. 96. 圖 5-2 屋頂隔熱磚施作之實數例........................................... 104. V.

(9) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 摘. 要. 關鍵詞：建築廢棄物、綠建材、再生材料. 一、研究緣起台灣地狹人稠，土地資源有限，營建天然資源十分匱乏。因此加強推動建築廢棄物減量回收，及開發並使用再生綠建材為兼顧資源永續與環境保護之最佳策略。另外配合「京都議定書」之上路實施，加強溫室氣體減量已是各產業無法迴避的課題。建築業是火車頭產業，建築相關產業市場包括新建築、裝修(含重新裝修與加增蓋)等，產業的產值約佔全國總產值的 17%。但是，據統計建築產業包括材料生產、運輸、施工及完工後之使用等各階段，能源消耗排放 CO2 佔全國能源總消耗量之 28%，十分可觀。因此，為因應京都議定書二氧化碳減量的要求，推動綠建築已為台灣未來建築業必走的一條路。行政院自 90 年制定「綠建築推動方案」並大力執行後，已獲良好成效。而 97 年更展開新階段的「生態城市與綠建築推動方案」。依據該方案，其總目標為：「因應全球暖化及都市熱島效應，積極推動生態城市及綠建築，以達國土永續建設目標」；次目標(四) 為：「提升室內環境控制技術，建立綠建材市場機制，創造舒適健康與優質居住空間」；次目標(六)為：「發展營建減廢技術與機制，提升資源有效利用」。而在實施方針第十條明訂「建立循環型社會之營建廢棄物減量及再生建材推廣機制」。在機關權責分工方面，更要求公共工程委員會必須督導將營建廢棄物減量納入公共工程施工規範，而環保署及各目的事業主管機關亦必須負責營建廢棄物減量之推動及研定符合環保概念建材產品之標準、規範及獎勵制度。基於以上緣由，本計畫乃配合「生態城市與綠建築推動方案」之各項目標，涵蓋建築物源頭減廢、再生材料回收利用及再生綠建材之開發，以及強化再生材料之使用等層面，以達成建立永續循環社會之總體目標。包括以下之工作範疇： 1. 新型再生綠建材技術開發：強化營建資源之有效利用，開發各種高性能再生綠建材及進行推廣應用。 2. 再生綠建材推廣應用：持續進行再生綠建材標章制度推動，並瞭解再生綠建材推廣現況及問題剖析，及公共工程及建築物戶外空間再生綠建材使用比例認定基準，以擴大再生綠建材評估與使用範圍。 3. 協助綠色再生建材檢測實驗室辦理 XRD 擴充設備（石棉分析系統配備）採購事宜。. VI.

(10) 摘要. 二、研究方法及過程本研究將分三大項展開，每一大項下另有分項工作。各大項與分項之研究方法及過程分述如下： 1. 新型再生綠建材技術開發： (1) 冷結型粒料再生綠建材開發本研究參考過去冷結型粒料主要以飛灰為主，再混合少量水泥、爐石及石灰拌合後造粒冷結固化。再根據材料互制性，配合水泥化學，並導入複合材料的觀念採用冷結方式造粒，以營建廢棄物為母材（Matrix），其中，營建廢棄物中含有未水化水泥顆粒、及類似卜作嵐材料的物質，不僅可當作填充材使用，亦具有膠結能力；添加紙漿污泥及資源產品廢棄物之目的，係由於其均含有大量纖維，利用纖維來增強粒料的韌性、耐磨性，及體積穩定性。另由於冷結型再生粒料與原生粒料、燒結型粒料之比較，具骨材內部孔隙較少，強度較高，性質較接近原生粒料，市場接受度較高、節能減碳、改善燒結型粒料實際應用上之問題、價格較低…等優點，實有必要發展此類型再生粒料綠建材。 (2) 發泡木質水泥綠建材開發發泡水泥將有兩方面之現場應用方式，其一是規格化之建材成品生產，提供輕質隔間使用。其二是現場施工，直接灌漿直接打入隔間牆內。前者可採批式生產方式較單純；後者則必須連續操作，除水泥、木屑必須先依適當拌合成漿體外，灌漿過程中必須維持發泡液之混合比例，並須克服加壓泵入建築物時氣泡不致破裂或逸出之困難。本年度將與業界合作，引進量產化之快速發泡機並於建築工地現場進行發泡水泥漿體現場生產與灌漿，並測試發泡情形與漿體強度、比重等，並規劃最適化之現場施工作業流程。預期所開發輕質、隔音、防火等性能之優良綠建材，將可取代目前以添加保麗龍降低隔間牆負重之施工方式，提昇建築物之工程品質。 (3) 木質水泥屋頂隔熱磚應用本計畫 96 年利用回收之木質粒料與水泥混合製成木質水泥板，利用反應助劑克服木質材料與水泥不相容之困難，開發具防火、隔熱效果之木質水泥板，相較於現行以底部貼附保麗龍或 PS 板之屋頂隔熱磚，本項木質水泥屋頂隔熱磚具有質輕隔熱性佳及使用回收材料（木屑）以取代砂石之優點。並以該項技術提供屋頂隔熱磚業者，配合其既有之生產設備，產製木質水泥屋頂隔熱磚。並分別採取高壓壓製及震盪灌製兩種生產方式，各有優缺點。為利於木質水泥屋頂隔熱磚之工程應用，將配合研擬標準施工規範，以利推廣應用。此外，針對開發完成並可市場應用之成品，將於建立完整之性能測試資料後，辦理技術成果發表會，以擴大研發成效。 VII.

(11) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 2. 再生綠建材推廣與應用： (1) 再生綠建材推廣現況及問題剖析繼90年「綠建築推動方案」實施以來，政府相關部會及學術單位均投入相當人力、物力，進行再生材料、綠色建材、及再生綠建材等相關研究，惟上述相關產品之實際應用仍相當有限，因此本計畫將透過相關資訊及指引（國家標準、施工規範、法令、研究報告、期刊論文），再藉由召開一次以上的跨部會及產官學界座談會，實際瞭解再生綠建材推廣現況，並進行再生綠建材無法真正大量實際運用的問題，剖析相關問題及窒礙難行之源由，並提出相關處理建議，以作為政府政策修、增訂，及日後市場開拓之依據，藉以強化資源之有效利用，提升再生綠建材之使用率，促進建築廢棄物從源頭減量回收 →再生綠建材開發→再生材料市場使用，能真正從上、中、下游完整展開運作。 (2) 再生綠建材標章評估基準之修定綠建材標章四大類別中，再生綠建材是最具環境指標意義的項目。但是再生綠建材在市場推動上卻有先天的瓶頸，其主要原因是，民眾或建商往往誤以為所謂「再生」材料，品質或許較差，性能較缺乏保障。因此再生綠建材標章之評定基準中要求以滿足國家標準為前提以確保品質性能及建材使用之安全性。此乃鑑於綠建材之使用雖然是以健康環保為重點，但建材基本性能仍為公共工程品質把關的基本要項，因此綠建材符合國家標準為基本要求。我國現有的國家標準都是以成熟產品為主，而許多新穎且性能優良的再生綠建材，卻因無適當的國家標準所依循而無法納入綠建材標章的評定對象，此誠為應在綠建材標章評定基準中進行強化。因此，基於鼓勵目的，對於各種使用再生材料之優良建材，亦應廣為納入再生綠建材之評定對象。本計畫中，將蒐集包括美加、歐盟、日韓等國家中，以回收再利用為評定項目之各種建材類環保標章產品，評估其適用之相關品質標準，另探討再生綠建材評估基準中，對於國家標準(CNS)、國際標準及相關規範之適用原則。而所完成的評定基準，更可據以提送國家標準之增修訂審議，以擴大再生綠建材標章之應用範圍。 (3) 再生綠建材標章評定內容之擴充依據「2007 年版綠建材標章評估手冊」目前受理再生綠建材標章評定之產品有十項，96 年再提出「再生屋頂隔熱磚」、「再生透水性混凝土地磚」兩項再生產品之評定基準草案，並召開業界說明會及上網公告草案內容。本年度將依據業界所提供之意見，評估修定後，提送再生綠建材分類委員會討論，確定後將可提報綠建材標章委員會並呈內政部建築研究所核定後公告實施。綠建材標章有「自薦提案」制度，接受各界提出對綠建材標章新增或修訂提案之申請。本計畫將對於經再生綠建材標章分類委員會審理後可納入新增評定項目之再生綠建材產品研訂評定基準，並於呈建築研究所核定後公告受理 VIII.

