CN108732063B - 检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种检测方法，用于检测待测物是否含有钢渣。检测方法包括下列步骤。提供待测物与比重液于容器中，其中比重液的密度大于2.65克/立方厘米且小于等于3.8克/立方厘米。将容器内的待测物与比重液混合。混合后静置并观察容器内是否有沉淀物，以判断待测物是否含有钢渣。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测方法，尤其涉及一种用于检测待测物是否含有钢渣的检测方法。
背景技术
钢渣是炼钢作业中所产生的必然副产品，不同的炼钢处理程序所产出的炉渣其性质也不同，产出自一贯作业的炼钢厂者，包括气冷高炉渣、水淬高炉渣、脱硫渣及转炉渣四种；产出自碳钢厂者则有电弧炉还原渣与电弧炉氧化渣。其中，气冷高炉渣与水淬高炉渣等在第一道炼钢过程后所产生的铁渣，在经适当处理后可以被添加于混凝土中，以能增强混凝土的力学性能。因此，气冷高炉渣与水淬高炉渣是可以被合法地添加于混凝土中，且不致于造成对混凝土的危害。然而，脱硫渣、转炉渣、电弧炉还原渣或电弧炉氧化渣等在第一道之后(如：第二道)的炼钢过程后所产生的钢渣，再与水反应会有体积膨胀的问题，因此不适合当作级配粒料。在一些情况之下，若误用混掺脱硫渣、转炉渣、电弧炉还原渣或电弧炉氧化渣等在第一道之后的炼钢过程后所产生的钢渣，可能会导致混凝土在硬固之后的体积膨胀，甚至造成硬固之后的混凝土的表面产生开裂剥落现象(即，俗称的“冒青春痘”)，因而使得建筑物受损。
在现有的检测方法中，可以通过X-射线荧光光谱仪(X-ray fluorenceSpectrometer，XRF)分析测得待测物的化学组成，并通过分析后的结果来判断待测物是否含有钢渣及其比例。然而，上述的检测方法须先于现地采样后再送至实验室检测，故并不适于现地使用，且需耗费较长的检测时间及检测成本。
除此之外，由于钢渣于水溶液中的酸碱值(pH value)高于一般砂石粒料。因此，在现有的检测方法中，也可以是使用酸碱计(pH meter)来检测待测物的酸碱值，以判断待测物是否含有钢渣。举例而言，若使用酸碱计来检测待测物的酸碱值高于一般砂石粒料的酸碱值，则可据以判断粒料试样内含钢渣。
然而，在上述的检测方法中，需额外购买酸碱计，且酸碱计需要定时的保养与校正。并且，在进行检测时，由于检测或施工环境的脏污可能导致酸碱计的损坏或缩短使用年限。除此之外，对于具碱性的混凝土浆体与控制性低强度混凝土(Controlled LowStrength Material，CLSM)浆体，在现有的检测方法中并无法通过酸碱计来精准检测判定。因此，如何快速的判断待测物是否含有钢渣且降低检测成本，实已成目前亟欲解决的课题。
发明内容
本发明提供一种检测方法，用于检测待测物是否含有钢渣。
本发明的检测方法用于检测待测物是否含有钢渣。检测方法包括下列步骤：提供待测物与比重液于容器中，其中比重液的密度大于2.65克/立方厘米且小于等于3.8克/立方厘米；将容器内的待测物与比重液混合；混合后静置并观察容器内是否有沉淀物，以判断待测物是否含有钢渣。
在本发明的一实施例中，上述的比重液为真重液或拟重液。
在本发明的一实施例中，上述的真重液为三溴甲烷、四溴乙烷、二溴化甲烷或钙汞碘化物。
在本发明的一实施例中，上述的拟重液包括水以及悬浮于水中的微细固体粒子。
在本发明的一实施例中，上述的微细固体粒子的材料包括硅铁。
在本发明的一实施例中，上述的待测物包括粒料、混凝土浆体或已硬固的水泥制品。
在本发明的一实施例中，上述的钢渣包括脱硫渣、转炉渣、电弧炉还原渣或电弧炉氧化渣。
在本发明的一实施例中，上述的钢渣包括脱硫渣，且上述检测方法还包括在将容器内的待测物与比重液混合之后，以磁铁靠近待测物，以判断待测物是否含有脱硫渣。
