PDF《炼钢炉碴 对 混凝土 之影响与防制探讨》

8 炼钢炉碴对混凝土之影响与防制探讨 Vol. 43, No.

4 August

2016 土木水利 第四十三卷 第四期 氧化碴外形构造呈现粗糙之黑褐色,表面凹凸富 有角且多孔洞,类似天然火成岩(如图

2 所示) ,体 积稳定,有关氧化碴之化学组成如表

1 所列,由於氧 化碴表面含有铁质残留,若钢炉碴再利用机构未妥善 破碎与磁选处理,经再利用后易有绣斑情况,造成对 其使用观感不佳的负面态度. 表2电弧炉还原碴之化学成份分析 (%) SiO2 CaO Fe2O3 MgO Al2O3 S

22 ~

29 48 ~

50 1 ~

2 6 ~

10 14 ~

18 0.8 ~ 1.5 电弧炉碴掺混细粒料检验 由於 CNS 国家标准尚未针对电弧炉碴的安定化订 定检测方法与标准,因此现阶段为协助预拌混凝土厂 以既有品管仪器研拟合适快速的简易筛检法,营建研 究院特针对电弧炉碴进行一系列物性试验,试验结果 说明如下: 外观检测 氧化碴细粒料颜色偏黑色,呈颗粒状,比重重;

还原碴偏粉状,颜色为灰白色.但若以少比例添加到 天然细粒料中,则不易从外观判别. 显微观测 分别以 45X 放大镜及 500X 显微镜观测,45X 适 合携带,检测单颗较大颗粒用;

500X 显微镜须连接电 脑、平板或手机,适合数量较多之粒料.500 倍放大观 测氧化碴可见空隙及铁锈,还原碴表面则为灰白色粉 状,如图 4. 图1电弧炉碴生产流程 图2电弧炉氧化碴外观 电弧炉氧化碴(细粒料) 电弧炉氧化碴(细粒料) 表1电弧炉氧化碴之化学成份分析(%) SiO2 CaO Fe2O3 MgO Al2O3 Cr

16 ~

20 24 ~

35 34 ~

38 2 ~

8 3 ~

6 0.7 还原碴外观外观多呈现灰白色粉末状(如图

3 所示) ,内含成份中的游离氧化钙(f-CaO)和游离氧化镁 (f-MgO)极易与 H2 O 和CO2 发生反应,系为造成还原 碴体积膨胀的主因,此水化反应将随反应时间减缓,有 关还原碴之化学组成如表

2 所列.另氧化钙为高碱度之 物质,故经检测其酸碱值(pH)高达

12 ~

13 左右. 图3电弧炉还原碴外观 电弧炉还原碴 电弧炉还原碴 图4氧化碴及还原碴微观检视 500X 氧化碴 500X 还原碴 筛分析试验 氧化碴粒径集中在 #4 ~ #16 之间,还原碴粒径则 多为 #50 ~ #200,有关筛分析结果详表 3. 磁吸测试 电弧炉碴含有铁质成分,以强力磁铁几乎都可吸 附起来,详图 5.

9 土木营建材料专辑 Vol. 43, No.

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2016 土木水利 第四十三卷 第四期 pH 试验 电弧炉碴因掺有生石灰,为强碱性,故可由 pH 值 检测棒快速的检测砂石的酸碱度来作为炉碴判别,营 建院针对不同试验条件对 pH 之影响说明如下. 1.添加比例影响:以不同比例(1%、5%、10%)的电 弧炉氧化碴及还原碴掺入天然砂石,再以 1:1 的比 例浸泡於蒸馏水中,测酸碱度之结果,即便仅添加 1% 都比纯天然砂石之 pH 值高出甚多.详表 4. 表4pH 检测结果 添加比例 100% 炉碴 20% 炉碴 10% 炉碴 5% 炉碴 1% 炉碴 氧化碴 12.0 11.7 11.6 11.6 11.4 还原碴 12.7 11.9 11.5 11.6 11.5 注1:纯水 7.

0、细粒料 8.8 注2:所用炉碴为碳钢厂电弧炉碴、以玻璃电极式 pH 计检测 2.浸泡时间影响:将电弧炉碴於水中浸泡

72 小时后试 验,pH 值并无变化,与初始值差异不大,详表 5. 表5浸泡后 pH 值变化 浸泡时间

0 分钟

1 小时

24 小时

48 小时

72 小时 细粒料 8.8 8.8 8.6 8.6 8.6 1% 还原碴 11.5 11.6 11.6 11.5 11.5 5% 还原碴 11.6 11.8 11.8 11.8 11.7 10% 还原碴 11.5 11.5 11.7 11.7 11.6 20% 还原碴 11.9 11.9 11.9 12.0 11.9 3.清洗影响:(1) 参考 CNS