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2008年6月30日 星期一
2008年6月15日 星期日
陸、參考文獻
1.黃兆龍 混凝土品質與控制
2.黃瑜婷 營建廢棄物中混凝土回收利用可行性之初步探討 (A Pre-Study on Recycling Waste Concrete from Construction and Demolition Wastes in Taiwan) 2001。
3.林川瑜 再生混凝土中添加奈米黏土及高爐石粉性質之研究 (A study of the performance of recycled concrete with nanoclay and slag powder) 2004。
4.廖惇治 磚類建材應用於再生混凝土之研究 (Research of Brick Materials Applied on Recycled Concrete) 2001。
5.內政部建築研究所性能實驗中心http://bpl.abri.gov.tw/關於綠建材/tabid/114/Default.aspx。
2.黃瑜婷 營建廢棄物中混凝土回收利用可行性之初步探討 (A Pre-Study on Recycling Waste Concrete from Construction and Demolition Wastes in Taiwan) 2001。
3.林川瑜 再生混凝土中添加奈米黏土及高爐石粉性質之研究 (A study of the performance of recycled concrete with nanoclay and slag powder) 2004。
4.廖惇治 磚類建材應用於再生混凝土之研究 (Research of Brick Materials Applied on Recycled Concrete) 2001。
5.內政部建築研究所性能實驗中心http://bpl.abri.gov.tw/關於綠建材/tabid/114/Default.aspx。
2008年6月12日 星期四
肆、改進與未來展望
4.1 再生骨材
圖4-1 再生骨材初步處理儀器
4.1.1再生骨材顆粒結構
再生骨材分成再生粗骨材（5mm 以上的顆粒）與再生細骨材（5mm以下的顆粒），這些顆粒上有水泥漿料或是骨材細微的粉末附著在上面。如果細看再生粗骨材的顆粒，大致可以分類成原粗骨材（最初拿來利用的砂石或是碎石）、有砂漿附著的顆粒、以及完全由砂漿所構成的顆粒。
再生骨材與天然骨材最大差別在於，再生骨材大都為建築物或是結構體破碎後再製成的產物，因破碎的過程不同，在經過顎式壓碎機時，其外觀為多角不規則形，而天然骨材則為河川砂石直接取得，表面因河川的沖刷而形成光滑。這是再生骨材和天然骨材外觀上的不同點之ㄧ。
再生粗骨材乃是由廢棄建築混凝土塊碎化而成，其表面粗糙又多孔，雖稱不上是最佳粒形，但已能滿足混凝土骨材之粒形要求。至於再生細骨材部分，其外形為多角形，孔隙率大、吸水率高，若將使用再生細骨材時，所得到的再生混凝土性質變異性差異太大，不好控制。故Buck建議再生混凝土最好只使用再生粗骨材，至於細骨材部分，則以天然砂取代之。
4.1.2再生骨材物理性質
營建拆除廢棄物所產生之廢混凝土及紅磚經過顎式壓碎機後，表面會呈現多角不規則形，但就其物理性質而言，原混凝土及原水泥漿的強度、取樣的結構位置及來源、再生骨材表面因破碎石所黏附之水泥砂漿及水泥漿、骨材的吸水率、單位重、比重、孔隙率、含泥量以及磨損率等等都會影響再生骨材製成混凝土的強度及其他性質。一般廢棄混凝土塊在經過破碎時，其表面會殘存水泥漿及水泥砂漿，再生骨材表面含有大量水泥漿（約17％），附著於再生骨材之泥漿附著量約在25~60％間。
（A）單位重
日本的研究指出，再生骨材因混合紅磚且表面含有水泥砂漿的特性，因而造成再生骨材之單位重較天然骨材輕，再生粗骨材面乾內飽和比重介於2.34~2.49、再生細骨材面乾內飽和比重介於2.19~2.32。（B）吸水率
