目前台灣地區的都市垃圾處理已經趨向於利用焚化處理的方式進行減量。而其焚化過後所產生的底渣，常利用於道路基層以及瀝青混凝土等再利用之用途。而文獻中底渣經過水萃，並經由NO.200篩篩分後的篩下細泥(即為細底渣)，目前並無再利用的價值且毒性甚低。而在初步試驗發現細底渣中Ca的含量約30%，因此嘗試利用水萃細泥製作耐火石膏板，以提升底渣的再利用價值。
本研究主要探討其水萃細泥中的成份，並利用硫酸使細底渣中的Ca轉變成CaSO4‧2H2O後，燒製成CaSO4‧0.5H2O(此過程稱為轉化作用)，並分別使用粒徑分析儀、X-ray粉末繞射儀(XRD)、掃描式電子顯微鏡(SEM)等儀器，分析其轉化前後細底渣中的內部變化情形。將細底渣與純半水石膏混合製成成品，並利用抗彎試驗、耐燃試驗以及毒性溶出特性試驗進行成品的檢驗，以觀察是否可達到其再利用標準。
由實驗結果得知，當細底渣經過轉化程序之後，其轉化的效率為25.31%，利用SEM可以看到細底渣內部有二水石膏結晶產生，且轉化後的細底渣透過XRD發現，採用135℃燒製4hr後可以使其二水石膏轉變成為半水石膏。純半水石膏添加40%的轉化後細底渣並加入額外8%纖維量以及75%水量(與乾基重相比)，可以達到較好的工作性以及抗彎強度，此外，與去除紙面的市售石膏板作比較，其抗彎強度較大且在耐燃試驗中其耐燃曲線也低於CNS6532的法規標準。

Municipal solid waste treated by incineration had being a tendency in many countries. The bottom ash after treated by water extraction and screened was often reused in the substitution material of asphalt concrete and road construction. However, the fine-particle below the sieve No.200 doesn’t have the value of reuse and its toxicity is low. From the preliminary experiment, it was found that 30% of Ca contained in the fine-particle bottom ash. The aim of this study was trying to transfer the fine-particle bottom ash into the feedstock of gypsum plaster.
 The study were investigated the component of the fine-particle bottom ash, added H2SO4 to react with Ca into CaSO4‧2H2O, and then transfer into CaSO4‧0.5H2O in the oven. The particle size analyzer, X-ray powder diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) analysis were applied to exam the inner change before and after the transformation. The transformed fine-particle bottom ash was blended with pure semi-hydrate gypsum, the product was analyzed by the bending test, incombustibility test and toxicity characteristic leaching process (TCLP), in order to satisfy the relative standards.
 The results showed that, the efficiency of transformation was 25.31%,　crystal of gypsum was found by SEM. From the analysis of XRD spectrum, it was found CaSO4‧2H2O can be converted into semi-hydrate gypsum in 135℃ for 4 hr. The plaster which added 40% fine-particle bottom ash (after transformed), 8% fiber and 75% water can achieve the good working ability and bending strength. In addition, the strength of bending was better than the market gypsum plaster. And the curve of incombustibility test was satisfied the standard of CNS6532.

目錄
第一章、	前言	1
1-1 研究動機及目的	1
1-2 研究內容	3
第二章、	文獻回顧	5
2- 1焚化底渣特性	5
2-1-1 焚化底渣的物理特性	5
2-1-2焚化底渣的化學特性	6
2-2 細粒徑底渣的基本性質	9
2-2-1 物理性質	9
2-2-2 化學性質	10
2-2-3 重金屬含量及溶出特性	10
2-3 石膏之製作技術	12
2-3-1 石膏的種類	12
2-3-2 石膏膠結材料之生產特性	13
2-3-3半水石膏之特性及性質差異	14
2-4 建築石膏的性質	15
2-4-1 建築石膏之硬化機制	16
2-4-2建築石膏內部脫水機制	17
2-4-3建築石膏的晶體結構	18
2-4-4建築石膏在工程上的應用	20
2-5 石膏板的改良研究	21
第三章、	研究方法及實驗內容	23
3-1 研究方法	23
3-2 實驗步驟設計與流程	24
3-3 實驗藥品及材料器具	29
3-4 實驗設備及分析儀器	30
3-4-1 實驗設備	30
3-4-2 分析儀器	32
3-5 試驗方法概述	34
3-5-1 基本檢測分析方法	34
3-5-2 石膏含量試驗	37
3-5-3 抗彎強度試驗	40
第四章、	實驗結果與討論	43
4-1 細底渣基本特性分析	43
4-1-1 細底渣物理特性分析	43
4-1-2 細底渣元素組成分析	45
4-1-3 細底渣之物種晶相及熱分析	48
4-2 細底渣轉化類石膏	50
4-2-1 轉化前後物理特性	50
4-2-2 轉化後之晶相物種分析及轉化效率	52
4-2-3 轉化過程之溫度控制	55
4-2-4 轉化過程之燒製時間控制	58
4-2-5 轉化過程之顯微結構比較	60
4-3 成品製作以及參數探討	67
4-3-1 纖維添加量探討	67
4-3-2 拌合添加水量的影響	69
4-3-3 壓力與持壓時間之探討	71
4-3-4 成品製作流程改善	74
4-3-5 轉化後細底渣的添加影響	77
4-3-6 成品的重金屬穩定性	78
4-3-7 耐燃性質探討	80
第五章、	結論與建議	84
5-1 結論	84
5-2 建議	86
第六章、	參考文獻	87

