土木工程技術應用於我國節能減碳科發展之探討

中華民國力學學會第三十六屆全國力學會議 國立中央大學 101 年 11 月 16-17 日
The 36th National Conference on Theoretical and Applied Mechanics, November 16-17, 2012

土木工程技術應用於我國節能減碳科發展之探討

賴正義
國立臺灣科技大學研究發展處



摘要

 土木為一切建設與開發的基礎，與節能減碳科技 的發展息息相關，然而我國當前土木人員甚少投入此領域。這不僅限制了土木人力資源的多元發展，也不利於國內節能減碳科技在基礎建設方面的發展，本研究乃探討土木工程技術應用於我國節能減碳科發展之可行性。
本研究探討之節能減碳科技以我國未來具發展潛力的本土性項目為對象。藉由大量文獻分析，並邀集國內土木、能源專家學者參與專家會議及論壇等方式，經過一年之探討，已初步彙整出 土木工程技術可應用於節能減碳科技發展之項目，包括離岸風力、深層地熱、海洋能、二氧化碳封存、足跡等。
本研究亦已開發上述之主題式輔助教材初稿，以供本計畫融入式課程、種子教師培訓、團體志工培訓、土木從業人員推廣教育等課程使用。另也藉由論壇、專題演講、教案教材、資訊平台等方式，積極宣導與推廣研究成果。期能擴大土木人員教學、 研究、學習與就業範圍，未來也能成為其他科系培育 節能減碳人才之重要參考。




關鍵詞：土木、工程技術、節能減碳、離岸風力發電、二氧化碳封存、主題式輔助教材。

我國土木工程系所節能減碳融入式課程之推動

我國土木工程系所節能減碳融入式課程之推動

賴正義
臺灣科技大學研究發展處 專案教授級專家

摘要

土木為一切建設與開發的基礎，與節能減碳科技的發展息息相關，然而我國當前土木人員甚少投入此領域。這不僅限制了土木人力資源的多元發展，也不利於國內節能減碳科技在基礎建設方面的發展。本研究獲得國科會三年補助，進行節能減碳科技土木領域人才培育研究，本文即在於說明我國土木工程系所節能減碳融入式課程的推動成果。本研究首先分析我國2006-2010年土木相關系所的課程與師資，並提出節能減碳科技中土木人力可參與項目的研究結果，以做為融入式課程規劃之基礎。由國內外土木相關課程與研究計畫分析可知，國內土木相關系所的師資以結構材料背景居多，為使土木相關系所學生具備節能減碳概念，遂採取結合既有課程融入能源政策、減碳技術、生命週期評估、碳足跡等觀念。初期融入式課程之推動已於101年度第一學期在臺灣科技大學、中華科技大學土木系開設之5門土木相關課程試辦中，並採用中國文化大學設計的17項核心能力指標，做為課程規劃與評量之依據。


關鍵詞：土木工程、節能減碳、融入式課程

我國煤灰CLSM碳排放係數建立之探討

台灣混凝土學會 2013 年混凝土工程研討會
TCI 2013 Conference on Concrete Engineering
Paper No.

我國煤灰CLSM碳排放係數建立之探討
Study on the Establishment of Carbon Emission Factor for Controlled Low Strength Material Made of Coal Ash in Taiwan

賴正義1 郭麗雯2
1國立臺灣科技大學研究發展處專案教授級專家
2台灣電力公司綜合研究所化學與環境研究室資深研究專員

摘要

考量國內外尚無煤灰CLSM碳排放係數之資料，本文乃提出已建立的係數供國內各界參用。本文之煤灰CLSM係由少量水泥與大量台電公司台中火力發電廠的煤灰所組成，為使此碳排放係數可廣泛適用於其他工程，故僅考量拌合階段所投入的原料與能源。經採用我國政府部門公告的數據或建立的資料庫，以及於預拌廠實地盤查的原料與能源使用量，得出多組不同配比的煤灰CLSM碳排放係數。試驗結果顯示，其碳排放係數最大值低於110 kgCO2e/m3，另因煤灰的碳排放係數為0，故煤灰CLSM99%以上的碳排放量來自於水泥用量，如採用適當配比的煤灰CLSM，可顯著降低工程的碳排放量。


