綠色再生建材技術開發與推廣應用

全文

(1)綠色再生建材技術開發與推廣應用. 內政部建築研究所補助計畫研究報告.

(2) 「綠色再生建材技術開發與推廣應用」. 受補助者：工業技術研究院研究主持人：陳文卿協同主持人：楊奉儒、陳文祈研. 究. 員：黃進修、陳清齊、關家倫、陳國帝、黃碧祥、沈倩如. 研究助理：林淑華. 內政部建築研究所補助計畫研究報告中華民國九十二年十二月.

(3) 「Technology Development and Application in Recycling Green Building Material」. By Wen Ching Chen, Fong Ru Yang, Wen Chi Chen, Jinn Shiou Hwang, Ching Chyi Chen, Chia Lun Kuan, Kuo Ti Chen, Bih Shyang Hwang, Chien ju Shen, Shu Hua Lin. Architecture＆Building Research Institute. Ministry of Interior December 2003.

(4) 摘. 要. 關鍵詞：綠建材、再生建材、資源回收、標準. 一、研究緣起台灣地區地小人稠，廢棄物的處理一直為政府主管機關與社會大眾所關切之問題，其中龐大量之建築廢棄物無地處理，而建築所需之基本原料又日益匱乏更是主管機關急待迫切解決者。因此根本之道是必須實施建築廢棄物之減量，並回收再利用以轉製具市場價值之綠色再生建材。依據行政院核定之「綠建築推動方案」，所揭示之總目標為：「積極推動維護生態環境之綠建築」。此外，其次目標之(四)為：「促進廢棄物減量，減少環境污染與衝擊」；次目標(五)為：「提昇資源有效利用技術，維護生態環境之平衡」。針對以上目標之達成，「綠建築推動方案」之實施方針第五條明訂應「研(修)訂建築廢棄物回收及再生利用相關技術規範與法規制度」。而在機關權責分工方面，內政部更職司「綠建築研究發展」，故應辦理「綠建材認定及檢測標準，建築廢棄物管理與回收制度，再生材質可回收低污染省能源產品獎勵制度.. 」等研究」。因此，推動建築廢棄物減量回收及開發綠色再生建材乃基於以下之目的：解決建築廢棄物處理問題，避免造成二次污染紓解國內建築材料供應之壓力提供再製資源化產品原料，創造產值減少營建素材之開採，降低能源消耗及 CO2 產生落實推動綠色建築之理念本計畫仍依據以上目的，協助內政部建築研究所完成「綠色再生建材實驗室」之建置，並將提供各種綠建材相關之研究與技術開發，其基本功能將為：進行國內外綠色建材資訊與法規政策蒐集分析，及國內適用性之評估兼具技術研發、性能驗證、示範推廣與研習訓練等多元性之功能.

(5) 提供國內再生建材之驗證服務本計畫所稱之「綠色再生建材」，[綠色]乃指於生產、製造、施工、使用、廢棄階段皆為低環境負荷；而 [再生]係說明可重覆使用，及延長生命週期。因此綠色必須包括健康、生態及資源有效利用等意函；而再生則泛指產品中部份或全部使用回收再利用資材者。. 二、研究方法及過程本計畫研究內容包括：建築廢棄物熱分離技術開發、綠色再生建材製程技術開發、CNLA 實驗室建置、認定標準、制度與推動機制等共四大項。其中對於建築廢棄物之熱分離方面，係進行各種不同溫度下解離之狀況探討。在綠色再生建材製程技術開發方面，則探討以石質廢棄物經粉碎後之細粉替代矽砂以回收再利用之可能性。故利用回收料與水泥混合，觀察其水合反應漿體之強度，發現足可替代原生砂石料以生產再生水泥纖維版，而其產品特性可符合 CNS 國家標準，具商業化之潛力。此外，亦配合國內業者之設備與技術能力，完成回收各種石質與木質廢料之再生建材生產流程之規劃。包括再生粒片板、再生仿木、再生水泥纖維板、高壓地磚、高壓植草磚/圍牆磚、消坡塊等產品。著眼於竹材回收及提高附加價值，本計畫亦探討竹材經高溫碳化後之特性，進行包括 pH 值、真密度、表面結構、比表面積、等溫吸附曲線等測試，可拓展竹炭在生態、環保、健康、經濟等之潛在效益。本計畫同時完成實驗室設備建置與申請 CNLA 認證之籌劃工作。及參酌國內外之法規資訊，研擬國內推動再生建材之認定標準、推動機制，及配合之相關法規建議。.

(6) 三、重要發現本計畫已依計畫目標完成包括：建築廢棄物熱分離技術研發、綠色再生建材製程技術開發、CNLA 實驗室建置及綠色再生建材認定標準/制度與推動機制研究等工作內容。其重要結論與發現如下所述：在第一部份之熱分離技術方面，藉由對混凝土受熱行為特性之探討，可以瞭解在高溫狀況下混凝土塊受熱崩解，及熱脹冷縮裂解之情形，輔以破碎方法可以將混凝土塊之粗、細骨材與水泥漿體剝落分離而回收粗、細骨材，溫度愈高可獲愈佳之分離效果。建築廢棄物之廢混凝土塊採熱分離可以回收較完整之骨材以供再利用，但是高溫將耗費較大的能源，於現行之建築物拆解時應用上顯有困難。惟若在因火災受損之 RC 結構建築物，其混凝土部份已高溫受熱，及救火時澆灌水，已自然產生內部之崩解現象自可採此方式分離回收。在再生建材製程開發方面，本計畫全程將針對三大類之建築廢棄物開發其相關之回收再利用製程，包括(1)建築物內部裝潢、地板、天花板、踢腳板、隔間板、門及各種木質家俱等，以使用廢棄木材或製程木質邊料為原料者。(2)，建築物外牆、隔間牆、地磚、面板等，以使用廢棄混凝土材料，或製程中無害性之無機石質材料為原料所生產製造之石質建材。(3)木質或石質建材中，參配各種產業無害性廢棄物如廢塑膠、廢玻璃等，以促進建材機能者，如仿木、輕質骨材、透水磚等。其基本原則在以保持建材基本功能為前提下，提高使用回收料之比例，以彰顯綠色再生建材之環保與功能特性。建研所綠色再生建築實驗室已購置相關之製程開發設備，唯尚未完成驗收操作。本年度計畫重點乃在先針對混凝土石質廢棄物粉碎後之性質，探討其再利用時替代原生矽砂之可能性。針對其與水泥拌合之槳體，在水合反應及養護過程，藉由內部微結構之分析瞭解可以掌握其可生成與生料漿體類似之 C-S-H 膠體，在強度方面足以提供再生利用。藉由此部份之瞭解，可以提供以廢棄物替代天然矽砂製備高市場性之再生防火建材-纖維水泥板。其他相關之再生產品方面，國內目前亦有業者正進行相關之產品開發，唯再生料所使用比例參差不一，且國內相關之標準規範亦未建立。因此本年度配合營建署即將修訂建築技術規則，制定綠建綠專.

