TWI827459B - 營建材料碳匯檢測方法與設備 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種營建材料碳匯檢測方法與設備。該設備由一分液漏
斗、一第一過濾瓶、一加熱源、一氣體洗滌瓶、一Y字管、一滴定管、一第二過濾瓶、一磁石攪拌組合、一二方活栓及一負壓抽氣機所組成。本發明改進現有測定法而獲得的優點在於：第一、整個測試過程中，所以設備的內部透過負壓抽氣機維持負壓，背景或外部的二氧化碳會被排除掉，提升含量的精準度。第二、無須拔換測試器材，減少作業的繁複性。第三、檢測設備的各元件都是市場容易取得的，讓操作者無須請製造商特製，減少購置成本。
Description
本發明關於一種二氧化碳快速檢測方法與設備，特別是一種營建材料碳匯檢測方法與設備。
在溫室效應越發嚴重的當下，極端氣候情況也越來越明顯，這造成了生態環境的破壞，甚至危害人類文明的存續。因此，遏制並減少碳排放(碳化合物以二氧化碳的形式散佚到大氣中)成了各國合作面對的重點課題。因此，碳權的概念被創造出來。碳權即排放碳的權利，排碳需求高的組織須購買此權利以增加許可排放量。碳權的原理是將外部成本內部化，提高組織碳排放成本，以促進節能減碳，由此導致各個組織對其活動(如產品產生)過程中產生的二氧化碳斤斤計較。相對於碳排放，另一個概念是碳匯(carbon sink)，其最初指的是儲存二氧化碳的天然或人工倉庫，引申為產品產生過程中能夠從空中固定二氧化碳的總量。可想而知，各個組織需要證明它們碳匯的貢獻，從而減少碳排放的負面衝擊。最好，在碳匯抵銷碳排放後，還能有剩餘的碳權產生。
對於營建材料來說，比如水泥、粗骨材、細骨材、混凝土、磚塊、玻璃等，其在形成或製備過程中也會有碳匯作用。以混凝土為例，由於其成分水泥在製造的化學過程中會排放大量的二氧化碳，同時也使用了大量的窯爐和能
源，因此傳統認知的碳排放量非常高。然而，在混凝土製作過程中，粗骨材、細骨材、水泥與水的結合也會將空氣中的一些二氧化碳固化，長時間封存於以混凝土形成的建物中。因此，混凝土並不是沒有碳匯的貢獻，只是從來沒有機會被研究與證實。
如果要知道營建材料中的碳匯量，目前有一些標準化的檢測方法，常用的是中華民國國家標準CNS12459號，卜特蘭與水硬性混合水泥中水淬高爐爐渣、矽質材料、飛灰及石灰石含量之測定法。該測定法雖然行之已久，但有以下的缺點。第一、氯化鋇溶液在遇到鹼性環境時就與實驗環境中的二氧化碳反應產生碳酸鋇，此時實驗還沒開始，導致二氧化碳的實際含量被高估。第二、實驗過程中需要拔換玻璃器材，外部環境中的二氧化碳容易趁機進入試樣中，也導致二氧化碳的實際含量被高估。第三、該測定法中的一些設備為特製品，市面難以購買，增加了操作者的負擔。
有鑑於現有測定法的缺失，一種可以解決前述缺失並供營造業界操作的營建材料碳匯檢測方法與相關設備，亟待研發。
本段文字提取和編譯本發明的某些特點。其它特點將被揭露於後續段落中。其目的在涵蓋附加的申請專利範圍之精神和範圍中，各式的修改和類似的排列。
為了解決前述現有測定法的缺失，本發明揭露一種營建材料碳匯檢測設備，其包含：一分液漏斗，內部供裝盛用於釋放二氧化碳之一第一鹽酸溶液；一第一過濾瓶，其瓶口以一第一矽膠塞與該分液漏斗的管柄部密接，該第一過濾瓶的內部供裝盛清水、粉碎的營建材料與甲基橙指示劑的一混合物；一
