建築廢棄物再生循環技術開發與推廣應用計畫

建築廢棄物再生循環技術開發

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 100 年 12 月

建築廢棄物再生循環技術開發

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、陳盈良、蘇鈺荃

于 寧、車明道、蔡人傑、梁永瑩

內 政 部 建 築 研 究 所 補 助 研 究 報 告

中 華 民 國 100 年 12 月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

Recycling Technology Development and Promotion

of Building Wastes

Terminal Report

By

Juu-En Chang

Wen-Ching Chen

Chih-Ta Tsai, Grodon Tung-Chin Kung

Ying-Liang Chen, Yu-Chuan Su

Ning Yu, Ming-Daw Che

Jen-Chien Tsai, Yung-Ying Liang

廢 棄 物 再 生 循 環 技 術 開 發 與 推 廣 應 用 計 畫 內 政 部 建 築 研 究 所 補 助 研 究 報 告 年 度 100

目 次

目次... I 表次... III 圖次... V 摘要...VII 第一章 緒論... 1 第一節 研究緣起與背景... 1 第二節 研究目的... 2 第二章 計畫目標與工作內容... 3 第一節 計畫目標... 3 第二節 工作內容... 3 第三章 建築廢棄物再生循環技術開發... 9 第一節 營建剩餘土石方概況... 9 第二節 輕質隔熱再生綠建材開發... 22 第三節 冷結技術應用於高壓地磚再生綠建材開發... 33 第四章 建築廢棄物再生循環技術推廣應用... 51 第一節 再生綠建材效益與市場競爭性分析... 51 第二節 再生綠建材推廣與成果說明會... 80 第五章 結論與建議... 89 第一節 結論... 89 第二節 建議... 92 附錄一 2011 年再生綠建材成果發表會相關資料... 95 附錄二 100 年度期初簡報評審意見與回應表...119 附錄三 100 年度期中簡報評審意見與回應表...123 附錄四 100 年度期末簡報評審意見與回應表...129 參考書目...135

表 次

表 2-1 近九年全國工程產出各類土質統計... 4 表 3-1 國內營建剩餘土石方資源回收利用現況... 10 表 3-2 營建剩餘土石方再生利用對策... 12 表 3-3 剩餘土石方堆置處理場土石分類對照... 13 表 3-4 土壤主要分類符號表... 14 表 3-5 統一土壤分類法在工程性質應用判斷表... 15 表 3-6 再生粒料應用之規範與標準... 16 表 3-7 歷年全國土方供需統計表... 18 表 3-8 近九年全國工程產出各類土質統計查詢... 19 表 3-9 營建剩餘土石方 TCLP 試驗結果... 21 表 3-10 營建剩餘土石方 XRF 分析結果... 21 表 3-11 營建剩餘土石方統一土壤分類法結果... 22 表 3-12 營建剩餘土石方 B2-3、B3、B4 與 B6 之水分、灰分與燒失量... 22 表 3-13 營建剩餘土石方之主要元素組成... 23 表 3-14 營建剩餘土石方之重金屬含量... 23 表 3-15 AAC 物理特性分類（CNS）... 28 表 3-16 營建剩餘土石方 B2-3、B3、B4 與 B6 產製 AAC 之比重與抗壓強度... 32 表 3-17 試驗用水泥、爐石及飛灰之化學成份及物捚性質... 35 表 3-18 強塑劑基本性質... 36 表 3-19 營建剩餘土石方產製冷結型高壓地磚配比... 40 表 3-20 冷結型高壓地磚比重、吸水率試驗結果... 46 表 3-21 高壓地磚抗壓強度試驗上承壓塊之尺度... 47 表 3-22 冷結型高壓地磚抗壓強度試驗結果... 48 表 4-1 建築廢棄物再生循環技術開發現況調查表... 54 表 4-2 再生綠建材生產業者訪查名單... 55 表 4-3 近十年各類建築廢棄物產量重量估算表... 66 表 4-4 工業廢棄物回收可利用製備再生建材之類別... 67 表 4-5 99 年度可於工程粒料使用之公告再利用廢棄物產出情形... 67 表 4-6 再生綠建材標章之再生材料使用規定... 69 表 4-7 2011 年再生綠建材成果說明會議程... 81

圖 次

圖 2-1 計畫架構圖... 3 圖 2-2 本年度輕質隔熱再生綠建材開發研究步驟流程... 6 圖 3-1 營建剩餘土石方分類處理階段流程... 11 圖 3-2 營建剩餘土石方分類處理步驟流程... 11 圖 3-3 本研究所採用之營建剩餘土石方... 20 圖 3-4 營建剩餘土石方之 XRD 圖譜... 24 圖 3-5 AAC 原料乾基配比三相圖... 25 圖 3-6 AAC 原料粒徑分布累計圖... 26 圖 3-7 水固比（W/S）對成型漿體比重之影響... 27 圖 3-8 鋁粉添加量對成型漿體比重之影響... 27 圖 3-9 養護時間對 AAC 製品比重之影響（12 atm）... 29 圖 3-10 養護時間對 AAC 製品抗壓強度之影響（12 atm，SiO2 = 60 wt.%）... 29 圖 3-11 養護時間對 AAC 製品抗壓強度之影響（12 atm，SiO2 = 60 wt.%）... 30 圖 3-12 養護時間對 AAC 製品抗壓強度之影響（12 atm，SiO2 = 70 wt.%）... 30 圖 3-13 水泥、爐石及飛灰之粒徑分佈圖... 36 圖 3-14 冷結型高壓地磚配比設計流程圖... 37 圖 3-15 冷結型高壓地磚加壓成型時組成材料所產生之壓密排水現象... 41 圖 3-16 加壓成型應力為 42.0 MPa 時各類營建剩餘土石方最適含水率... 42 圖 3-17 組裝後冷結型高壓地磚模具設計圖與實際照片... 43 圖 3-18 冷結型高壓地磚模具設計圖與實際照片（底模）... 43 圖 3-19 冷結型高壓地磚模具設計圖與實際照片（外模）... 44 圖 3-20 冷結型高壓地磚模具設計圖與實際照片（加壓模）... 44 圖 3-21 冷結型高壓地磚製作程序... 45 圖 3-22 營建剩餘土石方冷結型高壓地磚成品照片... 46 圖 3-23 冷結型高壓地磚抗壓強度試驗照片... 47 圖 3-24 冷結型高壓地磚抗壓強度成長關係圖... 48 圖 3-25 一般市售高壓混凝土地磚價格... 50 圖 4-1 再生綠建材產業體系架構... 51 圖 4-2 再生綠建材市場競爭性分析架構... 52 圖 4-3 艾鎂公司現場照片... 56 圖 4-4 天九興業公司現場照片... 58 圖 4-5 冠軍建材公司現場照片... 59 圖 4-6 原料來源穩定性比較... 61