(12) 摘要. 業界之申請。此外，有鑑於國內有許多再生綠建材產品採現場施工方式，確能發揮大量使用再生材料之目的，然則依現行的評估基準，對於現場施工之成品卻缺乏評定機制。本計畫將針對現場施工之再生綠建材產品，建立相關之評定基準。現場施工之再生綠建材除再生材料使用來源、比例皆須符合既有之規定外，成品品質則須於施工完成後取樣送綠建材標章認可實驗室檢測，確認符合相關之標準。 (4) 公共工程及建築物戶外空間再生綠建材使用比例認定基準依據建築技術規範-第十七章綠建築-第三百二十一條中規定：建築物之室內裝修材料及樓地板面材料應採用綠建材，其使用率應達室內裝修材料及樓地板面材料總面積百分之五以上。而其中綠建材係指經中央主管建築機關認可符合生態性、再生性、環保性、健康性及高性能之建材。並無訂定再生綠建材之使用比率，若要真正落實再生綠建材之推廣，則必須強化公共工程再生材料之使用比率，依據「生態城市與綠建築推動方案」，為真正達到營建廢棄物減量目標，本計畫將進行公共工程及建築物戶外空間再生綠建材使用比例認定基準修訂，探討公共工程使用再生材料之合理比率，以強化再生材料之通路。. 3. 協助辦理XRD擴充設備（石棉分析系統配備）採購事宜內政部建築研究所再生綠建材實驗室擁有完整的綠建材檢驗分析設備以及製程開發設備，且已獲得多項TAF之認證，除原有試驗設備外，為期永續營運，除了儀器設備定期之維護標準校正外，本年度亦增加協助辦理XRD石棉分析系統擴充設備之採購與整備工作，達到日本JIS A 1481-2008規範要求之精度（0.1wt. %以內之），如此不僅可發揮更高的研究及服務功能，再結合成大永續環境科技研究中心既有研究能量，期能發揮再生綠建材實驗室更大的功能。. 三、重要發現根據組成材料之物化特性，考慮材料間之互制性，配合在台灣已成功應用於許多知名工程，例：高雄 T&C85 大樓、中台禪寺、屏東海洋生物博物館…等的配比設計方法— 緻密配比邏輯，設計冷結型再生粒料之相關配比。依據緻密的基本材料原理，配合水泥化學與複合材料之基礎，本年度已完成 C200（水泥量 200 kg/m3）與 5 種土石方之造粒，並經由粒料基本性質及筒壓強度試驗驗證，試驗結果顯示依據 CNS 1240 規定，所調配之冷結型粒料級配，其比重介於 1.73-1.84 間；吸水率約為 15%；不同土石方之冷結粒料單位重重雖介於 1100-1190 間，但由於粒徑分布相同，經由單位重換算後所得之空隙 IX.

(13) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 率大致相同；筒壓試驗結果約在 12.0-19.5 MPa 間。另冷結造粒技術可應用於不同種類土石方，對目前營建廢棄物及剩餘土石方具有實質減量效益；冷結方式於 CO2 排放及製程耗費能源上優於燒結造粒方式，符合現今政府推動節能減碳政策。本年度冷結技術開發為初始研究，保守採用水泥量較多之 C200 配比，後續目標為持續降低水泥用量，精進配比調配及製程技術改良，研究 C50 配比冷結造粒可行性，進一步降低能源使用及 CO2 排放，使用更多工業副產品、營建廢棄物及剩餘土石方，生產品質更加優良之再生綠建材，達節能減碳、減廢目標。配合大倡公司所引進之發泡機，利用本團隊所開發之發泡劑進行隔間牆之施工灌製。漿體硬化後之比重可達 0.6，但仍有收縮及與隔板不易結合而剝離之問題。因此另調整發泡劑之組成，添加增黏劑-增加黏度，使表面張力增強，及添加增韌劑，以保持泡沫長久性及成品之強度。實驗測試漿體可保持 5 小時以上，氣泡不外逸，成品亦不收縮。依此發泡劑配方所製得之發泡水泥於隔間牆施工灌製，以 6m×2m 之隔間牆若厚 0.2m 所需材料成本約 355 元。若含人工成本，約為 500 元，具經濟競爭性，值得工地推廣。木質水泥屋頂隔熱磚之技術開發已獲良好之量產化成果，為降低施工成本，本年度特與福鹿公司配合進行一次施工之隔熱磚鋪面研究。取環保局巨大廢棄物破碎廠所產生之木屑(粒徑約 2~3mm)，以助劑作前處理調整，添加量約為水泥之 50%，可完全替代建築用砂。完成之成品熱傳導係數低，舖設厚度約 2~3 公分，隔熱效果可符合「建築技術規則」中，對於屋頂隔熱之規定：「建築物之屋頂平均熱傳透率應低於 1.5 W / m2．K」。本研究並已配合現場施工程序完成標準施工規範，未來將可作技術推廣應用。. 四、主要建議事項根據研究發現，本研究針對再生綠建材推廣與應用工作，提出以下具體建議。. 1. 再生綠建材推廣現況及問題剖析國內再生綠建材產業尚未成熟，每年再生綠建材的使用量並不高，本研究除了基於過去幾年的研究成果之外，透過再生綠建材供需相關產業機構的實地訪查，包括再生綠建材原料供應端、再生建材生產機構、規劃設計單位等，調查綠建材產業目前面臨的情況，剖析綠建材使用的瓶頸，並且更深入從原料端、技術端、市場端、和管理端進行剖析，瞭解目前再生綠建材產業發展上面臨的問題。本研究提出一個再生綠建材產業推廣建議方案說帖，說帖中提出一個建議方案實施時程，分原料端、技術端、市場端、和管理端四個面向，可依短、中、長期進行，最後藉由召開專家諮詢會議和跨部會座談會，修正初擬再生綠建材產業推廣建議方案，如下表所示，此建議方案可以提供政府相關單位施政上的參考。 X.

(14) 摘要. 短期(1 年內). 原料端. 技術端. 市場端. 管理端. 中期(1～3 年). 1. 規劃資源場資訊交流平台 1. 建立資源場資訊交流平台 1. 2. 規劃拆除現場標準化分類 2. 建立拆除現場標準化分類 2. 分選程序分選程序 3. 規劃拆除申報管理制度 3. 建立土資場及資再場分級 4. 訂定完成 SOP 拆除規範評選制度 3. 4. 將 SOP 拆除規範納入建築技術規則 1. 參考環保署既有的考核制 1. 執行評鑑制度建立優良再 1. 度，建立再生資源利用業生資源利用業者名單者查核評鑑制度 2. 建立獎勵制度補助優良再 2. 2. 規劃獎勵制度，補助優良生資源利用業者投資引進 3. 再生資源利用業者投資引新技術進新技術，提升再生綠建 3. 建立優先取得再生資源材的功能與市場價值制度，透過資訊交流平 3. 更新綠建材標章項目台，協助優良再生資源利用業者，優先取得所需的再生原料 4. 持續更新綠建材標章項目 1. 建議拿掉「再生」兩個字， 1. 制訂鼓勵民營業者使用再 1. 直接視為具功能性之綠建生綠建材辦法材，只在規格上標示含某 2. 針對一般民眾和規劃設計一比例再生料，建立社會人員加強宣導、推廣、教大眾對再生綠建材的信心育使用再生綠建材對環境與使用意願的好處 2. 大力宣導綠建材的優點， 3. 鼓勵民間工程採用再生綠鼓勵民眾使用建材，制訂規定補助願意使用再生綠建材之工程 1. 提升室內裝修材料綠建材 1. 整合部會資源推動綠建材 1. 推廣輔導計畫，培育人才使用比例至 30％建立示範體系 2. 研提「綠建材推廣輔導計 2. 定期檢討制訂新型再生綠畫」建材檢驗標準 3. 研訂推廣綠建材功能規範 4. 建立類似德國 DIN-4226 3. 加強再生綠建材認證機構綠建材檢驗基準規範檢驗之量能. 長期(3～5 年) 建立拆除申報管理制度根據土資場及資再場分級評選制度，建立不同等級業者業務範圍將家戶裝潢納入拆除規範對象執行再生資源利用業者之評鑑獎勵制度檢討獎勵制度成效持續更新綠建材標章項目. 向社會大眾公開執行再生資源利用業者評鑑獎勵制度之結果. 檢討研訂第二期推廣輔導計畫. 2. 再生綠建材標章推廣與應用配合節能減碳之趨勢，再生建材之使用將越來越普遍。可是為確保建材之品質與安全，嚴謹的認證制度十分重要。綠建材標章四大類別中，再生綠建材標章乃因應此需求而設立。但有鑑於技術日新月異，再生材料之使用越來越廣泛，除必須擴充既有之評定項目外，更參考各國對再生建材評定基準中以「使用回收材料類別」及「建材使用用途」為考量重點，建議修正相關之評定程序，提出「再生綠建材標章評估基準擴充程序」之 XI.