(7) 章，並將綠建材納入之需要。於期中報告時之結論指示，針對較可能大量推廣之再生建材(水泥纖維板、粒片板、仿木、課桌椅、高壓磚、植草磚…等產品)研訂其基本流程，委請廠商試製。並依其特性納入再生建材之認定標準內。在竹炭材料部份亦進行各種竹炭塗料配方之研製，並完成產品之量產技術研製。本計畫另一重點係配合『綠色再生建材實驗室』之推動，現已完成檢測儀器採購驗收及人員教育訓練等工作，及操作規範及 CNLA 申請之籌備相關工作。若一切順利可望於 93 年中正獲得認證及正式運作。本年度並補充採購部份儀器設備，購入後預期可以充份發揮對於再生綠建材之驗證功能。而製程開發設備亦進行設置驗收工作中。在綠色再生建材認定標準與制度研究方面，本計畫已蒐集國內外有關再生建材、環保標章等之相關標準及制度，並配合國內環保署公佈之「資源回收再利用法」相關作業要點，規劃完成綠色再生建材未來可行之推動策略。而此部份之研究成果將配合建築研究所另案補助中華建築中心執行之「綠建材標章」推動計畫，提供綠建材標章四大指標(健康、生態、再生、高性能)中，『再生性』部份之相關認定標準。. 四、主要建議事項 (一)立即可行之建議主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：內政部營建署、行政院環境保護署、行政院公共工程委員會、經濟部標準檢驗局建議事項： 1.配合綠色再生建材實驗室之正式運作，加強辦理各項再生建材技術研發工作。 2.國內具商業化生產能力之再生建材，優先納入「綠建材標章」之評定項目，以利推動。 3.針對再生綠建材之各項評定標準，邀集相關業者，召開產官學研座談，作適當之修正以制定具體可行之評定標準，納入綠建材作業辦法中。.

(8) 4.請內政部營建署於修定建築技術規則之「綠建築專章」中，提高對使用綠建材之要求，以及加強將再生建材之使用比例。 (二)長期性建議 —鼓勵各機關採用再生建材產品，以利市場推動主辦機關：行政院環境保護署、行政院公共工程委員會協辦機關：行政院所屬各機關建議事項：依據「機關優先採購環境保護產品辦法」之規定，『綠色再生建材』若能同時為環保署指定之第一類環保標章產品，當可適用並有利於推廣，但是，目前我國已公告的環保標章規格標準中屬於建材類的僅四項，因此，環保標章對於再生建材部份之涵蓋性顯然不足。因此建議請環保署將「再生綠建材」納入環保標章之審獎勵推動，否則必須： (1) 由目的事業主管機關(內政部)優先制定「認定標準」，並實施其認證，由目的事業主管機關發給相關之標章(即第三類產品)。 (2) 由目的事業主管機關依「源回收再利用法」第十五條規定公告得再生利用之再生資源項目，並制定再生利用規範。並依第十六條規定制定標準後與環保署會商公告再生建材之標準。 (3) 配合「源回收再利用法」第十六條之要點，將該標準提列標準檢驗局審查，並協助其制定國家標準。 (4) 提送環保署申請環保標章，以提列為第一優先產品。.

(9) Abstract Key word：green building material, recycling, greenmark The annual amount of architectural waste from construction and demolition was estimated to more then 120 million tons in Taiwan. The disposal in huge amount of architectural waste has been resulted in serious environment pollution. There is more than 80% of wooden and concrete waste during construction and demolition, which is valuable natural resource. Instead of dispose the waste at random; it is rather better strategy to recover and reuse the architectural waste, so as to prevent the environmental impact. According to “Green Building Promotion Act” issued by Executive Yuan, the authorized administration of construction and building have the responsibility to propose a feasible strategy for waste minimization and recycling of construction material. Meanwhile, the Environmental Protection Administration also issued the “Resource Recycling Act” to promote the waste recycling. Therefore it is necessary for the building industries to adopt adequate green technology and using green building materials in construction. For government, has the responsibility to assistant enterprise either in technology or in regulation. For fulfill of the above missions, Architecture & Building Research Institute has established the National Architecture Laboratories in Tainan, Recycling Green Building Material Laboratory is one of it. This laboratory will focus in the studies of recycling technology of construction waste. Studies of this project were coordinated with the establishment of the laboratory, including the check on facility delivery and the development of recycling process. The main objective of this project was to improve the minimization of construction waste, and promote the reclamation of it, so as to reduce the consumption of nature resource, therefore relax the environmental impact. There were five sub-objectives in this project: 1. Studies on the thermal separation of construction waste for the recovery. 2. Technology development of the recycling process on the building materials, which has market potential and was evaluated to be high value additive..

(10) 3. Technology development of bamboo coating, and the performance test of it. 4. Assistance in the establishment of Recycling Green Building Material Laboratory, and the planning for the application of Chinese National Laboratory Accreditation. (CNLA).. 5. To study and draft the regulations of recycling green building materials, and investigate the mechanism for market promotion. Through this study, the first phase of above target was accomplished. The achievements will provide for the further study while the Recycling Green Building Material Laboratory be established completely in the year of 2004..

(11) 目. 錄. 第一章緒論………………………………………………………..…………1 第一節研究緣起.………….…………………………………………………..1 第二節研究內容及方法….………………………………………………..13 第二章熱分離技術…………………………………………………………20 第一節熱分離之學理分析..………………….…….……..………....…...20 第二節熱分離實驗規劃…………..………..……………….….……22 第三節熱分離方法及步驟..………………….…….……..………....…..26 第四節熱分離數據解析結果..………………….…….……..……….....34 第五節討論與建議..………..….…….……….…….……..……..…....…...42 第六節參考文獻…...…….………….………….…….……..………....…...43 第三章綠色再生建材製程技術開發……………………………………..44 第一節含混凝土建築廢棄物之再生技術研究………….…………..50 第二節廢混凝土再生利用之機制研究.…….………….…….…...57 第三節再生水泥纖維板製程開發研究…………………………....86 第四節業界合作與水泥纖維板試量產……………..……….….....102 第五節再生仿木複合建材………….……...………….…………….....107 第六節再生粒片板..……………….….…….……………..………....…...110 第七節再生高壓地磚..……………..……….…….……..………....…....112 第八節再生植草磚綠建材..………………….…….……..………....….114 第九節再生圍牆磚綠建材..………………….…….……..………....…116 第十節再生消波塊..…….…………….………..……..…….…..….…...118 第十一節討論..………………….…….……..……………......………......120 第十二節參考文獻…………………………………………...………….121 第四章竹炭塗料設計研發………………………………………………………..123 第一節竹材產業現況及竹炭應用學理分析…………………….123 第二節國內外竹炭塗料發展情形……………………...………….128 I.

