一般煉鋼過程中所產生的副產物-轉爐石因本身含有殘存鐵分，使得其耐磨性、硬度、比重皆優於天然砂石，理應可取代天然砂石成為優良的土木工程材料，但轉爐石本身含有f-CaO以及MgO，因此遇水會產生回脹之現象，而此體積膨脹現象的產生速率緩慢並且持久，故造成轉爐石在工程實務應用上的阻礙。倘若能加以利用，以適當比例取代天然砂石，便可降低混凝土之製造成本，同時減緩自然資源的消耗，促進資源再生循環經濟的發展。
本研究以未改質轉爐石、改質轉爐石以及飛灰等做為主要研究材料。首先對數種不同粒徑之未改質轉爐石以及改質轉爐石進行回脹試驗，探究轉爐石回脹率之相關特性。再以轉爐石細粒料取代天然河砂製做膠結材砂漿，並進行抗壓、抗張強度及鹼-骨材反應試驗。最後選取優良的膠結材砂漿配比混拌含不同比例的改質與未改質轉爐石粗骨材製做混凝土，並進行抗壓強度、抗硫酸鹽健性以及高溫回脹試驗，了解其工程性質並評估實務應用之可行性。試驗結果主要如下:
(1)由轉爐石在長期回脹試驗結果可得，無論粒徑尺寸，前30天之回脹量約等於300天回脹量之65%，並且其正規化回脹率之發展趨勢皆相似。
(2)當轉爐石粒徑越小，回脹率越高，預測回脹收斂天數愈短，反之亦然。
(3)轉爐石混凝土所選定的兩種膠結材砂漿優良配比分別為SFA503515-0.8以及SFA504010-0.4，並以不同比例之改質與未改質轉爐石作為粗骨材製作混凝土，發現當改質轉爐石含量越高其抗壓強度越高。
(4)使用膠結材砂漿SFA503515-0.8混拌粗骨材中改質轉爐石用量70%與100%以及使用膠結材砂漿SFA504010-0.4混拌粗骨材中改質轉爐石用量100%所製作的轉爐石混凝土試體較不易產生膨脹崩解。

Basic oxygen furnace slag (BOF) contains residual volumes of iron and is by-products in a general steelmaking process. BOF has superior properties to the natural aggregates on abrasion resistant, hardness, and specific gravity and is supposed to be an excellent civil engineering material to alternate the natural aggregates. However, when a BOF sample absorbs water, the f-CaO and MgO in the slag generate significant swelling to the sample. The slow and long-lasting volume swelling restrict the application of slag in civil engineering. If BOF can be used to replace natural sand and gravel in an appropriate proportion, the manufacturing cost of concrete can be reduced. Slow down the consumption of natural resources and promote the development of recycling economy of resource regeneration.
In this study, BOF and Modified Basic oxygen furnace slag (MBOF) are the main research materials. First, conduct the swelling test on BOFs with different particle sizes, such as 6/8 inch, 3/8 inch, 2/8 inch, and fine aggregates to explore the characteristics of swelling.
Then use the fine aggregate BOF to replace natural aggregates to make the cement mortar, and conduct the compressive strength, tensile strength and Potential Alkali Reactivity of Aggregates test. Finally choose a good cement mortar mixture to mix BOF and MBOF mixed in different proportions to make concrete. Conduct the test about the compressive strength the durability and the swelling test.
In this way, understand its engineering properties and assess the feasibility of the applications on concrete product. The main results of the test are as follows:
1.The long-term swelling test of BOF show that the amount of swelling rate in the first 30 days is approximately equal to 65% of the amount of expansion in 300 days, and the development trend of the normalized expansion rate is similar regardless of the particle size.
2.When the particle size of BOF is smaller, the swelling rate is higher, and the predicted days of swelling converged are shorter, and vice versa.
3.Select SFA503515-0.8 and SFA504010-0.4 as the excellent porprotion, and use them to make concrete with BOF and MBOF mixed in different proportions. It is found that the higher the content of MBOF, the higher the compressive strength of the concrete.
4.Concrete make by SFA503515-0.8 mixed coarse aggregate with 70%,100% of MOBF and SFA504010-0.4 mixed coarse aggregate with 100% of MBOF is less likely to expand and disintegrate.

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