(15) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 修正建議。對於使用再生材料之建材產品，但目前並無適當之國家標準者，建議可依其使用之目的用途，若能符合既有產品之規格標準者，同意核發再生綠建材標章，以強化再生綠建材標章之周延性，並達到推廣使用再生產品之目的。為強化再生建材之使用，另建議於建築技術規則修訂中，加強對綠建材使用比例之規定，應包括兩大部份：(1)建築物戶外空間應使用一定比例以上之綠建材；(2)戶外之綠建材中，應有一定比例以上之再生綠建材。因此，戶外空間綠建材使用比例認定基準將十分重要。目前將外牆與開窗材料雖已經初步同意納入綠建材範圍內但仍有不足，本計畫參考現行「綠建材設計技術規範」，研擬建築物戶外空間綠建材使用比例之認定基準，將可供未來增修訂「綠建材設計技術規範」之參考。. XII.

(16) 摘要. ABSTRACT Key words：Construction waste, Green building materials, Recycling materials. In the committeemen of Kyoto Protocol to reduce the Green House Gas, it is a critical issue for building and construction department to treat the construction waste properly and encourage the recycling of construction resources. Architecture and Building Research Institute/ Ministry Of Interior (ABRI/MOI) has successfully promoted the Green Building Policy. Subsequently, the promotion of Green Building Material was promoted since 2004. The purpose of Green Building Material System is to encourage the public and government department to purchase the green building materials those are certified by the committee of GBM. Therefore, it is able to provide the user with Ecology, Healthy, High Performance and Recycling green building in construction and decoration. This project is one of the programs in Green Building Material, and focus in the technology development and promotion of recycling green building material. There are three major targets, includes： 1. Technology development of recycling green building materials, therefore to improve the minimization of construction waste, and provide the high performance green building material, so as to create the market incentive of recycling material. 2. Enhance the scope and contents of Green Building Material Label, and amend the evaluation criteria to signify the market application of recycling green building material. 3. Assist recycling green building materials performance laboratory to purchase the related XRD supplementary equipment (asbestos analysis system). XIII.

(17) 第一章緒論. 第一章緒論第一節研究緣起與背景台灣地狹人稠，土地資源有限，營建天然資源十分匱乏。因此加強推動建築廢棄物減量回收，及開發並使用再生綠建材為兼顧資源永續與環境保護之最佳策略。另外配合「京都議定書」之上路實施，加強溫室氣體減量已是各產業無法迴避的課題。建築業是火車頭產業，建築相關產業市場包括新建築、裝修(含重新裝修與加增蓋)等，產業的產值約佔全國總產值的 17%。但是，據統計建築產業包括材料生產、運輸、施工及完工後之使用等各階段，能源消耗排放 CO2 佔全國能源總消耗量之 28%，十分可觀。因此，為因應京都議定書二氧化碳減量的要求，推動綠建築已為台灣未來建築業必走的一條路。行政院自 90 年制定「綠建築推動方案」並大力執行後，已獲良好成效。而 97 年更展開新階段的「生態城市與綠建築推動方案」。依據該方案，其總目標為：「因應全球暖化及都市熱島效應，積極推動生態城市及綠建築，以達國土永續建設目標」；次目標(四) 為：「提升室內環境控制技術，建立綠建材市場機制，創造舒適健康與優質居住空間」；次目標(六)為：「發展營建減廢技術與機制，提升資源有效利用」。而在實施方針第十條明訂「建立循環型社會之營建廢棄物減量及再生建材推廣機制」。在機關權責分工方面，更要求公共工程委員會必須督導將營建廢棄物減量納入公共工程施工規範，而環保署及各目的事業主管機關亦必須負責營建廢棄物減量之推動及研定符合環保概念建材產品之標準、規範及獎勵制度。基於以上緣由，本計畫乃配合「生態城市與綠建築推動方案」之各項目標，涵蓋建築物源頭減廢、再生材料回收利用及再生綠建材之開發，以及強化再生材料之使用等層面，以達成建立永續循環社會之總體目標。包括以下之工作範躊： 1. 新型再生綠建材技術開發：強化營建資源之有效利用，開發各種高性能再生綠建材及進行推廣應用。 2. 再生綠建材推廣應用：持續進行再生綠建材標章制度推動，並瞭解再生綠建材推廣現況及問題剖析，及公共工程及建築物戶外空間再生綠建材使用比例認定基準，以擴大再生綠建材評估與使用範圍。 3. 協助綠色再生建材檢測實驗室辦理 XRD 擴充設備（石棉分析系統配備）採購事宜。. 第二節研究目的繼 90 年「綠建築推動方案」實施以來，從中央公部門率先做起，以至地方政府公有建築物納入綠建築推動範疇，並再推廣到獎勵民間參與。綠建築之推動成效十分顯 1.

(18) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 著，在節能、減廢、節水等各方面，皆獲致卓越特效。而內政部建築研究所更於 93 年起推動「綠建材標章」，並於建築技術規則中將綠建材納入法制化。因此綠建材之推廣應用，已成為綠建築推動中極重要的一環。97 年起更擴大為「生態城市與綠建築推動方案」，將擴及公共工程及生態社區。因此從建築廢棄物減量、回收再利用，以及再生綠建材研發與推廣，皆為本方案之重點。本計畫乃配合此既定之政策目標，積極建立建築廢棄物從源頭減量回收→ 再生綠建材開發→再生材料市場使用，上、中、下游展開之完整體系。為加強再生綠建材之開發與推廣，內政部建築研究所建築性能實驗中心已設置「再生綠建材實驗室」，進行國內各項再生綠建材之商業化製程技術開發與技術推廣，並建立性能驗證制度。建築研究所並曾補助工研院以該實驗室為基礎，建立多項再生綠建材產品之技術開發，並配合綠建材標章制度之推動，執行相關之檢測服務工作，充分發揮實驗室之功能。本計畫延續工研院以往之研究基礎，結合成大永續環境科技研究中心之技術專長，配合再生綠建材實驗室完整的試驗分析儀器之輔助，希望可繼續擴大研發積效。一般而言，使用回收材料製成的再生綠建材，其品質通常比原生材料低，因此唯有加強其性能優點，降低生產成本才可能有市場競爭力，若能利用產業及營建廢棄物作為原料，可能是降低生產成本之關鍵，並且所開發之再生綠建材兼具廢棄物減量環境保護的目標。本計畫將提出三項重點工作： 1.. 新型再生綠建材技術開發。. 2.. 再生綠建材推廣與應用。. 3.. 協助辦理 XRD 擴充設備採購事宜。. 第一項工作中冷結型再生粒料之開發，以目前國際上節能與降低 CO2 排放的趨勢而言，並配合「生態城市與綠建築推動方案」中次目標(六)：「發展營建減廢技術與機制，提升資源有效利用」。內政部於 89 年委託工研院能資所成立全國性的「營建剩餘土石方資訊服務中心」，其中將其細分為十大類，如表 1-1 所示。其中（B1、B2-1、B2-2、B5、 B8 類）營建廢棄物可經由簡單的破碎、篩離設備即可直接再生利用，至於 B2-3 類土壤體積大於 50％之土壤與礫石及砂混合物、B3 類粉土質土壤（沉泥）、B4 類黏土質土壤、 B6 類淤泥或含水量大於 30％之土壤，B7 類連續壁產生之皂土，一般多採堆置、掩埋，甚至任意傾倒而造成污染，並無再生利用。本研究運用冷結技術，開發以 B2-3 類、B3 類、B4 類、B6 類及 B7 類之營建廢棄物為主要原料的再生粒料，應是比較合理的方式。成大在冷結型反應機制之相關研究已有相當之基礎，未來可利用再生綠建材實驗室之各項設備進行更深入的研究，並積極朝向量產化及市場化規劃。而為提升冷結造粒再生利用的可行性，所以考慮加入飛灰及少量水泥、爐石及石灰拌合後造粒冷結固化。加入飛灰及少量膠結材料的目的是固結粒料及改善介面鍵結性能，如此將可大幅提升以營建廢 2.

