電弧爐氧化碴游離氧化鈣及氧化鎂檢測技術及安定化評估方法探討

The evaluation method of free calcium oxide and free magnesium oxide for the electric arc furnace oxidation slag

王紹宇(Shao-Yu Wang)

指導教授 ： 王韡蒨

中原大學/工學院/土木工程研究所/碩士(2017年)

https://doi.org/10.6840/cycu201700552

摘要

本研究對DO及XO二種電弧爐氧化碴(簡稱鋼碴)進行熱壓安定化處理，再以化學法及TGA試驗分析游離氧化鈣及游離氧化鎂含量，與砂漿棒的膨脹行為比較，探討鋼碴的膨脹行為及安定化評估方法。結果顯示，熱壓安定化處理可在短時間內將鋼碴內部的f-MgO及f-CaO分別轉換為Mg(OH)2及Ca(OH)2；化學法分析鋼碴的游離氧化鈣含量多寡，順序為蔗糖浸取EDTA滴定法、酸量法及乙二醇浸取EDTA滴定法；化學法分析鋼碴的游離氧化鎂含量多寡，順序為氯化銨–乙二醇–乙醇法及乙二醇–碘乙醇法；化學法分析法並無法區分出f-CaO及Ca(OH)2、f-MgO及Mg(OH)2，可藉助扣除TGA試驗所推算的轉換CaO及MgO值，計算游離氧化鈣及游離氧化鎂含量；砂漿棒熱壓膨脹試驗顯示，未安定XO鋼碴的膨脹性高於未安定DO鋼碴，均可使用熱壓方法安定；化學法檢測的游離氧化鈣及游離氧化鎂含量與鋼碴砂漿棒熱壓膨脹量，尚無法建立趨勢關係；熱壓安定技術對鋼碴在水泥基質中的抗壓強度並未造成不利影響；砂漿棒熱壓膨脹試驗是較為可靠作為判定鋼碴是否已安定的方法。

關鍵字

電弧爐氧化碴 ； 鋼碴 ； 游離氧化鈣 ； 游離氧化鎂 ； 安定化 ； 膨脹性

並列摘要

The research focuses on hot pressing stabilization of two kinds of electric arc furnace slag (DO and XO). Also, determing free calcium oxide, free magnesium oxide with chemical method, TGA testing, and mortar bar’s expansibility, to evaluate slag’s stabilization and expansion within mortar.The results show that the f-MgO and f-CaO in slag can be quickly converted into Mg(OH)2 and Ca(OH)2.The chemical method of analysising free calcium oxide content of slag, the order of sucrose leaching EDTA titration, acid method and ethylene glycol extraction EDTA titration method;The chemical method of analysising free magnesium oxide content of slag, the order is ammonium chloride - ethylene glycol - ethanol, and ethylene glycol - iodine ethanol method;The chemical method does not distinguish between f-CaO and Ca (OH) 2, f-MgO and Mg (OH) 2. However, CaO and MgO can be calculated by the TGA test ;The results show that XO slag expansion is higher than the stability of the DO slag with unstable,and can be used to stabilize the method of hot pressing;Using chemical method determination of f-CaO content and f- f-MgO content can’t build a relationship with mortar bar expansion The compressive strength of the mortar with slag did not adversely affect;The expansion test is more reliable on mortar bar as a way to determine whether the furnace is stable.

並列關鍵字

Electric arc furnace ； Slag ； Free calcium oxide ； Free magnesium oxide ； Stabilization ； Expansibility

參考文獻

【19】 陳士元，「利用電弧爐煉鋼業廢棄物氧化碴與還原碴加速風化封存二氧化碳」，國立成功大學地球科學系，碩士論文，2014年。

【46】 葉峻宏，「電弧爐氧化碴安定化處理後應用於透水混凝土之可行性研究」，中原大學土木工程學系，碩士論文，2015年。

【15】 財團法人台灣營建研究院，「營建物價」，第68期，2008年

【9】 劉邦龍，「爐碴作為混凝土細粒料的膨脹安定化方法及檢測技術研究」，國立中央大學土木工程學系，碩士論文，2013年。

【5】 王景玟，「結合生命週期評估及生態效益之分析研究-以鋼鐵廠製品為例」，國立成功大學環境工程學系，碩士論文，2005年。