Hansen ＆ Narud之試驗結果為：再生骨材粒徑4~8mm 者，吸水率為8.7％；粒徑16~32mm 者，吸水率為3.7％，而再生骨材所沾的純水泥砂漿則高達17％。相較之下，天然骨材吸水率只有0.8~3.7％，顯見再生骨材的吸水率的確有偏高之趨勢。基於再生骨材之高吸水性，一般建議在拌製再生混凝土前，先將骨材預濕(處理成S.S.D.狀態)以保持再生混凝土品質之穩定。當再生骨材乾比重（O.D）愈低其吸水率愈高，另外再生骨材表面水泥砂將附著量與吸水率呈正比之關係。故吸水率較大（吸水率與處理的程度高低成反比，亦即處理程度愈高，砂漿脫去愈多，吸水率愈低）為骨材再生技術尚待研究發展之處。
（C）孔隙率及磨損率
研究中指出，再生骨材之平均孔隙直徑為0.043~0.0899μm，孔隙體積為0.00753~0.1028 c.c/g；而天然河川骨材直徑約為0.0396μm，孔隙體積為0.0487 c.c/g[6]。由上可知再生粗骨材不論在孔隙直徑及體積皆大於天然骨材，進而影響骨材比重、強度及吸水率。而磨損率方面，再生粗骨材500 轉磨損率約為30~33.8％大於天然河川粗粒料的18％，唯皆低於CNS1240[6]（混凝土用粗粒料之磨損率應小於50％）及CNS6299（一般混凝土用碎石之磨損率應小於40％）之規定。
（D）骨材內所含的不純物
不純物當中，以塗料、經加工材的接著劑等在拆除前和拆除後都
很難加以去除的物質為首，還有木、紙、隔熱材、防水用瀝青等等，會對再生骨材的品質造成很大的影響。相對於以上的不純物，玻璃、石材、磁磚、磚塊等，對於再生骨材的品質並不會造成太大的影響。另外，鋼筋等的金屬材料在再生骨材的處理工程當中，有時會妨礙到
粉碎與篩選的過程。
另外，根據文獻，再生骨材與天然骨材的主要差異有下列幾點：1. 來自基礎或建築物樑柱的再生骨材所含有毒物質高於暴露者。
2. 與天然骨材相較，再生骨材之表面多角粗糙。
3. 天然細骨材之比重為2.60~2.70，天然粗骨材之比重為2.60~2.80。而再生骨材比重較低，粗粒料約2.2~2.5，細粒料約
為2.0~2.3，通常骨材比重小於2.60 則強度欠佳。
4. 與天然骨材相較，再生骨材為高鹼性PH＞11，於潮濕且接觸鋁材或通電鋼材環境下易鏽蝕。
5. 天然骨材吸水率約為0.8~3.7％。而與天然骨材相較，再生骨材具高吸水性，吸水率於粗粒料約2~6％、細粒料約4~8％，特別是粒徑小於4.75mm 者其吸水性更為顯著。
6. 骨材含水量的多寡將影響混凝土配比上的用水量，因而影響水灰比，混凝土的強度也將跟著有所變動。
7. 再生骨材之摩擦角約40 度，較天然骨材為大。
8. 再生骨材小於#200 號篩之含量較天然骨材多。
9. 再生骨材粒度的分佈及顆粒的形狀較差。
4.2 混凝土塊的再生利用
4.2.1混凝土塊再生利用之用途
廢混凝土塊可以在現場或運送到再資源化工廠處理。首先先經過軋碎機處理，待利用垃圾分離機去除掉鋼筋及異物後，再以壓碎機將之細磨成砂礫狀。若是粗骨材則為再生碎石（再生壓碎物）；細骨材則是再生砂，總之依顆粒的粒度來加以儲藏。再生碎石與再生砂可利用之用途如下：
1.再生碎石可利用之用途：
(1)混凝土塊用的再生骨材。
(2)鋪路的表層材料。
(3)鋪路的路基材料。
(4)土木構造物及建築物的基礎栗石、回填材、襯材。
2.再生砂可利用之用途：工作物的填塞材料及基礎材。
4.2.2混凝土塊再生利用的技術
（一）處理技術
1. 混凝土塊再生利用做為路基用骨材所需的處理技術：
被運送至處理設施的混凝土塊，經過粉碎機與篩選分級機的處理，會被製造成適度大小與顆粒度的骨材。
粉碎機，基本上就是將機械的力量加諸在石頭上，也就是透過壓縮、彎曲、切斷、衝擊、摩擦等的力量，將石頭加以粉碎或是加工的機械。在路基用骨材的製造上，為了防止在製造過程中產生過量的微塵，所以多半是以碎裂的方式，也就是利用主要機制為壓縮或是衝擊的粉碎機來進行。舉例來說，採用壓縮機制的粉碎機有顎式破碎機，衝擊式的有反擊式破碎機（Impact breaker）。
其他被使用的粉碎機裝置，還有可以在工地現場進行粉碎的移動式混凝土破碎機。其粉碎的原理大致相同，但為了減少對鄰近環境以及現場作業者的影響，對於進行破碎時所產生的震動、噪音與粉塵，有下工夫加以抑制。
2. 混凝土塊再生利用做為混凝土用骨材所需的處理技術：