圖 4-7 原料價格比較... 62 圖 4-8 各廠使用回收原料原因... 63 圖 4-9 提供再生綠建材使用之廢陶瓷及廢玻璃... 70 圖 4-10 宏遠公司現場照片... 72 圖 4-11 陶瓷面磚製程各階段之收縮變化... 73 圖 4-12 廢玻璃纖維與廢陶瓷粒進行燒結之試驗... 73 圖 4-13 回收玻璃燒結試驗結果... 74 圖 4-14 再生纖維水泥板之生產製程... 75 圖 4-15 未燒結之普通磚初胚與燒結後之普通磚成品... 76 圖 4-16 普通磚生產工廠以廢棄土為原料... 77 圖 4-17 普通磚生產工廠之破碎處理設備... 77 圖 4-18 再生粒料之生產流程... 78 圖 4-19 電弧爐碴製備細粒料... 79 圖 4-20 廢陶瓷製備細粒料... 79 圖 4-21 營建剩餘土石方製備細粒料... 79 圖 4-22 鄭主秘致辭照片... 81 圖 4-23 主席(張祖恩教授)致辭照片... 81 圖 4-24 專題報告照片... 82 圖 4-25 綜合討論與座談照片... 82 圖 4-26 現場觀摩照片... 83

摘 要

關鍵詞：建築廢棄物、再生循環技術、推廣應用 一、研究緣起 本計畫乃配合行政院「生態城市與綠建築推動方案」之總目標：「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」及次目標(六)：「發 展營建減廢技術與機制，提升資源有效利用」。並以該方案實施項目分工表第十五項— 「建築廢棄物再生利用技術研發、驗證及推廣產製，以加速再生建材產業化」為主要目 的。 一般而言，使用營建資源所製成的再生綠建材，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資源作為 原料，應該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，及環境 保護的目標。本計畫將提出以下工作分項，各分項並另包含 2-3 個工作項目； 第一項工作分項：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：蒸壓養護輕質混凝土（autoclaved aerated concrete， AAC）具有輕質、隔熱等優點，為一深具發展潛力之建材。本計畫擬針對目前 利用率較低之 B2-3、B3、B4、B6 及 B7 類營建剩餘土石方，嘗試取代 AAC 原 料進行再生綠建材開發。研究內容包含 AAC 原料配比設計、蒸壓養護參數修 正、AAC 產品性質分析測試等，藉以建構 AAC 製造之技術基礎並探討營建剩 餘土石方產製 AAC 之可行性。 2. 冷結技術應用於高壓地磚再生綠建材開發：本研究前期採用利用率較低之營建 剩餘土石方所開發之冷結型再生粒料，經相關性能測試比較，結果顯示具有不 錯之性能，且符合節能減碳之政策目標，今年度期望將此技術應用於：高壓地 磚，並借重質輕、緻密、低熱傳導特性，期望增加營建資材再利用之多樣性。 第二工作分項：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：已獲再生綠建材標章之產品類別，例如再生矽酸 鈣板、再生纖維水泥板、再生石膏板、再生高壓混凝土磚、再生陶瓷面磚、再 生紅磚、再生粒料、再生隔熱磚等，進行訪查，瞭解市場銷售使用情形，評估 再生綠建材產業規模及與同類產品之市場競爭性分析，並邀集相關業者探討市 場競爭策略。 2. 再生綠建材使用效益評估：針對再生綠建材之使用案例，分析其節能減碳、經 濟效益，與使用者的滿意度等。另將辦理再生綠建材產品推廣說明會，針對技 術成熟之再生綠建材，以及國內取得再生綠建材標章之產品辦理成果說明會。

二、研究方法及過程 本研究將分二大項展開，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. 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蒸壓養護輕質混凝土 （autoclaved aerated concrete，AAC）之基礎。茲將本年度研究方法與重點工作分項說明 如下。 (a) 蒸壓養護設備設計與製造組裝： 藉由收集文獻資料研析並設計、修改高溫蒸氣養護設備之構造，並徵詢相關專家學 者意見進行元件製造與組裝測試。考量蒸壓養護程序欲探討之溫度、壓力、溼度、時間 等參數，設備須搭配精確電熱程式溫控、壓力與溼度調節、定時裝置等，以利探討養護 條件對 AAC 材料特性之影響。腔體本身另需考量相關安全問題，結構須以精密加工製 造並通過嚴格檢驗，操作人員亦需進行相關操作與安全教育訓練。 (b) 蒸壓養護輕質混凝土製備： 根據研究團隊近年來進行水泥及混凝土材料之相關研究基礎，並進一步收集相關文 獻資料研析以瞭解製備 AAC 之重要條件及影響因素，完成原料調配、拌和水化、發泡 鑄型等實驗。透過後續材料特性分析回饋修正實驗參數，尋求蒸壓養護輕質混凝土製造 之最適原料配比與拌和發泡條件，並瞭解各參數對材料特性之影響。本年度研究另參考 營建剩餘土石方相關研究文獻資料，設計不同成分配比，藉以瞭解後續應用營建剩餘土 石方作為替代材料時，配比組成對 AAC 製作及材料特性可能造成之影響。 (c) 蒸壓養護程序控制 藉由高壓蒸氣養護提升 AAC 之水化程度與機械強度，探討溫度、壓力、溼度、時 間等條件。溫度與壓力初步設定於 100-200°C 與 1-15 atm；溼度則以飽和水蒸汽為主， 亦嘗試運用其他濕度條件；時間則以 6-24 小時為主要試驗範圍。 (d) 蒸壓養護輕質混凝土材料特性分析 分析蒸壓養護輕質混凝土製品之特性，主要包含密度、孔隙率、抗壓強度、表面結 構等物理特性，以及水化程度、溶出特性等化學特性。透過材料特性分析結果回饋修正 蒸壓養護輕質混凝土製備與蒸壓養護程序控制等參數，建立最適實驗參數範圍，並釐清 產品物化特性與各程序參數調控之關係，以提供後續蒸壓養護技術應用之參考。

