Deltagande i internationellt möte om slagganvändning : 'Utilisation des laitiers' i Paris den 13 oktober, 1977

Statens Väg- och trafikinstidtutx (VTI) - Fack - 581 01 Linköping _ National Road & Traffic Research Institute - Fack - S-58101 Linköping : Sweden

Deltagande i internationelltmöte

om slagganvändning __

'

"Utilisation des laitiers" i Paris den 13 oktober, 1977

66

*

av Peet Höbeda

-Statens väg- och trafikinstitut (VTI) . Fack - 581 01 Linköping

National Road & Traffic Research lnstitute . Fack - S-581 01 Linköping - Sweden

Deltagande i internationellt möte

om slagganvändning

Utilisation des laitiers i Paris den 13 Oktober, 1977

av Peet Höbeda

66

FÖRORD

Deltagandet i den aktuella slaggkonferensen i Paris har-gmöjliggjorts genom samfinansiering av Vägverket inom*

ramen för projektet "Krav på stenmaterial till ostabi-liserade lager" och VTI som en del av ett ingående eget ;FoU-projekt.

DELTAGANDE I INTERNATIONELLT MÖTE.OM SLAGGANVÄNDNING, "UTILISATION DES LAITIERS",.I PARIS DEN 13 OKTOBER 1977

Mötet Var Organiserat av SoCiêtê Francaise de

Metallur-gie, Association Technique de la Sidêrurgie och Insti-tut de Sidêrurgie samt hade benämningen "6ême Journêe

Internationale de Sidêrurgie", Det hade samlats ca 150 deltagare, de flesta från Frankrike. Ingen annan

skan-dinav var representerad. Programmet framgår av bilaga 1, *föredragen behandlades icke i strikt ordningsföljd i

redoviSningen. På förmiddagen behandlades användningen

av masugnsslagg; på eftermiddagen stålslagg, främst

LD-slagg.

J. Dussart gav en översikt om användningen av masugns-slagg i Frankrike, främst behandlades produktionssiff-ror. Tack vare bättre processer erhölls f n endast :650 kg masugnsslagg per ton producerat råjärn mot ca

1000 kg slagg år 1962. År 1975 producerades ca l4 milj

ton masugnsslagg i landet. Stålindustrin var dock

lo-kaliserad till Lorraineprovinsen, Vilket försvårade

avyttringen av slaggen. AV produktionen bestod 40 %

av hyttsten och 50 % av hyttsand, lO % var i annan form. Hyttsanden gick i ungefärligen lika stor omfattning till

slaggcement som till vägändamål.

Framställning av slaggcement möjliggjorde stora energi-och materialbesparingar. (De nämnda höga siffrorna be-tvivlades av en del åhörare, varvid Dussart påpekade att hans beräkningar gällde för'en nyanlagd cementfabrik vid slaggkällan. I praktiken transporterades hyttsand långa sträckor till cementfabrikerna.) Slaggcement sades ha goda egenskaper som byggnadsmaterial.

Ca 3 milj ton hyttsand används f n årligen till "grave-laitier" (stabilisering av vägars bär- och förstärknings-lager), vilket med ett 20 %jigt slagginnehåll totalt

motsvarar ca 15 milj ton "grave-laitier". Enligt nya försök med förkrossad hyttsand kunde slagghalten mins-kas ända ner till 10 %. Transporten utgjorde den dyras-te delen av stabiliseringskostnaderna, men tack vare åeffektiv organisation, gott samarbete med franska

järn-vägen, speciell-utrustning för lastning och lossning

m m_kunde slaggkomponenten fraktas långa sträckor för blandning med det lokala naturmaterialet.

Ca 5 milj ton hyttsten används f n årligen till väg-byggnad och ca 860 000 ton till järnvägsballast m>m.

Hyttsten, som ofta stabiliseras med hyttsand till s_k

"tout-laitier , transporteras upp till ca 100 km från

stålverket. Som exempel nämndes att till Väg A4, Paris-vStrassbourg, hade använts 6 milj ton hyttsten_(bl a

till beläggning), 12 milj ton hyttsand och l50 000 ton

slaggcement.

Hyttsten ansågs ha goda egenskaper som betongballast. Pelletiserad slagg hade framställts i Frankrike sedan ca 2 år, material <3 mm hade samma egenskaper som

hytt-sandoch material >3 mm kunde användas som

isolerings-material. Byggblock framställdes av det senare, använ-des använ-dessa i husbyggnad behövanvän-des ingen ytterligare

iso-lering.