加熱源，安裝於該第一過濾瓶下方，用以加熱該第一過濾瓶內的該混合物；一氣體洗滌瓶，內灌置清水，其一入氣口與該第一過濾瓶的一第一側向開口通過一第一抽負壓用軟管連接，其一出氣口與一第二抽負壓用軟管連接；一開口盛液容器，內部供裝盛氯化鋇溶液；一Y字管，其三個連接口分別與該第二抽負壓用軟管及一第三抽負壓用軟管直接連接，並與一矽膠軟管透過一第一二方活栓間接連接，其中該矽膠軟管末端於檢測時置於該氯化鋇溶液的液面之下：一滴定管，內部供裝盛用於滴定之一第二鹽酸溶液；一第二過濾瓶，其瓶口以一第一矽膠塞分別與該滴定管的一滴嘴及一L字管的一端密接，該第二過濾瓶的內部供裝盛氫氧化鈉溶液與酚酞指示劑的一混合溶液，該L字管的另一端與該第三抽負壓用軟管連接；一磁石攪拌組合，包含：一磁石，置於該第二過濾瓶中；及一磁石攪拌器，啟動以轉動該磁石，用以攪拌該第二過濾瓶中的該混合溶液；一第二二方活栓，其一端與該第二過濾瓶的一第二側向開口通過一第四抽負壓用軟管連接；以及一負壓抽氣機，與該第二二方活栓的另一端連接，當該第二二方活栓開啟時，該負壓抽氣機由該第二二方活栓處吸入氣體，以維持所有通過抽負壓用軟管連接的空間於一負壓，當於檢測時開啟該第一二方活栓開啟，負壓將該氯化鋇溶液吸引流向該第二過濾瓶中。
最好，該加熱源為酒精燈或加熱板。
依照本發明，該負壓不高於10cm-Hg。
本發明亦揭露一種使用前述的營建材料碳匯檢測設備的營建材料碳匯檢測方法。該方法包含步驟：a)製備該混合物並置於該第一過濾瓶中、製備該第一鹽酸溶液與該第二鹽酸溶液並分置於該分液漏斗及該滴定管中，及製備該混合溶液並置於該第二過濾瓶中；b)啟動該加熱源，以430±10℃加熱該第一過濾瓶內的該混合物；c)依序關閉該第一二方活栓、開啟該第二二方活栓並啟動該負壓抽氣機；d)開啟該第一二方活栓以將部分該氯化鋇溶液吸入該第二過濾
瓶內，並啟動該磁石攪拌器；e)依序關閉該第一二方活栓、該第二二方活栓及該負壓抽氣機；f)開啟該分液漏斗，以使該第一鹽酸溶液流向該混合物，產生二氧化碳，直至該混合物中液體顏色變紅；g)於步驟f)完成20分鐘後關閉該加熱源，待該氣體洗滌瓶中的清水因壓力變化倒流回該第一過濾瓶中後，打開該滴定管進行滴定；h)當該酚酞指示劑顏色轉白時，關閉該滴定管；以及i)依照下列公式計算二氧化碳含量：二氧化碳含量=((氫氧化鈉濃度×氫氧化鈉用量-第二鹽酸濃度×第二鹽酸用量)÷2×二氧化碳分子量)/樣品重量。
如請求項4所述的營建材料碳匯檢測方法，其中置於該氣體洗滌瓶中的清水，及製備該混合物的清水，於放置或製備前進行煮沸15分鐘，以除去大部分溶解的二氧化碳。
依照本發明，該營建材料經粉碎後須通過#100篩網粒徑以製備該混合物。
依照本發明，該氫氧化鈉溶液為將8±1公克的試藥級氫氧化鈉顆粒加入去離子水中溶解，使用溶量瓶標定至1公升所製成，當量濃度為0.2N。
依照本發明，該第一鹽酸溶液為將14.78±0.1公克的試藥級濃鹽酸加入去離子水中，使用溶量瓶標定至1公升所製成，當量濃度為0.15N；該第二鹽酸溶液為將試藥級濃鹽酸與同體積的去離子水稀釋所製成。
依照本發明，該氯化鋇溶液為將10±0.1公克的氯化鋇加入去離子水至總重量為1000±10公克所製成。
依照本發明，該甲基橙指示劑為取試藥級甲基橙0.1±0.01公克加入去離子水100毫升中攪拌溶解，直至無顆粒沉澱時而製成；該酚酞指示劑為取試藥級酚酞8.53±0.01公克加入263±1公克去離子水與581.5±1公克95%乙醇，攪拌至無顆粒沉澱並清澈時而製成。
本發明改進現有測定法而獲得的優點在於：第一、整個測試過程中，所以設備的內部透過壓力差，背景或外部的二氧化碳會被排除掉，提升含量的精準度。第二、無須拔換測試器材，減少作業的繁複性。第三、檢測設備的各元件都是市場容易取得的，讓操作者無須請製造商特製，減少購置成本。由此可見，前述現有測定法的缺失之處，本發明都已解決。
101:分液漏斗
1011:閥門
1012:管柄部
102:第一過濾瓶
1021:瓶口
1022:第一矽膠塞