(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。 另本研究 99 年度冷結型再生粒料開發之試量產規劃工作項目中，由於冷結型再生 粒料係屬新開發之技術，並無既有機械設備可以進行試量產試驗，而信義建材股份有限 公司主要生產高壓水泥瓦、高壓水泥地磚，其生產之機械設備與製程，較接近冷結型再 生粒料，因此 99 年度時本研究曾採用 88 風災清淤工程之剩餘土石方，依據營建剩餘土 石方分類應屬於 B2-3 類營建剩餘土石方，與冷結型再生粒料 C200（水泥用量為 200 kg/m3）配比，雖然信義建材之全自動高壓成型機，加壓成型應力約 11.1 MPa，僅為冷 結型再生粒料成型應力（35 MPa）的 1/3，但經過含水率修正後仍可成功製成高壓地磚。 今年度本研究將依據前期所開發之冷結技術，將其應用至高壓地磚再生綠建材，首 先採用較保守水泥量的配比-C200（即水泥用量 200 kg/m3_{）並探討其最適成型應力與營} 建剩餘土石方之含水率，並根據再生綠建材評估基準進行相關性能測試，亦將測試其熱 傳導係數，期望將 B2-3、B3、B4、B6 類等再利用率較低的營建剩餘土石方，透過冷結 技術開發成兼具質輕、緻密、價廉、低熱傳導特性，且可供戶外空間使用之再生綠建材。 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 本計畫曾於 99 年度完成再生綠建材之產業化推動規劃，並建議建置營建資源循環 供應中心，以廣納各種可再生利用之營建資源。配合 2010 年所修訂之「綠建材解說與 評估手冊」中，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。但是獲得綠建材標章之綠建材，與替代性產品， 產業規模及市場區隔性等，是否具競爭性，將是本計畫擬碳討之重點。本工作項目中， 將針對獲再生綠建材標章之產品進行訪查，瞭解市場銷售使用情形，評估再生綠建材標 章對於提升建材產品市場競爭性之助益。 (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。本計畫之前期研究中，皆以再生綠建材生產者為目標，評估及相關效益。本年度 計畫中，將針對已取得再生綠建材標章之產品使用案例，進行現場之調查評估使用再生

綠建材在經濟性、環保性或功能性之效益。及業者使用之滿意度調查等。 此外，為加強業界使用再生綠建材，以達到節能減碳效益目標。將辦理「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。並展示國內研發生產，且獲綠建材標章之各種優質再生綠建材產 品。辦理再生綠建材推廣成果說明會，會中將邀請業界、政府機關(環保、工業、營建… 等)、學術研究機構等代表共同參與。 三、重要發現 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 蒸壓養護輕質混凝土（AAC）具有輕質、隔熱等優點，為一深具發展潛力之建材。 今年度計畫針對目前利用率較低之 B2-3、B3、B4、B6 等類營建剩餘土石方，嘗試取代 AAC 原料進行再生綠建材開發。研究內容包含 AAC 原料配比設計、蒸壓養護參數修正、 AAC 產品性質分析測試等，藉以建構 AAC 製造之技術基礎並探討營建剩餘土石方產製 AAC 之可行性。 研究結果發現，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 特性近似，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 漿體製備則可藉由調整拌合水量（水固比，W/S）與鋁粉劑量控制成型 漿體之比重，其中以改變水固比方式有較為顯著的效果。而 AAC 製品比重大致不受蒸 氣壓力與養護時間所影響，因此主要可藉由調整漿體製備條件加以控制 AAC 製品之比 重。另由 AAC 製品之抗壓強度可歸納最適原料配比與高壓蒸氣養護程序。當原料組成 SiO2 = 70 wt.%、CaO = 25 wt.%、水泥 = 5 wt.%之乾基配比於蒸氣壓力 12 atm、養護時

間 16 小時條件下，所得之 AAC 製品具有最佳抗壓強度 6.59 MPa，可符合 G4（4.0 MPa） 與 G6（6.0 MPa）規範之最低抗壓強度需求，且其比重為 0.673，兼具輕質特性。　 以營建剩餘土石方產製 AAC 時，在低取代量下（10 wt.%與 20 wt.%），製成的產品 比重略微增加，但抗壓強度大幅提升，可符合 G4、G6 或 G10 的標準。隨著營建剩餘土 石方取代量提高，AAC 製品比重與抗壓強度皆下降。然而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。整體而言，營建剩餘土石方 具有作為 AAC 原料之潛力，但營建剩餘土石方組成與粒徑分布之影響應深入研究，藉 以提高營建剩餘土石方再利用比例並改善產品特性。

(2) 冷結技術應用於高壓地磚再生綠建材開發 根據前期冷結再生粒料研究中學者、專家的建議，可從較無安全顧慮之地磚著手， 加上建築技術規則第 321 條新修訂之條文，已將綠建材使用比例之計算擴充至戶外：「建 築物戶外地面扣除車道、汔車出入緩衝空間、消防車輛救災活動空間及無須鋪設地面材 料部分，其地面材料之綠建材使用率應達 10 %以上」，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發現如下： 今年度採用較保守水泥量的配比-C200（即水泥用量 200 kg/m3_{），其中營建剩餘土} 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。 冷結型高壓地磚係採用類似冷結型再生粒料之壓錠成型法開發，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：因為加壓成型時， 若營建剩餘土石方含水率太低，則不易成型，即使採用較高的成型應力，於解壓過程， 將因毛細孔隙吸水產生張力作用，使得冷結型高壓地磚產生裂縫；反之當加壓成型，營 建剩餘土石方含水率過高，於成型過程容易產生壓密排水現象，所排出的水，將使冷結 型高壓地磚局部水膠比變高，而形成弱面，進而影響其相關性質。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，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 MPa）之要求，且冷結 型高壓地磚抗壓強度隨著齡期成長，亦隨之成長。 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 CO} 2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，與大賣場一般混凝土高壓地 磚售價（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 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。近年來由於綠建材之生產、使用皆已越來越普遍，故內政部營建署已另召開 相關會議，將提高使用率至百分之四十五。而戶外部份，更增列「建築物戶外地面扣除 車道、汔車出入緩衝空間、消防車輛救災活動空間及無須鋪設地面材料部分，其地面材 料之綠建材使用率應達百分之十以上。」。此對於擴大再生綠建材之市場競爭性，將有 極大的鼓勵誘因。此外，公共工程部份也應該是應積極努力的目標。本計畫已針對國內 再生綠建材生產廠商對於原料取得以及再生綠建材之生產條件上，與使用原生材料的一 般建材作比較分析。發現以目前最大宗的再生綠建材－高壓混凝土磚為例，使用再生材 料不僅未增加生產成本，原料之使用亦更多樣性，且使用再生材料後，更能增加產品的 特殊性。而如陶瓷面磚、普通磚等，使用再生原料已經是必然的趨勢。因此未來再生綠 建材在市場上的使用比例將可越來越高。 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。 依據本計畫研究結果發現，再生綠建材在生產端普遍具競爭性。在使用端方面，目 前所面臨較大的困難是建商、建築師、一般民眾，對於再生綠建材的接受度，尚有若干 疑慮。因此，宜由再生綠建材使用端之效益分析，如加強其減廢、提高資源有效利用率， 以及節能減碳等作訴求。而更重要的是，再生綠建材在產品品質性能上，皆經嚴謹的檢 驗，確保品質性能與原生材料建材無異。另一方面在 98 年所召開之全國能源會議中， 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。

