本研究以水庫淤泥與爐石粉之混合料，透過鹼激發方式製作無機聚合物膠結材料；而利用發泡設備以物理方式使發泡劑充分發泡，添加到纖維無機聚合物漿體中，製作發泡輕質椰殼纖維無機聚合物。在固定鹼當量6%、矽鈉比1、液固比0.55的條件下，探討不同砂泥比、泡沫率、纖維量、爐石量對無機聚合物新拌、硬固、熱學與聲學等性質之影響。研究結果顯示：(1)提高砂泥比可增加無機聚合物抗壓強度可由217增加至355 kgf/cm2，但對熱學性質則有負面影響；(2)添加椰殼纖維可有效提升無機聚合物之抗彎強度、韌性，抗彎強度可由26增加至64 kgf/cm2，添加7%的椰殼纖維可使無機聚合物之抗彎強度提高90%；(3)可藉由泡沫率來調整發泡輕質無機聚合物之流動性、單位重、強度、隔熱耐溫、吸音效果等性質；(4)發泡輕質無機聚合物的泡沫率與流動性、吸水率、隔熱耐溫等性質成正比關係，與單位重、強度等性質成反比關係。

This study is mainly focused on alkali-activated blended reservoir sludge and slag to produce geopolymer as well as by using bubble foaming machine with proper amount foaming agent to produce bubble foam, and finally to mix with geopolymer to produce foaming lightweight geopolymer. Under the control condition with 6% equivalent alkali, 1 part silicon-to-sodium ratio (SiO2/Na2O), 0.55 Liquid-to-Solid ratio (L/S), the effects of sand-to-powder ratio, foam ratio, coir fiber content and slag content on the fresh, harden, thermal and sound properties of geopolymers are investigated. The results show that: (1) The increment of sand-to-mud ratio of geopolymers will increase the compressive strength from 217 to 355 kgf/cm2, but it have a negative effect on the thermal properties; (2) The addition of coconut fiber can effectively enhance bending strength and toughness of geopolymer. The flexural strength increases from 26 to 64 kgf/cm2, and 7% coir fiber addition can increase 90% bending strength of geopolymer; (3) The foam bubble can be applied to adjust the flowability, weight, strength, thermal insulation, sound absorption of geopolymer. (4) The bubble forming rate of lightweight geopolymer has directly proportion to flowability, water absorption and thermal property of geopolymer, but has inversely proportion to unit weight and strength.

[1] http://www.pca.da.gov.ph/index.php.
[2] 姚志廷、蕭良豪 (2008). 綠建材產業分析及管理機制之研究. 中華民國建築學會「建築學報66 期增刊(技術專刊)」，35~46 頁，2008 年12 月。
[3] 張又升，「建築物生命週期二氧化碳減量評估」，國立成功大學建築研究所，博士論文，2002。
[4] 蔡宗翰，「綠水泥與綠水泥混凝土之性質探討」，國立台灣科技大學營建工程系，碩士論文，2011。
[5] DOU Ming-chi, JIANG Ya-ming, “Properties and application of new kinds of vegetation fibers”, Plant Fibers And Products, Vol.28, No.01: p.41-44,2006。
[6] YAN FREMOND, ROBERT ZILLER, and M. DE NUCE DE LAMOTHE. , “The Coconut Palm”, Berne, International Potash Institute ,1968。
[7] Baskar Nagar Makinampatti,　“Processing of Coir Fiber”, Diplomat Coir。
[8] 諶靜吾，「熱帶果樹栽培講義」，中華函授學出版，台北，p.1-5，1986。
[9] P.K.Banerjee，王希，曲麗君，「椰壳纤维同质性能的研究」，國外紡織技術，第214期，2003。
[10] 聯合國糧食和農業組織，http://www.fao.org/home/en/。
[11] 行政院農業委員會，http://www.coa.gov.tw/show_index.php。
[12] 國際天然纖維組織，http://www.naturalfibersinfo.org/。
[13] 尚曼華，「椰殼紡出商機的網」，紡織綜合所。
[14] Sarigaphuti M;Shah S P;Vinson K D ,“Shrinkage cracking and durability characteristics of cellulose” ,fibre reinforced concrete,1993.