1023:第一側向開口
103:加熱源
104:氣體洗滌瓶
1041:入氣口
1042:出氣口
105:開口盛液容器
106:Y字管
1061:第一二方活栓
107:滴定管
1071:滴嘴
108:第二過濾瓶
1081:瓶口
1082:第二矽膠塞
1083:第二側向開口
109:磁石攪拌組合
1091:磁石
1092:磁石攪拌器
110:第二二方活栓
111:負壓抽氣機
A1:第一鹽酸溶液
A2:第二鹽酸溶液
C:氯化鋇溶液
L:L字管
Q:混合溶液
S:矽膠軟管
T1:第一抽負壓用軟管
T2:第二抽負壓用軟管
T3:第三抽負壓用軟管
T4:第四抽負壓用軟管
W:清水
圖1為依照本發明實施例的一種營建材料碳匯檢測設備的元件示意圖。
圖2為使用該營建材料碳匯檢測設備的一種營建材料碳匯檢測方法之步驟流程圖。
圖3上方為粗骨材的粒徑分布曲線，下方為細骨材的粒徑分布曲線。
圖4表列實驗例與比較例的結果。
為了使揭露內容的敘述更加詳盡及完備，以下針對本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述。
請見圖1，該為依照本發明實施例的一種營建材料碳匯檢測設備的元件示意圖。營建材料碳匯檢測設備包含了一分液漏斗101、一第一過濾瓶102、一加熱源103、一氣體洗滌瓶104、一開口盛液容器105、一Y字管106、一滴定管107、一第二過濾瓶108、一磁石攪拌組合109、一第二二方活栓110與一負壓抽氣機111。以上各個組成元件的態樣及功能，將於下方詳述之。
分液漏斗101為實驗支撐架的夾具所夾持，內部供裝盛用於釋放二氧化碳之一第一鹽酸溶液A1。第一鹽酸溶液A1通過分液漏斗101的閥門1011的開
啟而落入下方的第一過濾瓶102中。圖1中的分液漏斗101雖為梨形分液漏斗，但本發明並不限定其形態，也可使用球形分液漏斗和筒形分液漏斗。
第一過濾瓶102安裝於分液漏斗101下方，其瓶口1021以一第一矽膠塞1022與分液漏斗101的管柄部1012密接。第一過濾瓶102的內部供裝盛清水、粉碎的營建材料與甲基橙指示劑的一混合物。
加熱源103上安裝於第一過濾瓶102下方，其功能是用以加熱第一過濾瓶102內的混合物。在本實施例中，加熱源103是個酒精燈；實作上，加熱源103也可以是個加熱板。
氣體洗滌瓶104內灌置清水W，其一入氣口1041與第一過濾瓶102的一第一側向開口1023通過一第一抽負壓用軟管T1連接，其一出氣口1042與一第二抽負壓用軟管T2連接。氣體洗滌瓶104為實驗支撐架的夾具所夾持。
開口盛液容器105內部供裝盛氯化鋇溶液C。實作上，開口盛液容器105可以是個燒杯或燒瓶。
Y字管106的三個連接口分別與第二抽負壓用軟管T2及一第三抽負壓用軟管T3直接連接，並與一矽膠軟管S透過一第一二方活栓1061間接連接。第一二方活栓1061的開關決定了Y字管106的連接口與矽膠軟管S間的連通。在操作上，矽膠軟管S的末端於檢測時要置於氯化鋇溶液C的液面之下。
滴定管107為實驗支撐架的夾具所夾持，其內部供裝盛用於滴定之一第二鹽酸溶液A2。第二鹽酸溶液A2與第一鹽酸溶液A1的作用不同，濃度也不同。兩者實作上使用的濃度將於下方配合本發明之營建材料碳匯檢測方法一同說明。
第二過濾瓶108的瓶口1081以一第二矽膠塞1082分別與滴定管107的一滴嘴1071及一L字管L的一端密接。第二過濾瓶108的內部供裝盛氫氧化鈉溶液與酚酞指示劑的一混合溶液Q，L字管L的另一端與第三抽負壓用軟管T3連接。