ABSTRACT

Key words：Building wastes, Recycling Technology, Promotion and Application

Considering the stringent global worming, it is a critical issue for building and construction department to treat the construction wastes 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 Materials, and focus in the technology development and promotion of recycling green building materials. There are three major targets, includes：

1. Innovative technology development of cold-bonding recycling aggregates green building materials, therefore to improve the minimization of construction resource, and provide the high performance green building materials, so as to create the market incentive of recycling material.

2. Promotion of recycling building material：Cost and performance are most important factors for the market competitiveness of recycling building materials. This project will select 3 kinds of recycling material that have GBM label, to study the advantageous in using recycling building materials, include application and investigate the application in build and provide the planning of mass production, include economic, performance and CO2 reduction efficiency.

3. Enhance the government department to use recycling material：Using recycling material is an important strategy to meet the policy of saving energy and reducing carbon dioxide. However, the individual ministry or administration has relative laws or regulations. This project will survey those regulations and propose a coordinate strategy to improve the application of recycling material in public department.

第一章 緒 論

第一節 研究緣起與背景

台灣地區地狹人稠，廢棄物之處理長期以來皆為主管機關與社會大眾所關切之問 題。國內重大工程施工，以及建築物裝修、重建拆除等，所產生之廢棄物數量十分龐大， 而由於現有之棄土場已面臨飽和，而新掩埋場址不易取得，導致建築廢棄物遭隨意棄置 之問題不斷發生，造成嚴重之環境污染，因此這些龐大量的建築廢棄物之去處乃值得十 分注意。就資源永續利用之觀點而言，建築廢棄物中不乏可資再利用之材料，如能將其 妥善回收，經適當之處理加工後，將可轉換成具再利用價值之再生材料或產品，而可減 少原生資源之開採及避免開採過程所衍生之環境問題，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。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。 建築資源所涵蓋的範圍相當廣泛，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 損量相當大的木質模板資源、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。而從產生量與回收潛力而言，除經濟價值顯著之金屬材料，民間 早已自然形成回收之市場機制外，混凝土塊、磚石及木質材料等廢棄物則應為應加強推 動回收再利用之對象。因此建築廢棄物之減廢除著眼於龐大量建築廢棄物處理問題之解 決外，對於紓解營建原料供應短缺之壓力亦有極大助益，因此加強建築廢棄物之減量回 收，以確保資源之有效利用，除為推動綠建築之重要策略外，更將為國家永續發展之標 竿。 行政院於民國九十年三月八日核定「綠建築推動方案」中，已揭示「促進建築廢棄 物減量，減少環境污染與衝擊」，及「提昇資源有效利用技術，維護生態環境之平衡」 為兩項重要之推動目標，且已獲良好成效。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，以達國土用續建設目標」；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更明訂「建立循環型社會之營建廢棄物減量 及分別訂定應採用永續工程綠色內涵與再生建材推廣機制」，朝向「零廢棄全回收資源 循環社會」之永續發展遠景邁進。 基於以上緣由，本計畫乃配合行政院「生態城市與綠建築推動方案」之總目標：「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」及 次目標(六)：「發展營建減廢技術與機制，提升資源有效利用」。並以該方案實施項目分

工表第十五項—「建築廢棄物再生利用技術研發、驗證及推廣產製，以加速再生建材產 業化」為主要目的。再配合「永續公共工程—節能減碳政策白皮書」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。包括以下之工作分項： 第一項工作分項：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。 2. 冷結技術應用於高壓地磚再生綠建材開發。 第二工作分項：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。 2. 再生綠建材使用效益評估。

第二節 研究目的

繼 90 年「綠建築推動方案」實施以來，從中央公部門以至地方政府公有建築納入 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著，在節能、減 廢、節水等各方面，皆獲致卓越成效。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；行政院公共工程委員會亦於 97 年擬訂「永續公共工程—節能減碳 白皮書」。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到 再生綠建材開發，以及再生材料市場使用，上、中、下游展開之完整體系。 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到再生綠建 材開發，以及再生材料市場使用，上、中、下游展開之完整體系，期望藉由建築物源頭 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的努 力，達成建立永續循環社會之總體目標，並邁向「零廢棄全回收資源循環社會」之永續 發展遠景。本計畫將結合成大永續環境科技研究中心（SERC）之技術專長，以及財團 法人環境與發展基金會之經驗能力，配合再生綠建材實驗室完整的試驗分析儀器之輔 助，相信將可繼續擴大研發積效。

第二章 計畫目標與工作內容

第一節 計畫目標

本研究包括二大重點工作，架構如圖2-1所示。研究方法分別說明如下： 一、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。 2. 冷結技術應用於高壓地磚再生綠建材開發。 二、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。 2. 再生綠建材使用效益評估。 圖2-1 計畫架構圖

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、. 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 產業零廢棄與資源永續循環之觀點而言，營建剩餘土石方應積極拓展相關再利用途 徑，取代填地、掩埋等消極處理。營建剩餘土石方多數富含鈣、矽化合物，成分近似蒸 壓養護輕質混凝土（autoclaved aerated concrete，AAC）原料，故具有相關資材化之潛力。