在本发明的一实施例中，上述的将该待测物以及该比重液混合的步骤包括上下摇晃容器5分钟。
在本发明的一实施例中，上述的静置容器的步骤包括静置容器至少1分钟。
在本发明的一实施例中，上述的静置容器的步骤包括静置容器15分钟。
在本发明的一实施例中，上述的提供待测物与比重液于容器的步骤还包括提供减水剂于容器。
在本发明的一实施例中，上述检测方法的步骤还包括在提供待测物与比重液于容器之前，清洗待测物并筛选待测物的粒径。
在本发明的一实施例中，上述的筛选待测物的粒径的步骤使用的筛的标准筛号介于4号筛与100号筛之间。
基于上述，利用本发明的检测方法可以快速的判断待测物是否含有钢渣且成本低。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
图1显示本发明一实施例的检测方法的步骤流程图；
图2显示本发明另一实施例的检测方法的步骤流程图；
图3A至图3C显示本发明一实施例中混合后装有待测物以及比重液的容器的示意图；
图4A显示本发明一比较例中混合后静置装有待测物以及比重液的容器的示意图；
图4B显示本发明另一比较例中混合后静置装有待测物以及比重液的容器的示意图。
附图标记说明：
S100、S110、S120、S200a、S200、S210、S220：检测方法的步骤10：容器
310a、310b、310c、410a、410b：待测物
320a、320b、320c、420a、420b：比重液
330a、330b、330c：沉淀物
具体实施方式
图1显示本发明一实施例的检测方法的步骤流程图。请参考图1。首先，在步骤S100中，提供待测物与比重液于容器中，其中比重液的密度大于2.65克/立方厘米且小于等于3.8克/立方厘米。在本实施例中，容器例如是烧杯、试管或采样瓶等适于携带且易于观察的容器，但本发明并不以此为限。
在本实施例中，待测物可以是粒料(aggregate)、混凝土浆体、已硬固的水泥制品或其他待测物。具体而言，粒料可以是砂、砾石、碎石、破碎的混凝土或是炉石等粒状材料，以作为混凝土或砂浆的填充材使用。混凝土浆体可以是包括胶结性材料、粒料、掺料以及水的重混凝土浆体、普通混凝土浆体或轻混凝土浆体。已硬固的水泥制品可以是包括上述混凝土浆体，经固化过程后所形成的水泥制品，例如是被拆除的水泥结构。
一般而言，砂石(例如：粒料中的天然砂石)的密度约为2.65克/立方厘米，因此可以通过密度大于2.65克/立方厘米的比重液将待测物中的砂石与钢渣和/或铁渣分离。除此之外，形成混凝土浆体或水泥制品的原料包括天然砂石、水淬高炉石粉(密度为2.9克/立方厘米)、底灰(密度为2.2克/立方厘米)、飞灰(密度为2.1克/立方厘米)、水泥(密度为3.15克/立方厘米)。在形成混凝土浆体或水泥制品的过程中，高炉石粉或水泥会与水产生作用，而使与水反应后的高炉石粉或水泥的密度小于2.65克/立方厘米。因此，可以通过密度大于2.65克/立方厘米的比重液将待测物中的飞灰、底灰、与水反应后的水淬高炉石粉和/或与水反应后的水泥与钢渣和/或铁渣分离。
在本实施例中，比重液为真重液、拟重液或其他密度大于2.65克/立方厘米且小于等于3.8克/立方厘米的纯物质溶液或混合物溶液。
在一些实施例中，比重液可以是具有可保持长时间的物理稳定性(physicalstability)的真重液。具例而言，真重液例如为三溴甲烷(tribromomethane，CHBr3，密度为2.89克/立方厘米)、四溴乙烷(tetrabromoethane，C2H2Br4，密度为2.94克/立方厘米)、二溴甲烷(dibromomethane，CH2Br2，密度为2.96克/立方厘米)、钙汞碘化物(Calcium MercuryIodide，CaHgI4)或上述的混合液，但本发明并不以此为限。