磁石攪拌組合109是用來將混合溶液Q攪拌均勻的工具，包含了一磁石1091與一磁石攪拌器1092。磁石1091置於第二過濾瓶108內，浸於混合溶液Q中。磁石攪拌器1092上放置了第二過濾瓶108。磁石攪拌器1092啟動時可以利用電磁原理轉動磁石1091，用以攪拌第二過濾瓶108中的混合溶液Q。
第二二方活栓110的一端與第二過濾瓶108的一第二側向開口1083通過一第四抽負壓用軟管T4連接，另一端與負壓抽氣機111連接。當第二二方活栓110開啟時，負壓抽氣機111由第二二方活栓110處吸入氣體，以維持所有通過抽負壓用軟管連接的空間於一負壓；也就是第一抽負壓用軟管T1、第二抽負壓用軟管T2、第三抽負壓用軟管T3與第四抽負壓用軟管T4兩端連接的空間都會處於該負壓中。依照本發明，為了要排除營建材料碳匯檢測設備背景或外部於檢測前的二氧化碳，該負壓最好不高於10cm-Hg。
當於檢測時，第一二方活栓1061開啟，負壓將氯化鋇溶液C吸引流向第二過濾瓶108中。
請見圖2，該圖為使用前述營建材料碳匯檢測設備的一種營建材料碳匯檢測方法之步驟流程圖。該營建材料碳匯檢測方法的步驟詳述如下。
第一步驟：準備如圖1中的營建材料碳匯檢測設備(S01)。依照本發明，置於氣體洗滌瓶104中的清水及製備該混合物的清水，於放置或製備前應進行煮沸15分鐘，以除去大部分溶解的二氧化碳。氯化鋇溶液C為將10±0.1公克的氯化鋇加入去離子水至總重量為1000±10公克所製成。
第二步驟：製備該混合物並置於第一過濾瓶102中、製備第一鹽酸溶液A1與第二鹽酸溶液A2並分置於分液漏斗101及滴定管107中，及製備混合溶液Q並置於第二過濾瓶108中(S02)。依照本發明，每次測試時，該混合物中的營建材料使用量在2±0.1公克範圍內。營建材料可以是，但不限於磁磚、水泥、粗骨材、細骨材、混凝土、磚塊與玻璃。該混合物中的營建材料必須經過
粉碎並通過#100篩網粒徑以製備該混合物。第一鹽酸溶液A1為將14.78±0.1公克的試藥級濃鹽酸加入去離子水中，使用溶量瓶標定至1公升所製成，當量濃度為0.15N。第二鹽酸溶液為將5M莫爾濃度的試藥級濃鹽酸與同體積的去離子水稀釋所製成，當量濃度為2.5N。混合溶液Q中的氫氧化鈉溶液為將8±1公克的藥級氫氧化鈉顆粒加入去離子水中溶解，使用溶量瓶標定至1公升所製成，當量濃度為0.2N。混合溶液Q中的甲基橙指示劑為取試藥級甲基橙0.1±0.01公克加入去離子水100毫升中攪拌溶解，直至無顆粒沉澱時而製成。混合溶液Q中的酚酞指示劑為取試藥級酚酞8.53±0.01公克加入263±1公克去離子水與581.5±1公克95%乙醇，攪拌至無顆粒沉澱並清澈時而製成。
第三步驟：啟動加熱源103，以430±10℃加熱第一過濾瓶102內的混合物(S03)。此目的在增加混合物中的二氧化碳的熱能，以便之後隨著水蒸氣向氣體洗滌瓶104方向移動。
第四步驟：依序關閉第一二方活栓1061、開啟第二二方活栓110並啟動負壓抽氣機111(S04)。此時除了各抽負壓用軟管外，第一過濾瓶102、氣體洗滌瓶104與第二過濾瓶108中的空間都處於負壓下。
第五步驟：開啟第一二方活栓1061以將部分氯化鋇溶液C吸入第二過濾瓶108內，並啟動磁石攪拌器1092(S05)。依照本發明，氯化鋇溶液C約吸入300毫升的量，便可進行下一步驟。磁石攪拌器1092在測試過程中一直維持開啟狀態，以便氯化鋇溶液C與來自混合物中的二氧化碳能均勻混合，同時加速後續滴定作業結果的呈現(整體變色而非局部變色)。
第六步驟：依序關閉第一二方活栓1061、第二二方活栓110及負壓抽氣機111(S06)。此時封閉空間中不再有空氣被負壓抽氣機111吸出，也不再有氯化鋇溶液C吸入第二過濾瓶108內。