另一方面，AAC 有別於一般混凝土材料，原料除需要少量水泥外，主要為氧化鈣及二 氧化矽，並以少量金屬鋁作為發泡劑而產生輕質特性，且蒸壓養護輕質混凝土具有多項 優良的工程性質與物理特性，另製程與回收方面兼具低能源需求與資源可循環特性，更 被譽為 21 世紀的優良建築材料，值得進一步研究開發。有鑑於此，研究團隊擬採用目 前利用率較低之 B2-3、B3、B4、B6 及 B7 類營建剩餘土石方，上述幾種營建剩餘土石 方經統計調查均佔每年營建剩餘土石方總產出之 50 %以上（見表 2-1 所示），故今年度 本研究採用上述利用率較低之營建剩餘土石方替代 AAC 原料，進行輕質隔熱再生綠建 材開發。 表 2-1 近九年全國工程產出各類土質統計（截至 99 年 07 月、單位：m3_） B1 B2-1 B2-2 B2-3 B3 B4 B5 B6 B7 90 1,897,898 774,555 929,167 399,872 1,275,539 321,489 55,261 2,191 21,150 91 9,745,339 3,157,653 2,660,776 3,859,634 6,253,732 4,641,081 286,941 175,606 131,461 92 6,491,354 6,256,473 4,009,632 6,125,236 6,927,483 4,852,074 995,285 803,362 424,588 93 4,109,131 8,417,495 6,705,485 6,530,775 8,408,148 5,177,942 809,651 612,185 107,955 94 2,178,436 8,148,354 6,974,924 9,182,229 8,409,695 5,884,677 1,095,015 485,395 78,657 95 1,749,982 7,975,805 6,272,035 9,352,248 7,340,871 5,571,844 1,370,277 917,939 46,155 96 3,099,089 6,538,887 4,829,821 9,762,949 6,524,040 4,483,718 1,636,861 1,294,205 31,871 97 3,079,980 7,420,172 4,499,688 8,924,265 6,560,130 3,821,069 1,895,799 538,005 55,848 98 2,419,110 5,494,537 3,982,374 8,289,454 3,818,809 1,917,679 1,393,881 529,180 237,392 99 750,732 2,251,249 1,545,956 4,389,965 1,516,003 777,800 710,241 431,958 150,474 總 計 35,599,866 56,631,046 42,514,338 67,037,904 57,323,059 37,501,059 10,267,768 5,790,027 1,285,550 百分比 11.34% 18.04% 13.54% 21.35% 18.26% 11.94% 3.27% 1.84% 0.41% 資料來源：營建剩餘土石方資訊服務中心 AAC 具備輕質、防火、隔熱、隔音、高強度等優良的物理特性，且在產品製造及 回收上更具有高能資源效率與低環境負荷等優點。 (a) 輕質特性：AAC 製品之密度與發泡過程有密切關係，主要受到發泡劑（鋁粉） 與漿體之比例所影響。現今 AAC 製品之密度多介於 300-1000 kg/m3_{，遠低於一} 般混凝土之密度（約 2200-3000 kg/m3_{），因此可降低工程施作與搬運困難度、} 減少工時、節約材料及運輸成本等。 (b) 高抗壓強度：與一般輕質材料相比，AAC 具有良好的抗壓強度，且可依據工程 需求作彈性調整。AAC 塊材之抗壓強度多半介於 5.5～6.9 MPa 之間，另可配合 鋼筋進行加勁（reinforcement）處理，形成複合材料強化其抗張性質。

(c) 防火、隔熱及隔音：AAC 的多孔特性不僅使其具備輕質的優點，同時亦提供了 良好的防火、隔熱與隔音的特性。Wittmann（1992）[1]指出 AAC 最高耐受溫 度可達 1200 °C，而 100 mm 厚度的 AAC 牆面可耐火達 4 小時，而相同厚度的 一般混凝土磚牆僅可支撐約 2 小時。以密度介於 500-650 kg/m3_{之 AAC 製品為} 例，其熱傳導係數約為 0.16 W/m°C，而 100 mm 厚度牆面之隔音能力約為 39 分貝。 (d) 環境相關特性：AAC 的輕質特性除了可減少運輸時的能源消耗之外，其主要原 料為石灰與矽砂等材料，單位體積所需耗用的原料較少，且整體製程的能源需 求亦低於其他水泥材料與石造建材。此外，有別於一般混凝土，當 AAC 製品廢 棄時，其材料研磨後具備回收再製之潛力，因此可促進材料循環利用並降低最 終處置之環境負荷。 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 度研究方法與重點工作分項說明如下。 (1) 蒸壓養護設備設計與製造組裝： 藉由收集文獻資料研析並設計、修改高溫蒸氣養護設備之構造，並徵詢相關專家學 者意見進行元件製造與組裝測試。考量蒸壓養護程序欲探討之溫度、壓力、溼度、時間 等參數，設備須搭配精確電熱程式溫控、壓力與溼度調節、定時裝置等，以利探討養護 條件對 AAC 特性之影響。腔體本身另需考量相關安全問題，結構須以精密加工製造並 通過嚴格檢驗，操作人員亦需進行相關操作與安全教育訓練。 (2) 蒸壓養護輕質混凝土製備： 根據研究團隊近年來進行水泥及混凝土材料之相關研究基礎，並進一步收集相關文 獻資料研析以瞭解製備 AAC 之重要條件及影響因素，完成原料調配、拌和水化、發泡 鑄型等實驗。透過後續材料特性分析回饋修正實驗參數，尋求蒸壓養護輕質混凝土製造 之最適原料配比與拌和發泡條件，並瞭解各參數對材料特性之影響。本年度研究另參考 營建剩餘土石方相關研究文獻資料，設計不同成分配比，藉以瞭解後續應用營建剩餘土 石方作為替代材料時，配比組成對 AAC 製作及材料特性可能造成之影響。 (3) 蒸壓養護程序控制： 藉由高壓蒸氣養護提升蒸壓養護輕質混凝土之水化程度與機械強度，探討溫度、壓 力、溼度、時間等條件。溫度與壓力初步設定於 100-200°C 與 1-15 atm；溼度則以飽和 水蒸汽為主，亦嘗試運用其他濕度條件；時間則以 6-24 小時為主要試驗範圍。 (4) 蒸壓養護輕質混凝土材料特性分析： 分析蒸壓養護輕質混凝土製品之特性，主要包含比重、孔隙率、抗壓強度、表面結