J. Bonnot behandlade användningen av hyttsand i vägsam-manhang i ganska allmänna-ordalag, då en stor del av auditoriet utgjordes av icke vägbyggare. "Grave-laitier" fick efter ca 6 månader samma hållfasthet som en dålig betong. Samma hållfasthet kunde även erhållasvid ce-mentstabilisering genom inblandning av 3,5 % cement. Denna stabiliseringsmetod konkurrerade även med "grave-laitier". Det framhävdes att man stabiliserade tjockare lager i Frankrike än vad som var vanligt utomlands, men det tillåtna axeltrycket var även högst i världen,

ligen 13 ton. Vid förstärkningsarbeten var fördelningen mellan de olika stabiliseringsmetoderna följande:

bituminösa bindemedel' 25'%

cement . . '20 %

"grave-laitier" 50 %

annat (flygaska, naturliga

0\

°

puzzolaner)i 5

Tack vare den i jämförelse med cement höga halten av

hyttsand i "grave-laitier" var blandningen icke så

kri-tisk och materialet mer lätthanterligt, då det icke hårdnade snabbt. Lorraineslagg transporterades ända till Bordeauxområdet för vägbyggnad.

Metoder för kontroll av "grave-laitier" beskrevs. Kvali-tetskontroll, utförd av Laboratoire Ponts et Chaussêes,

som har talrika regionala laboratorier, ingick i

slagg-priset. Den s k a-koefficienten ger ett mått på de hyd-rauliska egenskaperna och följande klasser har utskiljts: a < 20 .ej användbar

a 20 - 40 användbar

a 40 - 60 lämplig för stabilisering av sand och dåligt grus

a 60 - 80 sällan förekommande, mycket porös och vatten-haltig

a-koefficienten ger i första hand ett mått på Sprödhe-ten hos hyttsanden. Spröda egenskaper är fördelaktiga då det vid krossningen vid vältning bildas nya, aktiva

ytor. Viss variabilitet måste tillåtas vid

restproduk-ter, varför de hydrauliska egenskaperna hos hyttsand är mindre konstanta än hos cement. Hyttsanden får inte brinna ihOp under transporten. Viss risk kan föreligga om havsvatten, som tydligen verkar som aktiVator, an-vänts vid avkylningsprocessen i stålverket.

Sedan år 1964 har "Direction des Routes" årligen utde-lat i medeltal 2 milj franc till franska väglaborato-riet för utveckling av slaggstabiliseringstekniken, där-till kommer insatser av andra organisationer.

"Grave-laitier" har även en del brister. Tvärgående Sprickor uppkommer i lagret p g a krympning, i regel med 8-10 meters mellanrum och dessa kan allvarligt

för-svaga vägöverbyggnaden vid tung trafik. En viss tendens har därför märkts under senaste tid att öka tjockleken hos den ovanliggande bituminösa beläggningen och även utföra tjockare slaggstabiliserade lager. Detta försvå-rar användningen av "grave-laitier", speciellt vid li-tet trafikerade vägar, då bitumenstabiliseringar kan göras tunnare. Konkurrensen av bindemedel som flygaska

+ kalk och cement, tillsatt med retarder, kommer sanno--1ikt även att öka.

"Grave-laitier" kan dock vidareutvecklas. Det har bl a visat sig att en tillsats av krossand kan öka hållfast-heten genom att hålrummet minskar. Blandningen kan dock vara vattenkänslig vid utläggning i våt väderlek, vil-ket kan ställa till med problem vid förstärkningsarbe-ten, där trafiken icke kan avstängas under byggtiden. Förkrossning av hyttsand till ca 10 % finmaterial

< 0,06 mm ökar dess aktivitet och även sämre sorter med annars låg a-koefficient kan användas. Slagghalten i

9

blandningen kan även nedsättas från 20 till ca 12 0. Nya typer av aktivatorer har utvecklats. Med hjälp av gips, som också utgör en restprodukt, kan upp till 3 ggr bättre hållfasthet än med vanligen använd kalkaktivator erhållas. Nackdelen med gips är dock att den verkar mycket långsamt, men NaOH kan tillsättas för snabbare

effekt. Senare erhölls en firmabroschyr, där effekten

av en kombinerad aktivator benämnd "Gypsonat" beskrevs. Figur 1 visar skillnaden i hållfasthet vid stabilisering

av sand med 20 % slagg, aktiverad dels med kalk, dels

med "Gypsonat". '

En kort film rörande användningen av "grave-laitier" vi-sades i pausen, varvid särskilt den välorganiserade

järnvägstransporten imponerade. Tyvärr översattes icke

filmen.

H. G. Schmolzyk gav en översikt av erfarenheter med slaggcement i Västtyskland, varvid en annorlunda upp-fattning om slaggcements förtjänster framkom än i ny-ligen gjord svensk utredning (STU utredning 60-77). Att slaggcement vunnit en tämligen Stor marknad i Västtysk-land (16 %) och tenderar att öka på bekostnad av

port-landoement kan icke endast bero på det 3-5 % lägre

pri-set, utan byggnadsindustrin uppskattar snarare dess egenskaper. I de flesta slaggcementer låg halten hytt-sand mellan 50-70 %, komponenten importerades bl a från Belgien och Frankrike. Ca 3 milj ton inhemsk hyttsand användes årligen och ca 1 milj ton importerades.

