TWI616421B

TWI616421B - 改質轉爐石混凝土

Info

Publication number: TWI616421B
Application number: TW105142087A
Authority: TW
Inventors: 許伯良; 徐登科
Original assignee: 中聯資源股份有限公司
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2018-03-01
Also published as: TW201823181A

Abstract

一種改質轉爐石混凝土，其於每一立方米中包含有200~500公斤之膠結材，一600~1200公斤之第一添加料，以及一700~1300公斤之第二添加料等加以混拌而成：其中，該第一、第二添加料分別為粒徑大小不同之轉爐石外，並且該轉爐石並經處理，以使該等轉爐石內不含游離氧化鎂、游離氧化鈣等成份，使得混配後之改質轉爐石混凝土具有低膨脹且高穩定特性外，並且該等轉爐石的運用可以取代砂石材料，進而減少砂石材料等天然資源運用，有效降低混凝土之費用成本。

Description

改質轉爐石混凝土

本發明是有關於一種固化物組成物，特別是關於一種改質轉爐石混凝土。

查，在許多建設不斷的推動和進行之下，急需開採大量之天然砂石，以作為混凝土中之基本材料，以利建設之建造；然而，天然砂石是大自然中最珍貴的資源，也是保護山川地形的重要元件，故不該無節制的過度使用與浪費，因此在建設不斷增加及維護環境之間如何取得平衡，已是諸多業者急於克服的問題，故現行如何減少砂石材料等天然資源的依賴，尋找符合環保概念且具低成本，以及能夠代替天然砂石的建築材料，更為業者所思考之課題。

因此，本發明之目的，是在提供一種改質轉爐石混凝土，以大量利用特定轉爐石作為材料，並且又能保有混凝土該有之性能。

於是，本發明有關一種改質轉爐石混凝土其於每一立方米中包含有200~500公斤之膠結材，一600~1200公斤之第一添加料，以及一700~1300公斤之第二添加料等加以混拌而成：其中，該第一添加料至少包括有一粒徑小於4.75mm之轉爐石；另，該第二添加料至少包括有一粒徑介於4.75mm至19mm之轉爐石，且前述該轉爐石並經一處理，以使該等轉爐石內不含游離氧化鎂、游離氧化鈣等成份；是以，透過上述之配比設計搭配處理過之轉爐石之設計，可減少砂石材料等天然資源依賴外，並且可使工業副產物之轉爐石得以有效進行利用，更能使該混凝土整體成本降低，以形成一高穩定性質之混凝土。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地明白。

本發明有關於一種改質轉爐石混凝土，其於每一立方米中包含有200~500公斤之膠結材，一600~1200公斤之第一添加料，以及一700~1300公斤之第二添加料：其中，該膠結材可使用純水泥、高爐水泥、高爐石飛灰水泥等；另，該第一添加料至少包括有一粒徑小於4.75mm之轉爐石；同時於本實施例中，該第一天添加料更可適時包括有一天然砂，且該天然砂比例佔該第一添加料總比例的10~90重量百分比(wt%)，以降低每一立方米中之總重量；另，該第二添加料至少包括有一粒徑介於4.75mm至19mm之轉爐石，且該第二添加料中更可適時包括有一之天然石，且該天然石比例佔該第二添加料總比例的10~90重量百分比(wt%)，以降低每一立方米中之總重量。

仍續前述，至於該膠結材則可為純水泥、高爐水泥、高爐石飛灰水泥之其一或其混合而成，例如該膠結材包括有一20至50重量百分比之水泥，一30至60重量百分比之爐石粉，以及一10至50重量百分比之石膏混合而成皆可以進行使用。

至於，該第一、第二添加料中所述之轉爐石(Basic Oxygen Furnace Slag，簡稱BOF Slag)，其為一貫作業煉鋼廠所產生之爐渣類副產品，但因生產鋼鐵之鐵礦原料所含的粘土雜質與石灰石助熔劑在高溫熔爐中反應所產生的熔渣，經排出冷卻所得之固體物，一般而言，轉爐石密度較高爐爐渣大，約為3.1~3.6kg/cm3，單位容積重量為2.5~2.8g/cm3左右；主要成分為CaO、FeO、SiO2及Fe2O3等，轉爐石與天然骨材相比其比重較大，且具有粒料粒徑大、耐磨耗性佳、內部摩擦角大、單軸抗壓性高及透水性大之特性，但一般欲將該轉爐石用於混凝土前，必須先將該轉爐石研磨成細粉後才可加入，並且也僅能少量加入而已，才不會造成混凝劣化(如膨脹、粉粹等)，而本發明係透過該轉爐石經一混合配比內，以透過一定比例膠結材與粗、細骨材的混合後，而使該轉爐石得以有效進行運用。

