壹、前言

一、研究動機

建築材料中常使用普通磚作為隔間牆，但是其缺點為單位重大。椰子是台灣南部常見的植物，寶特瓶則是環境污染的一大原因，每年都會有許多的廢棄椰子和寶特瓶被任意丟棄。因為椰子的纖維具有韌性，塑膠瓶碎屑具有優良的防水性，若能利用這兩種材料的特性製作為環保磚，可以減少製作普通磚的成本，還可以減少環境汙染。

本研究將販售椰子水剩下的廢棄椰子，取出「椰絲纖維」與回收寶特瓶的「塑膠碎屑」，以水泥砂漿為黏結材料，製作為200mm×95mm×53mm的「椰絲環保磚」（Coconut Green Bricks），瞭解其吸水率與抗壓強度，是否符合CNS一種磚品質。並在校園內砌建「椰絲清水磚牆」，作為本研究之實際應用。最後依據試驗結果，提出結論與建議。

二、研究目的

(一)蒐集文獻，瞭解椰子、環保磚、花格磚

(二) 製作「椰絲花格磚」與「椰絲環保磚」

(三) 建造「椰絲清水磚牆」庭園造景

(四) 進行「椰絲環保磚」比重及吸水率試驗

(五) 進行「椰絲環保磚」單位重及空隙率試驗

(六) 進行「椰絲環保磚」抗壓強度試驗

(七) 依據試驗結果，提出研究結論

貳、文獻探討

一、椰子 (Coconut)

「椰子是棕櫚科，是一種常綠喬木，樹高15-30公尺，常見於熱帶地區」(江榮先，2012)。椰子是椰子樹的果實，核內含有味道清甜，透明的椰汁和乳白色的果肉，核外則有相當厚的纖維質和堅硬的綠色果皮。

「椰子是熱帶地區重要的木本油料作物，椰子油總產量占棕櫚油產量的30.7%」（陳榮明，2011)。椰子主產品是椰肉(胚孔)，副產品是果皮，「果皮可以加工製成椰纖，屬硬質纖維，可作為繩纜、掃把，地毯等用途」（彭國棟，2012)。

二、環保磚 (Green Bricks)

依CNS382 R2002規定：「普通磚是以黏土為要原料燒製而成，為配合鼓勵採用再生材料之政策，得使用水庫淤泥、石材廢料、廢玻璃等作為原料。」(經濟部標準檢驗局，2022)。

「環保磚的製作技術，以混凝土之生態材料替代性與配比控制為主要重點」 (簡全基，2009)。「生態材料係指能符合工程所需之特性與耐久性，將固體廢棄物回收作資源化之應用」(黃忠信，2009)。 

三、花格磚（Checkered brick）

「花格磚又稱花磚，通常製成正方形的空心花紋狀，厚約7至10cm，邊長在15cm以上」(洪國珍，2020)。以花磚疊砌的磚牆，四周應以鋼筋混凝土梁或柱予以補強，上部不得承重。花格磚常作為陽台或廁所高窗之裝飾或遮陽之用，既通風又美觀。本研究使用廢棄的椰子與回收的寶特瓶，製作花格磚之原料，可以解決一次性塑料產生的廢棄垃圾，減少對環境造成的負荷。

參、研究方法

本研究以「20%椰絲纖維+80%塑膠碎屑」，取代50%水泥砂漿，製作「椰絲環保磚」，並進行吸水率試驗、單位重試驗、空隙率試驗、抗壓強度試驗，瞭解「椰絲環保磚」之物理性質。另外製作椰絲花格磚，並砌造椰絲清水磚牆，作為本研究之實際應用。

一、製作椰絲環保磚木製模板

依據CNS382 R2002規定，建築用普通磚尺寸為200mm×95mm×

53mm。本研究為製作椰絲環保磚，以6分木心板(實際板厚為17mm)，製作整磚與半磚之木製模型，木製模板設計圖。 

本研究在木工實習工場，共製作整磚木模19個(尺寸為451mm×87mm)，半磚木模9個(尺寸為353mm×87mm)，每個木模高度為95mm，全部木模可製作38個整磚，27個半磚。  

首先依據設計圖，使用圓鋸機鋸切6分木心板，用直角規在木心板上劃線，使用1.5吋鐵釘固定木模側板，最後使用釘槍固定木模底版。

二、製作200mm×95mm×53mm椰絲環保磚

本研究「水泥、水、砂」三種材料之質量比為：「1:0.485:2.75」，以「20%椰絲纖維、80%塑膠碎屑」取代50%細砂，試驗結果抗壓強度最高，故以此比例製作椰絲環保磚。