Schmol-zyk påpekade att ca 50 % naturligt råmaterial

inbespa-rades vid användning av slaggcement och dessutom oa-40 % energi. Produktionen av slaggcement begränsades i VäSt-tyskland främst av tillgången på hyttsand.

En statistisk utvärdering av slaggcements tryckhållfast-het i jämförelse med portlandcement har gjorts (figur 2 a). Det visar sig att begynnelsehållfaStheten är för slaggcement lägre men sluthållfastheten högre. Hydra-tionsvärmen är 25 % lägre för slaggcement än för port-landcement, vilket minSkar risken för temperatursprickor i vissa typer av konstruktioner.

Slaggcement är även den kemiskt beständigaste av

cement-kvaliteterna. Cement med mer än 50 % hyttsand kunde be-tecknas som "low alkali cement och kunde användas till-sammans med alkalireaktiv ballast. Laboratorieförsök

har gjorts att studera inverkan av kolsyra, sulfat- och kloridioner, varvid slaggcement erhållit goda resultat

(figur 2 b, c). Frostbeständigheten kunde dock varit lika god hos portlandcement som tillsatts

luftporbildan-de meluftporbildan-del på korrekt sätt. Rostangrepp på armeringsjärn

diskuterades, förutSättningen för en beständighet var

i detta fall att en alkalisk miljö förelåg. Det har

ibland förmodats att slaggcement karbonatiserar fortare än portlandcement, varvid alkaliteten minskar. Detta

var enligt Schmolzyk felaktigt, sannOlikt beroende på

den speciellt låga porositeten hos denna typ av cement. Slaggcement innehåller ca 1% CaS; detta anses ibland kunna utöva en skadlig inverkan. I alkalisk miljö är dock komponenten oskadlig och korrosion av armerings-järn kunde enligt laboratorieförsök icke uppkomma

be-roende på bildad svavelsyra.

R. Ando behandlade användningen av masugnsslagg i Japan, produktionssiffror m m framgår av tabell 1. En kommitté

med medlemmar från stålindustrin bildades i mars 1976

och den samarbetar med diverse andra organisationer.

Kommittén har en budget på 97 milj yen. Förslag till

normer för masugnsslagg som ballast i betong har

utar-betats.

Hyttsten har sedan länge använts som bärlagermaterial i Japan och efterfrågan har ökat. Försök har gjorts att studera utlakning av "yellow water". (Påståendet väckte en del förvåning bland åhörarna. Ando förklarade att i vissa fall har vattenlösligt svavel kunnat avges och förorena bl a lägre belägna risfält. Laboratorieförsök gjordes att studera "yellow water", Varvid provet laka-des i 3 månader vid växlande förhållanden.)

Kommittén har startat samarbete med japanska

cementfö-reningen om effektivare användning av slaggcement.

Un-dersökningar skall också startas för att undersöka

ligheten av masugnsslagg (främst hyttsand) som

stabili-seringsmedel för undergrundsmaterial och bärlager.

Möj-ligheten att använda masugnsSlagg i "off-shore"

konst-ruktioner skulle vidare studeras.

En prognos har gjorts upp över användningen av masungs-och LD-slagg år 1980 i olika sammanhang (jfr tabell 1). Användningen av maSugnsslagg (främst hyttsten) till vä-gar var redan stor. En ökning av förbrukningen av

hytt-sand (för stabilisering) Var dock att förvänta. En stor

.ökning förväntades även av förbrukningen av hyttsten och hyttsand som betongballast, likaså av hyttsand till slaggcement eller också som tillsats i lägre halt i annan cement. F.n intar slaggcement endast 5 % av

pro-duktionen, då kalksten av lämplig kvalitet finns

till-gänglig. Miljö- oCh energihänsyn gör dock att

förbruk-ningen sannolikt kommer att öka.

Stålslagg (främst LD-slagg) visades det största intres-set vid mötet, då den icke är lika väl etablerad i bygg-nadssammanhang som masugnsslagg. Undersökningen har

gjorts i intereuropeiskt samarbete (CECA), jfr program-met i bilaga 1.

Riboud beskrev stålslagg från mineralogisk och kemisk synpunkt samt gav franska produktionssiffror. Den kan anses vara en lågvärdig malm med ca 20 %-igt

järninne-håll och kan därför återanvändas i masugnsprocessen vid

gynnsam kemisk sammansättning. Fosforrika slagger är inte lämpliga, men kan med fördel användas som gödsel-medel. Instabilitetsfenomen, som beror på halt av fri kalk (CaO), beskrevs, vidare förekomsten av främmande

beståndsdelar, t ex icke upplöst eldfast gods. Det

se-nare ansågs sakna betydelse. Riboud ansåg att det fanns en ganska god möjlighet att hålla relativt konstant sammansättning hos slagger i samma stålverk.