(12) 第三節竹炭基本性能測試..……………….…….…….……..…...…129 第四節塗料調製實驗..……….………….……..……...………....…...133 第五節竹炭塗料性能實驗…..……………………….………………..138 第六節討論與建議..………………….….…….……....………....…...143 第七節參考文獻..…………………………..…….……..…….…....…...145 第五章 CNLA 實驗室建置…………………………………………………………149 第一節實驗儀器設備安置與驗收情形…...……….….……………..149 第二節本年度增購儀器規劃.. ……………………….…….….….…..175 第三節 CNLA 之建置規劃與進度說明…………………...…………...195 第四節參考資料.….….…….….……………………………………….....226 第六章綠色再生建材認定標準/制度與推動機制………………………227 第一節規劃說明...…………………………………………………….…...227 第二節國外相關認定標準與推動機制說明……….….….….…….231 第三節國內相關標章體系及執行方式….….….….………………...294 第四節國內綠色再生建材認定標準與推動制度之研擬….......316 第五節參考資料………………………………………………....…….…..345 第七章結論與建議………………………………………………....…….…...352 附件一增購設備採購審查會資料(92.08.05) 附件二增購設備會議記錄及回覆表(92.08.05) 附件三綠色再生建材技術開發與推廣應用管理手冊附件四期初審查意見與回覆說明附件五期中報告審查意見回覆說明附件六期末報告審查意見回覆說明. II.

(13) 圖. 目. 錄. 圖 1.1 建築廢棄物之組成.........….………………………………….…………….....4 圖 1.2 建築廢棄物回收處理流程.....….…………………..………………….......7 圖 1.3 全程計畫架構…………………………………………….………………....14 圖 2.1 熱分離實驗流程...………………………………………………..………….24 圖 2.2 混凝土試體之原始骨材粒徑分佈....…………………………………..25 圖 2.3 熱剝落實驗流程圖....……………………………………………………....27 圖 2.4 急速浸水冷卻實驗流程圖…………….…………………………………...28 圖 2.5 自由落體實驗流程圖.....……..……………………………………………..29 圖 2.6 熱能及破碎實驗流程圖...………………………………………………....30 圖 2.7 熱能及破碎實驗流程圖..….………………………………………….........31 圖 2.8 原試體骨材與熱能及急速浸水崩解之骨材粒徑分佈比較圖.…....36 圖 2.9 混凝土試體經熱能與急速浸水及自由落體後之骨材粒徑分佈圖………38 圖 2.10 試體經自由落體後之骨材與原始骨材粒徑分佈比較圖………..….38 圖 2.11 試體 300℃經熱能與破碎後之骨材粒徑分佈…………..……………40 圖 2.12 試體 500℃經熱能與破碎後之骨材粒徑分佈………………………..40 圖 2.13 試體 700℃經熱能與破碎後之骨材粒徑分佈……………..………...41 圖 2.14 試體 800℃經熱能與破碎後之骨材粒徑分佈………………………..41 圖 2.15 試體 900℃經熱能與破碎後之骨材粒徑分佈.……………………….42 圖 3.1 資源化對象及產品目標.…………………………………………………46 圖 3.2 混凝土再生建材流程.…………………………………………………....51 圖 3.3 篩分設備. …………………………………………………………………...53 圖 3.4 經研磨篩分之廢混凝土粉料….………………………………………...54 圖 3.5 水泥漿體製備使用的混拌裝置.…..………………………..…………....55 圖 3.6 水泥漿體在水合反應過程的各種生成物與物性關係[5]……….....61 圖 3.7 鈣釩石水合生成物的 SEM 外觀[1]..…..………………………………..63 圖 3.8 單硫鋁酸鈣水合生成物的 SEM 外觀[1].…….……………….………..63 III.

(14) 圖 3.9 水泥漿體的孔隙率比對強度的影響情形[5].………………….……….66 圖 3.10 水泥漿體的高溫養護試驗裝置.……………………….………………..68 圖 3.11 製備完成的各種檢測用的再生原料漿體試樣………………......68 圖 3.12 矽砂粉(Q)水泥漿體經室溫養護 28 天的 XRD 檢測圖……....71 圖 3.13 矽砂粉(Q)的 XRD 檢測圖.…..………………………………………...71 圖 3.14 矽砂粉(Q)水泥漿體經 150℃養護 6 小時的 XRD 檢測圖......72 圖 3.15 矽砂粉(Q)水泥漿體經 180℃養護 6 小時的 XRD 檢測圖.…….72 圖 3.16 廢玻璃粉水泥漿體經 120℃養護 6 小時的 XRD 檢測圖..…….73 圖 3.17 廢玻璃粉的 XRD 檢測圖.…..………………………………………….....73 圖 3.18 廢玻璃粉水泥漿體經 150℃養護 6 小時的 XRD 檢測圖……....74 圖 3.19 廢玻璃粉水泥漿體經 180℃養護 6 小時的 XRD 檢測圖……....74 圖 3.20 花崗岩(G)水泥漿體經室溫養護 28 天的 XRD 檢測圖………….75 圖 3.21 花崗岩(G)的 XRD 檢測圖..….…………………………………………...75 圖 3.22 花崗岩(G)水泥漿體經 120℃養護 6 小時的 XRD 檢測圖……...76 圖 3.23 花崗岩(G)水泥漿體經 180℃養護 6 小時的 XRD 檢測圖……...76 圖 3.24 矽砂粉水泥漿體經室溫養護 28 天的 SEM 圖(×5000)………...…79 圖 3.25 矽砂粉水泥漿體經室溫養護 28 天的 SEM 圖(×10000)………...80 圖 3.26 矽砂粉水泥漿體經 180℃養護 6 小時的 SEM 圖(×3500).……...80 圖 3.27 矽砂粉水泥漿體經 180℃養護 6 小時的 SEM 圖(×10000)….....81 圖 3.28 廢玻璃粉水泥漿體經室溫養護 28 天的 SEM 圖(×2000)……....81 圖 3.29 廢玻璃粉水泥漿體經室溫養護 28 天的 SEM 圖(×10000).…….82 圖 3.30 廢玻璃粉水泥漿體經 180℃養護 6 小時的 SEM 圖(×10000)….82 圖 3.31 廢玻璃粉水泥漿體經 180℃養護 6 小時的 SEM 圖(×3500)…...83 圖 3.32 花崗岩水泥漿體經室溫養護 28 天的 SEM 圖(×3500).………....83 圖 3.33 花崗岩水泥漿體經室溫養護 28 天的 SEM 圖(×10000)..………84 圖 3.34 花崗岩水泥漿體經 180℃養護 6 小時的 SEM 圖(×3500)……..84 圖 3.35 花崗岩水泥漿體經 180℃養護 6 小時的 SEM 圖(×10000).…...85. IV.