 
表目錄
表2–1 焚化系統中重金屬化合物型態與分佈（鄭氏,1996）	8
表2–3 水洗及篩分前後之底渣物理性質分析(李氏，2003)	9
表2–2 底渣粒徑與重金屬TCLP溶出相關性（張氏,1996）	9
表2–4 水洗及篩分後底渣組成元素分析(李氏，2003)	10
表2–5 篩分後底渣之重金屬含量分析(李氏，2004)	11
表2–6 篩分後底渣TCLP重金屬溶出分析(李氏，2004)	11
表2–7 石膏礦物成分和結晶水含量(吳氏及張氏，2003)	12
表3–1 實驗所需之藥品	29
表3–2 實驗材料器具	30
表4–1 細底渣主要元素組成分析	46
表4–2 細底渣重金屬含量分析	46
表4–3 細粒徑底渣之TCLP溶出試驗	47
表4–4 細底渣轉化前後效率分析	53
表4–5 不同纖維添加量的成品	67
表4–6 不同摻水量之成品情形	69
表4–7 不同壓力下之成品含水率情形	72
表4–8 不同持壓時間之成品含水率情形	73
表4–9 不同壓力下之改良成品情形	75
表4–10 不同持壓時間下之改良成品比較	77
表4–11 添加不同比例底渣之成品比較	78
表4–12 成品製作前後重金屬溶出變化	79
表4–13 研磨並轉化後之細底渣比較	80

 
圖目錄
圖2–1 石膏在不同溫度及條件下之熱處理產物(黃氏,1999)	13
圖2–2 α型和β型半水石膏之熱差曲線圖(Wiedeman, 1985)	15
圖 2–3 無水石膏之結晶結構圖(黃氏,1999)	19
圖 2–4 二水石膏之結晶結構圖(黃氏,1999)	19
圖 2–5 石膏之衍生物以及結晶結構(黃氏,1999)	20
圖3–1石膏板製成圖	27
圖3–2研究流程圖	28
圖3–3樣品尺寸圖	41
圖3–4抗彎試驗示意圖	41
圖3–5抗彎試驗設備	42
圖4–1 細底渣和水混合情況	44
圖4–2 細底渣粒徑分佈圖	45
圖4–3 細底渣之物種晶相圖譜	48
圖4–4 細底渣之熱重/熱差分析圖譜	49
圖4–5 細底渣轉化前後之粒徑分佈圖	51
圖4–6 細底渣轉化前後物種晶相變化	52
圖4–7純二水石膏TG/DTA圖譜	56
圖4–8 轉化前後細底渣之TG/DTA變化圖譜	57
圖 4–9 純CaSO4‧2H2O不同燒製時間之物種分析	59
圖4–10 細底渣轉化後不同燒製時間之物種分析	60
圖4–11 純二水石膏SEM圖 (燒製前)	62
圖4–12 純二水石膏SEM圖 (燒製2hr)	62
圖4–13 純二水石膏SEM圖 (燒製4hr)	63
圖4–14 純二水石膏SEM圖 (燒製6hr)	63
圖4–15 轉化後細底渣之SEM圖(燒製前)	65
圖4–16 轉化後細底渣之SEM圖 (燒製2hr)	65
圖4–17 轉化後細底渣之 SEM圖 (燒製4hr)	66
圖4–18 轉化後細底渣之SEM圖 (燒製6hr)	66
圖4–19 成品厚度圖(左：10%纖維量，右：8%纖維量)	68
圖4–20 不同纖維添加量的成品情形	68
圖4–21 不同摻水量之成品圖	69
圖4–22 70%摻水量之拌合情形	70
圖4–23 80%摻水量之拌合情形	71
圖4–24不同壓力下之成品情形	72
圖4–25不同持壓時間之成品情形	73
圖4–26 模具鋪紙後之成品試做圖	74
圖4–27 市售石膏板成品(左:未去除紙面，右:去除紙面)	75
圖4–28 耐燃試驗架設示意圖	81
圖4–29耐燃曲線測試圖	82
圖4–30耐燃試驗後其表面狀態比較	83

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