在製造混凝土用骨材的處理技術方面，由開始到將混凝土塊粉碎至40mm 或是20mm 左右為止的前半段製程，幾乎與路基用骨材的製程相同，至於接下來的製程中，則藉由非以壓縮或衝擊為主，而是以摩擦為主要機制的破碎機，或是增加破碎處理的次數來嘗試去除再生骨材中的砂漿。
為了縮短處理時間，最近又設計出一種透過比重篩選來使原骨材與砂漿分離的處理方法。另外，各式各樣能分離原骨材與砂漿的技術也不斷在進行嘗試當中。
以再生骨材製造者的立場來看，由於乾式製造法不需要排水處理，所以比較有利；但是由混凝土製造者的立場來看，為了穩定混凝土的品質，偏好可以減少微粉附著的濕式製造法。因此採用濕式製造法的情形有增加的趨勢。
3.由以上兩點可知，混凝土塊的再生利用技術，主要利用破碎機械將混凝土塊破碎，使骨材與砂漿盡量脫離，再以篩分機進行粒度分選以獲得再生砂石。此再生技術與現行的岩石破碎製造碎石碎砂技術相同，故技術層面並不困難。
4.以骨材再生為前提的拆除方式：
由於有些不純物質對於骨材的品質會造成影響，因此在拆除混凝土塊時應盡可能避免不純物的混入。為了使不純物混入混凝土塊的情況降到最低的程度，所以在進行拆除時，需將內裝材料在事前徹底去除與分類解體。但就一些不在內裝表面的材料，或是根本埋在裡面的金屬物等，仍舊會剩下一些難以用人工來去除者；另外還有如接著劑與塗料等，則是幾乎不可能分離的材料。並且，由於分類拆除需要相當的熟練度，再加上拆除工程所被分配到的工期與費用，一般來說都很有限，所以要在拆除階段完全將不純物去除，實際上是不可能的。不純物當中，並不全然都是會對骨材品質造成不良影響的材料（少量的金屬、玻璃等）。另外，並不是只有在拆除時才有去除不純物的機會，在現場地面上的分類，或是在混凝土破碎設施時，都還有機會去除不純物。將這些綜合性地加以考量，只要對象不純物的去除與時機上的安排，透過整體的觀點來看能夠設定至最適當的狀態即可。所謂非得在拆除工程前去除的不純物，應該是指會對骨材的品質造成很大的影響，並且在拆除時花點工夫便能去除的不純物。
4.3混凝土塊回收利用技術之實例
4.3.1實例1
本研究訪查國內土資場作業之了解，土資場對於廢混凝土塊及廢磚塊分類選出後，除了部分供作道路回填材料使用外，大部分仍傾倒於山谷窪地。目前國內並無再生混凝土應用於建築工程方面案例可循。但如上所述，由於九二一大地震使得營建廢棄物問題浮上檯面，環保署努力推動營建廢棄物再生利用，在前述計畫之下，台中縣烏日鄉夏田堤防的3.5公頃營建廢棄物，經由交通部台灣區國道新建工程局第二區工程處，於民國90年4月25日成功將之使用在中二高烏日交流道工程，作為道路路基、路堤、回填方之用途，此為國內廢混凝土塊應用在公共工程的首例；而未來台中縣大里市、太平市、霧峰鄉等地60萬m3 的營建廢料也將再生利用到台中港加工出口區二期填築工程；另外，如南投縣埔里鎮的眉溪大湳二號堤防用地堆置場，也正進行震災廢棄物的分類、破碎工程，計畫將其中之混凝土、磚塊處理出的再生粒料，作為該用地堤防之回填料。然而目前這些混凝土塊回收利用的計畫都僅止於較低層次的回填料等利用。
4.3.2實例2
再生混凝土在實際應用上，以歐洲地區最為成功，尤其是荷蘭，因其幅員狹小天然資源有限，在外在條件限制之下，不得不努力於再生資源之利用，自1990 年起，其全國廢棄混凝土回收再利用已超過90%。美國亦有成功應用於剛性路面之案例，且再生骨材之使用已列入許多州高公局之規範。1964 年美國德州達拉斯的Love Field 採用再生粒料混凝土為底層，該層為6 吋厚以承載上面13 吋厚的面層。此底層之配比(重量比)為68%再生混凝土碎塊作為粗粒料、28%天然砂、以及4%水泥。
1978 年美國明尼蘇達州Highway 59 的再生計劃中，亦於四個月內再生了16 哩長路段，並節省了美金6 佰萬元。使用於此路段之再生混凝土為混凝土再生粒料與天然砂拌合，其配比為採用465 磅的水泥，189 磅的飛灰，及擁有5.5 ﹪之含氣量。經實驗結果所得，中央點荷重的梁試體，14 天齡期的破裂模數為650psi，已具有相當之強度。
日本方面則將再生混凝土依用途分為三類，如表4-1 所示，主要應用於道路、橋樑下部工程、檔土牆及非結構體混凝土等。
表4-1
國內則尚無實際應用之案例，目前僅停留於研究階段。就國
