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電弧爐碴再生應用於混凝土 性質之研究

為了解決MG 松菸的問題，作者盧建名 這樣論述：

本研究針對兩家煉鋼時所生產之氧化碴以及四家煉鋼生產之還原碴，透過完全取代天然粒料製作混凝土，探討硬固性質及高溫高壓下之穩定性以及鋼碴耐久性，並建立資料庫。本研究使用不同程度安定化之還原碴添加飛灰並搭配旋轉窯酸/鹼性爐碴製作還原碴混凝土；將氧化碴及還原碴分別處理，使用氧化碴完全取代粗、細粒料並且搭配飛灰，製作氧化碴混凝土，混凝土之配比均應用緻密配比法設計之，並探討於三種水膠比下之結果。結果顯示，氧化碴混凝土的抗壓強度範圍在13kg/cm3~66 kg/cm3、劈裂強度1.1 kg/cm3~4.7 kg/cm3、4011m/s~5011m/s都優於控制組，而熱壓膨脹在水膠比0.3時效果最佳，且膨

脹率不超過0.052%，顯示不致產生熱壓膨脹壓力，無不良劣化問題，是故氧化碴可用於混凝土製作。還原碴混凝土部分，選用旋轉窯爐碴 AK 製作混凝土之抗壓強度，均高於 AC 製作出之混凝土之抗壓強度，由化學成份可得知AK 可提供鹼性環境，有利於水泥水化反應之進行，提升試體於硬固後之抗壓強度。依據CNS15311「粒料受水合作用之潛在膨脹試驗法」，在熱壓膨脹試驗只有浸水膨脹率0.2%以下還原碴所製作之混凝土可以達到安全標準，原因為氫氧化鈣／鎂已相當程度被安定，所以取代河川砂狀況之混凝土產品經高溫高壓蒸煮處理，均可承受溫壓而無爆裂粉化現象發生，故適用為混凝土製品。

水泥漿體對電弧爐碴粒料膨脹行為之影響

為了解決MG 松菸的問題，作者羅佳豪 這樣論述：

鋼碴(steel slag)包括轉爐石(basic-oxygen furnace, BOF)、電弧爐碴(electric-arc furnace, EAF)及精煉爐碴(ladle furnace, LF)，均為煉鋼過程產出之副產物，含有近似於水泥之化學成份，經研磨至足夠細度作為膠結材應用於混凝土中，可提升混凝土之力學性質。為了減少對鋼碴進行研磨處理之成本及耗時，直接將鋼碴顆粒作為粒料應用於工程實務，為近年來國內提升鋼碴資源再利用效率之方法。但因煉鋼時須添加石灰石作為助熔劑，以提升煉鋼效率及產量，使鋼碴內含有高含量游離氧化鈣 (f-CaO) 及游離氧化鎂 (f-MgO)，與水接觸後，鋼碴粒料會

發生體積膨脹現象，用作混凝土材料或鋪面底層時，會造成混凝土龜裂或路面不均勻隆起之現象，造成結構物損害，降低其安全性。為了探討電弧爐碴粒料膨脹行為，本研究內容包含 (1) 探討安定化處理方式對鋼碴膨脹程度之影響 (2) 探討混凝土內鋼碴粒料膨脹性之有效檢測法 (3) 提出「鋼碴直接浸水膨脹量測法」，以振動方式達到顆粒穩定緊密堆積後，直接檢測鋼碴粒料顆粒浸水膨脹性，，最後以游離氧化鈣含量滴定試驗驗證各項膨脹性試驗結果之合理性。試驗結果顯示，由量測以鋼碴顆粒製成之水泥砂漿試體，之長度變化，以估算鋼碴顆粒於砂漿體之膨脹貢獻量時，當鋼碴粒料含量固定為30 %時，小粒徑 (#16-#8) 鋼碴砂漿試體內鋼

碴膨脹量比大粒徑 (#4-3/8″) 鋼碴砂漿試體，增加約96 %，大粒徑鋼碴砂漿之鋼碴含量由30 %增加至50 %時，鋼碴膨脹量增加約95%。將小粒徑尺寸之鋼碴進行安定化處理後，可降低水泥砂漿內鋼碴膨脹量約55 %，有效抑制鋼碴之潛在膨脹性。若以容量10 ml 及50 ml 之玻璃圓形量筒裝填鋼碴粒料且於頂部加載時，分別使用 1800 Hz 及 1500 Hz 之適當振動頻率振動試樣，能達到顆粒堆疊之穩定最緊密度；當顆粒堆積孔隙率低於 40.6 %時，較易成功地量測出鋼碴顆粒直浸水後之膨脹量。