本研究需要之椰絲磚如下：1.吸水率與抗壓強度試驗，需要半磚9塊(3個齡期，每個齡期3個試體)；2.在校園內砌造椰絲清水磚牆，需要半磚18塊，整磚33塊；3.另外成果展示(橙色、綠色、藍色、紅色)需要4個整磚。以上合計半磚27個，整磚37個。水泥、水、細砂、椰絲纖維、塑膠碎屑質量。

111年11月12日，在本校材料試驗室，進行椰絲環保磚灌漿作業。先在木模內側塗抺黃油，方便次日拆模，接著依材料之配比秤重，將拌合完成的椰絲水泥砂漿試體，分3層(每層約3cm)倒入木模內，使用13mm×25mm搗棒，搗實25次。灌漿24小時後，使用釘拔拆除木模，取出椰絲環保磚，置入水槽中養護。 

肆、研究分析與結果

本研究製作「椰絲環保磚」，並進行比重試驗、吸水率試驗、單位重試驗、空隙率試驗、抗壓強度試驗，瞭解「椰絲環保磚」之物理性質。

一、椰絲環保磚之比重及吸水率試驗

本研究於灌漿後第3週(12月3日)，進行椰絲環保磚「比重及吸水率試驗」。依CNS382 R2002規定，將試體(每組3塊半磚，100mm×95mm×53mm），合計9塊半磚，浸入20°C清水中，24小時後取出，用吹風機吹乾表面，秤量椰絲磚之「面乾內飽和」重量WSSD。

將鐵絲籠置於水桶中且掛於電子秤下，先將電子秤歸零，將3塊SSD狀態半磚置入鐵絲籠內，秤量試體於水中重量Ww，計算椰絲磚之「比重」。接著將試體放入溫度110°C烘箱內，烘乾至恆重，次日由烘箱取出試體，秤重為WOD，計算椰絲磚之「吸水率」。  

本研究使用「20%椰絲纖維+80%塑膠碎屑」製作椰絲環保磚，進行單位重及空隙率試驗，每組3個半磚，合計9個半磚，試驗結果平均比重為2.16，平均吸水率為9.82%。研究發現：「椰絲環保磚比重愈大，吸水率愈小。」椰絲環保磚比重愈大，則空隙率與吸水率愈小。

二、椰絲環保磚之單位重及空隙率試驗

本研究於灌漿後第3週(12月3日)，同時進行椰絲環保磚之「單位重及空隙率試驗」。依CNS1163 A3027規定，將試體（每組3塊半磚，合計9個半磚），置於110℃溫度烘乾，在電子秤上秤量烘乾狀態。  

本研究以每組3個半磚，進行椰絲磚單位重及空隙率試驗，試驗結果平均單位重為1963.52kg/m３，平均空隙率為8.82%。研究發現：「椰絲環保磚單位重愈大，空隙率愈小」。建築技術規則構造篇第11條規定，普通磚單位重應不小於1900kg/m3，本研究製作的椰絲環保磚平均單位重為1963.52 kg/m3，每塊椰絲環保磚重量約為2kg。

三、椰絲環保磚之抗壓強度試驗

本研究於111年11月19日、12月10日、112年1月7日，依CNS 382 R2002規定，分別進行7天、28天、56天抗壓強度試驗。以半磚(100mm×95mm×53mm)，做為抗壓試體，將100mm×95mm面積做為受壓面。  

啟動抗壓試驗機，以每秒鐘3kgf/cm2加壓速度進行抗壓試驗，直至試體破壞為止，讀取試體破壞時之最大載重P，計算椰絲磚之抗壓強度。本研究7天均抗壓強度為211.92kgf/cm2，28天平均抗壓強度為302.13kgf/cm2，56天平均抗壓強度為320.20kgf/cm2。本研究椰絲環保磚平均吸水率為9.82%，研究發現：「椰絲環保磚符合CNS382 R2002規範1種磚之規定」(吸水率10%以下，抗壓強度300 kgf/cm2以上)。