外之文獻及經驗之借鏡，如日本、美國等的規範[20]，國內應可在短期內建立良好之廢棄混凝土管理制度及再生利用之技術規範與應用。尤其台灣屬海島國，與荷蘭有類似情景，天然資源有限，推動資源之再回收利用，實為政府當前急迫且必須之政策。
4.4 國內再生混凝土之研究方向
以往探討再生混凝土各項性質之研究報告中，所使用之再生骨材，其來源大致可分為兩類，一是由拆除舊建築物，如橋樑、剛性路面、或房屋等所得之廢棄混凝土塊；另一則為實驗室內灌置之混凝土圓柱試體，待測得強度後將其碎化回收使用。比較兩者的主要差異在於實驗室製作之試體，原有之抗壓強度較能掌握，原始骨材基本性質也可以得知，而從拆除舊建築物所得之廢棄混凝土塊，其原始性質無法得知，導致實驗結果變異性較大。
由研究結果顯示，以第二種方式取得之再生骨材所得之再生混凝
土較能得出穩定而一致的試驗結果，然而由實驗室內灌鑄混凝土圓柱試體經碎化而得的再生骨材，其抗壓、抗彎強度較一致、均勻，但是在使用再生骨材混凝土上，便顯得有點吹毛求疵、較不符合經濟效益，因此由圓柱試體碎化而得的再生骨材只適合一般學術上的求證、研究。而第一種方式所得之再生骨材，雖然其骨材性質較不穩定、變異性較大，但是卻擁有一定程度的強度，卻也因此，若能直接利用、使用此種的再生骨材，將可直接將建築廢棄物回收、再利用，以達到資源再回收、及節約環保成本的支出。
圖4-1 再生骨材初步處理儀器
4.1.1再生骨材顆粒結構
再生骨材分成再生粗骨材（5mm 以上的顆粒）與再生細骨材（5mm以下的顆粒），這些顆粒上有水泥漿料或是骨材細微的粉末附著在上面。如果細看再生粗骨材的顆粒，大致可以分類成原粗骨材（最初拿來利用的砂石或是碎石）、有砂漿附著的顆粒、以及完全由砂漿所構成的顆粒。
再生骨材與天然骨材最大差別在於，再生骨材大都為建築物或是結構體破碎後再製成的產物，因破碎的過程不同，在經過顎式壓碎機時，其外觀為多角不規則形，而天然骨材則為河川砂石直接取得，表面因河川的沖刷而形成光滑。這是再生骨材和天然骨材外觀上的不同點之ㄧ。
再生粗骨材乃是由廢棄建築混凝土塊碎化而成，其表面粗糙又多孔，雖稱不上是最佳粒形，但已能滿足混凝土骨材之粒形要求。至於再生細骨材部分，其外形為多角形，孔隙率大、吸水率高，若將使用再生細骨材時，所得到的再生混凝土性質變異性差異太大，不好控制。故Buck建議再生混凝土最好只使用再生粗骨材，至於細骨材部分，則以天然砂取代之。
4.1.2再生骨材物理性質
營建拆除廢棄物所產生之廢混凝土及紅磚經過顎式壓碎機後，表面會呈現多角不規則形，但就其物理性質而言，原混凝土及原水泥漿的強度、取樣的結構位置及來源、再生骨材表面因破碎石所黏附之水泥砂漿及水泥漿、骨材的吸水率、單位重、比重、孔隙率、含泥量以及磨損率等等都會影響再生骨材製成混凝土的強度及其他性質。一般廢棄混凝土塊在經過破碎時，其表面會殘存水泥漿及水泥砂漿，再生骨材表面含有大量水泥漿（約17％），附著於再生骨材之泥漿附著量約在25~60％間。
（A）單位重
日本的研究指出，再生骨材因混合紅磚且表面含有水泥砂漿的特性，因而造成再生骨材之單位重較天然骨材輕，再生粗骨材面乾內飽和比重介於2.34~2.49、再生細骨材面乾內飽和比重介於2.19~2.32。（B）吸水率
Hansen ＆ Narud之試驗結果為：再生骨材粒徑4~8mm 者，吸水率為8.7％；粒徑16~32mm 者，吸水率為3.7％，而再生骨材所沾的純水泥砂漿則高達17％。相較之下，天然骨材吸水率只有0.8~3.7％，顯見再生骨材的吸水率的確有偏高之趨勢。基於再生骨材之高吸水性，一般建議在拌製再生混凝土前，先將骨材預濕(處理成S.S.D.狀態)以保持再生混凝土品質之穩定。當再生骨材乾比重（O.D）愈低其吸水率愈高，另外再生骨材表面水泥砂將附著量與吸水率呈正比之關係。故吸水率較大（吸水率與處理的程度高低成反比，亦即處理程度愈高，砂漿脫去愈多，吸水率愈低）為骨材再生技術尚待研究發展之處。
（C）孔隙率及磨損率
研究中指出，再生骨材之平均孔隙直徑為0.043~0.0899μm，孔隙體積為0.00753~0.1028 c.c/g；而天然河川骨材直徑約為0.0396μm，孔隙體積為0.0487 c.c/g[6]。由上可知再生粗骨材不論在孔隙直徑及體積皆大於天然骨材，進而影響骨材比重、強度及吸水率。而磨損率方面，再生粗骨材500 轉磨損率約為30~33.8％大於天然河川粗粒料的18％，唯皆低於CNS1240[6]（混凝土用粗粒料之磨損率應小於50％）及CNS6299（一般混凝土用碎石之磨損率應小於40％）之規定。