(19) 第一章緒論. 棄物作為冷結型再生粒料的可行性。另有二項木質類再生綠建材（木質發泡輕質水泥廠化技術開發、木質屋頂隔熱磚推廣應用）為建研所在 96 年研究計畫已完成之研發成果，將於本計畫第一年度開始進行廠化研究及與業界合作推廣應用，本年度將再針對量產過程以及市場實地應用所發現之問題進行研究改進，以落實整體研發績效。表 1-1 營建剩餘土石方之分類代號 B1. 土石方性質岩塊、礫石、碎石或沙. B2-1. 土壤與礫石及沙混合物（土壤體積比例少於 30％）. B2-2. 土壤與礫石及沙混合物（土壤體積比例介於 30％至 50％）. B2-3. 土壤與礫石及沙混合物（土壤體積比例大於 50％）. B3. 粉土質土壤（沉泥）. B4. 黏土質土壤. B5. 磚塊或混凝土塊. B6. 淤泥或含水量大於 30％之土壤. B7. 連續壁產生之皂土. 第二項工作為再生綠建材推廣應用，除透過再生綠建材之評估基準內容擴充與修正，持續進行再生綠建材標章推動，另瞭解再生綠建材推廣現況及問題剖析，提出相關建議方案，並協助建立公共工程及建築物戶外空間再生綠建材使用比例認定基準，以強化公共工程再生材料使用比率，此將有效促使再生綠建材推廣與實際應用。第三項為協助綠色再生建材檢測實驗室辦理 XRD 擴充設備（石棉分析系統配備）採購事宜，內政部建築研究所於成大歸仁校區已成立再生綠建材性能實驗室，再生綠建材性能實驗室鄰近台南高鐵站具有地緣優勢，另再生綠建材實驗室擁有完整的製程開發設備以及綠建材檢驗分析設備，且已獲得多項 TAF 之認證，除原有試驗設備外，本年度亦增加石棉分析系統之整備工作，如此應可發揮更高的研究及服務功能，為期永續營運，除了儀器設備定期之維護標準校正外，提昇技術能力建立各項標準作業流程更是關鍵，本研究將結合成大永續環境科技研究中心既有研究能量，期能發揮再生綠建材實驗室更大的功能。. 3.

(20) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 4.

(21) 第二章計畫目標與工作內容. 第二章計畫目標與工作內容第一節計畫目標本研究包括三大重點工作，架構如圖2-1所示。研究方法分別說明如下：一、.新型再生綠建材技術開發： 1. 冷結型粒料再生綠建材開發。 2. 發泡木質水泥綠建材開發。 3. 木質水泥屋頂隔熱磚應用。二、再生綠建材推廣與應用： 1. 再生綠建材標章制度推動。 (1) 再生綠建材標章評估基準之修定。 (2) 再生綠建材標章評定內容之擴充。 2. 再生綠建材推廣現況及問題剖析。 3. 公共工程及建築物戶外空間再生綠建材使用比例認定基準。三、協助辦理XRD擴充設備（石棉分析系統配備）採購事宜。. 3.協助辦理XRD擴充設備 3.協助辦理XRD擴充設備採購及整備事宜採購及整備事宜. XRD石棉 XRD石棉分析系統採購分析系統採購. 再生生綠綠建建材材技技術術開開發發與與推推廣廣再. XRD石棉 XRD石棉分析系統整備分析系統整備冷結型粒料冷結型粒料再生綠建材開發再生綠建材開發. 1.新型再生綠建材 1.新型再生綠建材技術開發技術開發. 強化再生綠建材強化再生綠建材實驗室功能實驗室功能. 再生綠建材再生綠建材實驗室配合實驗室配合. 發泡木質再生水發泡木質再生水泥板綠建材開發泥板綠建材開發木質水泥屋頂木質水泥屋頂隔熱磚應用隔熱磚應用. 再生綠建材再生綠建材業界輔導合作業界輔導合作. 加速再生加速再生綠建材產業化綠建材產業化. 再生綠建材標章制度推動再生綠建材標章制度推動 2.再生綠建材推廣與應用 2.再生綠建材推廣與應用. 再生綠建材推廣再生綠建材推廣問題剖析與對策研究問題剖析與對策研究. 擴大再生綠建材擴大再生綠建材評估及使用範圍評估及使用範圍. 公共工程及建築物戶外空間公共工程及建築物戶外空間再生綠建材使用比例認定基準再生綠建材使用比例認定基準. 圖2-1 計畫架構圖. 5.

(22) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 第二節工作內容依據計畫目標展開各項工作之研究方法分別說明如下：一、.新型再生綠建材技術開發 1.冷結型粒料再生綠建材開發本研究參考過去冷結型粒料主要以飛灰為主，再混合少量水泥、爐石及石灰拌合後造粒冷結固化。再根據材料互制性，配合水泥化學，並導入複合材料的觀念採用冷結方式造粒，並以營建剩餘土石方為母材（Matrix），再適當加入各種再生材料，其中： 1. 營建剩餘土石方中含有未水化水泥顆粒、及類似卜作嵐材料的物質，不僅可當作填充材使用，亦具有膠結能力。 2. 添加紙漿污泥及資源產品廢棄物之目的，係由於其均含有大量纖維，利用纖維來增強粒料的韌性、耐磨性，及體積穩定性。另由於冷結型再生粒料與原生粒料、燒結型粒料之比較，具下列優點，實有必要發展此類型再生粒料綠建材。 1. 骨材內部孔隙較少，強度較高，性質較接近原生粒料，市場接受度較高，可舒解國內砂石短缺之問題。 2. 採用冷結型方式生產較燒結方式大量減少資源消耗（節能）及CO2的排放（減廢）。 3. 可有效改善燒結型粒料實際應用上之問題（輸送、泵送、上浮…等問題）。 4. 品質穩定性較原生及燒結型粒料佳。 5. 價格較原生及燒結型粒料低。 2.發泡木質水泥綠建材開發發泡水泥將有兩方面之現場應用方式，其一是規格化之建材成品生產，提供輕質隔間使用。其二是現場施工，直接灌漿直接打入隔間牆內。前者可採批式生產方式較單純；後者則必須連續操作，除水泥、木屑必須先依適當拌合成漿體外，灌漿過程中必須維持發泡液之混合比例，並須克服加壓泵入建築物時氣泡不致破裂或逸出之困難。本計畫96年中已完成利用天然有機膠質之發泡劑研製，具良好之表面擴張作用，可包覆空氣使製品達更輕量化。除探討提高氣泡生成量、氣泡細密性及氣泡保持性等關鍵技術外，並進行各種配比之發泡水泥試製。已製得如圖6所示內部多孔蜂巢狀發泡木質水泥成品。比重達0.59，氣孔率更可達40%以上。而添加約20%之木屑更可使成品孔隙更細密均勻，可作為良好之輕質隔間建材。本年度與業界合作，引進量產化之快速發泡機並於建築工地現場進行發泡水泥漿體現場生產與灌漿，並測試發泡情形與漿體強度、比重等，並規劃最適化之現場施工作業流程。預期所開發輕質、隔音、防火等性能之優良綠建材，將可取代目前以添加保麗龍降低隔間牆負重之施工方式，提昇建築物之工程 6.

