JP2003055025A - 水和硬化体 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、製鋼スラグを原料に使用しても、従
来より軽量な水和硬化体を提供することを目的としてい
る。 【解決手段】製鋼スラグとして粉粒状の溶銑予備処理ス
ラグを、潜在水硬性を有するＳｉＯ2含有物質として高
炉スラグ微粉末及び燃焼灰を使用すると共に、水を除く
全配合原料中の高炉スラグ微粉末の含有率を１０〜５０
ｍａｓｓ％、燃焼灰の含有率をｌ０〜４０ｍａｓｓ％、
粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグの含有率を
３〜１５ｍａｓｓ％とし、且つ、高炉スラグ微粉末及び
燃焼灰の合計含有率が５０ｍａｓｓ％超８０ｍａｓｓ％
未満で、さらに全配合原料に、アルカリ金属、アルカリ
土類金属の酸化物、水酸化物、硫酸塩、塩化物及びセメ
ントから選ばれた１種又は２種以上を、高炉スラグ及び
燃焼灰の合計含有量に対して１〜１０ｍａｓｓ％添加し
た水和硬化体である。
来より軽量な水和硬化体を提供することを目的としてい
る。 【解決手段】製鋼スラグとして粉粒状の溶銑予備処理ス
ラグを、潜在水硬性を有するＳｉＯ2含有物質として高
炉スラグ微粉末及び燃焼灰を使用すると共に、水を除く
全配合原料中の高炉スラグ微粉末の含有率を１０〜５０
ｍａｓｓ％、燃焼灰の含有率をｌ０〜４０ｍａｓｓ％、
粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグの含有率を
３〜１５ｍａｓｓ％とし、且つ、高炉スラグ微粉末及び
燃焼灰の合計含有率が５０ｍａｓｓ％超８０ｍａｓｓ％
未満で、さらに全配合原料に、アルカリ金属、アルカリ
土類金属の酸化物、水酸化物、硫酸塩、塩化物及びセメ
ントから選ばれた１種又は２種以上を、高炉スラグ及び
燃焼灰の合計含有量に対して１〜１０ｍａｓｓ％添加し
た水和硬化体である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水和硬化体に係わ
り、詳しくは、鉄鋼スラグのうちの製鋼スラグ、とりわ
け路盤材等として有効利用することが困難であった粉粒
状の溶銑予備処理スラグ及び石炭灰等の燃焼灰といった
産業副生物を多量に有効利用して製造した従来より軽量
な水和硬化体に関する。
り、詳しくは、鉄鋼スラグのうちの製鋼スラグ、とりわ
け路盤材等として有効利用することが困難であった粉粒
状の溶銑予備処理スラグ及び石炭灰等の燃焼灰といった
産業副生物を多量に有効利用して製造した従来より軽量
な水和硬化体に関する。
【０００２】
【従来の技術】製鋼工程で発生するスラグは、塩基度
（例えば、ＣａＯ／ＳｉＯ2で評価）が高く、遊離Ｃａ
Ｏを多量に含有するため、水分を吸って膨張し易く、高
炉スラグのような土木・建設資材としての用途には向か
ず、その処理に難儀している。そこで、このような製鋼
スラグを積極的に活用する試みが従来より幾つかなされ
ている。
（例えば、ＣａＯ／ＳｉＯ2で評価）が高く、遊離Ｃａ
Ｏを多量に含有するため、水分を吸って膨張し易く、高
炉スラグのような土木・建設資材としての用途には向か
ず、その処理に難儀している。そこで、このような製鋼
スラグを積極的に活用する試みが従来より幾つかなされ
ている。
【０００３】例えば、特開平１０−１５２３６４号公報
は、製鋼スラグを含有する骨材と、潜在水硬性を有する
シリカ含有物質及びポゾラン反応性を有するシリカ含有
物質のうち１種又は２種を５０％以上含有する結合材と
を有してなる製鋼スラグを利用した水和硬化体を開示し
ている。また、特開平２−２３３５３９号公報は、結合
材、細骨材、粗骨材の全てを、粉砕及び破砕した鉄鋼ス
ラグとすると共に、前記結合材としての鉄鋼スラグに
は、高炉スラグと製鋼スラグとを混合したものを用いる
ようにしたスラグ・ブロックを開示している。
は、製鋼スラグを含有する骨材と、潜在水硬性を有する
シリカ含有物質及びポゾラン反応性を有するシリカ含有
物質のうち１種又は２種を５０％以上含有する結合材と