(15) 圖 3.36 廢玻璃經過粉磨處理(-200mesh)後的粉體顯微放大形態.…..…89 圖 3.37 廢花崗岩石材粉的顯微放大形態(200 X).…….…………………....90 圖 3.38 抗壓試體的模具脫模情形.……………..………………….……………..91 圖 3.39 抗壓試體高溫釜養護處理情形…..………………………………….....91 圖 3.40 以萬能試驗機進行抗壓強度檢測.…..…………………………………92 圖 3.41 各種水泥漿體的抗壓強度檢測結果的比較………………………....93 圖 3.42 抗彎強度檢測使用的試驗裝置..……………..…………………………94 圖 3.43 各種水泥漿體抗彎強度檢測結果比較…..…………………………...95 圖 3.44 典型的水泥纖維板廠型製作流程……….…………………………...96 圖 3.45 廠型的 Hatschek Machine 抄造機處理情景………………………...97 圖 3.46 廠型堆疊式高壓處理情景.…………………………………………...99 圖 3.47 廠型堆疊板胚的脫模處理情景.……………………………………..100 圖 3.48 廠型試製再生原料板胚高壓蒸汽釜處理情景.…………...…….101 圖 3.49 廠型規模的破碎機. ……………………………………………………..103 圖 3.50 廠型規模的濕式球磨設備….…………………………………………..103 圖 3.51 試製水泥纖維板抄造製程的現場情景……………………………...104 圖 3.52 試製水泥纖維板高壓成型的板胚產物情景….……………..……..104 圖 3.53 以花崗石(40％)所試製的水泥纖維板產品.………………….…..105 圖 3.54 再資源化水泥纖維板應用於室內隔間板試驗情形………….....106 圖 3.55 再生仿木複合建材產製的再生製程...………….………………….107 圖 3.56 再生仿木複合建材的產品.………………………….………………...108 圖 3.57 再生仿木複合建材的產品應用例情形.…………………………..108 圖 3.58 再生仿木複合建材的產品應用例情形….………………………....109 圖 3.59 再生粒片板建材產製的再生製程..………………………………...110 圖 3.60 再生粒片板建材的產品應用例情形..………………………….....111 圖 3.61 再生粒片板建材的產品應用例情形...……………………………....111 圖 3.62 再生高壓地磚建材產製的再生製程.……………………….……...112. V.

(16) 圖 3.63 再生高壓地磚建材的連鎖磚產品…………………………………..113 圖 3.64 再生高壓地磚建材的產品應用例情形..…………………………..113 圖 3.65 再生高壓植草磚建材產製的再生製程..…………………………..114 圖 3.66 再生高壓植草磚建材的產品.………………………………………..115 圖 3.67 再生高壓植草磚建材的產品應用例情形………………………..115 圖 3.68 再生高壓圍牆磚建材產製的再生製程…………………………….116 圖 3.69 再生高壓圍牆磚建材的產品.………………………………………...117 圖 3.70 再生高壓圍牆磚建材的產品應用例情形………………………....117 圖 3.71 再生混凝土消波塊產製的再生製程………………………………..118 圖 3.72 再生混凝土消波塊的產品應用例情形.…………………………...119 圖 3.73 再生混凝土消波塊的產品應用例情形.…..………………………...119 圖 4.1 竹炭表面結構 SEM 圖…..………………………………….……………..131 圖 4.2 竹炭樣品之 BET 圖.……………………………………………………….132 圖 4.3 竹炭在 77.35k 之 N2 等溫吸附脫附曲線..…..……………………….132 圖 4.4 竹炭塗料設計開發流程...………………………………………………....133 圖 4.5 竹炭塗料(360mesh)遠紅外線平均放射率結果.…………………..138 圖 4.6 竹炭塗料(1000mesh)遠紅外線平均放射率結果………………....139 圖 4.7 竹炭塗料對各種氣體(蒸氣)吸附能力之試驗結果.…….………..140 圖 4.8 竹炭塗料吸濕放濕實驗結果...….……………………………………..142 圖 5.1 實驗室儀器平面配置圖.........……………………..…………………….154 圖 5.2 已設置完成之儀器設備全貌.….………….………………………….....156 圖 5.3 現場訓練情形.......…………………………………………………………...156 圖 5.4 萬能材料試驗機.....……………………………………………………….160 圖 5.5 全自動抗壓抗彎強度試驗機...….……………………………………....160 圖 5.6 耐磨試驗機......…………………………………………...………………...161 圖 5.7 高壓蒸氣養護試驗裝置...…..……………………………………………..161 圖 5.8 表面含水量測定計....….…………………………………………………...162. VI.

(17) 圖 5.9 影像處理系統....….………………………………………………………….162 圖 5.10 慢速精密切割機..….……………………………………………………...163 圖 5.11 金相研磨拋光機...….……………………………………………………...163 圖 5.12 數位式裂痕測定計....….………………………………………………….164 圖 5.13 耐候試驗儀....………….…………………………………………..…….164 圖 5.14 高溫爐………………………………………………………………….....165 圖 5.15 紫外線/可見光分光光譜儀...….………………………………………..165 圖 5.16 毒性溶出檢測裝置...….…………………………………………………..166 圖 5.17 原子吸收光譜儀….……………………………………………………….166 圖 5.18 烘箱....……………………………………………………………………..167 圖 5.19 精密烘箱..………………………………………………………………....167 圖 5.20 精密電子天平.....………………………………………………………...168 圖 5.21 恆溫水槽...………………………………………………………...……..168 圖 5.22. RO 及超純水機.….……………………………………………………...169. 圖 5.23 製程實驗室設備一樓平面配置圖…………………………………..171 圖 5.24 製程實驗室設備二樓平面配置圖…………………………………...171 圖 5.25 木質廢棄物資源化再生建材開發流程示意圖..….…………….....173 圖 5.26 石質廢棄物資源化再生建材開發示意流程.…….……………….174 圖 5.27 CNLA 申請認證程序....….………………………………………………..213 圖 5.28 內政部建築研究所相關組織系統…………………………………….215 圖 5.29 綠色再生建材實驗室人員組織架構圖. …………………………..217 圖 6.1 綠色再生建材認定標準/制度與推動機制規劃..………………….229 圖 6.2 各國認證/驗證組織間之組織關係架構圖………………………….278. VII.

(18) 表. 目. 錄. 表 1.1 全國營建混合廢棄物推估結果.....………………………………….........5 表 1.2 國內工程對於使用處理後建築廢棄物之性質要求..….…………….6 表 2.1 骨材性質.......….……………………………………………………………….25 表 2.2 混凝土配比設計..….…………………………………………………………25 表 2.3 混凝土試體加溫後之特徵.......….………………………………………..34 表 2.4 混凝土試體加溫後裂縫與剝落之分析....….…………………………..34 表 2.5 混凝土試體急速浸水冷卻崩解實驗......….…………………………….35 表 2.6 混凝土試體經熱能及急速浸水冷卻崩解後骨材粒徑分佈.….......36 表 2.7 混凝土試體經熱能與急速浸水實驗再進行自由落體實驗之結果.37 表 2.8 混凝土試體經熱能與急速浸水及自由落體實驗後之骨材粒徑分佈..37 表 2.9 混凝土試體經熱能及碎石機破碎後骨材粒徑分佈………………....39 表 3.1 再生建材相關製品與技術. ……………………………………..………...47 表 3.2 「綠色再生建材實驗室」之各種再生建材製程技術開發規劃..49 表 3.3 建築用混凝土組成比例….…………………………………………….....50 表 3.4 各種水泥漿體水合生成物的物性比較 [1][2]….…………….……......60 表 3.5 纖維水泥板組成份………………………………………………………....86 表 3.6 德國 Siempelkamp 公司提供的典型水泥纖維板原料配比組成...87 表 3.7 典型花崗岩石材的主要化學成份…..………………………………......90 表 3.8 廠型試製再資源化防火板的物性檢測結果….……………………..106 表 3.9 再生仿木複合建材的性能測試結果….……………………………....109 表 3.10 再生粒片板建材的性能測試結果….………………………………...111 表 3.11 再生高壓地磚建材的性能測試結果……………………………...113 表 3.12 再生高壓植草磚建材的性能測試結果…………………………....115 表 4.1 竹炭及其灰分所含之微量元素.....….………………………………...126 表 4.2 粉末狀竹炭之水分、灰分及揮發物含量..………………………….129 表 4.3 竹炭塗料塗膜系列性質分析結果...….…………………………….....137. VIII.