（D）骨材內所含的不純物
不純物當中，以塗料、經加工材的接著劑等在拆除前和拆除後都
很難加以去除的物質為首，還有木、紙、隔熱材、防水用瀝青等等，會對再生骨材的品質造成很大的影響。相對於以上的不純物，玻璃、石材、磁磚、磚塊等，對於再生骨材的品質並不會造成太大的影響。另外，鋼筋等的金屬材料在再生骨材的處理工程當中，有時會妨礙到
粉碎與篩選的過程。
另外，根據文獻，再生骨材與天然骨材的主要差異有下列幾點：1. 來自基礎或建築物樑柱的再生骨材所含有毒物質高於暴露者。
2. 與天然骨材相較，再生骨材之表面多角粗糙。
3. 天然細骨材之比重為2.60~2.70，天然粗骨材之比重為2.60~2.80。而再生骨材比重較低，粗粒料約2.2~2.5，細粒料約
為2.0~2.3，通常骨材比重小於2.60 則強度欠佳。
4. 與天然骨材相較，再生骨材為高鹼性PH＞11，於潮濕且接觸鋁材或通電鋼材環境下易鏽蝕。
5. 天然骨材吸水率約為0.8~3.7％。而與天然骨材相較，再生骨材具高吸水性，吸水率於粗粒料約2~6％、細粒料約4~8％，特別是粒徑小於4.75mm 者其吸水性更為顯著。
6. 骨材含水量的多寡將影響混凝土配比上的用水量，因而影響水灰比，混凝土的強度也將跟著有所變動。
7. 再生骨材之摩擦角約40 度，較天然骨材為大。
8. 再生骨材小於#200 號篩之含量較天然骨材多。
9. 再生骨材粒度的分佈及顆粒的形狀較差。
4.2 混凝土塊的再生利用
4.2.1混凝土塊再生利用之用途
廢混凝土塊可以在現場或運送到再資源化工廠處理。首先先經過軋碎機處理，待利用垃圾分離機去除掉鋼筋及異物後，再以壓碎機將之細磨成砂礫狀。若是粗骨材則為再生碎石（再生壓碎物）；細骨材則是再生砂，總之依顆粒的粒度來加以儲藏。再生碎石與再生砂可利用之用途如下：
1.再生碎石可利用之用途：
(1)混凝土塊用的再生骨材。
(2)鋪路的表層材料。
(3)鋪路的路基材料。
(4)土木構造物及建築物的基礎栗石、回填材、襯材。
2.再生砂可利用之用途：工作物的填塞材料及基礎材。
4.2.2混凝土塊再生利用的技術
（一）處理技術
1. 混凝土塊再生利用做為路基用骨材所需的處理技術：
被運送至處理設施的混凝土塊，經過粉碎機與篩選分級機的處理，會被製造成適度大小與顆粒度的骨材。
粉碎機，基本上就是將機械的力量加諸在石頭上，也就是透過壓縮、彎曲、切斷、衝擊、摩擦等的力量，將石頭加以粉碎或是加工的機械。在路基用骨材的製造上，為了防止在製造過程中產生過量的微塵，所以多半是以碎裂的方式，也就是利用主要機制為壓縮或是衝擊的粉碎機來進行。舉例來說，採用壓縮機制的粉碎機有顎式破碎機，衝擊式的有反擊式破碎機（Impact breaker）。
其他被使用的粉碎機裝置，還有可以在工地現場進行粉碎的移動式混凝土破碎機。其粉碎的原理大致相同，但為了減少對鄰近環境以及現場作業者的影響，對於進行破碎時所產生的震動、噪音與粉塵，有下工夫加以抑制。
2. 混凝土塊再生利用做為混凝土用骨材所需的處理技術：
在製造混凝土用骨材的處理技術方面，由開始到將混凝土塊粉碎至40mm 或是20mm 左右為止的前半段製程，幾乎與路基用骨材的製程相同，至於接下來的製程中，則藉由非以壓縮或衝擊為主，而是以摩擦為主要機制的破碎機，或是增加破碎處理的次數來嘗試去除再生骨材中的砂漿。
為了縮短處理時間，最近又設計出一種透過比重篩選來使原骨材與砂漿分離的處理方法。另外，各式各樣能分離原骨材與砂漿的技術也不斷在進行嘗試當中。
以再生骨材製造者的立場來看，由於乾式製造法不需要排水處理，所以比較有利；但是由混凝土製造者的立場來看，為了穩定混凝土的品質，偏好可以減少微粉附著的濕式製造法。因此採用濕式製造法的情形有增加的趨勢。
3.由以上兩點可知，混凝土塊的再生利用技術，主要利用破碎機械將混凝土塊破碎，使骨材與砂漿盡量脫離，再以篩分機進行粒度分選以獲得再生砂石。此再生技術與現行的岩石破碎製造碎石碎砂技術相同，故技術層面並不困難。