を有してなる製鋼スラグを利用した水和硬化体を開示し
ている。また、特開平２−２３３５３９号公報は、結合
材、細骨材、粗骨材の全てを、粉砕及び破砕した鉄鋼ス
ラグとすると共に、前記結合材としての鉄鋼スラグに
は、高炉スラグと製鋼スラグとを混合したものを用いる
ようにしたスラグ・ブロックを開示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者が上記の従来技術を用いて、製鋼スラグを原料とする
水和硬化体（以下、単に硬化体という）を試作しようと
したところ、下記のような問題点が明らかとなった。
者が上記の従来技術を用いて、製鋼スラグを原料とする
水和硬化体（以下、単に硬化体という）を試作しようと
したところ、下記のような問題点が明らかとなった。
【０００５】まず、特開平１０−１５２３６４号公報記
載の方法によれば、製鋼スラグとして転炉スラグを用い
ると、２０℃の水中養生の際に硬化体が崩壊し、満足で
きる硬化体が得られない場合があった。そこで、この原
因を詳細に調査したところ、近年は、転炉の内張り耐火
物を保護する所謂スラグ・コーティングのためにスラグ
中に添加しているドロマイトやマグネシア・クリンカ等
に起因して、転炉スラグ中のＭｇＯ濃度が高くなってい
るが、このようなＭｇＯ濃度が高い転炉スラグを用いた
場合には、該転炉スラグに含まれているｆｒｅｅ−Ｍｇ
Ｏが水中養生の際に水和膨張し、製造される硬化体が崩
壊することが判明した。
載の方法によれば、製鋼スラグとして転炉スラグを用い
ると、２０℃の水中養生の際に硬化体が崩壊し、満足で
きる硬化体が得られない場合があった。そこで、この原
因を詳細に調査したところ、近年は、転炉の内張り耐火
物を保護する所謂スラグ・コーティングのためにスラグ
中に添加しているドロマイトやマグネシア・クリンカ等
に起因して、転炉スラグ中のＭｇＯ濃度が高くなってい
るが、このようなＭｇＯ濃度が高い転炉スラグを用いた
場合には、該転炉スラグに含まれているｆｒｅｅ−Ｍｇ
Ｏが水中養生の際に水和膨張し、製造される硬化体が崩
壊することが判明した。
【０００６】一方、特開平２−２３３５９３号公報記載
の方法で転炉スラグを原料とした硬化体を製造するに
は、スラグを微粉砕する必要がある。しかしながら、転
炉スラグ中には、上記したようにｆｒｅｅ−ＭｇＯが相
が含まれているため、スラグ自体が固くて微粉になり難
く、反応性の高い微粉にまで粉砕するには、粉砕コスト
が膨大になる問題があった。そこで、ｆｒｅｅ−ＭｇＯ
を含有しない溶銑予備処理スラグを用いることを想到
し、前記特開平２−２３３５９３号公報記載の原料配合
に従って硬化体の製造を試みた。ところが、この場合も
硬化体の強度が不足したり、多数のひび割れが発生し、
特に強度と外観の美麗さが要求されるようなブロック状
の建設用スラグ硬化体の原料には、到底使用に堪えない
ことが判明した。
の方法で転炉スラグを原料とした硬化体を製造するに
は、スラグを微粉砕する必要がある。しかしながら、転
炉スラグ中には、上記したようにｆｒｅｅ−ＭｇＯが相
が含まれているため、スラグ自体が固くて微粉になり難
く、反応性の高い微粉にまで粉砕するには、粉砕コスト
が膨大になる問題があった。そこで、ｆｒｅｅ−ＭｇＯ
を含有しない溶銑予備処理スラグを用いることを想到
し、前記特開平２−２３３５９３号公報記載の原料配合
に従って硬化体の製造を試みた。ところが、この場合も
硬化体の強度が不足したり、多数のひび割れが発生し、
特に強度と外観の美麗さが要求されるようなブロック状
の建設用スラグ硬化体の原料には、到底使用に堪えない
ことが判明した。
【０００７】このような製鋼スラグを原料の一部として
使用して製造した硬化体の強度不足、ひび割れの発生、
ｆｒｅｅ―ＭｇＯに起因する膨張や、粉砕の困難性等の
問題を解消するため、本出願人のうちの一部は、先に特
願２０００−８８８５８号にて対策技術を提案した。そ
れは、製鋼スラグとして粉粒状の溶銑予備処理スラグ、
潜在水硬性を有するＳｉＯ2含有物質として高炉スラグ
微粉末を使用すると共に、水を除く全配合成分中におけ
る粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグの含有率
を１５〜５５ｍａｓｓ％、高炉スラグ微粉末の含有率を
５〜４０ｍａｓｓ％とするものである。また、別配合と
して、高炉スラグ微粉末の含有率を３〜３６ｍａｓｓ
％、フライアッシュの含有率を１．５〜３０ｍａｓｓ％
とし、且つ高炉スラグとフライアッシュの合計含有量に
対するフライアッシュの含有量の質量比が０．１〜０．
７５とするものである。これらの対策技術によって、上
記問題点はいずれも解決することができ、資源の再利
用、環境の向上等を図ることができた。その点で、この
特願２０００−８８８５８号にて提案した対策技術は、
十分満足できるものであった。
使用して製造した硬化体の強度不足、ひび割れの発生、
ｆｒｅｅ―ＭｇＯに起因する膨張や、粉砕の困難性等の
問題を解消するため、本出願人のうちの一部は、先に特
願２０００−８８８５８号にて対策技術を提案した。そ
れは、製鋼スラグとして粉粒状の溶銑予備処理スラグ、
潜在水硬性を有するＳｉＯ2含有物質として高炉スラグ
微粉末を使用すると共に、水を除く全配合成分中におけ
る粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグの含有率
を１５〜５５ｍａｓｓ％、高炉スラグ微粉末の含有率を
５〜４０ｍａｓｓ％とするものである。また、別配合と
して、高炉スラグ微粉末の含有率を３〜３６ｍａｓｓ
％、フライアッシュの含有率を１．５〜３０ｍａｓｓ％
とし、且つ高炉スラグとフライアッシュの合計含有量に
対するフライアッシュの含有量の質量比が０．１〜０．
７５とするものである。これらの対策技術によって、上
記問題点はいずれも解決することができ、資源の再利
用、環境の向上等を図ることができた。その点で、この
特願２０００−８８８５８号にて提案した対策技術は、
十分満足できるものであった。
【０００８】しかしながら、この対策技術では、粒径
１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグ含有率の下限が
１５ｍａｓｓ％であるため、粗粒側を含めた溶銑予備処
理スラグの全配合量は、凡そ６０ｍａｓｓ％以上に達し
ている。そのため、製造した硬化体の比重は、コンクリ
ートと同等かむしろそれ以上となり、コンクリートの代
替品や海洋ブロックに適したものとなっている。一方、
現在の土木関係の工事においては、比重の重い硬化体の
使用が良いとは限らず、逆に比重の軽いものが求められ
ることも多い。例えば、軟弱地盤用に設置するブロック
等は、比重が重すぎると、徐々に沈み込んでしまい、役
目を果たさなくなるという問題点が生じている。また、
コンクリートの裏込め材料等は、その比重が重いと、壁
にかかる圧力が大きくなるため、できるだけ軽いものが
望まれている。これは、軽い方が施工体の全体としての
経済性が極めて高くなるからである。
１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグ含有率の下限が
１５ｍａｓｓ％であるため、粗粒側を含めた溶銑予備処
理スラグの全配合量は、凡そ６０ｍａｓｓ％以上に達し
ている。そのため、製造した硬化体の比重は、コンクリ
ートと同等かむしろそれ以上となり、コンクリートの代
替品や海洋ブロックに適したものとなっている。一方、
現在の土木関係の工事においては、比重の重い硬化体の
使用が良いとは限らず、逆に比重の軽いものが求められ
ることも多い。例えば、軟弱地盤用に設置するブロック
等は、比重が重すぎると、徐々に沈み込んでしまい、役
目を果たさなくなるという問題点が生じている。また、
コンクリートの裏込め材料等は、その比重が重いと、壁
にかかる圧力が大きくなるため、できるだけ軽いものが
望まれている。これは、軽い方が施工体の全体としての
経済性が極めて高くなるからである。
【０００９】このように、スラグを利用した水和硬化体
としては、軽量なものができれば、さらにその用途の拡
大が期待できる。そのため、気泡剤等の化学混和剤を利