[15] 鄔義明，「植物纖維化學」，北京，輕工業出版社，1990。
[16] 陳載永、陳合進，「生質能之利用與經濟性」，農政與農情，91年3月第117期。
[17] Majumdar P, Chanda S. “Chemical profile of some lignocellulosic crop residues”, Indian Journal of Agricultural Biochemistry, 2001,14(1/2)29-33。
[18] S. Joseph, M. Jacob, & S. Thomas. (2005). Natural Fiber-Rubber Composites and Their Applications. In A. K. Mohanty, M. Misra, L. T. Drzal. (2005). Natural fibers, Biopolymers, and Biocomposites. Florida : CRC Press. Pp. 92.
[19] Lim S K, Son T W, Lee D W.et al. “Novel regenerated cellulose fibers from rice straw”, Journal of Applied Polymer Science, 2001,82 ,1705-1708.
[20] 王秀華，「木材化學及其應用」，台北國立編譯館，2002。
[21] 郭紅豔、王百田，椰纖維製品在水土保持工程中的應用，水土保持應用技術，第1期，2007。
[22] 香港紡織商會，http://www.textileschamber.org/.
[23] E．Hayes、王聰兒，「世界纖維用量2010 年增長8%」，國際紡織導報，第五期，2012。
[24] Asasutjarit, C., Hirunlabh J., Khedari J., Charoenvai S., Zeghmati B., Cheul Shin U., 2007, “Development of coconut coir-based lightweight cement board”, Journal of construction and building materials, Volume 21, Issue 2, Pages 277-288.
[25] 林韋成，「水泥砂漿硬固收縮之量測」，雲林科技大學營建工程系，碩士論文，2012。
[26] Mahyuddin Ramli, Wai Hoe Kwan, Noor Faisal Abas , “Strength and durability of coconut-fiber-reinforced concrete in aggressive environments”, Construction and Building Materials, Volume 38, January 2013, Pages 554–566.
[27] 經濟部水利署，http://www.wra.gov.tw/。
[28] 經濟部水利署北區水資源局，http://www.wranb.gov.tw/。
[29] 黃忠信、郭文毅、彭淑娟，「水庫淤泥生態性利用之整體研究」，國立成功大學，2004。
[30] 經濟部水利署石門水庫及其集水區整治計畫專屬網站：http://shihmen.wra.gov.tw/
[31] 臺灣地質圖，經濟部中央地質調查所編印，2000。
[32] 傅建璋，「升溫速率對石門水庫淤泥製備輕質骨材之影響」，國立成功大學資源工程研究所，碩士論文，2009。
[33] 吳素禎等，「水庫污泥固化與棄置」，中興工程顧問股份有限公司，1999。
[34] 張孟弘，「利用水庫淤泥造粒燒製濾料之研究」，國立中央大學環境工程研究所，碩士論文，2004。
[35] 白宜烈，「淤泥固化配比之研究」，國立中興大學土木工程學系，碩士論文，2008。
[36] 洪盟峰，「水庫淤泥輕質骨材製造與高性能輕質混凝土工程性質之研究」，國立台灣科技大學營建工程系，博士論文，2005。
[37] 蔡昌宏，「燒結型輕質骨材混凝土工程性質之研究」，國立台灣科技大學營建工程系，碩士論文，2006。
[38] Xu, H., Van Deventer, J.S.J., “The geopolymerisation of alumino-silicate minerals “, International Journal of Minerals and Processing , Vol. 59, No.3 , pp.247-266. 2000
[39] Krizana, D., Zivanovic, B., “Effects of dosage and modulus of water glass on early hydration of alkali–slag cements ”, Cement and Concrete Research, 32, 1181-1188, 2002
[40] 吳中偉、廉慧珍，「高性能混凝土」，中國鐵道出版社，北京 (1999)。
[41] Palomo, A., Grutzeck, M. W., Blanco, M. T., “Alkali-activated fly ashes A cement for the future” , Cement and Concrete Research, 29, 1323-1329, 1999.
[42] Wang, S. D., Pu, X. C., Scrivener, K. L., Pratt, P. L., “Alkali-activated cement and concrete. A review of properties and problems”, Advances in Cement Research, 7(27), 93-102, 1995
[43] 楊南如，「鹼膠凝材料形成的物理化學基礎（I）」，矽酸鹽學報，第24 卷，第2 期，第209-215 頁，1996。
[44] Davidovits, J., “Mineral polymers and methods of making them” , USA Patent 4349386 A ,349-386, 1982.