M. J. Dussart gav en komplettering av användningen av LD-slagg i Frankrike. Ca 120 kg slagg per ton stål er-hålls, vilket gör totalt ca 1.520.000 ton slagg årligen. 16-60 % av slaggen återanvänds vid stålverken beroende på fosforhalten, Som vägmaterial ansågs LD-slaggen ha goda egenskaper. Det har bl a framkommit att dess slit-styrka med avseende på mötståndskraften mot dubbade däck var bättre än hos jämförda naturmaterial. LD-slagg har använts vid diverse vägföretag med gott resultat

och använda kvantiteter redovisades.

Föreskrifter utarbetas med avsikt att kunna använda slaggen i stor skala. Inverkan av "åldring" studeras i

upplag, då slagger innehållande hög halt av fri kalk

kan sönderfalla. Möjligheter finns också att använda LD-slagg tillsammans med hyttsand vid framställning av "grave-laitier".

M.J. Piret upplyste om användningen av LD-slagg i Bel-gien. Ca 15-30 % slagg återanvänds vid masugnsprocessen. Försök har gjorts att mala slagg till jordförbättrings-medel och att använda den i styckeform till

erosions-skydd vid vattendrag. Laboratorieundersökningar har vi-sat att slaggen har mekaniska egenskaper jämförbara med de hos natursten av hög kvalitet. Den högre kompaktden-siteten är dock till nackdel från vägmaterialsynpunkt.

Sönderfallsproblem, som beror på hög halt av fri kalk,

har undersökts och skadeverkan har konstaterats endast vid halter överstigande 4-5 % (jfr figur 3). Försök har gjorts att vid stålverket i förväg beräkna halten fri kalk i slaggen för att underlätta dess användning. En formel har kunnat framtagas genom bearbetning av

det omfattande statistiska materialet.

Piret beskrev pågående försök. Kalkhalten i LD-slagg gör att den kan blandas med 25 % puzzolan, främst

aska, eller också hyttsand. Den packade blandningen

får viss hållfasthet med tiden. En provväg håller på

att byggas varvid dels flygaska, dels hyttsand används som tillsats i stålslaggen.

D. G. Thomas påpekade att vissa stålslagger har utan problem använts i Storbritannien sedan 1920-talet. I regel har de fått ligga i upplag, varvid ev CaO

reage-rat med atmosfäriler. Nya sorter, t ex LD-slagg, är

doCk besvärligare, då högre halter av fri kalk bildas

vid stålprocessen. Ganska omfattande studier har där-för gjorts med slagg från 8 stålverk. Slaggen var mer

variabel än masugnsslagg i kemiskt och mineralogiskt hänseende och CaO kunde finnas i potentiellt skadliga halter. Dess volym kunde fördubblas genom hydratisering. Förutom dessa olägenheter har dock slaggen mekaniska

egenskaper i klass med de hos natursten av högsta

kva-litet. Stålslaggens höga kompaktdensitet fördyrar dock

transporter.

Försök har gjorts att studera "vittringen av LD-slagg. Hydratiseringen av CaO går snabbt de första veckorna

eller månaderna, men vissa reaktioner kan fortfarande

observeras i mindre omfattning efter två års lagring.

Vid kemisk analys av halten fri kalk måste skiljas

mellan CaO och Ca(OH)2, då endast den förra är skadlig. Genom "vittringen" ökar halten av den sistnämnda, även om den totala kalkhalten är nära oförändrad. Ca(OH)2 karbonatiseras även vid lufttillträde. Det verkar även som korn av CaO icke alltid behöver reagera, utan kan på något sätt stabiliseras av silikatiska ytbeläggningar.

Fältförsök utförs, varvid slagg lagras på olika sätt i

olika stora högar och halten av fri kalk studeras. Prov-vägsförsök, som pågått 3 år, har visat att LD-slagg,

lagrad 9 månader, icke har vållat några problem Som

beläggningsmaterial. Vid slagg, lagrad kortare tid,

10

kan smärre sönderfallstecken ibland upptäckas.

K. Krass berättade om västtyska erfarenheter med

stål-slagg. LD-procesSen och likartade förfarande blir allt

viktigare, medan Thomasmetoden, som grundar sig på fos-forrik malm, nästan helt försvunnit (figur 4). En del slagg återanvänds som råvara i masugnar. Av totalt 3,4 milj ton LD-slagg kunde 1,6 milj ton säljas till

diverse ändamål, dOck utan att man kan tala om en fast

marknad.