在一些实施例中，比重液可以是由水与悬浮于水中的微细固体所组成拟重液。举例而言，可以使用细磨硅铁(密度为3.2克/立方厘米)或粉状硅铁(密度为3.8克/立方厘米)等适宜的硅铁(ferrosilicon)材质作为微细固体粒子，并使用适当的装置(如：震荡器)使前述的微细固体粒子于水中保持悬浮状态，以作为拟重液，但本发明并不以此为限。
在一些实施例中，提供待测物与比重液于容器的步骤还包括提供减水剂(water-reducing agent)于容器中。减水剂例如是包括磺酸盐类(Sulfonates)、羧酸盐类(Carboxylates)或水溶性树脂的介面活性剂，以在后续的步骤S120中，使待测物可以充分地分散于比重液中或使待测物与比重液充分地混合。在一些实施例中，减水剂的添加量为待测物重量的2％，但本发明不限于此。
接着，请继续参考图1，在完成步骤S100之后，进行步骤S110。在步骤S110中，将容器内的待测物与比重液混合。
在本实施例中，由于待测物例如是具有块状、粒状或粉状性质的材料，且比重液例如是液态或具有胶质粒子的液状材料。因此，可以摇晃装有待测物以及比重液的容器，以使待测物可以充分地分散于比重液中或使待测物与比重液充分地混合。
在一些实施例中，摇晃的方式可以通过人工摇晃或机械摇晃，本发明并不以此为限。
在一些实施例中，由于待测物的密度与比重液的密度不同，而使得容器中的待测物与比重液在摇晃前，可能因为重力的影响而具有上下分层的现象。因此，可以通过上下摇晃的方式使待测物可以充分地分散于比重液中或使待测物与比重液充分地混合。
在一些实施例中，摇晃装有待测物以及比重液的容器的时间可以是5分钟以上，以使待测物可以充分地分散于比重液中或使待测物与比重液充分地混合。
接着，请继续参考图1，在完成步骤S110之后，进行步骤S120。在步骤S120中，混合后静置并观察该容器内是否有沉淀物，以判断待测物是否含有钢渣。
在本实施例中，钢渣包括脱硫渣、转炉渣、电弧炉还原渣或电弧炉氧化渣等在第一道之后(如：第二道)的炼钢过程后所产生的钢渣。具体而言，由于上述的钢渣密度大于2.65克/立方厘米，因此在完成步骤S110之后，可以通过判断装有待测物以及比重液的容器中是否具有沉淀，判断待测物是否含有钢渣。换言之，在步骤S120中，若观察混合后静置的容器内有沉淀物，则可以判断待测物含有钢渣。相反的，在步骤S120中，若观察混合后静置的容器内没有沉淀物，则可以判断待测物不含有钢渣。此外，由于气冷高炉渣与水淬高炉渣等在第一道炼钢过程后所产生的铁渣的密度小于比重液的密度，因此并不会成为沉淀物，藉此可避免将铁渣误判为钢渣。
在一些实施例中，由于脱硫渣的密度约2.54克/立方厘米，且脱硫渣具有较佳的磁吸能力，因此在将容器内的待测物与比重液混合之后，可以用磁铁靠近待测物，以判断待测物是否含有该脱硫渣。磁铁可以于容器外靠近容器内的待测物，或是将磁铁置于容器内以靠近容器内的待测物，本发明并不以此为限。
在一些实施例中，静置已摇晃后且装有待测物以及比重液的容器的时间为1分钟以上。如此一来，在待测物含有钢渣的情况下，可以使钢渣沉淀的状态较轻易地被判断。
在一些实施例中，静置已摇晃后且装有待测物以及比重液的容器的时间为15分钟以上。如此一来，在待测物含有钢渣的情况下，可以使钢渣沉淀的状态可以较轻易地被判断，并可清楚的判断所添加的比例。
图2显示本发明另一实施例的检测方法的步骤流程图。请同时参考图1与图2，本实施例的检测方法与上述实施例的检测方法相似，差异在于：在提供待测物与比重液于容器(即，步骤200)之前，清洗待测物并筛选待测物的粒径(即，步骤S200a)。具体而言，在提供待测物与比重液于容器之前，可以先清洗待测物并且筛选具有特定大小粒径的待测物，以将筛选后具有特定大小粒径的待测物作为后续步骤中的待测物。接着，在此之后的检测方法的步骤S200、S210、S220分别大致与图1的检测方法的步骤S100、S110、S120相同或相似，故于此不加以赘述。
