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研究生:林志杰
論文名稱:應用電弧爐氧化碴於高性能低強度材料之研究
論文名稱(外文):Utilization of electric arc furnace oxidizing slag in controlled low strength materials
指導教授:劉明仁劉明仁引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:123
中文關鍵詞:高性能低強度材料電弧爐碴管溝回填材料
外文關鍵詞:CLSMEAF slag
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本研究係以電弧爐氧化碴資源化再利用應用於「高性能低強度材料(CLSM)」,研究方法係將電弧爐氧化碴取代天然粒料拌製一般型及早強型CLSM,探討不同水灰比及不同電弧爐氧化碴取代比例下對CLSM工程性質之影響,並進行初步之經濟性比較。
電弧爐氧化碴應用於CLSM主要為依據內政部營建署及台北市政府養工處對CLSM之規範要求。電弧爐氧化碴應用於一般型CLSM部分,將試驗變數設定水灰比為1.5、1.7、2.0,電弧爐氧化碴取代細粒料體積之0%、25%、50%及100%,電弧爐氧化碴應用於早強型CLSM部分,將試驗變數設定水灰比0.7、0.8、0.9,電弧爐氧化碴取代細粒料體積之0%、25%、50%及100%。根據試驗結果得到的初步結論如下:
1.應用電弧爐氧化碴於ㄧ般型及早強型工作性方面,不論為坍度、坍流度或流度,皆隨著爐碴取代比例之增加其工作性呈現降低之趨勢。
2.應用電弧爐氧化碴於ㄧ般型及早強型單位重及含氣量方面,試驗結果顯示應用爐碴拌製CLSM會增加單位重及降低含氣量。
3.應用電弧爐氧化碴於早強型初凝時間方面,試驗結果顯示,電弧爐氧化碴會延緩CLSM之凝結時間。
4.應用電弧爐氧化碴於ㄧ般型及早強型抗壓強度方面,電弧爐氧化碴會增加CLSM之抗壓強度。
5.一般型CLSM水灰比範圍為1.5-2.0間,爐碴取代上限可為100%,早強型CLSM水灰比為0.7-0.8時爐碴取代上限可為50%。
6.由初步經濟性比較可知,爐碴取代天然粒料可減少CLSM材料之成本,在合乎工程性質要求的條件下,取代比例越高其經濟效益越高。
關鍵字:電弧爐碴、高性能低強度材料、管溝回填材料
This study was focused on the feasibility of utilization of electric arc furnace oxidizing slag in controlled low strength materials (CLSM). Electric arc furnace oxidizing slag was added as fine aggregate replacement to make normal CLSM and high early strength CLSM, respectively. Effects of water/cement ratio and replacement percentage of slag on CLSM’s engineering properties were examined according to the specifications of the Ministry of the Interior and the Taipei Municipal Government.
For application in normal CLSM water/cement ratios were set at 1.5, 1.7 and 2.0 and replacement percentages were set at 0%, 25%, 50% and 100%. For application in high early strength CLSM water/cement ratios were set at 0.7, 0.8 and 0.9 and replacement percentages were set at 0%, 25%, 50% and 100%. Based on the results of this study major findings were summarized as follows:
1.Workability was decreased with increasing electric arc furnace oxidizing slag proportion for both normal CLSM and high early strength CLSM.
2.Utilization of electric arc furnace oxidizing slag in controlled low strength materials resulted in increasd unit weight and decreased air content of CLSM.
3.Utilization of electric arc furnace oxidizing slag in high early strength CLSM resulted in delayed initial setting time.
4.Compressive strength was increased with increasing of electric arc furnace oxidizing slag proportion for both normal CLSM and high early strength CLSM.
5.For application in normal CLSM when water/cement ratio is between 1.5 and 2.0 the replacement percentage of slag can be up to 100%. For high early strength CLSM when water/cement ratio is between 0.7 and 0.8 the replacement percentage of slag can be up to 50%.
