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Incineration bottom ash as raw materials for concrete products 焚化底渣為原料的混凝土製品

Gan Kien Siong & Assoc. Professor Chui Peng Cheong School of Civil and Environmental Engineering, Nanyang Technological University, Nanyang Avenue, Singapore 639798 . Incineration bottom ash as raw materials for concrete products 焚化底渣為原料的混凝土製品. 指導教授：呂 明和 專題生： 洪 佩吟 4000N012

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Incineration bottom ash as raw materials for concrete products 焚化底渣為原料的混凝土製品

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Presentation Transcript

  1. GanKienSiong & Assoc. Professor Chui Peng Cheong School of Civil and Environmental Engineering, Nanyang Technological University, Nanyang Avenue, Singapore 639798 Incineration bottom ash as raw materials for concrete products焚化底渣為原料的混凝土製品 指導教授：呂明和 專題生：洪佩吟4000N012 馬綵蓮4021N031 劉嘉宇4000N004

  2. 摘要 • 前言 • 試驗材料 • 方法 • 結果與討論 • 結論 目錄

  3. 摘要 採用焚化處理的底渣來代替骨料在混凝土混合物上的使用，如混凝土砌塊，混凝土路面塊和路緣石。 抗壓強度試驗結果表示，重金屬進行了毒性特性溶出程序（TCLP）符合環保署的規定。 水分含量，密度和混凝土中的水分含量進行了測定。 • 使用適當的前處理技術可使底渣作為骨材的替代材料。

  4. 摘要

  5. 前言 • 新加坡實施上缺乏垃圾掩埋場埋場，使得焚燒廠的生產經營成本高，引起了需要減少垃圾量和回收利用。 • 如果垃圾產生的上升趨勢沒有限制，它的壽命預計有30年，直到2030年。 • 底渣回收有助於降低處置成本，保持垃圾掩埋場的容量，保護自然資源，減少對環境的影響。

  6. 前言 • 張志（1994）發現，底渣的物理性質的變化是非常小的，耐磨性和耐久性底灰具有出色的處理能力及承載。 • Amaya（1997）的研究指出鍋爐爐渣和底渣的組合可以用來作為骨料置換瀝青混合料。 • Ksaibati和Stephen（1999） • 採用現場和實驗室評估整合 • 底渣中瀝青混合料的可行性 • 進行了研究。

  7. 前言 • Crignon，等人（2001）進行了使用垃圾焚燒底渣應用在堤防、道路建設和建築，因為浸出問題，所以在進行水分離的研究。 • 使用底渣可能導致路面 • 膨脹和化學反應開裂。 • 底渣添加矽酸鹽的處理 • 是最有效的，可以降低 • 約70％的膨脹和變形。

  8. 試驗材料 混凝土由水，水泥或粘合劑組成，混合物在水和水泥或粘合劑的漿料和骨料形式的惰性填料。 骨材與混凝土配比佔總體積的60-80％，影響混凝土的性能。 在這項研究使用波特蘭水泥（ordinary Portland cement OPC），花崗岩和垃圾焚燒底渣用作為原料。

  9. 試驗材料 表一、垃圾焚燒爐底渣的化學組成

  10. 試驗材料 圖一、處理底渣的粒料分佈通過篩分析

  11. 試驗方法 波特蘭水泥能將材料粘合，使底渣內的有害元素達到固化及穩定化。 底渣乾燥(100℃，48hr) --> 5kg/包(減少細顆粒的偏差)

  12. 試驗方法___抗壓強度 表二、一般重量混凝土之混合比例測試 • 混凝土的抗壓強度能抵抗壓縮載重並保持結構的完整性。 • 根據BS 1881: Part 116: 1983 判定骨材在混凝土中的部分替代 • 效果。 • 混凝土模型為100x100x100mm的大小，在3，7天和28天進 • 行固化試驗。

  13. 試驗方法___毒性特性溶出程序（TCLP） 現在使用最廣泛的溶出試驗方法，基於美國環境保護局（EPA）監管1311判定在液體、土壤和城市垃圾有機和無機物的溶出。 城市垃圾掩埋場會用醋酸進行處理，用TCLP判定其成分濃度範圍有害或無害的。

  14. 試驗方法___毒性特性溶出程序（TCLP） 樣品<9.5ml以增加表面積的酸性介質。 5g的樣品粉碎至1mm ，並與96.5ml的蒸餾水混合後測其pH值。將混合物攪拌5分鐘，再測其pH值。 萃取液1：pH<5 ; pH>5 添加3.5毫升1N的鹽酸。 將混合物加熱至50 ℃，冷卻至室溫前10分鐘。 萃取液2：pH值仍大於5時。

  15. 試驗方法___毒性特性溶出程序（TCLP） 萃取液2準備在2升的蒸餾水裡稀釋11.4ml冰醋酸。 將100g樣品放進小於9.5ml的容器裡，混合於2L中提取瓶所需的萃取液2 。 然後將容器放置，轉動30±2rpm(轉速)，18± 2小時，溫度保持在23 ±2 ℃，之後將樣品從萃取液中過濾。 將萃取液用硝酸酸化至pH<2 ，以防止金屬的等分試樣沉澱，通過（ICP）測得固化/穩定中釋出的重金屬濃度。

  16. 試驗方法___幹密度，濕密度和含水量 將28天的混凝土的水分含量烘乾，直到恆重後才得到它們的初始重量。 首先減去乾燥恆重的初始重量重，並表示為每單位幹重的百分比計的淨重，就是每個立方體的水分含量。

  17. 結果與討論___抗壓強度 圖二、三：抗壓強度和養護齡期 整體來看，抗壓強度會反映其性質，因此增加水泥用量將提高其強度。增加水/水泥比的底灰細顆粒數量會導致較低的強度發展。

  18. 結果與討論___ TCLP 表三： 滲濾液特性及美國EPA飲用水標準 重金屬從混凝土毒性溶出濃度已經大大由其NW6降低。這表明，OPC是有效的穩定劑，使底渣的有害元素溶出的重金屬減少了。

  19. 結果與討論___物理性質 濕密度：2094 kg/m3 幹密度：1816.5 kg/m3 混凝土中的水分含量是15.4％。

  20. 結論 可被用來作為砂和花崗岩中混凝土的部分替代，例如混凝土磚，行人路塊和路緣石。 試驗結果顯示這樣的混凝土的抗壓強度符合規格。 然而TCLP的結果，無法達到飲用水標準。 但從混凝土洗出的重金屬濃度已大大的減少。OPC能有效固化和穩定保留在垃圾焚化底渣出現的重金屬，因而減少了有害化學元素的溶出。 使用底渣中消耗較低的天然骨料，降低處理成本，保持垃圾掩埋場容量，節約自然資源和降低對環境影響。

  21. 資料來源（圖片使用） 地球 pg5http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/35/Singapore_on_the_globe_(Southeast_Asia_centered).svg/897px-Singapore_on_the_globe_(Southeast_Asia_centered).svg.png 骨材使用 pg4 http://wwwlec.web.ntut.edu.tw/ezfiles/92/1092/img/1187/350943885.jpg 新加坡帆船大樓 pg6 http://www.skyscrapercity.com/showthread.php?p=98450600 提防 pg7 http://eem.wra.gov.tw/public/Attachment/20030610124635920.jpg

  22. 資料來源（圖片使用） TCLPpg13 http://www.tclp-equipment.com/rotary_files/DC-20B.jpg

  23. Thank You!!

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