(19) 表 4.4 竹炭塗料吸濕放濕實驗結果..………………………………………....141 表 5.1 目前建置完成檢測實驗室功能說明..……………………………...151 表 5.2 綠色再生建材製程實驗設備一覽表..…………………………….....170 表 5.3 本年度設備擴充後檢測實驗室之功能說明………………………..193 表 5.4 本年度擴充耗材及基本實驗設施後檢測實驗室之功能說明...194 表 5.5 標準實驗室環境條件檢測週期.....………………………………...200 表 5.6 CNLA 認證實驗室業務職掌一覽表..……….………………………..202 表 5.7 人員資格條件一覽表範例.….…………….……….…………………...202 表 5.8 CNLA 認證實驗室業務職掌分工對照表……..…………………….203 表 5.9 訓練記錄表格式..….……………………………..………………………..204 表 6.1 各國再生建材規格標準摘要表.….……………………………………232 表 6.2 我國與全球各國環保標章之再生建材規格標準分析比較表...241 表 6.3 國際間常見產品驗證標章體系表..…………………………………..266 表 6.4 第一類與第三類環境訴求與宣告之比較表….……………………..269 表 6.5 全球主要的第一類環保標章計畫..…………………………………..271 表 6.6 檢驗環境標誌之指標表……………………………………..…………….280 表 6.7 全球第一類環保標章組織之架構與型態………………..……………281 表 6.8 相關標章作業程序比較表....……………………………………………312 表 6.9 我國環保標章現行運作方式...…………………………….…………...315 表 6.10 環保標章中「回收木材再生品」之規格標準...……………………321 表 6.11 環保標章中「資源化磚類建材」之規格標準.….…………………321 表 6.12 環保標章中「木製傢俱」之規格標準…..……………..……………322 表 6.13 環保標章中「資源回收再利用建材」之規格標準…………….……323 表 6.14 回收材料使用比率…………………………………………………….…...330 表 6.15【有害事業廢棄物認定標準】溶出毒性事業廢棄物毒性特性溶出程序(TCLP)溶出標準 332 表 6.16 蒙特婁公約 (Montreal Protocol) 管制之化學品(ozone-depleting substances)333 表 6.17 廠商申請之書面審查文件….…………..…………….…………….……334. IX.

(20) <附錄一>各國第一類環保標章組織之再生建材規格標準內容簡介...242 <附錄二>各國環保標章相關計畫執行方式簡介………………………...283 <附錄三>政府採購法相關條文……………………………………………….346 <附錄四>資源回收再利用法相關條文.…………………………………….349. X.

(21) 第一章緒論第一節研究緣起由於地球人口持續增加以及開發中國家開始大量使用資源，因此全球必需討論如何有效的使用地球珍貴的資源，越來越多的個人，組織及政府機關瞭解到自然資源供需的重要。同樣地，國內建築及營建專業亦熱衷於尋找/創造一個永續的建築環境，並期望每一個案均依其本質特性融入當地公共工程及四周環境。然而建築物使用者的要求及活動相當複雜，各式各樣的資源、材料及產品被用於建築物的施工、使用及維修過程，因此環保建材之規範應從多方面的考慮。整體而言，當「永續發展」以經成為各行各業的共識時，建築產業亦應致力於永續設計的綠建築建造，以減輕建築物於各階段所造成之環境衝擊。以台灣而言，台灣地區地小人稠，廢棄物的處理一直為政府主管機關與社會大眾所關切之問題。近年來更由於新的掩埋場址不易取得，舊有之掩埋場面臨飽和，使得建築廢棄物遭隨意棄置之問題更不斷發生，並急待尋求解決方法。特別是 921 大地震之後，更突顯建築廢棄物如何有效處理之重要性與急迫性。除了震災所衍生之建築廢棄物處理問題外，長期以來建築廢棄物的回收再利用，仍然由於國內砂石原料之不足、綠色建築的趨勢與潮流及環境保護的要求等，仍面臨著急待解決之問題。因此根本之道是必須實施建築廢棄物之減量，必須針對各類型建築物在其生命週期之各階段，包括建材原料開採、建材製造、施工建造、日常使用及拆除廢棄等，評估其對環境所造成不同程度的污染，進而謀求減量控制及再生利用之途逕。此外，對於無可避免產生的建築廢棄物更應積極謀求再利用之道，其中最重要當然是回收再利用以製備綠建材。此外，從綠建築的觀點來看，在建築物生命週期中（例如：生產、規劃、施工、使用、管理及拆除過程），以最節約能源、最有效利用資源的方式，在最低環境負荷的情況下，提供最安全、健康、效率及舒適的居住空間，乃可達到人及建築物與環境共生共榮、永續發展之目的。. 1.

(22) 就建築廢棄物而言，其中所含之各種建築材料多為可再利用之資源，特別是混凝土塊與磚塊，及木質廢棄物等，如果能有效的再利用，將可以直接減少廢棄物對環境所造成之衝擊，同時可以間接減少新資源的開採及開採所衍生之環境問題。因此在綠建築評估之九大指標中，建築廢棄物回收再利用的綠建材乃為其中重要的一環。就資源材料的觀點，建築廢棄物中有許多可回收再利用之材料，如能將其再利用，將可減少原生資源之開發，同時達到建築物永續利用之積極目標。建築資源所涵蓋的範圍，就建築物的主結構而言，主要包括了砂石骨材、鋼筋、型鋼、水泥及混凝土；就建築物之次結構與裝修而言，則包括了紅磚、面磚、木材、石材、玻璃、鋁門窗、PVC 管等數千種建材；就建築物的施工過程中，更包括了耗損量相當大的模板資源、以及基地整地可能所需之土方與級配料。由此可見，其所涵蓋的範圍十分廣闊，而這些建築廢棄物皆可回收使用，以創造具再利用價值之「綠色再生建材」。基本上推動建築廢棄物減量回收及開發綠色再生建材乃基於以下之目的：解決建築廢棄物處理問題，避免造成二次污染紓解國內建築材料供應之壓力提供再製資源化產品原料，創造產值減少營建素材之開採，降低能源消耗及 CO2 產生落實推動綠色建築之理念建築廢棄物的產生包括施工、拆除與裝修等部份，詳如圖 1.1 所示。國內之建築廢棄物產生量，依據黃榮堯教授接受內政部建築研究所之委託研究報告(黃榮堯，『建築物拆除污染及廢棄物產生現況與調查架構研究』，內政部建築研究所，民國 87 年 6 月)顯示，新建工程廢棄物比例為：各項廢棄物的組成比率按重量比率計算，混凝土塊及磚瓦等可再利用的剩餘土石方者約佔 40％，屬於廢棄物之部分包括廢金屬、廢木料等則佔 49％左右，其它類則約為 11％；按體重比率計算則混凝土塊及磚瓦等可再利用的剩餘土石方者約 55％，屬於廢棄物之部分包括廢金屬、廢木料等則佔 36％左右，其它類則約為 9％。再者，依據魏衍. 2.