第七步驟：開啟分液漏斗101，以使第一鹽酸溶液A1流向該混合物產生二氧化碳，直至該混合物中液體顏色變紅(S07)。變紅的原因是營建材料中的二氧化碳受熱溶入水中，導致水的pH值下降，甲基橙變紅。然而須注意不可將第一鹽酸溶液A1漏完，以避免外界空氣進入。
第八步驟：於步驟S07完成20分鐘後關閉加熱源103，待氣體洗滌瓶104中的清水因壓力變化倒流回第一過濾瓶102中後，打開滴定管107進行滴定(S08)。若不待清水倒流回第一過濾瓶102，會因為系統內水蒸氣壓力過大使滴定管107不易漏液而無法滴定。
第九步驟：當該酚酞指示劑顏色轉白時，關閉滴定管107(S09)。此時滴定完成。
第十步驟：依照下列公式計算二氧化碳含量：二氧化碳含量=((氫氧化鈉濃度×氫氧化鈉用量-第二鹽酸濃度×第二鹽酸用量)÷2×二氧化碳分子量)/樣品重量(S10)。計算出的二氧化碳含量為二氧化碳在試樣中的占比。
以下藉由一試樣操作前述營建材料碳匯檢測方法(實驗例)對比同樣試樣操作CNS12459號測試法(比較例)的結果，觀看兩者的差異。
製作混凝土2354公克。該混凝土試樣包含178公克的水泥(亞洲水泥一型水泥)、106公克的爐石(中聯資源股份有限公司的100級爐石)、111公克的飛灰(林口火力發電廠運轉時產生的灰料)、850公克的粗骨材(屏東砂，圖3上方為其粒徑分布曲線)、920公克的粗骨材(中港砂，圖3下方為其粒徑分布曲線)、185公克的水及4公克的混凝土外加劑(台灣西卡股份有限公司sk25 G type藥劑)。依照本發明，將混凝土試樣粉碎，其細密度必須要能通過#100篩網粒徑，方以製備該混合物，其目的是讓碳匯中的二氧化碳能有機會盡量釋放出來。在本實施例中取得1770公克合格材料。將試樣混合均勻，每2±
0.1公克分為一組試樣，依照營建材料碳匯檢測方法與CNS12459號測試法，分別進行24次測試。測試結果請見圖4。
圖4顯示相同的試樣在實驗例中的二氧化碳平均值為1.73%，標準差為0.13%；在比較例中的二氧化碳平均值為1.65%，標準差為0.23%。由此可知，CNS12459號測試法的結果較為離散，本發明的營建材料碳匯檢測方法獲得的二氧化碳量含量較大。究其原因，由於CNS12459號測試法並沒有去除背景中的二氧化碳(抽除空氣)，大氣中二氧化碳在通風環境下為400ppm，室內為600~1200ppm，甚至不通風下二氧化碳濃度會更高。整個測試系統中背景二氧化碳存量不穩定，對滴定造成影響，結果會多使用0.2N鹽酸0.4~1.2毫升。此外，本發明的營建材料碳匯檢測方法獲得的二氧化碳量含量較大，證明了傳統驗證營建材料碳匯資料低估了營建材料在形成時能夠吸收的二氧化碳的量。考慮碳權時，應採本發明揭露的技術來評斷混凝土方為客觀。要強調的是，前例中使用的營建材料為混凝土，但也可以應用於磁磚、水泥、粗骨材、細骨材、磚塊與玻璃等材料。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
101:分液漏斗
1011:閥門
1012:管柄部
102:第一過濾瓶
1021:瓶口
1022:第一矽膠塞
1023:第一側向開口
103:加熱源
104:氣體洗滌瓶
1041:入氣口
1042:出氣口
105:開口盛液容器
106:Y字管
1061:第一二方活栓
107:滴定管
1071:滴嘴
108:第二過濾瓶
1081:瓶口
1082:第二矽膠塞
1083:第二側向開口
109:磁石攪拌組合
1091:磁石
1092:磁石攪拌器
110:第二二方活栓
111:負壓抽氣機
A1:第一鹽酸溶液
A2:第二鹽酸溶液
C:氯化鋇溶液
L:L字管
Q:混合溶液
S:矽膠軟管
T1:第一抽負壓用軟管
T2:第二抽負壓用軟管
T3:第三抽負壓用軟管