Stålslagg har med framgång använts till erosionsskydd vid vattendrag, varvid den höga kompaktdensiteten är

till fördel. Krass visade även en bild på en obelagd

väg framställd av LD-slagg, varvid kross 0-45 mm tä-tats i ytan med O-lO mm och en synbarligen god

"grus-väg" erhållits. LD-slagg kan med fördel användas i

par-keringsplatser avsedda för lastbilar, då den bildar ett

mycket stabilt lager, delvis beroende på

karbonatise-ringen av den fria kalken i materialet.

Omfattande försök har gjorts med LD-slagg i bituminösa beläggningar, varvid det visat sig att om halten fri kalk är under 4 % kan slaggen användas utan några prob-lem. Halten skulle t o m sannolikt kunna ökas något.

I många fall finns icke möjligheter vid stålverken att

sortera slaggen eller lagra den längre tid i upplag be-roende på utrymmesbrist. Metoder bör därför framtagas

för att möjliggöra

användningäven av den kalkfria,

osorterade stålslaggen. Denna skulle t ex kunna använé das i fyllningar, skiktvis växlad med beständigt

mate-rial.

J. J. Emerys omfattande bidrag behandlade kanadensiska erfarenheter, speciellt i trakten av Hamilton.

ll

ringen av fri kalk behandlades och det framhävdes att

'förutom CaO kan även MgO reagera, men detta sker mycket

långsammare. Även material uppgrävt från stOra, gamla

upplag kan vara reaktionsbenäget. I USA hade stålslagg behandlats med syra (betbad, som utgör en restprodukt) för att påskYnda vittringen, varefter Slaggen använts efter 1 månads lagring. En enkel testmetod för sväll-ningsbenägenhet (som beror på hydratiseringen av CaO) har utarbetats. Stålslaggen packas i CBR-cylinder, som lagras i vattenbad vid 80 0C och expansionen som funk-'tion av tiden (figur 5) bestäms. Svällningen beror

bl a på slaggens-gradering och finkorniga material sväller mest beroende på den större specifika ytan. Slagg som förlagrats i upplag sväller litet. Det måste tillses att grovkornig slagg, som senare skall krossas till vägmaterial, icke förvaras i alltför stora högar,

varvid vittringen blir ofullständig.

Svällningen är ett mindre problem om stålslaggen an-vänds i asfaltbeläggningar, då partiklarna skyddas av bindemedlet. Slaggen har ej alltid lagrats före använd-ningen, men halten fri kalk har ofta varit tämligen låg

(ca 3 %). LD-slagg har mycket intressanta egenskaper som beläggningsmaterial. Slitstyrkan mot dubbade däck har visat sig likvärdig medden för diabas. Slaggasfal-ten är Värmehållande, vilket gör att varma massor med fördel kan användas till lagningsarbeten vintertid.

Marshallstabiliteten hos massan blir 1,5 - 3 gånger

högre än "normalt". Den höga stabiliteten verka icke motverka god packning, kanske beroende på slaggens vär-mehållande förmåga. Beläggningen blir därför mycket mot-ståndskraftig mot höga punktlaster.

Provsträckor, utförda med stålslagg, har erhållit bättre friktionsvärden än motsvarande sträckor med naturmate-rial. Det är även speciellt fördelaktigt att blanda stålslagg och masugnsslagg i beläggningen. Stålslaggen tar ej åt sig fukt lätt, varför beläggningen blir

12

_lagd i mindre omfattning än en beläggning med natursten. Tack vare stålslaggens goda egenskaper används den i '_stor skala till vägbeläggningar i Hamilton.

Kompaktdensiteten är 15-25 % högre.hos stålslagg än hos natursten, vilket är till nackdel från transportekono-misk synpunkt, Tack vare att EemodulenrärJ205807% högre _än "normalt" för asfaltmassor skulle dock tunnare lager kunna användas. Beräkningar enligt ett datorprogram för vägdimensionering (Shell Bistro) visar detta.

R. Ando berättade om erfarenheter med LD-slagg i Japan. En så stor ökning av användningen av stålslagg som av masugnsslagg var icke att förvänta, enligt tidigare

nämnd kommittês uppskattningar (tabell 1).

Beläggnings-provvägar har byggts, varvid nötnings- ich friktions-egenskaper hos slaggen visat sig utmärkta. Användningen av LD-slagg som jordförbättringsmedel studeras. Försök görs även attåteranvända stålslagg i ökad omfattning. i masungsprocessen genom defosforisering. Det har pro-vats att blanda smältor av masugnsslagg och stålslagg för att framställa ett material utan fri kalk, speciellt lämpligt till byggnadsändamål. Innehållet av fri kalk kan dock utnyttjas positivt tack vare förmågan till kar-bonatisering då cementering erhålls. Nya byggnadsmate-rial med mkaet hög hållfasthet har framställts i labo-ratoriet genom karbonatisering av pulvriserad, kalkrik stålslagg (figur 6).

