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水鋁石,2.2卜作嵐材料成分分析--

互联网 2021-04-17 00:19:19

爐石主要是在煉鐵過程中,高爐所併同產出的工業副產品-「高爐渣,由高溫狀態降至室溫有兩種方式,一為置於空氣中,令其自然冷卻,稱為氣冷爐石,另一方式,則是自高爐移出後,即置於水中,使其急速冷卻成,即為水淬爐石。高溫水淬可使爐石形成具有反應性之玻璃質混合物即使大部份的石灰、鎂、鋁及矽維持在玻璃質狀態,而抑制非反應性混合物之結晶化,因此水淬爐石活性較氣冷爐石為大。爐石由於製程及冷卻方法的不同而有不同的組成成分及物理特性,使用在混凝土中有三種方式:(1) 與石灰石混合做為生產波特蘭水泥的原料;(2) 與波特蘭水泥在水泥廠中乾式拌合(或與水泥熔塊,石膏混合一起研磨);(3) 在拌合機中與波特蘭水泥拌合製成混凝土。通常高爐石研磨成粉其細度應超過500m2/kg(Blaine比表面積) 以增進早期之活性。

爐石的化學成分以CaO,SiO2,Al2O3,MgO為主,各成分比例與煉鋼原料及製程有關,但CaO含量應維持在40%以上,CaO含量愈高,其活性反應愈大,愈有助於混凝土早期強度的發展。為了有效控制爐石的品質,(CNS 12549) 「混凝土及水泥墁料用水淬高爐碴料」對爐石的化學成份標準規定:硫化物硫(S) 最大值2.5%與硫酸鹽離子(SO3) 最大值4.0。限制爐石中S與SO3含量的主要目的,是在避免混凝土中使用爐石時,過多的硫化物與硫酸根會與水泥中的鋁酸三鈣(C3A) 或單硫型鋁酸鈣,共同水化或結合生成過多的鈣礬石,因而降低混凝土的強度和影響混凝土體積的穩定性等。

爐石兼具膠結與卜作嵐反應,提供混凝土低密度C-S-H膠體漿體及C-A-H鹽類填塞孔隙,降低孔隙率與孔隙連通性。爐石細度可達500m2/kg(比表面積) ,水泥粒徑約為280m2/kg,所以爐石粒徑比水泥小,添加爐石可以增加顆粒堆積緻密性。用爐石取代相同重量之水泥時,由於爐石比重(大於2.8) 較水泥小,因此總膠結量所佔體積會增加;水泥用量減少,水泥水化所需之水量亦相對減少,且爐石並無須考量燒失量的問題,在膠結量提昇及需水量下降情況下,對混凝土工作性的提昇及減少乾縮量有相當助益。此外,在降低水泥用量同時,對於減少鹼質-矽骨材膨脹反應及在巨積混凝土中產生熱裂縫的機會都會降低。
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