(23) 教授之研究(魏衍，『主要建材資源供需利用現況與調查架構研究』，內政部建築研究所，民國 87 年 6 月)，以八十三至八十六年年間高雄縣、市合法申請建築拆除執照去推估分析各建築廢棄物的產生比例差異，發現關鍵來自於拆除建築構造物的比率不同。且該研究亦推估出國內建築拆除廢棄物的成分組成。而工研院能資所(『建築廢棄物來源、產生總量推估、分佈狀況、清理再利用體系規畫』，民國 91 年 4 月)於八十九年也推估出較新的成分數據，廢棄物中土石方材料佔 85.4％，木料 3.1 ％，金屬 5.7％，玻璃類 4.5％，廢棄物一般垃圾佔 1.3％(塑膠 0.7％、其它 0.6％)，其詳細推估結果如表 1.1 所示。. 3.

(24)

(25) 表 1.1 全國營建混合廢棄物推估結果年度. 88. 89. 90. 木料. 金屬類. 玻璃陶瓷類. 塑膠類. 混凝土塊類. 其它. 合計. (M2). (公噸). (公噸). (公噸). (公噸). (公噸). (公噸). (公噸). 建築拆除. 1,563,723. 58,796. 108,679. 85,848. 14,386. 1,625,646. 10,321. 1,903,676. 建築施工. 37,136,587. 1,860,543. 2,231,909. 1,986,807. 4,961,448. 1,362,913. 12,403,620. 小計. 1,919,339. 2,340,588. 85,848. 2,001,194. 6,587,094. 1,373,233. 14,307,296. 百分比％. 13.41. 16.6. 0.60. 13.99. 46.04. 9.60. 100.00. 64,444. 10,799. 1,220,320. 7,747. 1,429,028. 1,870,944. 4,672,115. 1,283,433. 11,680,289. 分類與小計總樓地板面積. 建築拆除. 1,173,836. 44,136. 81,582. 建築施工. 34,970,924. 1,752,043. 2,101,753. 小計. 1,796,180. 2,183,334. 64,444. 1,881,744. 5,892,435. 1,291,180. 13,109,317. 百分比％. 13.70. 16.65. 0.50. 14.35. 44.95. 9.85. 100.00. 53,296. 8,931. 1,009,233. 6,407. 1,181,840. 1,159,347. 2,895,116. 795,290. 7,237,790,. 建築拆除. 970.790. 36,502. 67,470. 建築施工. 21,670,030. 1,085,669. 1,302,369. 小計. 1,122,170. 1,369.839. 53,296. 1,168,278. 3,904,349. 801,697. 8,419,630. 百分比％. 13.33. 16.27. 0.63. 13.88. 46.37. 9.52. 100.00. 1,612,563. 1,964,587. 67,863. 1,683.739. 5,461,293. 1,155,370. 11,945,414. 平均. 資料來源：工研院能資所『建築廢棄物來源、產生總量推估、分佈狀況、清理再利用體系規劃』. 5.

(26) 自 921 震災後，建築廢棄物之處理與回收再利用，已廣泛為各界所重視，各種回收再利用途逕，內政部營建署在 91 年度曾委託工研院能資所完成「營建剩餘土石方及建築廢棄物多元化回收再利用計畫之推動執行及其標準之訂定」研究，其中對於國內外有關各類建築廢棄物之回收再利用方式有詳細之資料收集與分析。但是，回收後的用途與出路很顯然卻是另一更重要的問題。目前係以公共工程可消耗量最大，但涉及材料品質規範及施工工程規範，以混凝土塊為例，破碎後之再生粒料，可作為各種級配、填方料如表 1.2 所示。表 1.2 國內工程對於使用處理後建築廢棄物之性質要求工程名稱. 最大粒徑. 其他性質. 公路填方. 小於 10 公分. 不得含有害物質，CBR 值. 工業區回填. 小於 8 公分. 路面工成基層、底層. 小於 5 公分. 非結構性混凝土. 小於 4 公分. 不得含有害物質，最大乾密度不得含有害物質，CBR 值，級配，磨損率不得含有害物質，級配，磨損率. 本計畫之目的並非在探討建築廢棄物回收之課題，而是著重在利用回收後之材料，研製可供再使用之綠建材。亦即配合內政部建築研究所本年度平行委託中華建築中心執行之「綠建材標章制度建立與推廣」計畫中，針對綠建材之四大指標：生態性、健康性、再生性與高性能中，以「再生性」為本計畫之研發重點。因此本計畫之研究標的乃為「綠色再生建材」，其來源則如圖 1.2 所示。. 6.

(27) 混合建築廢棄物資源回收. 含鐵金屬. 焚化大型廢棄物>30cm. 破碎機粗碎前處理. 土石方資源含鐵金屬. 細碎之混合廢棄物. 碎石機. 轉筒式篩選機 (含磁選器) 掩埋、焚化. 掩埋. 塑膠紙張等輕質物料. 2~5cm 風力選別機 2~5cm磚,瓦,土石, 混凝土塊塊等. 人工撿拾. 碎石機. <2cm 非鐵金屬. 玻璃類. 木質類. 綠色再生建材. 資源回收. 圖 1.2 建築廢棄物回收處理流程. 7.

(28) 因此，從政策觀點而言，為達到建築物資源之永續積極利用，創造國內永續型社會體系，政府各層面定立之目標有： 1. 依據行政院 90 年 3 月核定之「綠建築推動方案」，其總目標為：「積極推動維護生態環境之綠建築」；次目標(四)為：「促進廢棄物減量，減少環境污染與衝擊」；次目標(五)為：「提昇資源有效利用技術，維護生態環境之平衡」，因此「綠建築推動方案」之實施方針第五條明訂「研(修)訂建築廢棄物回收及再生利用相關技術規範與法規制度」。 2. 而在機關權責分工方面，內政部更職司「綠建築研究發展」，故應辦理「綠建材認定及檢測標準，建築廢棄物管理與回收制度，再生材質可回收低污染省能源產品獎勵制度…」等研究。 3. 另依據 91 年 7 月總統令頒之「資源回收再利用法」，其第七條：「中央主管機關及中央目的事業主管機關，應依權責制定有關減少資源消耗，抑制廢棄物產生，及促進資源回收再利用之政策及法令，並付諸施行。」；第十六條：「再生資源、再生產品應符合國家標準；無國家標準者，得由中央目的事業主管機關會商中央主管機關公告其標準；再生資源、再生產品不符合前項標準者，不適用本法第四章輔導獎勵措施之規定。」因此，對於建築廢棄物之最佳策略是：延長使用壽命減少廢棄物產生(reduce) 替代用途之直接再使用(reuse) 材料再生利用(recycle) 物質再生利用(recovery) 基於以上政策目標，加強「建築廢棄物之再生利用研究」以減少資源消耗，並制定「再生產品相關之標準規範」，以加強再生建材之推廣應用，為內政部建築研究所將極力推動重要研究課題。而過去數年來，建築研究所曾陸續辦理多項相關之研究計畫，為期這些研究計畫之成果得以落實推動，特配合「國家建築實驗室計畫」中， 8.