Den höga kalkhalten i LD-slagg gör materialet intres-sant från cementtillverkningssynpunkt. Både masugns-slagg och stålmasugns-slagg har samtidigt använts som komponen-ter i cement, som fått nästa identiska egenskaper som portlandcement. En stor energibesparing blir möjlig ge-nom användning av slagg vid tillverkningen.

Bilaga 1

MORNING : 9.00 a_.m.

Opening by

Prof. BONNIER,' on behaif of the organizing societies

M; CHAVOIX, President Of the Federation of Blast Furnace Siags Producers M. FEVE, Director of Roads and Road Traffic, Ministry of Equipment The Representative of the Ministry of industry

. '0.

1st TECHNICAL SESSION Use of blast furnace slag

Chairman : M. J. DUSSART. Presidentbf C.T.P.L.

"- Use of blast furnace slags in France by J. DUSSART (C.T.P.L.).

-. Use of blast furnace slag cement in rein-forced and prestressed concrete by Dr ing. H.G. SMOLCZYK *

[Forschungsgemeinschaft Eisenhüttenschlacken).

-,- Trends in the use of blast' furnace slag for road works

by M. J. BONNOT, Laboratoire Central des Ponts et Chaussées. - Use of -biast furnace slags in Japan

presented by D' R, ANDO (NKK) on behalf of the J.I.S.F.

Committee on slag utiiization.

. 00

AFTERNOON: 2.00 pm.

2nd TECHNICAL SESSION

Use of LLD slag

Chairman Prorf G. . BLUNK

Director of Forschungs gemeinschaft Eisenhüttenschiacken -- Hot metal refining: the slag and the steelmaker

by MM. P. RiBOUD, H. GAYE and' C. DENiER (iRSiD). -- Japanese points of view on the use of LD slag

presented by or R. ANDO (NKK) 'on behalf of the J.i.S.F.

committee on slag utiiization. I

- Canadian experience on the use of steeimaking slag as an aggregate . for asphalt

Summary of a paper from Prof. J.J. EMERY, Mac Master University.

-- Development studies sponsored by CECA on the use of LD slags for

road works *

British part, by Dr G. THOMAS (8.8.0.) Benelux part, by M. J. PIRET [C.RM.) German part, by Prof. G. BLUNK (FJ-Z.) French part, by M. J. DUSSART (USINOR)

and-M. J. BDNNOT (P. et CJ. Conclusions

66"-Forecast for Supplies of Iron and Steelmaking Slag

Table 1

Sept,6, 1977

The Slag Utilization Planning Committee

(thouåand'tons)

Fiscal Materials Concrete Raw

material _{Others 4 Total}

for ' for

year Road Aggregate .Cement

m '

Air Cooled '76 10,770 1,150 190 ,10,570 22,680

Blastfurnace Slag

'eo

10,400

'6,700

400

' '2,100

19,600

Granulated

'76

140'

100

1,970

950

3.160

- Blastfurnace Slag '00 1,000 5,300 6,600 1,200 14,100

,Total of

'76

10,910

,1,250

-2,160

11,520

25,840

Blastfurnace Slag '80 11,400 '12,000 7,000 3,300 33,700

Converter Slag

'75

390

_

160

8,526

9,570

'80 1,200 100 700 9,400 11,400 Electric Furnace '75 _{_} 730 ' _ 145600_r 2 990_r* 8199 '80 770 150 20 1,950 2 890

:2::iååijng 31a

:76

1,620

'

160

10,080

11,860

' * 9 80 1.970 250 720 11,350 14,290

Grand T°ta1

:76

12,530

1,250

2,320

21,600

37,700

80

13.370

12,250

_ 7,720

14,650

47,990

Note l Steel production in Japan in 1980 is presumed 130 million tons.

2. Others: for fcrtilizer, reclanation and land forming, recycle and others.

3. - N11 or Negligible.

VTI MEDDELANDE 66

sms ; 00%

[COMPARAXSON :GYPSCNAT ET anuxi -.-__4_ csaasmun : 2095 ; Gypsomt au :hm 1x ' umsn; :oss 1 - . i , .