構等物理特性，以及水化程度、溶出特性等化學特性。透過材料特性分析結果回饋修正 輕質混凝土製備與蒸壓養護程序控制等參數，建立最適實驗參數範圍，並釐清產品物化 特性與各程序參數調控之關係，以提供後續蒸壓養護技術應用之參考。本年度輕質隔熱 再生綠建材開發研究步驟流程如圖 2-2 所示。 圖 2-2 本年度輕質隔熱再生綠建材開發研究步驟流程 2. 冷結技術應用高壓地磚再生綠建材開發 本研究前期採用上述利用率較低之營建剩餘土石方所開發之冷結型再生粒料，經相 關性能測試比較，結果顯示冷結型再生粒料相關性能均符合 CNS 1240 與 ASTM C33— 「混凝土用粒料」規範要求，配合 99 年建研所自行研究計畫-「再生建材隔熱效果之研 究-以再生隔熱磚為例」，試驗結果顯示冷結型再生粒料具較低的熱傳導係數，而冷結型 營建剩餘土石方採樣及特性分析

再生粒料乃基於應用層面廣泛而開發。另前期研究中亦有專家、學者對於冷結型再生粒 料這項新材料的長期耐久性存疑，並建議可從較無安全顧慮之地磚著手，因此今年度基 於建材之功能性考量，加上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，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，日後或許可將其開發成屋頂隔熱磚，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，終止當前國內棄土惡意棄置，污染環境亂象。 另本研究 99 年度冷結型再生粒料開發之試量產規劃工作項目中，由於冷結型再生 粒料係屬新開發之技術，並無既有機械設備可以進行試量產試驗，而信義建材股份有限 公司主要生產高壓水泥瓦、高壓水泥地磚，其生產之機械設備與製程，較接近冷結型再 生粒料，因此 99 年度時本研究曾採用 88 風災清淤工程之剩餘土石方，依據營建剩餘土 石方分類應屬於 B2-3 類營建剩餘土石方，與冷結型再生粒料 C200（水泥用量為 200 kg/m3）配比，雖然信義建材之全自動高壓成型機，加壓成型應力約 11.1 MPa，僅為冷 結型再生粒料成型應力（35 MPa）的 1/3，但經過含水率修正後仍可成功製成高壓地磚。 本計畫將冷結技術應用於功能型再生綠建材，主要係開發高壓地磚，其產品性質不 再另外修訂再生綠建材之規範，而是以再生綠建材評估基準為主要驗證之依據，因此主 要研究部步驟為： (1) 採用 C200 冷結型再生粒料配比。 (2) 設計並開發高壓地磚模具與製程。 (3) 探討最適加壓成型應力與營建剩餘土石方含水率。 (4) 高壓地磚製作。 (5) 依據再生綠建材評估基準進行高壓地磚性能驗證。 (6) 進行熱傳導係數測試。 二、再生綠建材推廣應用 1. 再生綠建材市場競爭性分析 本計畫曾於 99 年度完成再生綠建材之產業化推動規劃，並建議建置營建資源循環 供應中心，以廣納各種可再生利用之營建資源。配合 2010 年所修訂之「綠建材解說與 評估手冊」中，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。但是獲得綠建材標章之綠建材，與替代性產品， 產業規模及市場區隔性等，是否具競爭性，將是本計畫擬探討之重點。本工作項目中， 將針對獲再生綠建材標章之產品進行訪查，瞭解市場銷售使用情形，評估再生綠建材標 章對於提升建材產品市場競爭性之助益。 本分項包括兩大部份，第一部份為針對再生綠建材業者(供應端)，強化其產品之市

場競爭能力，第二部份為針對公務部門(使用端)，研擬各部會使用再生材料之說帖，以 擴大再生材料之市場性。在強化產品競爭力方面，將以再生高壓混凝土磚、再生陶瓷面 磚、再生粒料等三種綠建材為主要對象。評估再生產品與同類型產品在價格、性能等之 優劣勢。 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。本計畫之前期研究中，皆以再生綠建材生產者為目標，評估及相關效益。本年度 計畫中，將針對已取得再生綠建材標章之產品使用案例，進行現場之調查評估使用再生 綠建材在經濟性、環保性或功能性之效益。及業者使用之滿意度調查等。 此外，為加強業界使用再生綠建材，以達到節能減碳效益目標。將辦理「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。並展示國內研發生產，且獲綠建材標章之各種優質再生綠建材產 品。辦理再生綠建材推廣成果說明會，會中將邀請業界、政府機關(環保、工業、營建… 等)、學術研究機構等代表共同參與。 本研究將篩選兩件實際使用再生綠建材之建築物或公共工程，進行減碳效益及經濟 效益之分析。綜合使用效益與成品競爭性分析結果，將可提出提升再生建材市場競爭力 之策略，並將辦理示範推廣說明會。

第三章 建築廢棄物再生循環技術開發

台灣地區地狹人稠，天然資源有限，惟國內重大工程施工，以及建築物裝修、重建 拆除等，所產生之廢棄物數量十分龐大，就資源永續利用之觀點而言，建築廢棄物中不 乏可資再利用之材料，如能將其妥善回收，經適當之處理加工後，將可轉換成具再利用 價值之再生材料或產品，而可減少原生資源之開採及避免開採過程所衍生之環境問題。 一般而言，使用營建資源所製成的再生綠建材，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資源作為原 料，應該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，及環境保 護的目標。 有鑑於此，本計畫擬採用目前利用率較低之B2-3、B3、B4 及 B6 類營建剩餘土石 方，上述幾種營建剩餘土石方經統計調查均佔每年營建剩餘土石方總產出之50 %以上， 且營建剩餘土石方多數富含鈣、矽化合物，因此今年度本計畫建築廢棄物再生循環技術 開發工作項目中有二個工作分項為：輕質隔熱再生綠建材開發，與冷結技術應用於高壓 地磚再生綠建材開發。

第一節 營建剩餘土石方概況

一、營建剩餘土石方定義 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」[2-4]。 目前國內建築拆除剩餘土石方（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，其處理利用現況如表 3-1[5] 所示。隨著營建剩餘土石方產量逐年升高、棄土場所減少、加上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剩餘土石方處理問題，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，初步確定其 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、 瓦等之處置方式更引起各界的關注，除內政部於 96 年 3 月頒布「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剩餘土石 方處理問題。