(29) 設置「綠色再生建材實驗室」，以進行國內各項綠色再生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。本計畫之另一重要任務乃為協助內政部建築研究所完成「綠色再生建材實驗室」之建置工作，並規劃未來相關之研發課題。「綠色再生建材實驗室」所需之各項儀器設備包括兩部份，其一是「再生建材製程開發實驗設備」，以及「再生建材性能檢測實驗設備」等兩部份。各項實驗研究設備將於 92 年度中陸續建置完成，並展開各種綠建材相關之研究與技術開發。該「綠色再生建材實驗室」將作為內政部建築研究所之常設機構，並具有以下功能： (1)執行綠色再生建材相關之各項技術研究與規範研析，包括：製程開發：各種綠色再生建材之商業化量產製程研究規範研訂：各種綠色再生建材產品品質規範(含材料性標準、環境性標準與衛生性標準等)與施工規範研訂，並研提相關材料之國家標準。品質驗證：依據品質規範，進行綠色再生建材之品質驗證工作 (2)進行國內外綠色再生建材資訊與法規政策蒐集分析，及國內適用性之評估 (3)兼具示範推廣與研習及人員訓練等多元性之功能未來將可成為執行再生建材檢測及供能認定之實驗室。「綠色再生建材實驗室」所需之各項實驗研究設備將於 92 年度中陸續建置完成，並展開各種綠建材相關之研究與技術開發。本計畫係為配合「綠色再生建材實驗室」之建置，進行各種綠色再生建材技術研發、法規制度建立及國內推廣應用驗證。其方式乃在充份運用「綠色再生建材實驗室」之製程開發設備，將各種研究成果，進行製程放大之研究，克服商業運轉之可能困難，並建立量產化製造之程序，及針對產品進行功能驗證。此外，並將針對市場需求潛力較大之建材產品，開發以回收材料代替原材料之生產製程，包括如廢棄物前處理、分離、調配混合及壓鑄成型之各種標準製程之條件控制等皆將為計畫研究之範圍。由於「綠色再生建材實驗室」將於 92 年底前陸續建置完成，本 9.

(30) 計畫本年度則為進行先期之研究工作。以研究對象而言，誠如包括圖 1.1 中所示之各種素材，本計畫將以建佔總量約八成左右之廢混凝土磚石，以及木質建材為重點，研製各種具商業化潛力之再生綠建材。就廢混凝土磚石類而言，本研究團隊曾於 89 年完成產製高壓混凝土磚之技術研發(陳文卿，『建築廢棄物之再生利用技術開發— 廢棄混凝土塊再利用』,民國 89 年 10 月，內政部建築研究所)，而中央大學土木系黃榮堯教授在內政部建築研究所所委託之『建築廢棄物回收系統制度之研究』計畫中，亦探討各種廢棄混凝土塊再生利用之技術足資參考。對於木質廢棄物而言，台大森林系王松永教授於『木質建材回收系統及再利用技術研發』計畫(民國 90 年，內政部建築研究所)中，亦曾完成粒片板製造技術之研發。綜合以上所述可知國內對於建築廢棄物減量回收再利用，及利用建築廢棄物開發綠色再生建材之技術研發工作，在內政部建築研究所多來之努力推動下，已奠立良好之基礎。因此，本計畫除將研製包括木質及石質等二類建築廢棄物回收再利用之綠色建材以及物性測定/產品驗證之標準程序外，並將研擬再生綠色建材之國家標準，以制定再生綠色建材之產品規範及製造/施工規範。同時為有效協助國內各界推動綠建築，本計畫將協助國內業者開發綠色建材技術，辦理示範觀摩，輔導業者進行生產製造，並推廣應用。所謂「綠色再生建材」， [綠色]乃指於生產、製造、施工、使用、廢棄階段皆為低環境負荷；而 [再生]係說明可重覆使用，及延長生命週期。因此綠色必須包括健康、生態及資源有效利用等意函；而再生則泛指產品中部份或全部使用回收再利用資材者。因此「綠色再生建材」，乃必須具有以下之內涵：環保性：於生產、施工、使用、棄置等各階段皆能減少環境污染，降低環境負荷，減少CO2排放永續性：以回收國內本土性材料再生利用，而具延長生命週期及可重覆使用特性，以減少能源與天然資源之取用健康性：長期使用對於健康與安全衛生之影響機能性：材料性能與施工使用之便利性經濟性：商業化產品價格之市場競爭性 10.

(31) 本計畫係為配合內政部「綠色再生建材實驗室」之建置，進行各種綠色再生建材技術研發、法規制度建立及國內推廣應用驗證。總計畫目標在促進建築廢棄物減量，創造再生建材之永續循環利用，減少天然資源之消耗及降低環境負荷。本計畫將包括以下次目標： 1. 建築廢棄物分離與減量技術開發研究 2. 完成各種具市場潛力及高附加價值之綠色再生建材商業化製程開發 3. 綠色再生建材「中華民國實驗室認證實驗室」建置 4. 完成綠色再生建材之認定標準與制度建立，及國內之推動機制本年度計畫進度詳如下頁所示。. 11.

(32) 月次. 第第第第第第第第第第一二三四五六七八九十. 工作項目. 月月月月月月月月月月. 第第十十備一二註月月. 建築廢棄物分離技術開發收集與分析建築廢棄物的熱分離資料建立廢棄建築混凝土塊的熱分離技術程序綠色再生建材製程技術開發收集與分析建築廢棄物的再生製程技術建立建築廢棄物的前處理程序建立配比/混合/最佳成型條件廠試及投資評估業界合作產品試製 CNLA 實驗室建置實驗室設備驗收與試運轉規劃 CNLA 建置規劃研究認定標準制度與推動機制國內外相關認定標準與推動機制相關背景資料評析國內綠色再生建材規範與認定標準制度建立預 (. 定累. 進積. 度數. ). 8. 15. 24. 說明： 12. 32. 40. 49. 58. 66. 75. 83. 92. 100.

(33) 第二節研究內容及方法本計畫全程預定四年，於民國 92 年開始展開各項相關研究工作，除將建立建築廢棄物回收再利用之綠色建材研發，以及物性測定與產品驗證之標準程序建立外，並將研擬再生綠色建材國家標準，以制定再生綠色建材之產品規範及製造/施工規範，同時辦理示範觀摩，輔導業者進行生產製造。本計畫 92-95 年度的執行內容，依據本計畫執行的主要重點，規劃擬定之全程架構如圖 1.3 所示，包括：建築廢棄物熱分離技術開發、綠色再生建材製程技術開發、CNLA 實驗室建置、認定標準、制度與推動機制等共四大項。. 13.

(34) 建築廢棄物熱分離資料資料收集分析建立熱分離技術程序建置熱分離實驗裝置檢析最佳熱分離條件熱分離回收材料之產品利用. 建築廢棄物熱分離技術開發. 綠色再生建材技術開發與推廣應用. 收集相關技術資料木質與石質廢棄物前處理程序建立配比與混合條件及最佳成型條件建立分析及增進建材物性研究. 綠色再生建材製程技術開發. 廢竹材再生竹炭塗料設計研發再生建材市場性與經濟性調查評估廠試與投資效益評估. 業界合作共同開發與推廣. 實驗設備驗收規劃及測試運轉驗收 CNLA 建置規劃研究再生綠色建材之製程驗證研擬綠色再生建材國家標準再生綠色建材之產品規範與製造/ 施工規範之制定. CNLA 實驗室建置. 國內外相關背景資料評估綠色再生建材規範與認定標準建立綠色再生建材評定制度建立再生建材生命週期評估制度建立國內綠色再生建材推動機制研究建立示範性之模擬案例配合綠建築評估指標之廢棄物減量指標與評估標準建立. 認定標準、制度與推動機制. 圖 1.3 全程計畫架構. 14.