(23) 第二章計畫目標與工作內容. 品質。 3.木質水泥屋頂隔熱磚應用本計畫 96 年利用回收之木質粒料與水泥混合製成木質水泥板，利用反應助劑克服木質材料與水泥不相容之困難，開發具防火、隔熱效果之木質水泥板，相較於現行以底部貼附保麗龍或 PS 板之屋頂隔熱磚，本項木質水泥屋頂隔熱磚具有質輕隔熱性佳及使用回收材料（木屑）以取代砂石之優點。並以該項技術提供屋頂隔熱磚業者，配合其既有之生產設備，產製木質水泥屋頂隔熱磚。並分別採取高壓壓製及震盪灌製兩種生產方式，各有優缺點。 96 年所開發之木質屋頂隔熱磚，比重輕，隔熱性能雖良好，但仍有脫模困難，熱脹冷縮不均勻造成週邊易變形問題。且搬運、鋪設耗勞力，此皆為市場推廣應用之瓶頸。為克服此困難，本年度將與業者合作進行「現場施工型木質水泥屋頂隔熱磚」之開發，除探討大面積一次施工之木質水泥板最佳配比與製作條件外，所完成之構件，將進行各項品質測試，並將舖設於模型建物屋頂進行長時間之隔熱性能追蹤監測，並與市售各種隔熱產品進行比較。為利於木質水泥屋頂隔熱磚之工程應用，將配合研擬標準施工規範，以利推廣應用。此外，針對開發完成並可市場應用之成品，將於建立完整之性能測試資料後，辦理技術成果發表會，以擴大研發成效。. 二、再生綠建材推廣與應用 1. 再生綠建材標章制度推動 (1) 再生綠建材標章評估基準之修定綠建材標章四大類別中，再生綠建材是最具環境指標意義的項目。但是再生綠建材在市場推動上卻有先天的瓶頸，其主要原因是，民眾或建商往往誤以為所謂「再生」材料，品質或許較差，性能較缺乏保障。因此再生綠建材標章之評定基準中要求以滿足國家標準為前提以確保品質性能及建材使用之安全性。此乃鑑於綠建材之使用雖然是以健康環保為重點，但建材基本性能仍為公共工程品質把關的基本要項，因此綠建材符合國家標準為基本要求。我國現有的國家標準都是以成熟產品為主，而許多新穎且性能優良的再生綠建材，卻因無適當的國家標準所依循而無法納入綠建材標章的評定對象，此誠為應在綠建材標章評定基準中進行強化。因此，基於鼓勵目的，對於各種使用再生材料之優良建材，亦應廣為納入再生綠建材之評定對象。本計畫中，將蒐集包括美加、歐盟、日韓等國家中，以回收再利用為評定項目之各種建材類環保標章產品，評估其適用之相關品質標準，另探討再生綠建材評估基準中，對於國家標準(CNS)、國際標準及相關規範之適用原則。而所完成的評定基準，更可據以提送國家標準之增修訂審議，以擴大再生綠建材標章之應用範圍。. 7.

(24) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. (2) 再生綠建材標章評定內容之擴充依據「2007 年版綠建材標章評估手冊」目前受理再生綠建材標章評定之產品有十項，96 年再提出「再生屋頂隔熱磚」、「再生透水性混凝土地磚」兩項再生產品之評定基準草案，並召開業界說明會及上網公告草案內容。本年度將依據業界所提供之意見，評估修定後，提送再生綠建材分類委員會討論，確定後將可提報綠建材標章委員會並呈內政部建築研究所核定後公告實施。綠建材標章有「自薦提案」制度，接受各界提出對綠建材標章新增或修訂提案之申請。本計畫將對於經再生綠建材標章分類委員會審理後可納入新增評定項目之再生綠建材產品研訂評定基準，並於呈建築研究所核定後公告受理業界之申請。此外，有鑑於國內有許多再生綠建材產品採現場施工方式，確能發揮大量使用再生材料之目的，然則依現行的評估基準，對於現場施工之成品卻缺乏評定機制。本計畫將針對現場施工之再生綠建材產品，建立相關之評定基準。現場施工之再生綠建材除再生材料使用來源、比例皆須符合既有之規定外，成品品質則須於施工完成後取樣送綠建材標章認可實驗室檢測，確認符合相關之標準。 2. 再生綠建材推廣現況及問題剖析繼90年「綠建築推動方案」實施以來，政府相關部會及學術單位均投入相當人力、物力，進行再生材料、綠色建材、及再生綠建材等相關研究，惟上述相關產品之實際應用仍相當有限，因此本計畫將透過相關資訊及指引（國家標準、施工規範、法令、研究報告、期刊論文），再藉由召開一次以上的跨部會及產官學界座談會，實際瞭解再生綠建材推廣現況，並進行再生綠建材無法真正大量實際運用的問題，剖析相關問題及窒礙難行之源由，並提出相關處裡建議，以作為政府政策修、增訂，及日後市場開拓之依據，藉以強化資源之有效利用，提升再生綠建材之使用率，促進建築廢棄物從源頭減量回收 →再生綠建材開發→再生材料市場使用，能真正從上、中、下游完整展開運作。 3. 公共工程及建築物戶外空間再生綠建材使用比例認定基準依據建築技術規範-第十七章綠建築-第三百二十一條中規定：建築物之室內裝修材料及樓地板面材料應採用綠建材，其使用率應達室內裝修材料及樓地板面材料總面積百分之五以上。而其中綠建材係指經中央主管建築機關認可符合生態性、再生性、環保性、健康性及高性能之建材。並無訂定再生綠建材之使用比率，若要真正落實再生綠建材之推廣，則必須強化公共工程再生材料之使用比率，依據「生態城市與綠建築推動方案」，為真正達到營建廢棄物減量目標，本計畫將進行公共工程及建築物戶外空間再生綠建材使用比例認定基準修訂，探討公共工程使用再生材料之合理比率，以強化再生材料之通路。. 三、協助辦理XRD擴充設備（石棉分析系統配備）採購事宜內政部建築研究所再生綠建材實驗室擁有完整的綠建材檢驗分析設備以及製程開. 8.

(25) 第二章計畫目標與工作內容. 發設備，且已獲得多項TAF之認證，除原有試驗設備外，為期永續營運，除了儀器設備定期之維護標準校正外，本年度亦增加協助辦理XRD石棉分析系統擴充設備之採購與整備工作，如此不僅可發揮更高的研究及服務功能，再結合成大永續環境科技研究中心既有研究能量，期能發揮再生綠建材實驗室更大的功能。. 9.

(26) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 10.