[45] 徐彬，「固態鹼組分礦渣礦渣水泥的研製及其水化機理和性能的研究」，清華大學，博士論文，1995。
[46] Li, C., Sun, H., and Li, L. (2010), “A review: The comparison between alkali-activated slag (Si+Ca) and metakaolin (Si+Al) cement.” Cement and Concrete Research, doi: 10.1016.
[47] 蒲心誠、楊長輝，「高強鹼爐渣(JK)流態混凝土研究」，混凝土，第18~30頁 (1994)。
[48] Wang, S. D., Scivener, K. L., “Hydration products of alkali activated slag cement”, Cement and Concrete Research, Vol.25(3), pp.561-571 (1995)
[49] Lecomte, I., Henrist, C., Liegeois, M., Maseri, F., Rulmont, A., Cloots, R., “(Micro)-structural comparison between geopolymers, alkali-activated, slag cement and Portland cement”, Journal of the European Ceramic Society, Vol.26, pp.3789-3997 ( 2006)
[50] Davidovits, J. “Geopolymers: Inorganic polymeric new materials” , Journal of thermal analysis, Vol.37, 1633-1656 (1991)
[51] Davidovits, J. “30 years of successes and failures in geopolymer applications. Market trends and potential breakthroughs”, Proc., 2002 Int. Conf. on Geopolymer.
[52] 戴詩潔，「高嶺石鋁矽酸鹽聚合材料之研究」，國立台北科技大學材料及資源研究所，碩士論文，2005。
[53] 張肇晉，「鹼激發膠凝材料工程性質之研究」，國立成功大學土木工程學系碩博士班，碩士論文，2007。
[54] 張瑜文，「水庫淤泥應用於無機聚合膠結材」，國立成功大學土木工程研究所，碩士論文，2008。
[55] 盧國安，「以水庫淤泥製造高強度土壤材料之研究」，國立成功大學土木工程學系碩博士班，碩士論文，2008。
[56] 阮國瑋，「無機聚合技術應用於水庫淤泥製備建築材料之研究」，國立台北科技大學資源工程研究所，碩士論文，2009。
[57] 陳冠宇，「鹼激發爐石基膠體配比因子對其工程性質影響之研究」，國立台灣科技大學營建工程系，碩士論文，2010。
[58] 黃瀚陞，「水庫淤泥無機聚合物工程性質之研究」，國立嘉義大學土木與水資源工程學系研究所，碩士論文，2011。
[59] 邱顯楠，「含偏高嶺土與稻殼灰鹼激發膠結材及砂漿之防火性能和工程性質探討」，國立台灣科技大學營建工程系，碩士論文，2012。
[60] 黃彧亭，「無機聚合物添加水庫淤泥之齡期強度研究」，國立台北科技大學土木與防災研究所，碩士論文，2013。
[61] Glukovski,V.D.,”Alkali-Earth Binders and Concretes Produced with them”,Visheka shkola, Kiev, USSR, in Russian (1979)
[62] Glukhovsky, V.D., Rostovkaya, G.S., Rumyna, G.V., “High strength slag-alkali cement.”, 7th International Congress on the Chemistry of Cement, Paris, France, III, pp.164-168(1980).
[63] M. Komljenović, Z. baščarević, V. Bradić, “Mechanical and microstructural properties of alkali-activated fly ash geopolymers”, Journal of Hazardous Materials, Vol. 181, 2010, pp. 35-42.
[64] Caijun S., Pavel V.K., Della R., Alkali-Activated Cement amd Concretes, Taylor & Francis is an imporint of the Taylor & Francis Group,(2006).
[65] Vail, J.G., Soluble Silicates in Industry, American Chemical Society Monograph Series, The American Catalog Company, Inc., New York, USA(1928).
[66] 朱純熙、盧晨，「水玻璃硬化的認識過程」，無機鹽工業，上海，第三十三卷，第一期，第22-25頁，2001。
[67] Shi, C., Krivenko, P.V., and Roy, D. (2006), Alkali-activated Cement and Concrete, London and New York: Taylor & Francis.
[68] Sun, W., Zhang, Y.S., Lin, W., Liu, Z.Y., “In situ monitoring of the hydration process of K-PS geopolymer cement with ESEM.”, Cement and Concrete Chemucal Research Vol.34, pp.935-940(2004).
