PDF《炼钢炉碴 对 混凝土 之影响与防制探讨》

7 土木营建材料专辑 Vol.

43, No.

4 August

2016 土木水利 第四十三卷 第四期 建筑误用有害炉碴时有所闻 「炉碴」泛指炼钢厂再生产过程的副产物,国内钢 铁厂依生产制程可分成高炉厂及电弧炉厂,前者原料以 铁矿砂为主,以中钢公司、中龙公司为代表,后者原料 来源以废钢为主,又分不锈钢厂及碳钢厂,不锈钢厂如 华新丽华、烨联,碳钢厂如东和、丰兴,钢铁业为国内 重要产业,钢铁消费量被视为国家工业化的指标,然由 於钢铁在生产时耗用的原料及能源甚为庞大,因此生产 过程拌生的「副产物」数量亦甚为庞大.其中,高炉炉 碴经处理技术的进步,已被制成水淬高炉炉碴粉,广泛 的用於混凝土中,为高经济价值的再生材料.然而「电 弧炉碴」过往多次发生未妥善再利用而发生非法弃置情 形,因此政府在「经济部事业废弃物再利用管理办理」 中,订定「经济部事业废弃物再利用种类及管理方式」 怨芸卣饫嗦甑睦丛础⒋怼⒂猛尽⑵分. 依100 年2月9日版的「经济部事业废弃物再利 用种类及管理方式」 ,电弧炉碴可用於「非结构性混凝 土粒料原料」 ,但在「CNS

1240 混凝土用粒料」国家 标准中,对於此类可再利用之固体一般事业废弃物却 规定必须要先经「毒性特性溶出程序(TCLP) 」及「建 筑材料用事业废弃物之放射线含量限制要点」检验合 格,并经必要之安定化处理程序,确保体积稳定性, 在物性化性符合该标准品质要求下,若使用者同意才 可使用.由於电弧炉碴中的还原碴含有部分游离氧化 钙(f-CaO)及游离氧化镁(f-MgO) ,由水反应后会 导致体积膨胀将近两倍,若被加入混凝土中,则会在 一段时间后於表面爆出,形成类似「青春痘」情形, 造成外观瑕疵.这类案件过往就时有所闻,但在今年

3 月初因媒体对於电弧炉碴事件的深入报导,加入有 部分知名建筑受害,引使社会大众的关注,更有预拌 业者因而被求偿千万,使得政府加强对电弧炉碴的管 制,甚至公告暂停国内电弧炉炼钢炉碴(包括还原碴 与氧化碴)的使用

3 个月,除了研拟更严谨的管制措 施外,亦希望业者(包含钢铁业及预拌业)能提出良 好的管制办法. 新修订的「经济部事业废弃物再利用种类及管 理方式」及「经济部事业废弃物再利用种类及管理方 式」已於

105 年6月20 日正式公告,将电弧炉碴再利 用用途删除「非结构性混凝土粒料原料」 ,并规定更严 格的品质管制措施及主管机关监督机制,后续成效尚 待时间验证. 惟国内土木工程对砂石需求量庞大,以电弧炉碴 一年将进

200 万吨的产出量而言,实有被混用到混凝 土的风险,因此除了靠钢铁厂与再利用业者的流向管 控外,预拌混凝土业者及工地现场工程师有必要t解 炉碴特性,建立起简易快速的管控措施,以避免工程 误用到有害炉碴. 电弧炉碴材料特性 电弧炉炼钢厂在熔炼过程依化学反应分成三个阶 段:熔解期、氧化期及还原期,熔解期指废铁原料经初 步分类、称重后加料,熔解成液态钢液,氧化期指再通 入高压氧气以加速氧化作业,此时部分的铁及其他杂质 (如矽、锰)生成氧化物和先其投入的少量石灰开始形 成少量的氧化碴,再通入更多的氧气,杂质则氧化升成 更多量的固态氧化碴.此时钢液中含氧化量过高,因此 须加入大量石灰石、碳粉等副原料加以还原造碴,此阶 段即为还原期.制程中所产生的炉碴因其比重较小与钢 液分离,成为电弧炉碴,氧化期产出称氧化碴,还原期 产出称还原碴,有关电弧炉碴生产流程详图 1. 对 混凝土 之影响与防制探讨 炼钢炉碴 张俊鸿 财团法人台湾营建研究院工程服务组专案经理 徐敏晃 财团法人台湾营建研究院工程服务组组长