表 3-1 國內營建剩餘土石方資源回收利用現況[5] 利用方式 土石方種類 說明 利用率 粒料利用 礫石、砂礫、砂岩、 安山岩、石英岩等 直接售予砂石場或供作級 配料用 已接近百分之百 磚窯業利用 粘土、砂質粘土、沉 泥等 經與其他原料摻配後，皆 可利用 限於法令，利用率低 農業利用 砂質壤土、粉砂、粘 土質砂等 少數土壤性質較佳者因局 部地區的需要加以利用 所佔比率甚低 填方利用 除 了 沉 泥 或 粘 土 外 皆可 一般皆為直接利用 估計應超過50 % 水泥副料用 粘土、一般風化土、 頁岩等 必需根據土方的化學成分 僅較近水泥廠地區之 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。 二、營建剩餘土石方分類 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3-1 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3-2 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 3-2，各剩餘土石方堆置處理場之剩餘土石方分類方式如表 3-3，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 3-1 營建剩餘土石方分類處理階段流程

表 3-2 營建剩餘土石方再生利用對策 再生利用程序 剩餘土石方 一、分類 各類型剩餘土石方進入資源堆置處理場加以分類 二、分類項目 B1 岩塊 、礫 石、碎石、砂 B2-1、B2-2、 B2-3 土壤 B3 粉土質土 壤（沉泥） B7 連續壁產 生之皂土 B4 黏土質土 壤 B6 淤泥或含 水 量 大 於 30 %土壤 B5 混 凝 土 塊、磚塊 三、再生過程 1.清洗 2.軋製 3.研磨 4.篩分 5.儲存 1.曝曬 2.混合 3.堆置或包裝 1.清洗 2.篩分 3.曝曬 4.儲存 1.成分分析 2.造粒 3.燒結 4.封裝圍束成 版狀 1.軋製 2.篩分 3.儲存 四、產品型態 1.碎石粒料級 配 2.機製砂粒料 級配 養分高，透水 性 良 好 的 有 機土壤 1.剪力強度， 普通至劣。 2.夯實後半透 水至不透水 3. 壓 縮 性 為 中、高 1.具表面光澤 玻 璃 化 的 輕 質粒料 2.不同粒徑 3.不同比重 4.尺寸標準規 格化 多 角 形 塊 狀 級配料 五、應用場合 1.營建混凝土 粒料 2.道路基層級 配料 3.背填級配料 1.園藝盆栽 2.美化工程 3.農田土質改 良 1.磚瓦場料源 2.ML，OL 做 為填方料源 3.MH，OH 目 前 尚 無 法 作 為構築材料 1.結構用輕質 混凝土 2.隔熱、防火 隔間材料 3.園藝用途、 花土 4.河川坡面保 護工使用 1.受損舖面緊 急回填料 2.背填或填充 材料 3.混凝土替代 粒料 六、回收價值 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[6]。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 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 3-3 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 土石方資源堆置處理場 1.B1，B2-1，B2-2，B2-3 2.B3，B4，B6，B7 3.B5 磚瓦窯場 B3，B4，B6，B7 輕質粒料場 B3，B4，B6，B7 砂石堆置、儲運、土石碎解 洗選場（簡稱砂石場） B1，B2-1，B5 預拌混凝土場 B1，B2-1，B5 既有土石方再利用 處理場所 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 填海築堤造地者 B1，B2-1，B2-2，B2-3 營建工程需借土方者 B1，B2-1，B2-2，B2-3 經政府機關依法核 准之處理場所 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[7]。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3-4 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[8]： 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：

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0.06 mm~0.002 mm 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3-5 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 3-4 土壤主要分類符號表[8] 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[9]。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[10]，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[11-13]。

表 3-5 統一土壤分類法在工程性質應用判斷表[8] 分類 符號 土壤 典型名稱 夯實後 之滲透性 夯實並飽和後 之剪力強度 夯實並飽和後 之壓縮性 作為構築材料 的可使用性 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 OL 低塑性有機質沉泥 或有機質沉泥粘土 半透水至不透水 劣 中 普通 MH 無機沉泥 半透水至不透水 普通至劣 高 劣 CH 高塑性無機質粘土 不透水 劣 高 劣 OH 中至高塑性有機 粘土或有機沉泥 不透水 劣 高 劣 Pt 泥炭土及 高有機土壤 - - - - 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 3-6 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[14]，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 再生粒料應用之規範與標準 品管試驗 試驗類別 試 驗 項 目 試 驗 規 範 粒料取樣 CNS 485 粗、細粒料篩分析試驗 CNS 486 細粒料比重吸水率試驗 CNS 487 粗粒料比重吸水率試驗 CNS 488 細粒料表面含水率試驗 CNS 489 粗粒料（37.5 mm 以下）洛杉磯磨損試驗 CNS 490 細粒料小於試驗篩0.075 mm（No.200）試驗 CNS 491 粒料單位質量與空隙試驗 CNS 1163 細粒料中有機物含量試驗 CNS 1164 粒料中土塊及易碎顆粒含量試驗 CNS 1171 粒料硫酸鈉或硫酸鎂健度試驗 CNS 1167 含砂當量試驗 ASTM D2419 AASHTO T176 粗粒料扁平、細長、扁長粒料含量試驗 ASTM D4791 粒料試驗 再生粒料雜質含量試驗 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」，台灣地區九十六年產生剩餘土石方約3,820 萬立方公尺，九十七年產生剩餘 土石方則約 3,680 萬立方公尺，如表 3-7 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。 營建剩餘土石方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，而日本針對拆除土石方之應用，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、荷蘭亦應用拆除土石方於填海 造陸工程上，充分顯示營建剩餘土石方之可再利用性，若任意棄置不但影響環境、並浪 費回收資源之經濟效益[15-17]。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3-8 為近九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 54 %，

而這些種類土壤受限於回收處理方式較為複雜、或所創造之經濟效益較低，處理方式多 採其他工程填方或掩埋場掩埋方式處理，相較於其他回收再生粒料，對於紓解國內砂石 供需失衡，平抑砂石價格上揚助益甚少，而採取掩埋之處理方式，亦對當地生態環境造 成衝擊。