4.以骨材再生為前提的拆除方式：
由於有些不純物質對於骨材的品質會造成影響，因此在拆除混凝土塊時應盡可能避免不純物的混入。為了使不純物混入混凝土塊的情況降到最低的程度，所以在進行拆除時，需將內裝材料在事前徹底去除與分類解體。但就一些不在內裝表面的材料，或是根本埋在裡面的金屬物等，仍舊會剩下一些難以用人工來去除者；另外還有如接著劑與塗料等，則是幾乎不可能分離的材料。並且，由於分類拆除需要相當的熟練度，再加上拆除工程所被分配到的工期與費用，一般來說都很有限，所以要在拆除階段完全將不純物去除，實際上是不可能的。不純物當中，並不全然都是會對骨材品質造成不良影響的材料（少量的金屬、玻璃等）。另外，並不是只有在拆除時才有去除不純物的機會，在現場地面上的分類，或是在混凝土破碎設施時，都還有機會去除不純物。將這些綜合性地加以考量，只要對象不純物的去除與時機上的安排，透過整體的觀點來看能夠設定至最適當的狀態即可。所謂非得在拆除工程前去除的不純物，應該是指會對骨材的品質造成很大的影響，並且在拆除時花點工夫便能去除的不純物。
4.3混凝土塊回收利用技術之實例
4.3.1實例1
本研究訪查國內土資場作業之了解，土資場對於廢混凝土塊及廢磚塊分類選出後，除了部分供作道路回填材料使用外，大部分仍傾倒於山谷窪地。目前國內並無再生混凝土應用於建築工程方面案例可循。但如上所述，由於九二一大地震使得營建廢棄物問題浮上檯面，環保署努力推動營建廢棄物再生利用，在前述計畫之下，台中縣烏日鄉夏田堤防的3.5公頃營建廢棄物，經由交通部台灣區國道新建工程局第二區工程處，於民國90年4月25日成功將之使用在中二高烏日交流道工程，作為道路路基、路堤、回填方之用途，此為國內廢混凝土塊應用在公共工程的首例；而未來台中縣大里市、太平市、霧峰鄉等地60萬m3 的營建廢料也將再生利用到台中港加工出口區二期填築工程；另外，如南投縣埔里鎮的眉溪大湳二號堤防用地堆置場，也正進行震災廢棄物的分類、破碎工程，計畫將其中之混凝土、磚塊處理出的再生粒料，作為該用地堤防之回填料。然而目前這些混凝土塊回收利用的計畫都僅止於較低層次的回填料等利用。
4.3.2實例2
再生混凝土在實際應用上，以歐洲地區最為成功，尤其是荷蘭，因其幅員狹小天然資源有限，在外在條件限制之下，不得不努力於再生資源之利用，自1990 年起，其全國廢棄混凝土回收再利用已超過90%。美國亦有成功應用於剛性路面之案例，且再生骨材之使用已列入許多州高公局之規範。1964 年美國德州達拉斯的Love Field 採用再生粒料混凝土為底層，該層為6 吋厚以承載上面13 吋厚的面層。此底層之配比(重量比)為68%再生混凝土碎塊作為粗粒料、28%天然砂、以及4%水泥。
1978 年美國明尼蘇達州Highway 59 的再生計劃中，亦於四個月內再生了16 哩長路段，並節省了美金6 佰萬元。使用於此路段之再生混凝土為混凝土再生粒料與天然砂拌合，其配比為採用465 磅的水泥，189 磅的飛灰，及擁有5.5 ﹪之含氣量。經實驗結果所得，中央點荷重的梁試體，14 天齡期的破裂模數為650psi，已具有相當之強度。
日本方面則將再生混凝土依用途分為三類，如表4-1 所示，主要應用於道路、橋樑下部工程、檔土牆及非結構體混凝土等。
表4-1
國內則尚無實際應用之案例，目前僅停留於研究階段。就國
外之文獻及經驗之借鏡，如日本、美國等的規範[20]，國內應可在短期內建立良好之廢棄混凝土管理制度及再生利用之技術規範與應用。尤其台灣屬海島國，與荷蘭有類似情景，天然資源有限，推動資源之再回收利用，實為政府當前急迫且必須之政策。
4.4 國內再生混凝土之研究方向
以往探討再生混凝土各項性質之研究報告中，所使用之再生骨材，其來源大致可分為兩類，一是由拆除舊建築物，如橋樑、剛性路面、或房屋等所得之廢棄混凝土塊；另一則為實驗室內灌置之混凝土圓柱試體，待測得強度後將其碎化回收使用。比較兩者的主要差異在於實驗室製作之試體，原有之抗壓強度較能掌握，原始骨材基本性質也可以得知，而從拆除舊建築物所得之廢棄混凝土塊，其原始性質無法得知，導致實驗結果變異性較大。
由研究結果顯示，以第二種方式取得之再生骨材所得之再生混凝