四、製作椰絲花格磚

本研究於11月26日，製作4個「椰絲花格磚」，做為本研究實際應用。先以AutoCAD繪製設計圖，形狀為150mm×150mmm正方形，厚度30mm，中間圓形直徑30mm，四邊與×型寬度20mm。以AREA指令，計算面積為153.46cm2，體積為460.38cm3。 

接著在木工實習工場，以6分木心板製作150mm×150mm×30mm木模。本研究水泥、水、砂比例為「1: 0.485: 2.75」，每塊椰絲花格磚之材料質量。

接著在本校材料試驗室，製作椰絲花格磚。先以黃油塗抺模板，將試樣材料秤重後，混合水泥、椰絲纖維、塑膠碎屑，乾拌2min，接著倒入拌合水，再濕拌1min。最後以鋼筋當做搗棒，分2層搗實，接著置入水槽中養護，48小時後拆模。  

本研究製作橙色、藍色、綠色、紅色共4塊「椰絲花格磚」，表面可看到椰絲纖維，頗具有質感，外型採空心花紋，可作為屏風牆、遮陽板、廁所氣窗用途，既通風又美觀。

五、製作椰絲環保磚

本研究於11月12日，製作椰絲環保磚，包括原色整磚24塊，半磚12塊；紅色整磚9塊，半磚6塊。

其中紅色椰絲磚，添加「石灰著色劑」，將紅色著色劑秤重，加入拌合水中，再倒入椰絲水泥砂漿內，最後倒入木模內壓實。

六、砌造椰絲清水磚牆

12月3日在校園水池前，建造椰絲清水磚牆。拌和1：3水泥砂漿，將地坪打底後，砌造第1皮，全長為1250mm。  

第2皮到第6皮，中間紅色圖案突出磚牆20mm，先砌造左右兩端椰絲磚，以卷尺測量磚塊位置，放置中間的紅色椰絲磚。接著以自製的磚尺，校正紅色椰絲磚位置。磚牆砌造完成，使用勾縫鏝刀，以1：1水泥砂漿進行勾縫。

伍、研究結論與建議

本研究以CNS382 R2002規範，製作200mm×95mm×53mm「椰絲環保磚」，進行硬固性質抗壓強度試驗，依據試驗結果，提出以下3點結論與2點建議。

一、結論

（一）添加塑膠碎屑可提高椰絲環保磚強度

本研究以PET塑膠碎屑，加入椰絲纖維，因PET塑膠碎屑的比重(1.296)較椰絲纖維比重(0.708)大，而且PET塑膠碎屑具有斥水性，可以增加椰絲環保磚的單位重與水密性，提高「椰絲環保磚」的抗壓強度。

（二）椰絲環保磚符合CNS標準一種磚品質

本研究以「20%椰絲纖維+80%塑膠碎屑，取代50%細砂」，製作的「椰絲環保磚」，吸水率9.82%，抗壓強度302.13kgf/cm2，符合CNS382規範「1種磚」品質(吸水率10%以下，抗壓強度300 kgf/cm2以上)。

二、建議

（一）廢棄椰子與回收寶特瓶，可製作椰絲環保磚

廢棄椰子與回收寶特瓶，可作為環保磚原料，符合節能減碳的環保目標。若加入石灰著色劑，可製作各種顏色的「椰絲花格磚」或「椰絲環保磚」，適合屏風牆、遮陽板、廁所氣窗、清水磚牆，既通風又美觀，或砌建「清水磚牆」庭園造景。

（二）廢棄椰子與回收寶特瓶，可製作椰絲花格磚

符合節能減碳的環保目標。若加入石灰著色劑，可製作各種顏色的「椰絲花格磚」或「椰絲環保磚」，適合屏風牆、遮陽板、廁所氣窗、清水磚牆，既通風又美觀，或砌建「清水磚牆」庭園造景。

陸、參考文獻

1.江榮先(2012)。野外植物識別手冊。機械工業出版社。

2.陳榮明(2011)。檳榔、胡椒、椰子栽培法。五洲出版社。

3.經濟部標準檢驗局(2022)。國家標準CNS382普通磚。經濟部標準檢驗局。

4.彭國棟(2012)。綠滿鄉野-農村社區常見植物解說手冊。行政院農業委員會。

5.黃忠信(2009)。伐採季節對省產竹材加工利用性質之影響。中興大學森林學系。

6.簡全基(2009)。生態材料應用於環保磚之研究。行政院農業委員會 。

7.洪國珍，楊松翰， 莊豐益(2020)。材料與試驗（上冊）。旭營文化。