(27) 第三章新型再生綠建材技術開發. 第三章新型再生綠建材技術開發第一節冷結型粒料再生綠建材開發一、緣起台灣地狹人稠，土地資源有限，因此缺少天然骨材資源，近年來多仰賴中國進口來補足，保守估計中國進口之砂石約佔 40％以上。根據經濟部估算，2007 年台灣砂石需求量約為 6770 萬 m3，今年三月起，中國正式實施砂石出口禁令後，台灣進口量恐將短少 1200 萬 m3，雖行政院砂石供需專案小組和經濟部緊急規劃增供 1680 萬 m3 ，理論上缺口應已彌平，但砂石價格仍持續飆漲，顯示砂石短缺問題仍相當嚴重。根據調查國內砂石價格漲幅如下： 2007 年官方公年初布數據 520 元/ m3 實際調查數據. 1997 年 750 元/ m3. →. →. 2007 年四月份 550 元/ m3 2003 年. →. 2007 年五月份 620 元/ m3 2005 年. →. 1000 元/ m3. 1125 元/ m3. →. →. 2007 年六月份 680 元/ m3 2007 年 1375 元/ m3. 台灣地區缺少天然骨材資源，卻有取之不盡的再生粒料原料：營建廢棄物、紙漿污泥、石材污泥，及水庫淤泥等。因此本研究項目之主要目的在積極解決目前國內砂石原料短缺問題，與推動廢棄物減量回收及再生綠建材開發，並基於下列緣由： 1. 開發再生粒料，紓解國內砂石材料供應問題。 2. 解決廢棄物處理問題，避免造成二次污染。 3. 降低能源消耗與 CO2 排放。 4. 落實推動使用再生綠建材之理念。. 二、技術開發原理說明本研究參考過去冷結型粒料主要以飛灰為主，再混合少量水泥、爐石及石灰拌合後造粒冷結固化。再根據材料互制性，配合水泥化學，並導入複合材料的觀念採用冷結方式造粒，以營建廢棄物為母材（Matrix）。其中，水泥是由四個主要單礦物所組成，其中包括 C 2 S 、 C 3 S 、 C 3 A 、 C 4 AF 及少量次要成分如 MgO 、游離石灰等成分，加水後會產生水化作用而生成各種水化產物及晶體。一般而言，水泥中 C 2 S 、 C 3 S 為水泥主要強度發展來源，而其水化產物包括 C − S − H 膠體及少量 CH ， C 3 A 及 C 4 AF 則對水化熱及凝結時間較有影響，但對水泥漿體基本強度影響不大[1-3]。卜作嵐反應係指材料所含氧化矽及氧化鋁，能與水泥水化生成之 CH 或外加鹼性物 11.

(28) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 質產生緩慢之水化反應。而能夠產生類似上述膠結性反應之材料均為卜作嵐材料，CNS 3036 之「天然或煆燒卜作嵐攙和物」等即是，卜作嵐反應之反應式可簡略表示如下式： KH K −S / A− H S / A + NH + H → N − S / A − H. (3-1). C −S / A− H. CH. 卜作嵐材料顆粒如較細且形狀呈圓形，對增加工作性及塑性有幫助，另因卜作嵐材料會消耗鹼性物質產生膠結反應，包括 NaOH 、 KOH 等，因此，可清除水泥中之有害物質，如硫酸根離子及活性骨材的反應，故有助抗硫性質及抗鹼骨材反應作用，更由固化易溶性之 CH ，使骨材與水泥漿界面更穩定，提升混凝土之抗滲能力。利用卜作嵐材料取代部分水泥，其固化作用產生之 C − S − H 膠體，可填充水泥水化後剩餘空隙，可確保長期耐久性及提升強度，且在初期水解過程中，可因減少水泥用量而降低水化熱，對延長混凝土可工作時間及降低塑性裂縫有很大助益。台灣電力公司燃煤發電產生的燃燒廢料，因煤炭中黏土雜質被溶解，受到 N 2 及 H 2 膨脹作用，形成中空圓球，而台灣進口煤炭於石灰雜質含量較少，所產生之飛灰於 CaO 含量較少，因此屬於 F 級飛灰，本質上為燒結黏土。中國鋼鐵公司煉鐵所產生之廢料爐石，其煉鐵過程採用 CaCO3 為清潔劑，清除鐵礦砂中之黏土，使爐石成分相當接近水泥，經水淬裂解後形成粒狀水淬爐石，其研磨而成之粉末被歸類為卜作嵐及膠結性材料，圖 3-1 為水泥、爐石及飛灰於三相圖中位置。. SiO2 0. 100. 20. 80. 40. 60 2. Ca O. SiO. 60. 40. 80. 20. 100. CaO 0. 0 20. 40. Al2 O3. 60. 80. 圖 3-1 水泥、爐石及飛灰之三相圖. 12. 100. Al2 O3.

(29) 第三章新型再生綠建材技術開發. 冷結型再生粒料主要原理係依據上述水泥化學及卜作嵐材料間材料互制特性，配合營建廢棄物的材料特性，改善界面鍵結性質，並基於基本材料原理（愈緻密強度等相關性質愈佳），故藉由預壓密程序與成型後的養護（curing）條件，增加冷結型再生粒料之相關性質。. 二、國內營建廢棄物及剩餘土石方根據我國「事業廢棄物貯存清除處理方法及設施標準」第二條第六項之建築廢棄物係指：「營建或拆除建築物或其他工程所產生之廢棄物」，包括興建、修繕、建築所產生之開挖土方、砂石、磚瓦、混凝土塊、金屬類及其他。而依內政部營建署九十六年三月頒訂實施之「營建剩餘土石方處理方案」定義則為：「本方案所指營建工程剩餘土石方之種類，包括建築工程、公共工程及其他民間工程所產生之剩餘泥、土、砂、石、磚、瓦、混凝土塊等，經暫屯、堆置可供回收、分類、加工、轉運、處理、再生利用者，屬有用之土壤砂石資源」。[4-6]，國內對營建廢棄物之定義如表 3-1 所示[4]。表 3-1 國內外對營建廢棄物之定義[4] 國家定義備註營建廢棄物－營建或拆除建築物或其他工程所產生之廢棄事業廢棄物貯存清除物。處理方法及實施標準營建廢棄物－營建或拆除建築物或其他工程所產生之砂、環署廢字第一九九八石、土、磚瓦、水泥塊、混凝土塊等性質安定之固體廢棄物。四號解釋函中營建剩餘土石方－包括建築工程、公共工程及其他民間工程華所產生之剩餘泥、土、砂、石、磚、瓦、混凝土塊等，經暫營建剩餘土石土處理民屯、堆置可供回收、分類、加工、轉運、處理、再生利用者，方案國屬有用之土壤砂石資源。營建工程剩餘土石方（簡稱營建餘土）：指營建工程(含拆除工程)所產生可供回收、分類、加工、轉運、處理、再生利用高雄市營建工程剩餘之剩餘泥、土、砂、石、磚、瓦、混凝土塊等有用之土壤砂土石方管理自治條例石資源。目前國內建築拆除廢棄物（廢棄混凝土塊、磚瓦、土石）約有 50％作為掩埋場之填料，20~30％為路基填料，20~40％作為空地回填料，至於營建剩餘土石方之處理利用現況，如表 3-2 所示。隨著廢棄物產量逐年升高、棄土場所減少、加上廢棄物隨意傾倒等問題日趨嚴重，促使中央與地方政府不得不正視營建廢棄物處理問題，加速推動剩餘土石方再利用方案。民國 86 年 1 月行政院內政部公佈之「營建廢棄土處理方案」，已明訂剩餘土方、磚塊、混凝土塊係屬有用之土石方資源，經加工處理可作為材料使用，初步確定拆除廢棄物之可再利用性，而在民國 88 年 9 月 21 日「集集大地震」發生後，龐大的廢棄混凝土、磚、瓦等廢棄物之處置方式更引起各界的關注，除內政部於 96 年 3 月 13.