土較能得出穩定而一致的試驗結果，然而由實驗室內灌鑄混凝土圓柱試體經碎化而得的再生骨材，其抗壓、抗彎強度較一致、均勻，但是在使用再生骨材混凝土上，便顯得有點吹毛求疵、較不符合經濟效益，因此由圓柱試體碎化而得的再生骨材只適合一般學術上的求證、研究。而第一種方式所得之再生骨材，雖然其骨材性質較不穩定、變異性較大，但是卻擁有一定程度的強度，卻也因此，若能直接利用、使用此種的再生骨材，將可直接將建築廢棄物回收、再利用，以達到資源再回收、及節約環保成本的支出。
2008年6月8日 星期日
參、混凝土的污染
一、國內外對營建廢棄物之名稱與定義
廢棄物是否屬於環境污染之一類，可由不同角度來考量。若將廢
棄物任意處置，可能會造成污染問題；但若能妥善處理，甚至進一步
使用適當的回收利用技術，即可點石成金，轉化為有用的資源。由於
目前國內外對營建廢棄物之包含種類、名稱與定義並不一致，故有必
要先加以釐清，整理於表3-1
民國80 年5 月頒佈之「營建廢棄土處理方案」，於民國89 年5 月更名為「營建剩餘土石方處理方案」。
註﹡：中華民國其他各縣市也有類似之定義與名稱，但包含種類也各略有出入。
二、骨材中有害物質及檢驗規範
天然骨材的「取料點」或「料源」通常在山區或河川地，因此受到地域性的影響，或骨材本身岩石的屬性不同，或骨材處理過程之污染，致含有多種有害物質。表2-1 中基本上可看出骨材中之有害物質，對混凝土可能造成某些不當化學反應，這些反應包括
（一） 有機物
有機物將延緩混凝土的凝結及硬固，也可能會降低強度的發展。
（二） 通過#200 號篩（75μm）
通過#200 號篩（75μm CNS 386）之細粒材料，特別指沉泥或黏土。這些小於#200 號篩細料最直接的影響是增加水泥用量，而不利長期品質。
（三） 煤或褐媒或其他輕質物
煤及褐煤，或其他低密度材料，若這些輕質物存在於表面或接近表面，則將可能分解、爆開或造成污點。
（四） 柔軟顆粒
粗骨材中的柔軟顆粒是須加以拒絕的，因為它們會影響混凝土的耐久性，及降低抵抗風化性，且造成爆開。
（五） 土塊及易碎顆粒
土塊及易碎顆粒係定義為比重小於2.4 之顆粒，因比重小而含有大量孔隙，如果出現在混凝土中，可能會吸收部份的拌合水，不僅影響水化反應，亦會造成硬固混凝土的爆開，而影響耐久性和耐磨損特性。
（六） 角岩（比重小於2.40 之顆粒）
角岩之骨材有時可能殘留不雅的汙點於混凝土暴露的表面上，尤其是比重較小的角岩其影響更大。
（七） 氯化物
再生骨材的原始結構物如果靠近海岸區，因浸泡海水中，而表面吸附有氯化物在內，這些氯化物容易游離成氯離子侵蝕鋼筋表面鈍化膜，產生膨脹或孔蝕混凝土之劣化現象，形成類似「海砂屋」等嚴重鏽蝕的現象，危及耐久性的嚴重問題。
（八） 磨損率
磨損率其實也是骨材堅硬程度的指標，磨損率小當然製作之混凝土較堅硬，然而即使磨損率較大，也可以製作良好的混凝土，當然必須仰賴緻密配比技術而定。ASTM 規定粗骨材磨損率應低於50％。
（九） 硫酸鎂健性
健性試驗所顯示的也是骨材孔隙的多寡，及片理結構存在與否的指標。
（十） 鹼骨材反應
ASTM 測試鹼骨材反應的方式係透過快速檢測方法達成，然而這些方法經由岩石岩相分析，或潛在有害物含量方式來評估。
表3.2骨材中的有害物質及檢驗規範
廢棄物是否屬於環境污染之一類，可由不同角度來考量。若將廢
棄物任意處置，可能會造成污染問題；但若能妥善處理，甚至進一步
使用適當的回收利用技術，即可點石成金，轉化為有用的資源。由於
目前國內外對營建廢棄物之包含種類、名稱與定義並不一致，故有必
要先加以釐清，整理於表3-1
民國80 年5 月頒佈之「營建廢棄土處理方案」，於民國89 年5 月更名為「營建剩餘土石方處理方案」。
註﹡：中華民國其他各縣市也有類似之定義與名稱，但包含種類也各略有出入。
二、骨材中有害物質及檢驗規範
天然骨材的「取料點」或「料源」通常在山區或河川地，因此受到地域性的影響，或骨材本身岩石的屬性不同，或骨材處理過程之污染，致含有多種有害物質。表2-1 中基本上可看出骨材中之有害物質，對混凝土可能造成某些不當化學反應，這些反應包括
（1）干擾或改變水泥的水化凝結反應行為
（2）使水泥漿體、骨材或兩者產生顯著的體積變化（膨脹反應）
（3）產生其他有害品質之副產物。檢驗項目如下：