6.The results of this study showed that the material’s cost was decreased with the utilization of electric arc furnace oxidizing slag in CLSM.
Keywords:Electric Arc Furnace Oxidizing Slag, Controlled Low Strength Materials, CLSM
第一章 緒 論…………………………………………………1
1-1 研究背景及動機……………………………………..…1
1-2 研究目的…………………………………………………3
1-3 研究範圍及流程…………………………………………4
第二章 文獻回顧……………………………………..…….5
2-1電弧爐煉鋼爐碴來源與製程………………………...…5
2-2 電弧爐氧化碴組成及物化特性………………….….…8
2-2-1 電弧爐氧化碴組成……………………….…….……8
2-2-2 電弧爐氧化碴物理性質………………………………8
2-2-3電弧爐氧化碴化學性質………………………..……10
2-3 電弧爐碴資源化再利用處理技術……………….……12
2-4 國內外電弧爐碴應用情況……………………….……14
2-5 高性能低強度材料………………………………….…17
2-5-1 高性能低強度材料之定義…………………...……17
2-5-2 高性能低強度材料之組成……………………...…18
2-5-3 高性能低強度材料種類………………………...…20
2-5-4 高性能低強度材料之基本性質………………..….21
2-6 高性能低強度材料回填工法與傳統管溝回填工法之比較...25
2-7 國內外CLSM應用情況……………………………...…27
2-8 國內外高性能低強度材料相關規範……….……..…30
第三章 試驗計畫……………………………………………38
3-1 試驗材料………………………………………….……40
3-2 電弧爐氧化碴基本性質試驗…………………….……41
3-3 電弧爐氧化碴應用於CLSM之相關試驗…………….…43
3-3-1 CLSM工作性試驗……………………………….……43
3-3-2 CLSM工作性損失試驗…………………………….…44
3-3-3 CLSM凝結時間試驗……………………………….…44
3-3-4 CLSM單位重及含氣量試驗……………………….…45
3-3-5 抗壓強度試驗…………………………………….…46
3-4 CLSM配比設計……………………………………….…47
3-5 電弧爐氧化碴應用於一般型CLSM試驗變數配置.……48
3-6 電弧爐氧化碴應用於一般型CLSM試驗變數配置.……49
第四章 試驗結果與分析……………………………………51
4-1 天然砂基本物性試驗結果………………………….…51
4-2 電弧爐碴基本物性試驗結果……………………….…52
4-3 電弧爐氧化碴應用於一般型CLSM試驗結果……….…55
4-3-1 一般型CLSM工作性試驗結果…………………….…55
4-3-2 ㄧ般型CLSM工作性損失試驗果.................59
4-3-3 ㄧ般型CLSM凝結時間試驗結果………………….…65
4-3-4 ㄧ般型CLSM單位重、含氣量試驗結果………….…66
4-3-5 ㄧ般型CLSM抗壓強度試驗結果………………….…68
4-4 電弧爐氧化碴應用於早強型CLSM試驗結果……….…72
4-4-1 早強型CLSM工作性試驗結果………………….……72
4-4-2 早強型CLSM工作性損失試驗結果…………….……76
4-4-3 早強型CLSM凝結時間試驗結果…………….………82
4-4-4 早強型CLSM單位重、含氣量試驗結果…….………84
4-4-5 早強型CLSM抗壓強度試驗結果……………….……87
4-5 電弧爐氧化碴應用於CLSM整體評估……….…………91
4-5-1 電弧爐氧化碴應用於一般型CLSM整體評估…….…91
4-5-2 電弧爐氧化碴應用於早強型CLSM整體評估…….…93
4-5-3 建議之配比上限……………………………….……95
4-5-4 經濟性初步比較………………………………….…96
第五章 結論與建議…………………………………………98
5-1 結論……………………………………………….……98
5-2 建議……………………………………….....………99
參考文獻……………………………………………………100
附錄…………………………………………………………106
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