在一些实施例中，筛选待测物的粒径的步骤例如为使用筛子来进行筛选，且可以依据美国材料试验学会(American Society for Testing and Materials，ASTM)所定立的标准，使用标准筛号介于4号筛与100号筛之间的筛子来进行筛选。
图3A至图3C显示本发明一实施例中混合后装有待测物以及比重液的容器的示意图。请同时参考图3A至图3C，图3A至图3C可以是上述任一实施例的检测方法中，在混合装有待测物以及比重液的容器后的示意图。假设待测物中包含钢渣，且图3C的容器的静置时间大于图3B的容器的静置时间，图3B的容器的静置时间大于图3A的容器的静置时间。
详细而言，图3A可以是混合装有待测物310a以及比重液320a的容器10的示意图。在图3A中，由于待测物310a中非钢渣的部分、比重液320a以及待测物310a中的钢渣彼此之间的比重具有差异，因此可以通过比重液320a将待测物310a中的钢渣析出，而在容器10中呈现沉淀物330a。图3A的状态中，容器10内的比重液320a略呈混酌且所析出的沉淀物330a的量较少。
接着，将图3A中的容器10继续静置一段时间后，即为图3B的状态。详细而言，图3B可以是混合后静置装有待测物310b以及比重液320b的容器10的示意图。在图3B中，由于待测物310b中非钢渣的部分、比重液320b以及待测物310a中的钢渣彼此之间的比重具有差异，因此可以通过比重液320b将待测物310b中的钢渣析出，而使容器10中呈现沉淀物330b。除此之外，由于容器10已静置较长一段时间，因此容器10内的比重液320b略呈清澈且所析出的沉淀物330b的量较多，易于判断。
接着，将图3B中的容器10继续静置一段时间后，即为图3C的状态。详细而言，图3C可以是装有混合后的待测物310c以及比重液320c的容器10静置15分钟以后的示意图。在图3C中，由于待测物310c中非钢渣的部分、比重液320c以及待测物310a中的钢渣彼此之间的比重具有差异，因此可以通过比重液320c将待测物310c中的钢渣析出，而使容器10中呈现沉淀物330c。除此之外，由于容器10已静置15分钟以上，因此沉淀物330c几乎已完全析出且容器10内的比重液320c更清澈，可轻易判断其添加比例。
图4A显示本发明一比较例中混合后静置装有待测物410a以及比重液420a的容器10的示意图。详细而言，在图4A的一比较例中，所使用的比重液420a的密度小于2.89克/立方厘米。如此一来，纵使待测物410a中非钢渣的部分、比重液420a以及待测物410a中的钢渣彼此之间的比重具有差异，但是由于比重液420a的密度小于待测物410a中非钢渣的部分以及待测物410a中的钢渣的密度，因此纵使待测物410a含有钢渣，但待测物410a中非钢渣的部分以及待测物410a中的钢渣皆会形成沉淀物410a，而无法判断待测物410a是否含有钢渣。
图4B显示本发明另一比较例中混合后静置装有待测物410b以及比重液420b的容器10的示意图。详细而言，在图4B的另一比较例中，所使用的比重液420b的密度大于3.8克/立方厘米。如此一来，纵使待测物410b中非钢渣的部分、比重液420b以及待测物中的钢渣彼此之间的比重具有差异，但是由于比重液420b的密度大于待测物410b中非钢渣的部分以及待测物410b中的钢渣的密度，因此纵使待测物410b含有钢渣，但待测物410b中非钢渣的部分以及待测物中410b的钢渣皆不会形成沉淀物，而无法判断待测物是否含有钢渣。
以下，通过实验例来详细说明上述实施例所提出的检测方法。然而，下述实验例并非用以限制本发明。
实验例
为了证明本发明所提出的检测方法能够客观且精确地检测待测物是否含有钢渣，以下特别作此实验例。
利用本发明所提出的检测方法，分析以下表1中的实验例1至实验例6及比较例1至比较例2的待测物。实验例1至实验例6为使用密度大于2.65克/立方厘米且小于等于3.8克/立方厘米的比重液。比较例1为使用密度小2.65克/立方厘米的比重液，且比较例2为使用密度大于3.8克/立方厘米的比重液。实验结果亦示于下方表1中。