Cc mp rus io n--J u h m)

u -' n un -. -B A ' _. ' . .129203 s; - Lola:i:hmu---du---hmps---(nn yours) = Mä_- ,_ñ..-._ . -m

LSABLE LAITIERU

: *-:th_{.1 Å :I:;::'.:::I1z::t'1 .f*}Wie: rutiga 'Lita .,.. ..,__i_._.-J. . 0 Tfn! -11.3 Å . i . mmm w T1 T I??? mums. cam-:max CATALYSEU'R chaux 96. OPM

' AGE Jour:

CD _e-.e..r._.4_._..>-....-w...x....---v...4.'1. .. 4--w ...- ....»' ' " ' .... . .40-0.;i'1;z*._:jf"7 J:".1': x ff: *.71*- n.,.ao- mn -:-7:-T-\-'

m5 _-v---3 ' , . ... 2 .. .z '1; .. .. . >;', .'3 M' .: .. x.) 1- . , . . . » . i-. . . -... .\ w.-. . .₄. .w _{. . V.pv -} . MA .LM-....A₁ ".'. ."I7 1 v..- v \,- L.. I .. ..,....,, _. i. s.--._,_- -_.Tw , vi vi ._ -v-...,.. ..._r__

23455553 :idåiliå :Sibitli' :3433|:7i' ZJÅJICX' 2.244534' .atzilw 5.445514 N_(CYC[_ES)

Figur 1. Stabilisering av sand med hyttsand tillsatt, dels gips-sodaaktivator (Gypsonat), dels kalkr Med correcteur avses sannolikt andel

sten-mjöl, a) tryckhållfasthet b) draghållfasthet. Från "Plaquette technique sur l'emploi des

sables laitier", SETEC Geotechnique, Paris.

W . (. 11 C 3 ; x D Druc kfe stigke it in N/ mr n2

/ PZ350F fl-*w

0

. '/

HOZ350 L

-*-o-?

w

*

s

'

n

i

g , . å ==

i

7

28 _

'56

91

120

Zenan Tagen (Vr")

a) Mittlere Festigkeitsentwicklung von Zementen

Bezugspunkt: 450 N/mnf nach 281ngen

4k Y ' W/Z ' 3 I

HüttensandlKlinker

' '

070

5

I 0 / 100 ' AH .._ v . 050- ;i \\ §§§§5\ I \\<§W J \\_\_ 4-- Mmt. ; \ i I \ \\ \ 0,50 \\\\ \

1

\ ÖN :is: 9

_J

1

L

'

yass-âr:

"

I

.

'

ép\Q\Q\§§\@y

i \ \\\\ N QSÃKyvxgä

,

,

å§52§§§35

\\*»:«:.«i:y*sv

_- - mb_- 1 I 9 §5

i

I

'

: ggg

\\\>:;sä>;d

\\\\\ . x, ' .

l

' '

\\\;>V s

'

I

1 1

333

.

\ \ \ \ \ I' * l

Äüzsol. *9%

/7' i - i ' \ \ \\ _: _V \ gr få, (7,, i., l / Å \ KV/727 4 N I T I 12-7 ;3.54 ' ' 02 1'

Zen kxjohren I _II _{1 *Ir-}5-_s

I 15

b) Chlorid-Diffusion in Betonbalken

Lösung: 3m0l NGCl Schicht: 2/4 cm

' Zeüin thhen

c:) Dehnung von Flochprismen in 0,31m0i Sultutlösungen

Lgur 2. Exempel på egsnskaper hos slaggcement a) statistik från

tryckhåll-astnetsprovningar b) laboratorieförsåk att studera diffusion av kloridjon c) expansion i sulfatlösning (Schmoláyk). '

Paussiére formée(%) H5-durée de l'essa/ .' 24h. , fempérafare de I'eau .' 70- 700°C granuloméfr/e de la scarfe."0 -20mm poia's' de I'éChanH/(anmnk 3kg M7* ä 0 o Ln H V 5 .... 'ä . b Labo] (éthyléneoglycof)

få

0 LaboZ

3 (analyse

å*

_Om

° °

₁

_1m°

léculaire)

_.

_J

0 5 10 ' 75 Chaux (Ibra (%) a) '6550!' de déliiemenf de scones LD par séjour dans ('eau bauillanfe-Praporh'an de poussiêre (O-ZSmm)

formée en fond/'an de la feneur en

chaux Hare. 4 s '

623 o

ål

o O 'N O o\° 0

e 70

°

0 E I 0 E 8 pc: o 0 N 6 / o O

. V ' / \ få; 0 avec add/tion acide

(g '4 'g ?av 9 ° ° (écñant/'lon de fosse)

.q r-'O'l" Å ?in 00 OJ o I l i

g 2 :3 :gggyojau'gWg-ñaovkc n

_

Oiüâåiäávb m° i

l

_

O 2 4 5 8 7072 74 75782022 CaO (ibre (%)

b) -' Délitement de la scor/'e LD en fanct/on de la teneur

en chaux libre.

Durée de Z'essai :3 h. Température : 275 ° C. Press/an .- .27 atm. - Atmosphere de vapeur saturée

Figur 3. Inverkan av halten fri kalk på

sönder-fall av LD-slagg a) försök 24 tim i kokande vatten b) 3 tim vid 215 0C,

21 atm tryck, atmosfär mättad med

vat-tenånga .