T4:第四抽負壓用軟管
W:清水
Claims (10)
- 一種營建材料碳匯檢測設備，包含：一分液漏斗，內部供裝盛用於釋放二氧化碳之一第一鹽酸溶液；一第一過濾瓶，其瓶口以一第一矽膠塞與該分液漏斗的管柄部密接，該第一過濾瓶的內部供裝盛清水、粉碎的營建材料與甲基橙指示劑的一混合物；一加熱源，安裝於該第一過濾瓶下方，用以加熱該第一過濾瓶內的該混合物；一氣體洗滌瓶，內灌置清水，其一入氣口與該第一過濾瓶的一第一側向開口通過一第一抽負壓用軟管連接，其一出氣口與一第二抽負壓用軟管連接；一開口盛液容器，內部供裝盛氯化鋇溶液；一Y字管，其三個連接口分別與該第二抽負壓用軟管及一第三抽負壓用軟管直接連接，並與一矽膠軟管透過一第一二方活栓間接連接，其中該矽膠軟管末端於檢測時置於該開口盛液容器的該氯化鋇溶液的液面之下：一滴定管，內部供裝盛用於滴定之一第二鹽酸溶液；一第二過濾瓶，其瓶口以一第二矽膠塞分別與該滴定管的一滴嘴及一L字管的一端密接，該第二過濾瓶的內部供裝盛氫氧化鈉溶液與酚酞指示劑的一混合溶液，該L字管的另一端與該第三抽負壓用軟管連接；一磁石攪拌組合，包含：一磁石，置於該第二過濾瓶內；及一磁石攪拌器，啟動以轉動該磁石，用以攪拌該第二過濾瓶中的該混合溶液；一第二二方活栓，其一端與該第二過濾瓶的一第二側向開口通過一第四抽負壓用軟管連接；以及 一負壓抽氣機，與該第二二方活栓的另一端連接，當該第二二方活栓開啟時，該負壓抽氣機由該第二二方活栓處吸入氣體，以維持所有通過抽負壓用軟管連接的空間於一負壓，其中，當於檢測時該第一二方活栓開啟，負壓將該氯化鋇溶液吸引流向該第二過濾瓶中。
- 如請求項1所述的營建材料碳匯檢測設備，其中該加熱源為酒精燈或加熱板。
- 如請求項1所述的營建材料碳匯檢測設備，其中該負壓不高於10cm-Hg。
- 一種營建材料碳匯檢測方法，使用請求項1至3中任一項所述的營建材料碳匯檢測設備，包含步驟：a)製備該混合物並置於該第一過濾瓶中、製備該第一鹽酸溶液與該第二鹽酸溶液並分置於該分液漏斗及該滴定管中，及製備該混合溶液並置於該第二過濾瓶中；b)啟動該加熱源，以430±10℃加熱該第一過濾瓶內的該混合物；c)依序關閉該第一二方活栓、開啟該第二二方活栓並啟動該負壓抽氣機；d)開啟該第一二方活栓以將部分該氯化鋇溶液吸入該第二過濾瓶內，並啟動該磁石攪拌器；e)依序關閉該第一二方活栓、該第二二方活栓及該負壓抽氣機；f)開啟該分液漏斗，以使該第一鹽酸溶液流向該混合物，產生二氧化碳，直至該混合物中液體顏色變紅； g)於步驟f)完成20分鐘後關閉該加熱源，待該氣體洗滌瓶中的清水因壓力變化倒流回該第一過濾瓶中後，打開該滴定管進行滴定；h)當該酚酞指示劑顏色轉白時，關閉該滴定管；以及i)依照下列公式計算二氧化碳含量：
- 如請求項4所述的營建材料碳匯檢測方法，其中置於該氣體洗滌瓶中的清水，及製備該混合物的清水，於放置或製備前進行煮沸15分鐘，以除去大部分溶解的二氧化碳。
- 如請求項4所述的營建材料碳匯檢測方法，其中該營建材料經粉碎後須通過#100篩網粒徑以製備該混合物。
- 如請求項4所述的營建材料碳匯檢測方法，其中該氫氧化鈉溶液為將8±1公克的藥級氫氧化鈉顆粒加入去離子水中溶解，使用溶量瓶標定至1公升所製成，當量濃度為0.2N。
- 如請求項4所述的營建材料碳匯檢測方法，其中該第一鹽酸溶液為將14.78±0.1公克的試藥級濃鹽酸加入去離子水中，使用溶量瓶標定至1公升所製成，當量濃度為0.15N；該第二鹽酸溶液為將5M莫爾濃度的試藥級濃鹽酸與同體積的去離子水稀釋所製成。
- 如請求項4所述的營建材料碳匯檢測方法，其中該氯化鋇溶液為將10±0.1公克的氯化鋇加入去離子水至總重量為1000±10公克所製成。