(35) 建築廢棄物熱分離技術開發從建築廢棄物減量觀點來看，成功的第一步應在廢棄物之產生源頭開始減量，因此針對佔 85%以上之廢棄混凝土塊及磚塊而言，若可在建築物拆除時，先行於現場進行分類並分別回收，大部份的回收物皆可直接再利用，這樣一來既可避免建築廢棄物進入棄土場再與各種廢棄物混雜，亦為建築廢棄物源頭減量之最佳策略。以往對於所有的建築廢棄物皆係採機械破碎、分離之方式，但所分離回收之物質只能提供作為粒料使用，價值偏低。若改採熱分離程序，將拆除之混凝土石塊、磚塊等分解拆離，則將有利於直接回收再利用，因此擬開發熱分離程序以達到現場減量之目標。依據文獻指出，混凝土在受到高溫時會一層層地瓦解成碎片，分析其因素在於：(1)混凝土本身材質熱膨脹係數不同而產生碎裂。 (2)矽質骨材遇高熱產生體積膨脹。(3)混凝土中水份遇熱而產生孔隙蒸氣壓力所造成之爆裂。因此應用熱將廢棄混泥土中的石質粒料、磚進行分離，具有可行性，其基本原理乃在混凝土硬化過程水化收縮之逆向反應。本研究項目在於評估熱分離技術用於回收建築廢棄物中資源物質的可行性，並建立熱分離應用於建築廢棄物之技術流程。全程年的主要工作內容為： 1. 蒐集國內外有關之熱分離技術資訊，評估其應用實施於廢棄水泥磚石塊中回收資源物質之可行性 2. 分析並比較熱分離技術與傳統破碎分離技術，用於回收廢棄水泥塊中有用磚石之技術效益與經濟效益 3. 建立熱分離之最佳操作條件與控制技術 4. 針對國內大量的廢棄水泥磚石塊建立可行之熱分離技術流程，進行其中的石質粒料、燒結磚…等可用資源之回收實驗 5. 熱分離回收材料之性能測試分析，並評估其與原材料之差異性，及以熱分離回收材料作為骨材、燒結磚等可用資源之實驗與產品開發研究。綠色再生建材製程技術開發對於建築廢棄物之再利用，固然包括鋼筋、廢棄混凝土/磚塊、 15.

(36) 木質材料等，但是以數量而言，還是以廢棄混凝土/磚塊為最大量之部份。國內 921 震災後，環保署曾委託臺灣營建研究院召集許多學者專家針對各種可行之再利用途逕提出建議(陳振川等，九二一震災建築廢棄物再生利用推動計畫期末報告，行政院環保署，民國 88 年)，不外乎以下數種:骨材利用(或製備再生混凝土製品)、路基填方、填海造地、級配料、人工魚礁等。各種再利用途徑中，填方料消耗量最大，且僅須粗碎即可再利用，但是附加價值較低。再生骨材以再製混凝土製品之附加價值可較高，但市場通路卻是以往推動資源回收再利用之重要瓶頸所在，此乃本計畫所將克服之重點。據內政部建築研究所於 91 年度，委託台大森林系王松永教授與中央大學土木系黃榮堯教授分別辦理之「廢木材及廢混凝土回收再利用」推動計畫之結論，顯示國內較具市場需求性之廢木料類再生建材為粒片板、木片水泥板、踢腳板及課桌椅等；廢混凝土之再生建材部則為高壓地磚、植草磚、圍牆空心磚、道路級配及消波塊等。因此與業者合作針對上述再生建材進行量產化之研發與推廣，將為國內推動綠色再生建材之目標工作項目。本計畫以綠建築觀念為研究架構規劃藍圖，在建築資源範疇的界定方面，將包括木質建材及混凝土磚塊為主。至於利用科技之範疇，則將「有效利用」與「回收再生」兩個層次同時納入，探討各項主要的建築資源材料之使用現況與回收科技，並自分類回收之木質建材以及混凝土廢棄物，開發各種再生建材物料之製備，並依據市場需求產製各種資源化再生產品。各種資源化對象與產品目標如圖 3.2 所示。本研究在於建立建築廢棄物再利用為建築素材(骨材、磚材、板材…)之可行技術流程，以木質廢棄物而言，將可製備粒片板、纖維板與複合板等再生建材，此外並可與他種廢棄物混合而製得如耐燃性複合板、仿木建材等材料，因此具有極廣泛之市場用途。對於混凝塊磚石廢棄物而言，除可經篩分後製備人工骨材，各種級配料用途外，並可以產製高壓混凝土磚以及水泥製品。全程主要工作內容為： 1. 完成包括木質、混凝土(磚)塊的實驗室級再利用產品的製作， 16.

(37) 以及產製流程之規劃 2. 依據建築廢棄物之特性，建置再生建材之性能驗證設備與規劃測試程序，包括再生建材之物化特性、力學性質實驗、加工特性測試、品質檢驗程序…等，如： 3. 基本物性與化性分析：含粒徑分析、組成分析、重金屬含量、有機物含量、TCLP 試驗、含水率分析等 4. 力學性質試驗：包括抗壓強度、抗彎強度、破碎試驗/磨耗試驗、加速老化/耐候性/耐蝕性測試...等 5. 工作性試驗及施工性之配比實驗對於粉狀或屑狀之廢竹材而言，若將其回收再利用，並經過炭化及活化過程處理後，可得竹活性炭，利用其具有調濕、除臭、遠紅外線、吸附 VOC 有毒氣體、及屏敝電磁波等特性，若能將其與內裝塗料互相結合，此健康塗層用於建築物室內應可具有：濕度調節、防止白蟻危害、吸附有機溶劑或有害氣體、產生負離子供給、屏蔽電磁波及節省能源等效果，為一種科技健康建材，故活性竹炭健康塗層製造技術之研發為一值得深入探討研究之課題。此部份之主要研究內容可分為 4 項： 1. 國內外相關資料及研究結果之蒐集及匯整：收集日本、美國、中國大陸及台灣相關竹炭塗料之專利文獻蒐集集匯整。 2. 竹炭(炭化、活化)之基本性能測試：提供三種不同細度原料 300、500 及 1000 mesh，之炭化及活化之竹炭作為基本原料，並進行 pH 值、真比重、表面結構、結構強度、導電性(電阻、電磁波屏敝)、比表面積、等溫吸附曲線、表面官能基、調濕效能及抗菌等性能測試。 3. 塗料分散劑之設計或其他添加劑之混合及調製：選擇適合之 (水性)塗料分散劑，必須能將竹炭作良好之分散且避免影響竹炭之性能。 4. 竹炭塗料之基本性能檢測：此部份研究將進行塗料分散性、塗佈性能、耐候性能、電磁波屏蔽效能、VOCs 吸附效能及抗菌性能等檢測。 17.