(30) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 頒布「營建剩餘土石方處理方案」第柒條「配合措施」中第二項規定：營建剩餘土石方，可經多元化加工回收處理作為骨材產品使用，成為可再利用之土石方資源，環保署亦提出「九二一震災建築廢棄物再生利用計畫」，另有許多再利用之構想紛紛提出，藉以解決該等建築拆除廢棄物處理問題。. 利用方式粒料利用磚窯業利用農業利用填方利用水泥副料用. 表 3-2 國內營建剩餘土石方資源回收利用現況[7] 土石方種類說明利用率礫石、砂礫、砂岩、直接售予砂石場或供作級已接近百分之百安山岩、石英岩等配料用粘土、砂質粘土、沉經與其他原料摻配後，皆限於法令，利用率低泥等可利用砂質壤土、粉砂、粘少數土壤性質較佳者因局所佔比率甚低土質砂等部地區的需要加以利用除了沉泥或粘土外一般皆為直接利用估計應超過 50% 皆可粘土、一般風化土、僅較近水泥廠地區之必需根據土方的化學成分頁岩等土方少量利用. 內政部頒布「營建剩餘土石方處理方案」，定義營建剩餘土石方之種類，「包括建築工程、公共工程及相關拆除施工所產生之剩餘泥、土、砂、石、磚、瓦、混凝土等」，經暫屯、堆置可供回收、分類、加工、轉運、處理、再生利用者，屬有用之土壤砂石資源。並期能透過減量（reduce）、重複使用（reuse）及再生利用（recycle）等手段來節省資源的開發，以達到保護環境及永續發展的目的。再生材料之應用必須以符合現有材料規範標準為原則，不因其為使用過的再生材料而降低品質要求，有關標準規範之擬訂即以此原則為基準，透過相關實際運用在公共工程上的標準施工規範，以期能落實兼顧材料品質及施工品管的可行性。行政院公共工程委員會頒布之「公共工程施工綱要規範」中曾認定依 ASTM D2487 試驗結果屬於泥炭土（Pt），高低塑性有機質土壤（OH/OL）材質者皆為不適用的工程填方材料。依據內政部營建署將全國營建剩餘土石方分類如表 1-1 所示，其中 B3、B4、 B6、B7 是土資場較難處理之分類土石方，也是目前土資場不願收受之剩餘土石方，造成剩餘土石方違規棄置之要來源，因此需加強此類剩餘土石方的改良再利用方法，以減少其對環境之影響。營建剩餘土石方大體上可初步予以分類成砂石粒料、混凝土塊及磚塊、土壤、粘土等。目前依產生階段、清運階段、中間分類處理階段及再利用階段，營建剩餘土石方分類處理階段流程如圖 3-2 所示。若依施工步驟拆除、開挖填築、興建階段、營建剩餘土石方分類處理步驟流程如圖 3-3 所示。營建剩餘土石方再生利用首要的工作，須仰賴剩餘土石方堆置處理場，做為營建剩 14.

(31) 第三章新型再生綠建材技術開發. 餘土石方進行基本分類的基地，分類後的營建剩餘土石方再生利用對策分析如表 3-3，各剩餘土石方堆置處理場之剩餘土石方分類方式如表 3-4，依內政部所分類之各種類營建剩餘土石方來源及處理方式分項敘述如下。. 圖 3-2 營建剩餘土石方分類處理階段流程. 圖 3-3 營建剩餘土石方分類處理步驟流程. 15.

(32) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 再生利用程序一、分類. 二、分類項目. 三、再生過程. 四、產品型態. 五、應用場合. 六、回收價值. 表 3-3 營建剩餘土石方再生利用對策剩餘土石方各類型剩餘土石方進入資源堆置處理場加以分類 B1 岩塊、礫 B2-1、B2-2、 B3 粉土質土 B4 黏土質土 B5 混凝土石、碎石、砂 B2-3 土壤壤(沉泥) 壤塊、磚塊 B7 連續壁產 B6 淤泥或含生之皂土水量大於 30% 土壤 1.清洗 1.曝曬 1.清洗 1.成分分析 1.軋製 2.軋製 2.混合 2.篩分 2.造粒 2.篩分 3.研磨 3.堆置或包裝 3.曝曬 3.燒結 3.儲存 4.篩分 4.儲存 4.封裝圍束成 5.儲存版狀 1.碎石粒料級養分高，透水 1.剪力強度， 1.具表面光澤多角形塊狀配性良好的有普通至劣。玻璃化的輕級配料 2.機製砂粒料機土壤 2.夯實後半透質粒料級配水至不透水 2.不同粒徑 3. 壓縮性為 3.不同比重中、高 4.尺寸標準規格化 1.營建混凝土 1.園藝盆栽 1.磚瓦場料源 1.結構用輕質 1.受損舖面緊粒料 2.美化工程 2.ML，OL 做混凝土急回填料 2.道路基層級 3.農田土質改為填方料源 2.隔熱、防火 2.背填或填充配料良 3.MH，OH 目隔間材料材料 3.背填級配料前尚無法作 3.園藝用途、 3.混凝土替代為構築材料花土粒料 4.河川坡面保護工使用高高中高中. 資料來源：工研院能環所 1. B1 岩塊、礫石、碎石及砂營建工程的整地作業、地下室開挖等作業或土石流的產生之土及砂石混合料，此混合料共同的特性為含泥量偏高，並不適合直接作為混凝土粒料或道路工程的填方材料，可將這些混合料運送至剩餘土石方堆置處理場或砂石處理工廠，先予以洗淨後初步分類成礫石及砂二大部份，礫石先經過篩網分離大小顆粒，再進入碎石機將礫石碎裂成不同粒徑的粒料，經過篩網分離大小顆粒再洗淨的過程，可製造出品質優良的礫石粒料，供應混凝土製造業者作為混凝土粒料，這種處理程序所得到的產品具有最高的附加價值，可有效解決國內砂石短缺的問題[8]。礫石級配料亦可供作道路填方的級配料，及擋土措施背填的濾層，利用價值頗高。初步分類後的砂，經過洗砂機清洗提升潔淨度後，只要級配符合規定，可作為混凝土用砂，亦可用於道路、擋土牆等工程上，對國內砂石短缺 16.

(33) 第三章新型再生綠建材技術開發. 問題，提供了最有效的解決途徑。回收淨化後的砂石粒料，性質必須符合中華民國國家標準（CNS）、美國材料試驗協會（ASTM）等規範需求，才可以應用於建築工程上。表 3-4 剩餘土石方堆置處理場土石分類對照合法收容處理場所類型收容剩餘土石方之土質代號 1.B1，B2-1，B2-2，B2-3 土石方資源堆置處理場 2.B3，B4，B6，B7 3.B5 磚瓦窯場 B3，B4，B6，B7 輕質粒料場 B3，B4，B6，B7 既有土石方再利用砂石堆置、儲運、土石碎解 B1，B2-1，B5 處理場所洗選場(簡稱砂石場) 預拌混凝土場 B1，B2-1，B5 水泥場 B3，B4，B6 土石採取場回填土石方 B1，B2-1，B2-2，B2-3 窪地需土方整地填高者 B1，B2-1，B2-2，B2-3 經政府機關依法核填海築堤造地者 B1，B2-1，B2-2，B2-3 准之處理場所營建工程需借土方者 B1，B2-1，B2-2，B2-3 水庫、河川坡面保護工 B4，B6 2. B2-1、B2-2、B2-3 土壤營建剩餘土石方中常挾雜大量具有黏性或無黏性的土壤成分，於室外曝曬一段時間較為乾燥後，土壤即易與礫石、碎石分離，分類較為容易。分類後的土壤除非含有大量的黏土，否則主要成份為砂質、沉泥、黏土及有機土的混合物，絕大部分被應用於園藝工程及植生綠化工程的用途上[9]。一般的做法是依土壤的黏稠性，依適當比例混合稻穀、甘蔗渣及木材屑，成為透水性較高的土壤後，並依土壤品質及植生種類，施加不同成分肥料及數量，以符合不同園藝需求；回收土壤也可供給公共工程或民間工程植生綠化用的土壤，使得有機土壤或土壤再加工處理後，變成有用的園藝之基礎材料。 3. B3 粉土質土壤(沉泥)及 B7 連續壁產生之皂土統一土壤分類法係 Casagrande 於 1948 年為機場之建造而發展，而後於 1952 年略作修正以適合於土壤及其他構造物。本系統主要分類符號於表 3-5 中。該分類法所依據數據：1. 粒徑分佈曲線，2. 阿太堡限度與指數。統一土壤分類法要點說明如下[10]：通過 200 號篩 50%以上者為細粒土，50%以下者為粗粒土。粗粒土依通過 4 號篩百分比而分為礫石與砂兩類，通過 4 號篩在 50%以上者為砂(以 S 表示)，以下者為礫石(以 G 表示) 將粗粒土依通過 200 號篩百分比分為： 17.