[69] Xu, H., Van, D. JSJ., “The Geopolymerisation of Alumino-silicate Minerals.”, International Journal of Mineral Processing, 59(3), pp.247-266(2000)
[70] Cincotto, M.A., Melo, A.A.. Repette, W.L., “Effect of Different Activators Type and Dosages and Relation with Autogenous Shrinkage of Activated Blast Furnace Slag Cement.”, Proceeding of the 11th International Congress on the Chemistry of Cement, Durban, South African, pp.1878-1888(2003).
[71] Barbosa, V.F.F., MacKenzie, K.J.D. and Thaumaturgo, C., “Synthesis and characterisation of materials based on inorganic polymers of alumina and silica : sodium polysialate polymers”, International Journal of Inorganic Materials, Vol. 2, pp. 309-317 (2000)
[72] 李元凱，「偏高嶺土聚合膠體工程性質之研究」，國立台灣科技大學營建工程系，碩士論文，2008。
[73] Duxson, P., Fernandez-Jimenez A., Provis J.L., Lukey G.C., Palomo, A.,Van Deventer J.S.J., “Geopolymer technology: the current state of the art,”Journal of Material Science Vol. 42 No.9, pp.2917-2933(2007).
[74] C.Lampris, R. Lupo, and C.R. Cheeseman, “Geopolymerisation of silt generated from construction and demolition waste washing plants ” ,Waste Managenent , Vol.29, No.1,pp. pp. 368-373. (2009).
[75] 代新祥、文梓芸，「土壤聚合物水泥」，新型建築材料，北京， pp.34-35，2001。
[76] 邱俊萍，「利用高爐爐渣製成無機聚合材料之研究」，國立台北科技大學材料及資源工程系，碩士論文，2006。
[77] Davidovits, J., “Global warming impact on the cement and aggregates industries,” Published in world resource review, Vol. 6, No. 2. (1994).
[78] 盧子威，「碳酸化對燃煤飛灰無機聚合材料特性影響之研究」，國立台北科技大學，資源工程研究所，碩士論文，2012。
[79] J.G.S. Van jaarsveld, J.S.J. Van Derventer and L. Lorenzen, ‟The potentiall use of geopolymeric materials to immobolise toxic metals: Part I Theory and applications”, Minerals Engineering, vol. 10,pp. 659-669,(1997).
[80] Cheng, T. W. and Chiu, J. P.,“Fire-resistant geopolymer produced by granulated blast furnace slag,”Minerals Engineering, Vol. 16, pp.205-210. (2003).
[81] Davidovits, J.,(1999), Fire proof Geopolymeric, St.Quentin, France Cordi-Geopolymere, pp. 165 - 170.
[82] Daniel L.Y. Kong , Jay G. Sanjayan , Kwesi Sagoe-Crentsil, “Comparative performance of geopolymers made with metakaolin and fly ash after exposure to elevated temperatures,” Cement and Concrete, Vol. 37, pp. 1583–1589, (2007).
[83] 鄭百榕，「爐石飛灰複合型無機聚合物於常溫及高溫環境之工程性質」，國立台灣科技大學營建工程系，碩士論文，2013。
[84] Phair, J.W., Van Deventer, J.S., and Smith, J.J.D. (2004), “Effect of Al source and alkali activation on Pb and Cu immobilisation in fly-ash based geopolymers,” Applied Geochemistry, Vol. 19, No. 3, pp. 423–434.
[85] 黃立遠，「飛灰基無機聚合物工程性質及應用之研究」，國立台灣科技大學營建工程系，博士論文，2010。
[86] J.Z. Xu, Y.L. Zhou, Q. Chang, H.Q. Qu, “Study on the factors of affecting the immobilization of heavy metals in fly ash-based geopolymers”, Materials Letters, Volume 60, Issue 6, Pages 820–822,(2006).
[87] Geopolymer Institute. Http://www.geopolymer.org.
[88] Valore, R. C., “Cellular concrete part 1 composition and methods ofproduction.”, ACI J1954;50:773–96(1954).
[89] 顏聰，土木材料，台中2006。
[90] Andrew, S., William, K.,“Lightweight Concrete Third Edition. Formerly,Building Research Establishment”, Garston, Watford, U.K., pp.3-10(1978).
[91] London on 14-15th, “Proceedings of the Second International Congress onLightweight Concrete held in”, p.28(1980).
