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TWI740141B - 人造建材 - Google Patents

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TWI740141B
TWI740141B TW108116004A TW108116004A TWI740141B TW I740141 B TWI740141 B TW I740141B TW 108116004 A TW108116004 A TW 108116004A TW 108116004 A TW108116004 A TW 108116004A TW I740141 B TWI740141 B TW I740141B
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TW
Taiwan
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converter stone
weight
stone
building materials
modified
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TW108116004A
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TW202041479A (zh
Inventor
曾耀弘
李育成
翁丁財
Original Assignee
中國鋼鐵股份有限公司
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Abstract

一種人造建材，以總重量為100wt%計，包含重量百分比為60~95wt%的改質轉爐石，及重量百分比為5~40wt%的樹脂膠結材。藉由改質轉爐石之特性，配合以此比例製造出的人造建材，能改善轉爐石原有遇水會膨脹的特性，使得轉爐石體積永久安定化，藉此製造出體積穩定、物化性質安定，且確實能符合用於建築之標準的可靠人造建材。

Description

人造建材
本發明是有關於一種建材，特別是指一種利用轉爐石製造之人造建材。
近年來，環保意識逐漸抬頭，配合政府「循環經濟」政策的鼓勵下，如何將工廠製造過程中所產生的廢棄物循環再利用，已是公司研究的一大課題。以煉鋼而言，除了提煉而出的鋼液，同時也會產生許多副產物，例如高爐石、脫硫石，以及轉爐石。其中，高爐石可以取代部分水泥，所以有市場販售價值；而轉爐石除了提煉為公共工程的鋪面使用外，過往也曾試著以轉爐石取代天然石材來製作人造建材。然而，為了去除鋼液中的雜質，常會加入過量的石灰，使得吹煉完成後，渣中的氧化鈣含量過高，而使轉爐石中殘存游離氧化鈣以及氧化鎂。這些化合物遇水會產生膨脹現象，若是作為建材使用，將嚴重影響房屋強度以及美觀，而不具使用價值。
隨著資金、人力的投入，轉爐石的資源化用途得到長足的技術進步，藉由加入改質劑，來進行造渣反應並消除渣中的游離氧化鈣，即可永久消除轉爐石水化膨脹的問題，並使轉爐石體積永久安定化，而讓改質轉爐石成為一種體積安定的可靠工程材料。
因此，本發明之目的，即在提供一種利用改質轉爐石製造之人造建材。
於是，本發明人造建材，以總重量為100wt%計，包含重量百分比為60~95wt%的改質轉爐石，及重量百分比為5~40wt%的樹脂膠結材。
本發明之功效在於：藉由將轉爐石經由改質處理後形成改質轉爐石，改善轉爐石原有遇水會膨脹的特性，使得轉爐石體積永久安定化，藉此製造出體積穩定、物化性質安定，且確實能符合用於建築之標準的可靠人造建材。
本發明人造建材之一實施例，以總重量為100wt%計，包含重量百分比為60~95wt%的改質轉爐石，及重量百分比為5~40wt%的樹脂膠結材。在本實施例中，以該改質轉爐石為95wt%，而該樹脂膠結材為5wt%為較佳比例而說明。
在進行詳細說明之前，要先行解釋的是，該改質轉爐石，即是指轉爐石經過改質處理後的產物。為了方便說明，先從轉爐石之產生開始說明。首先，從轉爐用鐵水吹煉出一噸鋼時，大約會產出130公斤之冷卻固體物，此冷卻固體物習稱為轉爐石。另外，在吹煉過程中，為了達成去除鐵水中的雜質，通常會加入俗稱生石灰的氧化鈣(CaO)，其反應方程式如下：