（一） 有機物
有機物將延緩混凝土的凝結及硬固，也可能會降低強度的發展。
（二） 通過#200 號篩（75μm）
通過#200 號篩（75μm CNS 386）之細粒材料，特別指沉泥或黏土。這些小於#200 號篩細料最直接的影響是增加水泥用量，而不利長期品質。
（三） 煤或褐媒或其他輕質物
煤及褐煤，或其他低密度材料，若這些輕質物存在於表面或接近表面，則將可能分解、爆開或造成污點。
（四） 柔軟顆粒
粗骨材中的柔軟顆粒是須加以拒絕的，因為它們會影響混凝土的耐久性，及降低抵抗風化性，且造成爆開。
（五） 土塊及易碎顆粒
土塊及易碎顆粒係定義為比重小於2.4 之顆粒，因比重小而含有大量孔隙，如果出現在混凝土中，可能會吸收部份的拌合水，不僅影響水化反應，亦會造成硬固混凝土的爆開，而影響耐久性和耐磨損特性。
（六） 角岩（比重小於2.40 之顆粒）
角岩之骨材有時可能殘留不雅的汙點於混凝土暴露的表面上，尤其是比重較小的角岩其影響更大。
（七） 氯化物
再生骨材的原始結構物如果靠近海岸區，因浸泡海水中，而表面吸附有氯化物在內，這些氯化物容易游離成氯離子侵蝕鋼筋表面鈍化膜，產生膨脹或孔蝕混凝土之劣化現象，形成類似「海砂屋」等嚴重鏽蝕的現象，危及耐久性的嚴重問題。
（八） 磨損率
磨損率其實也是骨材堅硬程度的指標，磨損率小當然製作之混凝土較堅硬，然而即使磨損率較大，也可以製作良好的混凝土，當然必須仰賴緻密配比技術而定。ASTM 規定粗骨材磨損率應低於50％。
（九） 硫酸鎂健性
健性試驗所顯示的也是骨材孔隙的多寡，及片理結構存在與否的指標。
（十） 鹼骨材反應
ASTM 測試鹼骨材反應的方式係透過快速檢測方法達成，然而這些方法經由岩石岩相分析，或潛在有害物含量方式來評估。
表3.2骨材中的有害物質及檢驗規範
三、 國內營建廢棄物的組成
1.建築工程施工階段營建廢棄物種類及組成比例（重量比，不含營建剩餘土石方及污泥）如圖3-1。為民國87年內政部建研所，對三處樣點工地所做的試調結果。
2.建築工程拆除階段營建廢棄物種類及組成比例（重量比）如圖3-2。為民國87 年內政部建研所，利用高雄市83~86 年拆除執照推估平均而得。
圖3-1
我國建築工程施工階段營建廢棄物種類及組成比例（重量比，不含營建剩餘土石方及污泥）
圖3-2
我國建築工程拆除階段營建廢棄物種類及組成比例（重量比）
1.建築工程施工階段營建廢棄物種類及組成比例（重量比，不含營建剩餘土石方及污泥）如圖3-1。為民國87年內政部建研所，對三處樣點工地所做的試調結果。
2.建築工程拆除階段營建廢棄物種類及組成比例（重量比）如圖3-2。為民國87 年內政部建研所，利用高雄市83~86 年拆除執照推估平均而得。
圖3-1
我國建築工程施工階段營建廢棄物種類及組成比例（重量比，不含營建剩餘土石方及污泥）
圖3-2
我國建築工程拆除階段營建廢棄物種類及組成比例（重量比）
2008年6月5日 星期四
貳、綠化指標
一、 何謂綠建材
第一屆國際材料科學研究會於1988年提出綠色建材的概念，其中綠色乃指其對永續環境發展的貢獻程度。而到了1992年國際學術界才為綠建材下定義：「在原料採取、產品製造、應用過程和使用以後的再生利用循環中，對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的材料，稱為『綠建材』」。我國地狹人稠，大多數室內空間均有使用人口密度過高的困擾，與裝修建材的使用有過量的情形，造成許多材料的浪費與產生新的室內污染源。為有效控制室內污染源、延長建築物的生命週期與材料的再利用，進而研擬適用於國內本土化之綠建材評估要項與標準，並提出具體可行之管制措施以保護國民健康及環境資源。
2.1綠建材概念綜整
廿一世紀為綠建材的時代，綜合各國之綠產品標章或建材標章可了解目前國際間對於綠建材的概念可歸納為表
2-1。有關能源、健康、環境等重要議題皆與建築有密不可分的關係，唯因觀念、地域以及技術等差異而有不同的名稱與評估項目，然其最終目標皆為建立健康與舒適的環境，追求人類生計與萬物生活均衡共存，最終達成地球環境的永續發展。
表2-1
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