焚化底碴鹼激發效益之評估

垃圾焚化底碴實際應用於工程上已有數年之時間,在台灣也有相當多的工程案例,大部分屬於道路骨材、基層材料、瀝青骨材、填充材等非主要結構用途。鹼激發膠凝材料同時具有類似波特蘭水泥、陶瓷、高分子聚合物等多項特點,故同時也具有多項獨特的材料性能。包含低水化熱、收縮小、早期強度高、抗滲性好、耐凍融循環、耐化學侵蝕、耐高溫且隔熱效果佳及較高的介面結合強度等優點。而將焚化底碴應用於鹼激發凝結材料,除了可開發工程上新型材料,更可將焚化底碴再利用,減少對環境的污染與衝擊。本實驗主要研究目的為應用鹼激發方式,將鹼激發垃圾焚化底碴替代波特蘭水泥的使用,希望藉此方面的應用,解決垃圾焚化底碴再利用的問題,並發展出效能優於一般波特蘭水泥之土壤聚合物。將氫氧化納與矽酸鈉混合使用於鹼激發環境時,不論在何種粉體組成情況下,矽酸鈉用量/氫氧化納用量比值越高,砂漿強度越高。顯示鹼激發藥劑之組成與用量,為影響鹼激發膠凝材料強度之主要因素。焚化底碴應用於鹼激發環境時,砂漿強度會隨底碴取代量越高而下降;飛灰應用於鹼激發環境時,砂漿強度亦會隨飛灰取代量越高而下降,其強度下降比例皆大於取代量之比例。顯示本研究所取得底碴與飛灰,於鹼激發環境時,其活性皆相當低。由本研究鹼激發焚化爐底碴於不同養護時間之固化效能可知:鹼激發焚化爐底碴膠凝材料固體之抗壓強度於1天齡期時,砂漿抗壓強度大部分可高於水泥砂漿之抗壓強度,其強度最高可達24.69MPa;部分配比於7天或28天齡期時,強度達30.61MPa與43.39MPa,有高於水泥砂漿抗壓強度之表現。故鹼激發膠凝材料若經過適當之配比設計,於強度表現方面可達到優於一般水泥砂漿之效果。

作者:劉畊甫