關鍵字: 煤灰，飛灰、底灰、控制性低強度材料，碳排放係數

Abstract

Due to the lack of global carbon emission factor associated with Controlled Low Strength Material made of coal ash (CA-CLSM), the paper presents the obtained factor as a public reference. Such a CA-CLSM consists of a little amount of cement and large of coal ash which comes from Taichung Thermal Power Plant of Taipower Company. The establishment of carbon emission factor only considers the input of materials and energy during mixing in order to possibly apply to most other constructions. Based on the published data from government in Taiwan and the input materials and energy by site inventory, the carbon emission factors of various mixtures has been established. The test results indicate the largest is less than 110 kgCO2e/m3. Because the carbon emission factor of coal ash is zero, more than 99% CO2 emission comes from the use of cement. Therefore, adequate application of CA-CLSM to constructions can significantly reduce carbon emission and keep good quality.


Keywords: coal ash, fly ash, bottom ash, controlled low strength material, carbon emission factor

煤灰製作控制性低強度材料之研究

台灣混凝土學會 2009 年混凝土工程研討會
TCI 2009 Concrete Technology Conference
Paper No. N-02

煤灰製作控制性低強度材料之研究
The Study of Using Fly Ash and Bottom Ash in Controlled Low Strength Concrete
郭麗雯1、鄭瑞濱2、邱暉仁3、許讚全1、賴正義4
1台灣電力公司綜合研究所化學資深研究專員
2財團法人臺灣營建研究院所長
3財團法人臺灣營建研究院助理工程師
4國立台灣科技大學營建工程系博士後研究員

摘要

台電公司目前所使用之控制性低強度材料係依據台北市政府的材料規範，其配比材料主要包括水泥、爐灰，以及粗、細骨材。近年來，台電已陸續改採淡水替代海水做為燃煤電廠出灰系統冷卻輸送之用，為提高燃煤電廠煤灰利用率，本研究採用台中火力電廠煤灰，於實驗室拌製多組配比之含煤灰控制性低強度材料，探討其流動性、初凝時間與抗壓強度等工程性質，另於施工現場採用四組配比，進行示範工程。
本研究試驗結果顯示，在坍度大於40公分下，以90%之底灰與10%之飛灰完全取代細骨材可以產製一般型控制性低強度材料，其初凝時間小於6小時，12小時抗壓強度約為5 Kg/cm3，28天強度不高於70 Kg/cm3。另在早強型控制性低強度材料的產製中，以底灰取代20%細骨材、飛灰取代10%細骨材及20%水泥，並配合5%早強劑，其初凝時間小於5小時，12小時強度高於7 Kg/cm3，28天強度約70 Kg/cm3。另在現場示範工程中，以50%底灰取代開挖之黏土，對工作性與攪拌均勻性有很顯著的改善。


關鍵字：底灰、飛灰、控制性低強度材料、初凝時間、抗壓強度

ABSTRACT

Currently, controlled low strength material used by Taiwan Power Company is made following the material specification of Taipei city government and its main ingredients are cement, slag, coarse and fine aggregates. Recently, freshwater has been gradually adopted to replace seawater in ash delivering system of coal-fired power plants at Taiwan Power Company. To enhance coal-fired ash utilization, the ash from Tai-Chung power plant is used in this study to fabricate several mixes of controlled low strength material at laboratory to study their engineering properties such as flowability, initial setting time and compressive strength. Then, four mixes are adopted for site demonstration construction.
The test results show that, under slump greater than 40 cm, ordinary controlled low strength material can be fabricated by using 90% bottom ash and 10% fly ash to completely substitute fine aggregate, by weight. The relevant initial setting time is less than 6 hours, and 12-hour and 28-day compressive strengths are respectively around 5 Kg/cm3 and within the range of 65-70 Kg/cm3. Moreover, early-strength controlled low strength material can be fabricated by using bottom ash to substitute 20% fine aggregate, fly ash to substitute 10% fine aggregate as well as 20% cement, and using 5% accelerator. The relevant initial setting time is less than 5 hours, and 12-hour and 28-day compressive strengths are respectively higher than 7 Kg/cm3 and around 70 Kg/cm3. As to site demonstration construction, the replacement of excavated clay by 50% bottom ash can significantly improve workability and mixing uniformity.
keywords: controlled low strength material, fly ash, bottom ash, initial setting time, compressive strength

High Performance Concrete Using Coal-fired Bottom Ash to Substitute Fine Aggregate