表1
*在组成1中，A为砂石粒料，B为混凝土浆体与CLSM浆体，C为已硬固的水泥质制品。
**在组成2中，X为转炉渣，Y为电弧炉氧化渣。
***在比重液中，TBE为1,1,2,2-四溴乙烷
从上方表1可得知，实验例1至实验例5为使用密度大于2.65克/立方厘米且小于等于3.8克/立方厘米的比重液，经由本发明的检测方法可以判断待测物是否含有钢渣。相较之下，比较例1至比较例2为使用密度小于2.65克/立方厘米或大于3.8克/立方厘米的比重液。因此，通过本发明所提出的检测方法，不但能够客观且精确地检测待测物是否含有钢渣，且可以快速的判断并具有低成本。
综上所述，利用本发明的检测方法，可以快速的判断待测物是否含有钢渣，并且具有较低的操作或材料成本，且携带与操作皆简便。并且，利用上述检测方法，对于具碱性的混凝土浆体与控制性低强度混凝土浆体能立即检测，而不会造成工程工期延误或增加营造成本。
虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更改与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定的为准。
Claims (10)
1.一种检测方法，用于检测一待测物是否含有钢渣，其特征在于，所述检测方法包括：
提供待测物与比重液于容器中，其中所述比重液的密度大于2.65克/立方厘米且小于等于3.2克/立方厘米；
将所述容器内的所述待测物与所述比重液混合；以及
混合后静置并观察所述容器内是否有沉淀物，以判断所述待测物是否含有钢渣，
其中所述比重液为真重液或拟重液，所述真重液为三溴甲烷、四溴乙烷、二溴甲烷或碘化钙汞，所述拟重液包括水以及悬浮于水中的微细固体粒子，且所述待测物包括粒料、混凝土浆体或已硬固的水泥制品。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述微细固体粒子的材料包括硅铁。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述钢渣包括脱硫渣、转炉渣、电弧炉还原渣或电弧炉氧化渣。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述钢渣包括脱硫渣，且所述检测方法还包括在将所述容器内的所述待测物与所述比重液混合之后，以磁铁靠近所述待测物，以判断所述待测物是否含有所述脱硫渣。
5.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，将所述待测物以及所述比重液混合的步骤包括上下摇晃所述容器5分钟。
6.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，静置所述容器的步骤包括静置所述容器至少1分钟。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，静置所述容器的步骤包括静置所述容器15分钟。
8.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，提供所述待测物与所述比重液于所述容器的步骤还包括提供减水剂于所述容器。
9.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，还包括在提供所述待测物与所述比重液于所述容器之前，清洗所述待测物并筛选所述待测物的粒径。
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于，筛选所述待测物的粒径的步骤使用的筛的标准筛号介于4号筛与100号筛之间。
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