表 3-7 歷年全國土方供需統計表（截至 100 年 11 月、單位：立方公尺） 公共工程 建築工程 總計 類別 年份 產出量 需土量 可再利用 _物料 產出量 需土量 可再利用 _物料 產出量 需土量 可再利用 _物料 90 4,508,134.9 101,872.0 0.0 1,123,324.8 72.0 0.0 5,631,459.7 101,944.0 0.0 91 23,723,973.5 3,026,009.8 0.0 7,075,649.8 271,575.0 527.0 30,799,623.3 3,297,584.8 527.0 92 24,758,064.5 5,063,439.3 33,379.0 12,039,320.0 638,163.1 1.0 36,797,384.5 5,701,602.3 33,380.0 93 22,647,417.0 6,045,424.7 36,372.0 16,013,613.0 362,175.9 25,414.0 38,661,030.0 6,407,600.6 61,786.0 94 21,785,835.2 8,212,308.9 154,671.0 20,341,155.6 323,470.4 11,666.0 42,126,990.8 8,535,779.3 166,337.0 95 18,617,474.6 6,333,003.7 382,616.0 21,800,714.0 317,752.9 230,175.0 40,418,188.6 6,650,756.6 612,791.0 96 18,214,249.1 4,662,500.2 1,176,474.0 20,467,471.6 327,247.5 622,510.0 38,681,720.7 4,989,747.7 1,798,984.0 97 13,949,253.1 2,143,108.5 596,482.0 21,304,495.2 242,007.9 636,345.0 35,253,748.4 2,385,116.4 1,232,827.0 98 15,072,925.4 2,516,698.2 2,142,994.3 12,030,865.8 45,046.9 659,277.0 27,103,791.1 2,561,745.1 2,802,271.3 99 14,676,471.0 3,354,064.6 497,643.7 18,160,187.9 52,101.0 89,555.1 32,836,658.9 3,406,165.6 587,198.8 100 9,629,165.4 1,873,694.2 736,069.5 17,463,549.6 96,923.0 57,254.0 27,092,715.0 1,970,617.2 793,323.5 合計 187,582,963.7 43,332,124.1 5,756,701.5 167,820,347.3 2,676,535.6 2,332,724.1 355,403,311.0 46,008,659.6 8,089,425.6 資料來源：營建剩餘土石方資訊服務中心 建築廢棄 物再 生循環技 術開 發與推廣 應用 計畫 18

19 表 3-8 歷年全國工程產出各類土質統計查詢（截至 100 年 11 月、單位：立方公尺） B1 B2-1 B2-2 B2-3 B3 B4 B5 B6 B7 總 計 90 1,897,898 774,555 929,167 399,872 1,275,539 321,489 55,261 2,191 21,150 5,677,122 91 9,745,339 3,157,653 2,660,776 3,859,634 6,253,732 4,641,081 286,941 175,606 131,461 30,912,223 92 6,491,354 6,256,473 4,009,632 6,125,236 6,927,483 4,852,074 995,285 803,362 424,588 36,885,487 93 4,109,131 8,417,495 6,705,485 6,530,775 8,408,148 5,177,942 809,651 612,185 107,955 40,878,767 94 2,178,436 8,148,354 6,974,924 9,182,229 8,409,695 5,884,677 1,095,015 485,395 78,657 42,437,382 95 1,749,982 7,975,805 6,272,035 9,352,248 7,340,871 5,571,844 1,370,277 917,939 46,155 40,597,156 96 3,099,089 6,538,887 4,829,821 9,762,949 6,524,040 4,483,718 1,636,861 1,294,205 31,871 38,201,441 97 3,079,980 7,420,172 4,499,688 8,924,265 6,560,130 3,821,069 1,895,799 538,005 55,848 36,794,956 98 2,419,110 5,494,537 3,982,374 8,289,454 3,818,809 1,917,679 1,393,881 529,180 237,392 28,082,416 99 1,862,649 5,984,624 3,840,541 11,238,137 3,732,365 2,533,991 1,653,261 948,366 680,717 32,474,651 100 2,067,708 4,604,449 3,422,585 9,457,140 3,308,069 1,799,144 1,113,092 656,511 664,155 27,092,853 總 計 38,700,676 64,773,004 48,127,028 83,121,939 62,558,881 41,004,708 12,305,324 6,962,945 2,479,949 360,034,454 百分比 10.75% 17.99% 13.37% 23.09% 17.38% 11.39% 3.42% 1.93% 0.69% 100.00% 資料來源：營建剩餘土石方資訊服務中心 19 第三章 建築 廢棄物再 生循 環技術開 發

四、本計畫採用之營建剩餘土石方 本研究所採用之B2-3、B3、B4 類營建剩餘土石方，係採自台南市淵南段公有土石 方收容場；B6 類營建剩餘土石方採自台北環河路建築工地開挖土壤，取樣後裝袋並放 入桶中密封，如圖 3-3 所示；TCLP 毒物溶出試驗結果如表 3-9 所示；XRF 分析結果如 表3-10 所示。根據統一土壤分類法分類，本研究所採用之 B2-3 類營建剩餘土石方屬不 良級配砂土（SP），B3 類屬於低塑性粉土（ML），B4 類屬粉土質砂土（SM），B6 類則 屬低塑性黏土（CL），如表 3-11 所示。 現地取樣 初步處理烘乾後 B2-3 營建剩餘 土石方 B3 營建剩餘 土石方 B4 營建剩餘 土石方 B6 營建剩餘 土石方 圖 3-3 本研究所採用之營建剩餘土石方

表 3-9 營建剩餘土石方 TCLP 試驗結果 TCLP 結果溶出試驗結果（mg/L） ICP-OE SR306.13C AA R318.11C AA R314.12C 營建剩餘 土石方 比重 鉻 鎘 鉛 銅 砷 汞 B2-3 2.57 < 0.02 < 0.02 0.02 < 0.02 0.0033 < 0.0005 B3 2.64 < 0.02 < 0.02 < 0.02 < 0.02 < 0.0005 < 0.0005 B4 2.54 < 0.02 < 0.02 < 0.02 < 0.02 < 0.0005 < 0.0005 B6 2.70 < 0.02 < 0.02 < 0.02 < 0.02 0.0015 < 0.0005 一般事業廢棄物 管制標準（mg/L） 5.0 1.0 5.0 15.0 5.0 0.2 綠建材標章 管制標準（mg/L） 1.5 0.3 0.3 0.15 0.3 0.005 表 3-10 營建剩餘土石方 XRF 分析結果 編號 成分 B2-3 營建剩餘土石方 B3 營建剩餘土石方 B4 營建剩餘土石方 B6 營建剩餘土石方 MgO <0.50 <0.50 0.85 0.70 Al2O3 14.83 16.77 18.68 21.29 SiO2 75.70 73.20 69.46 69.52 SO3 0.08 0.14 0.23 0.02 K2O 2.65 2.92 3.43 3.17 CaO 1.96 2.29 2.16 0.27 TiO2 0.54 0.67 0.72 0.70 V2O5 <0.00093 <0.00093 <0.00093 <0.00093 Fe2O3 3.01 3.71 4.17 4.08 Total 98.76 99.70 99.70 99.74