此外，為更加確保該轉爐石穩定性，故本發明中所使用之轉爐石係經一處理，以消除或降低該轉爐石中的游離氧化鎂、游離氧化鈣含量成分，而本發明中該前置處理步驟係指該轉爐石係於該熔融轉爐中且呈液態爐渣時，先行加入一添加劑，但在無外加熱源的情況下而使該液態爐渣與添加劑融合後所形成，而該添加劑包含有一佔該液態爐渣重量百分比之大於0重量百分比且小於或等於3重量百分比之鹼金屬氧化物(如氧化鈉等)，以及一佔該液態爐渣重量百分比之10~60重量百分比之穩定劑，該穩定劑至少包括有二氧化矽或三氧化二硼，且當該穩定劑之總重為100重量百分比，該二氧化矽或三氧化二硼之含量至少為50 重量百分比，待冷卻後所形成具一穩定化之轉爐石。

仍續前述，該轉爐石實際製作時，該液態爐渣之溫度至少在於1300℃，且該添加劑加入液態爐渣中，該鹼金屬氧化物可降低液態爐渣之黏度，並藉由液態爐渣殘留的高溫，有利該穩定劑與液態爐渣混合與反應，而待該液態爐渣由該熔融轉爐排出冷卻後，即可得到一穩定化之轉爐石，且經X光繞射檢測分析不含游離氧化鎂、游離氧化鈣等成份。

本發明改質轉爐石混凝土使用時，將可以適當水量拌合出所需的工作度，以下將舉例實施例作實驗說明：實驗例一，每一立方米中包含有325公斤之膠結材，膠結材是採用水泥146kg(45wt%)、爐石114kg(35wt%)、石膏65kg(20wt%)所混合而成，該第一添加料添加有894kg小於4.75mm之轉爐石，該第二添加料添加有826kg(為9.5mm共573kg、19mm共253kg)粒徑介於4.75mm至19mm之轉爐石，混合後經7天與28天之抗壓強度(kg/cm2)測試後，其分別為238.4kg/cm2與420.0kg/cm2，並且體積部分並無產生粉碎之情事，故透過上述之第一、第二添加料配比與轉爐石來源設計，可減少砂石材料等天然資源依賴外，更能使該混凝土整體成本降低，以形成一高穩定性質之混凝土。

歸納前述，本發明改質轉爐石混凝土於每一立方米中包含有200~500公斤之膠結材，一600~1200公斤之第一添加料，以及一700~1300公斤之第二添加料，同時透過該第一添加料與該第二添加料選用一定粒徑與條件之轉爐石進行配合使用，將可形成一高穩定性(低膨脹性)之混凝土，同時更能減少對砂石材料等天然資源的依賴外，更能使該混凝土整體成本降低，亦能增加該轉爐石再利用之途徑，進而達到節能減碳、環保之功效。

惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims

一種改質轉爐石混凝土，其每一立方米中包含有200~500公斤之膠結材，一600~1200公斤之第一添加料，以及一700~1300公斤之第二添加料等加以混拌：其中，該第一添加料至少包括有一粒徑小於4.75mm以下之轉爐石；另，該第二添加料至少包括有一粒徑介於4.75mm至19mm間之轉爐石，而前述該第一、第二添加料之該等轉爐石並經處理，其內不含有游離氧化鎂、游離氧化鈣等成份。
根據申請專利範圍第1項所述之改質轉爐石混凝土，其中，該膠結材為純水泥、高爐水泥、高爐石飛灰水泥之其一。
根據申請專利範圍第1項所述之改質轉爐石混凝土，其中，該膠結材包括有一20至50重量百分比之水泥，一30至60重量百分比之爐石粉，以及一10至50重量百分比之石膏混合而成。
根據申請專利範圍第1項所述之改質轉爐石混凝土，其中，第一添加料更包括有一天然砂，且該天然砂比例佔該第一添加料重量百分比的10~90%。
根據申請專利範圍第1項所述之改質轉爐石混凝土，其中，第二添加料中更包括有一之天然石，且該天然石比例佔該第二添加料重量百分比的10~90%。