[92] 閏振甲、何豔君，「泡沫混凝土實用生產技術」，化學工業出版社，2006。
[93] Rosen, M.J., “Surfactants and Interfacial Phenomena 3 ed.”, Hoboken NewJersey: John Wiley & Sons Inc(2004).
[94] Bhairi, S.M., Mohan, C., “Detergents- A guide to the properties and uses ofdetergents in biological systems”, EMD Biosciences (2007).
[95] Byun, K. J., Song, H.W., Park, S.S., “Development of structural lightweightfoamed concrete using polymer foam agent.”, ICPIC-98(1998).
[96] Koudriashoff, I.T., “Manufacture of reinforced foam concrete roof slabs.”, JAm Concr Inst 21(1), pp.37–48(1949).
[97] Pugh, RJ., “Foaming, foam films, antifoaming and defoaming.”, AdvColloid Interface Sci 64, pp.67–72(1996).
[98] Drew, M., “Surfactant science and technology.”, New York: VCH Publishers(1998).
[99] Hutzler, S., Cox, S.J., Wang, G., “Foam drainage in two dimensions.”,Colloids Surfaces A–Physicochem Eng Aspects 263: 78-83(2005).
[100] Jalmes, A.S., Peugeot, M.L., Ferraz, H., Langevin, D., “Differences betweenprotein and surfactant foams: Microscopic properties, stability andcoarsening.”, Colloids Surfaces A–Physicochem Eng Aspects 263:219-25(2005).
[101] Tan, S.N., Fornaseiro, D., Sedev, R., Ralston, J., “The role of surfactantstructure: 233-8(2005).
[102] 徐文、錢冠龍、化子龍，「用化學方法製備泡沫混凝土的試驗研究」，混凝土與水泥製品第188期，第1-4頁（2011)。
[103] 許皓翔，「TFT-LCD廢玻璃以鹼激發方式製成防火隔熱材料之研究」，國立宜蘭大學，碩士論文，2012。
[104] 戴妤潔，「發泡輕質材料物理性質之探討」，國立台灣科技大學，碩士論文，2013。
[105] Paul J.T., James P., William, M., 2004, “A method for assessment of the freeze–thaw resistance of preformed foam cellular concrete”, Cement and Concrete Research 34, pp.889–893.
[106] 成立，「三種碱激發膠凝材料的反應機理及其產物」，荊門職業技術學院學報，第19卷第6期，2004。
[107] 邱軍付、羅淑湘、魯虹、孫桂芳、王永魁，「大摻量粉煤灰超輕泡沫混凝土的試驗研究」，新型建築材料，2013年第1期，第74-77頁。
[108] 王威、黃故，「椰殼纖維/ES複合材料的吸水性能」，天津工業大學學報，2011年第30卷第4期。
[109] Collins, F., Sanjayan, J.G.,“Effect of Pore Size Distribution on Drinng Shrinkage Properties of Alkali-Activated Slag Concrete’’, Cement and Concrete Resarch, Vol.30, pp.1401-1406,2000.
[110] 蘇榮章，「鹼活化爐石粉砂漿火害研究」，國立雲林科技大學營建工程系，碩士論文，2003。
[111] 李慧娟，「黃式富勒緻密配比設計法應用於聚丙烯纖維混凝土性能研究」，國立台灣科技大學營建工程系，碩士論文，2007。
[112] 陳彥碩，「聚乙烯纖維添加於混凝土之研究」，國立中山大學海洋環境及工程學系研究所，碩士論文，2012。
[113] 林家宏，「鋼纖維對混凝土力學特性影響之研究」，國立海洋大學河海工程學系，碩士論文，2001。
[114] 石嘉玉，「竹絲水泥板工程性能之研究」，國立嘉義大學土木與水資源工程學系，碩士論文，2008。
[115] P.M. Katkar, C.A. Patil, P.A. Khude, A.M. Jain, S.S. Chougule, 「椰殼纖維/水泥復合材料」，《國際紡織導報》，2013年。
[116] 黃兆龍，混凝土性質與行為，詹氏書局，2002。
[117] The Aberdeen Group All rights reserved, Low density concretes- For insulation and fill, 1981.
[118] 吳佳明，「含再生綠建材低噪音鋪面績效評估及噪音預測模式建立之研究」，國立台灣科技大學營建工程系，博士論文，2008。