70 .. _\ \\\ _\ \ .\:\ .WJM \\\\ \ \\ \\ f/,y//Ö///Ön/ç//V 37/ - l nl - .

\ \ * Tan-;1x_{*Vvvçgüçta :f: '}*-T*\-$3\ Xx\ _{\ \<'* 27/} ' / // 7' ///,// / 4/_{/ Verfchren}0 I '-_L '

u - " -- \ '53:*3 '1 V '! n

..__{P C __ n L_} -auwwxü.xstt_{'\\\\\\_§ .\.\\§ \\.u t \ \\} i._{_. /} ,_{V \\} Schmck n._{_ 9} o 5 9 ?av i_{v' I} ' ' i_Q '° 995 *2₃

9 ' * .\ \§\\^. \\ ' s. Vçüesamt- veroteub 0 1 | c Ihomosstuhl 3:93; ;§33 » . rohstohl- . v r q \ A 5 __ oc) \\ \x\_\\ \ \ \\j.\\\:\; _\ . '; Recymng -- *J C:) 1 31'. J 1 76 ' o ;p b _ Eg _ v \ QL . erzeugung - ' . : 3 c du 5 \ ._\\Q 3» 5? §»C §C\\\\\ b«\- \ Ven-'ad nis , C | L _ Z 4_ ' _\\ *Ä \ "' O ' ' z ,- '1 _ å ä _, ... _. W Nebenprccgkts J 0 ' 'J93 JL J' 9 U'H 3'28 'c 1.0» _ f CN x. ' 1 3 g » . A; g; Abgabe als 5 n E '--zv- u.wn \w M. e n - om 0 om om 1,, 3: _ .. . w .' bla/*2352137 1_ z ,- C 70 , ^ .' _LA " .få Entçornunn n g; 4 W -' . _ ' . - :V33 :.::::.'-' f , ' J 1 -- 3:9 n '3 1 h ap, 0 #3 0 C_-*' * ._'- - - I Out uepame L \ *i ' 4 - i v - a . 0 g w Elektro stam *m I ; 1 | ' 2, __ L 1 1 k l 1 A L . än L 1 L 4 '71 4 q " Summe I 009 l [1.3 335 i 1109 1 01,5 6.25 '; 04 I.. ?L 16 .9/8 A M 1 i 1 J 0 3 *eznscmenurn 3/5

Figur 4. Översikt av stålslaggproduktionen 1 Västtyskland (Krass)

Å så J _ 4. .. m . . . ) . . . . a k a -a °ñ§ i. \ E X P A N S '0 h' , p e m e n t ,. N 0 mm; -\_)--5... _i_ .9... OH OH N Hmm GDF / 'som sno-.Mm M'J 0"' E XPÅWEIUN /' / ./ ./ 'ii "/_ ,ar/w' "' /0 A/. . -. J/.e/vr_- ' , "' j // // - :Ö A la, "Tá'/ .pai's-'GL--h ' // / __ _A_4;Q;7.9' ' 'än .- a-d'äi "-á_ 0-- 1_---__4 siêñ'áiáçé'4...---.- _ w,-.-.._. .-.#-B?"C -0- FHESH OH o BOF n_- FRåtrlH Box» //0/ -t- ÅGFJJ OH « SOF 4; 45.644:er Q/ »0-- A050 ou e EGP (sv-.w :42.14) ./

EASTC OIYOEN FUPNÅCC //'

A i_[ø..',/., /4 / A/ I / OO.- -Ö--__O av /4 I' ', iir' //L //-.*--"" 'o--- " / -I'M _,',-.-n'-*' ' _.---.v-«---.---v--n 'na' - - - 4____ --* : :8; ;'_'." 1 'G' """T_.'_'_'_°:;; _ _»_-w .r___u __-rq _ vdf_ -- _*.r-<*ø_w_4 a 2 ;3 A 5 i a 7 6 HMS. days

Figur 5. Svällningen av stålslagger

av Qlika ålder vid 60 resp

82 0C (EmerY)

. oo df ñ\ /n r\

JL

?www-m

/ -

---_')(8)

(4)

(1) C02 bomb, (2) Washing vessel, (3) Gas bag, (4) Desiccator, (S) Exhaust valve,

(6) Sample, (7) Heater, (8) Watero

a)Arrangement of carbonation

'Å am » O N 5 U \ 05 .x MM 5 g L.D.sIag '3 400 _ Molding press. g 200kg/cm2 'g M01d Q 2x?x6cm 2:1 _ 40°c § 200 0 20hr 0 1 L 1 '1 0 20 40 60 80 100

Proportion of partic1es under 170 meSh (z)

kn Relation between the partical size of L.D. slag and the strength

Fiaur 6. a) Apparat för karbonatisering av ' provkrOppar framställda av

pulvri-serad LD-slagg b) tryckhållfasthet

som funktion av finmatrialhalt (Anâo)