- 如請求項4所述的營建材料碳匯檢測方法，其中該甲基橙指示劑為取試藥級甲基橙0.1±0.01公克加入去離子水100毫升中攪拌溶解，直至無顆粒沉澱時而製成；該酚酞指示劑為取試藥級酚酞8.53±0.01公克加入263±1公克去離子水與581.5±1公克95%乙醇，攪拌至無顆粒沉澱並清澈時而製成。
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|---|---|---|---|---|
| US20100120128A1 (en) * | 2008-06-18 | 2010-05-13 | Zhi-Wei Liang | Eco-engineering for systematic carbon mitigation |
| US20100247410A1 (en) * | 2007-06-28 | 2010-09-30 | Brent Constantz | Rocks and aggregate, and methods of making and using the same |
| WO2013074252A1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-23 | Calera Corporation | Formed building materials |
| CN105594472A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-25 | 江苏大学 | 利用铁含量变化特征判定植物对喀斯特环境适应性的方法 |
| TW201710580A (zh) * | 2015-03-24 | 2017-03-16 | Research Institute Of Forestry New Technology Chinese Academy Of Forestry | 一種用於藻類水華生態防治的人工水域系統 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100247410A1 (en) * | 2007-06-28 | 2010-09-30 | Brent Constantz | Rocks and aggregate, and methods of making and using the same |
| US20100120128A1 (en) * | 2008-06-18 | 2010-05-13 | Zhi-Wei Liang | Eco-engineering for systematic carbon mitigation |
| WO2013074252A1 (en) * | 2011-10-31 | 2013-05-23 | Calera Corporation | Formed building materials |
| TW201710580A (zh) * | 2015-03-24 | 2017-03-16 | Research Institute Of Forestry New Technology Chinese Academy Of Forestry | 一種用於藻類水華生態防治的人工水域系統 |
| CN105594472A (zh) * | 2015-12-24 | 2016-05-25 | 江苏大学 | 利用铁含量变化特征判定植物对喀斯特环境适应性的方法 |
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