2CaO+[Si]+O2 →2CaO．SiO2
4CaO+2[P]+5/2O2 →4CaO．P2 O5
然而，由於鐵水中雜質的含量不易檢測，難以依據反應方程式來提供精確量的氧化鈣，為了確保鐵水中的雜質能確實被去除，所以常加入超量的氧化鈣，這也常會導致加入的氧化鈣沒辦法充分地與鐵水中的雜質作用，進而使轉爐石中殘存游離氧化鈣(Free CaO)。而氧化鈣若是遇到水，將會產生水化反應而形成Ca(OH)2 及CaCO3 ，進而造成體積膨脹、潮解，進而粉化，使得轉爐石的利用性受到限制，因此，需要在轉爐石中加入改質劑來進行改質處理。
具體而言，所述之改質劑是二氧化矽(SiO2 )，及三氧化二鐵(Fe2 O3 )，分別與游離氧化鈣作用之反應方程式如下：
2CaO(free)+SiO2 →2CaO．SiO2
2CaO(free)+Fe2 O3 →2CaO．Fe2 O3
加入改質劑後，轉爐石中的游離氧化鈣反應成性質相對較為穩定的2CaO．SiO2 ，以及2CaO．Fe2 O3 。由於游離氧化鈣已被轉化消除，也因此大幅降低了會與水分反應而膨脹體積的成分，使得改質後的轉爐石遇水的膨脹率可降至0.5%以下，故可有效消除轉爐石遇水膨脹的問題，使得改質轉爐石成為一種體積安定的可靠工程材料。
本發明人造建材之該實施例，即是使用上述之改質轉爐石作為主要骨材，配合該樹脂膠結材來製造。其中，該改質轉爐石包括59~63wt%的第一類骨材，及37~41wt%的第二類骨材。其中，該第一類骨材為粒徑小於1毫米的轉爐石粉粒；而該第二類骨材為粒徑介於1毫米至1.7毫米之間的轉爐石顆粒。
本實施例較佳之材質組成如下表1所示：
第一類骨材(kg) 第二類骨材(kg) 樹脂膠結材(kg) 改質轉爐石重量(%) 抗壓強度(MPa) 抗折強度(MPa)
1596 1064 140 95 122 42
一般國內人造建材之抗壓強度介於100~130MPa之間，而抗折強度介於10~20MPa之間，比對如上表1所製造出之人造建材，由抗折強度所呈現的數值可知，本實施例在此部分的表現明顯優於其他人造建材，而抗壓強度也位於高標。另一方面，實際對本實施例執行其他相關特性的檢測，結果顯示其吸水率為0.3%，且毒性溶出程序(Toxicity characteristic leaching procedure,TCLP)也顯示無重金屬溶出，各項數值皆優於市售產品，所以具有市場競爭力及創新性。
綜上所述，本發明人造建材，藉由改質後的轉爐石作為骨材，配合適當控制大小粒徑之改質轉爐石的重量百分比，成功改善建材的吸水率以及強度，使得轉爐石體積永久安定化，藉此製造出體積穩定、物化性質安定，且確實能符合用於建築之標準的可靠人造建材，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
無
無

Claims (1)

  1. 一種人造建材，以總重量為100wt%計，包含：改質轉爐石，以二氧化矽及三氧化二鐵為改質劑所改質而成，重量百分比為60~95wt%，該改質轉爐石包括59~63wt%的第一類骨材，及37~41wt%的第二類骨材，其中，該第一類骨材為粒徑小於1毫米的轉爐石粉粒，而該第二類骨材為粒徑介於1毫米至1.7毫米之間的轉爐石顆粒；及樹脂膠結材，重量百分比為5~40wt%。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201245102A (en) * 2011-05-13 2012-11-16 Atomic Energy Council Method of fabricating aluminum-dross imitation stone composite
TW201823181A (zh) * 2016-12-19 2018-07-01 中聯資源股份有限公司 改質轉爐石混凝土

Patent Citations (2)

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TW201823181A (zh) * 2016-12-19 2018-07-01 中聯資源股份有限公司 改質轉爐石混凝土

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