(34) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 通過 200 號篩 5%以下者：依級配性區分 (a) 砂石 Cu>6，礫石 C>4，而 C 在 1~3 之間者，以 W(級配優良)表之。 (b) 不合(i)之條件者以 P(級配欠佳)表之。通過 200 號篩 12%以上者：依塑性區分 (a) 阿太堡限度在塑性圖表 A 線下方或 PI<4 者為泥質以 M 表示。 (b) 阿太堡限度在 A 線上方或 PI>7 者以 C(粘土質)表示。 (c). 4<PI<7 者以雙重符號表示之，如 SM-SC，GM-GC。. 沉泥排水較砂土困難，惟透水性遠較黏土為大，其粒徑大小在 0.06mm~0.002mm 之間，Casagrande 利用阿太堡限度將細粒土壤分成八種，即高、中、低塑性之無有機質沉泥（silt），高、中、低塑性之無有機質粘土（clay），有機質粘土及有機質沉泥，統一土壤分類法也將不同典型分類土壤作成工程性質應用判斷表，如表 3-6 所列，可簡單判定分類符號代表土壤所具有之滲透性、壓縮性，剪力強度及材料使用性。表 3-5 土壤主要分類符號表[10] 土壤型式. 字頭. 次群(subgroup). 字尾. 礫石. G. 優良級配. W. 砂. S. 級配不良. P. 沉泥. M. 沉泥質. M. 粘土. C. 粘土質. C. 有機質. O. 低壓縮性. L. 泥炭土. Pt. 高壓縮性. H. 4. B4 黏土質土壤及 B6 淤泥或含水量大於 30%之土壤營建工程在整地、開挖、拆除過程中，可能產生數量龐大的剩餘黏土，其顆粒粒徑極小，凝聚性及可塑性均高、不易透水，回填過程夯實不易，又具有壓密沉陷的問題，回收再生利用的效益難以評估[11]。不過，黏土可製造多孔質的輕質粒料，不僅具有良好的防火、隔音、隔熱性能，質輕的特性，作為混凝土粒料可大幅降低混凝土自重，對位於地震帶的區域具有防震消能的功效[12]，台灣地區歷經 921 地震的重創，更突顯結構物減重抗震的重要性。歷年來國內用電量需求暴增，採用隔熱性能較佳的輕質混凝土，則有節省能源的環保意義；都市空間密集，火災頻傳，應用防火性能優異的輕質混凝土，有助於減少火災的危害性。目前黏土質淤泥經 1200℃高溫燒結後，可製作出表面玻璃化之輕質粒料，這項技術可用於回收處理具黏性的黏土，亦具有回收再生資源的永續利用意義。[13-14]. 18.

(35) 第三章新型再生綠建材技術開發. 5. B5 磚塊或混凝土塊建築結構物或土木結構體拆除後，產生大量的混凝土塊及磚塊等剩餘土石方，這些混凝土塊及磚塊的品質穩定性不易控制，但已有研究證明混凝土加入部份回收料當作粒料，可符合 CNS 1240 混凝土粒料規範之需求，規範之試驗項目如附表 3-7 所示。使用回收材料之混凝土，透過礦物、化學掺料及配比控制技術，可達中高強度（46 MPa）、坍度 26 公分及坍流度 60 公分以上的高性能混凝土[15]，其應用範圍初步可以次要結構物為對象，如平面停車場舖面，長期的應用範圍則應朝一般結構體的設計使用方向邁進。混凝土的性質與配比技術具有重要的關鍵性，運用摻料調配技術提升混凝土各項性質，可克服回收材料不足之處，提升其於混凝土中之使用量與應用範圍。表 3-6 統一土壤分類法在工程性質應用判斷表[10] 分類符號. 土壤典型名稱. 夯實後之滲透性. GW. 優良級配礫石. 透水. 極佳. 可不計. 極佳. GP. 不良級配礫石. 極透水. 佳. 可不計. 佳. GM. 沉泥質礫石. 半透水至不透水. 佳. 可不計. 佳. GC. 粘土質礫石. 不透水. 佳至普通. 很低. 佳. SW. 優良級配砂. 透水. 極佳. 可不計. 極佳. SP. 不良級配砂. 透水. 佳. 很低. 普通. SM. 沉泥質砂. 半透水至不透水. 佳. 低. 普通. SC. 粘土質砂. 不透水. 佳至普通. 低. 佳. ML. 沉泥，沉泥質或粘土質細砂. 半透水至不透水. 普通. 中. 普通. CL. 沉泥質粘土. 不透水. 普通. 中. 佳至普通. 劣. 中. 普通. 半透水至不透水. 普通至劣. 高. 劣. 不透水. 劣. 高. 劣. 不透水. 劣. 高. 劣. -. -. -. -. OL MH. 低塑性有機質沉泥半透水至不透水或有機質沉泥粘土無機沉泥. CH 高塑性無機質粘土 OH Pt. 中至高塑性有機粘土或有機沉泥泥炭土及高有機土壤. 夯實並飽和後夯實並飽和後作為構築材料之剪力強度之壓縮性的可使用性. 19.

(36) 再生綠建材開發與推廣應用計畫. 試驗類別. 粒料試驗. 表 3-7 再生粒料應用之規範與標準品管試驗試驗項目粒料取樣粗、細粒料篩分析試驗細粒料比重吸水率試驗粗粒料比重吸水率試驗細粒料表面含水率試驗粗粒料（37.5 ㎜以下）洛杉磯磨損試驗細粒料小於試驗篩 0.075mm（No.200）試驗粒料單位質量與空隙試驗細粒料中有機物含量試驗粒料中土塊及易碎顆粒含量試驗粒料硫酸鈉或硫酸鎂健度試驗含砂當量試驗粗粒料扁平、細長、扁長粒料含量試驗再生粒料雜質含量試驗. 試驗規範 CNS 485 CNS 486 CNS 487 CNS 488 CNS 489 CNS 490 CNS 491 CNS 1163 CNS 1164 CNS 1171 CNS 1167 ASTM D2419 AASHTO T176 ASTM D4791 RTA T276. 三、營建剩餘土石方產量台灣地區由於老舊結構物汰舊換新及公共工程持續推行，產生了大量建築與公共工程剩餘土石方，衍生出剩餘土石方回收再利用的問題。根據「各縣市工程產出各類土質統計資料」，台灣地區九十五年產生剩餘土石方約 4,046 萬立方公尺，九十六年產生剩餘土石方則約 3,820 萬立方公尺，如表 3-8 所示，公共工程與建築工程所產出之土方量遠大於填土所需土方量，由於處理困難，造成大量營建廢棄物及剩餘土石方隨意棄置，嚴重污染環境、降低生活品質，致使社會成本大幅增加。營建廢棄物再利用於國外已行之有年，美國 1970 年代即已開始再生材料之研究，且已成功的應用於道路工程，而日本針對拆除廢棄物之應用，除道路工程、填海造地外，亦朝向建築粒料方向發展，此外，香港、新加坡、荷蘭亦應用拆除廢棄物於填海造陸工程上，充分顯示營建廢棄物之可再利用性，若任意棄置不但影響環境、並浪費回收資源之經濟效益[16-18]。我國土地狹小、人口密集、資源有限以及國內各項公共工程建設陸續推動，對資源之需求亦日益增加，更凸顯資源有效再利用之重要性。表 3-9 為近八年各類土質土方累計產出量，其中，B1 及 B5 類剩餘土方為處理較為簡單之再生粒料產品，並可直接用於營造工程中，所產生的經濟效益最高，而 B2-1 及 B2-2 類土石方雖含有少部份土壤，於加工處理後，亦可為品質優良之粒料級配。而再利用性較低且處理困難之 B2-3、B3、B4、B6 及 B7 類，便佔營建剩餘土石方總量的 53%，表 3-10 及 3-11 為近八年各類合法場所收受不同土質剩餘土方統計表，而這些種類土壤 20.