用して軽量化を図る方法も開発されている。しかしなが
ら、この方法は、高価な化学混和剤を使用するため、経
済性にやや劣るので、配合原料の選択だけで軽量化する
ことが望ましい。そこで、特願２０００−８８８５８号
にて提案した対策技術において、配合原料中の比重の重
い溶銑予備処理スラグの比率を下げることができれば、
軽量な硬化体をつくることができると考えられる。しか
しながら、粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグ
が１５ｍａｓｓ％以下となった場合には、硬化体の強度
が不足気味になるという問題点があった。
としては、軽量なものができれば、さらにその用途の拡
大が期待できる。そのため、気泡剤等の化学混和剤を利
用して軽量化を図る方法も開発されている。しかしなが
ら、この方法は、高価な化学混和剤を使用するため、経
済性にやや劣るので、配合原料の選択だけで軽量化する
ことが望ましい。そこで、特願２０００−８８８５８号
にて提案した対策技術において、配合原料中の比重の重
い溶銑予備処理スラグの比率を下げることができれば、
軽量な硬化体をつくることができると考えられる。しか
しながら、粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグ
が１５ｍａｓｓ％以下となった場合には、硬化体の強度
が不足気味になるという問題点があった。
【００１０】本発明は、かかる事情に鑑み、製鋼スラグ
を原料に使用しても、従来より軽量な水和硬化体を提供
することを目的としている。
を原料に使用しても、従来より軽量な水和硬化体を提供
することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化
した。
成するため鋭意研究を重ね、その成果を本発明に具現化
した。
【００１２】すなわち、本発明は、粉粒状の製鋼スラグ
と潜在水硬性を有するＳｉＯ2含有物質とを水で混練し
てなる水和硬化体であって、前記製鋼スラグとして粉粒
状の溶銑予備処理スラグを、前記潜在水硬性を有するＳ
ｉＯ2含有物質として高炉スラグ微粉末及び燃焼灰を使
用すると共に、水を除く全配合原料中の高炉スラグ微粉
末の含有率を１０〜４０ｍａｓｓ％、燃焼灰の含有率を
ｌ０〜５０ｍａｓｓ％、粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予
備処理スラグの含有率を３〜１５ｍａｓｓ％とし、且
つ、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰の合計含有率が５０ｍ
ａｓｓ％超８０ｍａｓｓ％未満で、さらに前記全配合原
料に、アルカリ金属、アルカリ土類金属の酸化物、水酸
化物、硫酸塩、塩化物及びセメントから選ばれた１種又
は２種以上を、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰の合計含有
量に対して１〜１０ｍａｓｓ％添加してなることを特徴
とする水和硬化体である。
と潜在水硬性を有するＳｉＯ2含有物質とを水で混練し
てなる水和硬化体であって、前記製鋼スラグとして粉粒
状の溶銑予備処理スラグを、前記潜在水硬性を有するＳ
ｉＯ2含有物質として高炉スラグ微粉末及び燃焼灰を使
用すると共に、水を除く全配合原料中の高炉スラグ微粉
末の含有率を１０〜４０ｍａｓｓ％、燃焼灰の含有率を
ｌ０〜５０ｍａｓｓ％、粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予
備処理スラグの含有率を３〜１５ｍａｓｓ％とし、且
つ、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰の合計含有率が５０ｍ
ａｓｓ％超８０ｍａｓｓ％未満で、さらに前記全配合原
料に、アルカリ金属、アルカリ土類金属の酸化物、水酸
化物、硫酸塩、塩化物及びセメントから選ばれた１種又
は２種以上を、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰の合計含有
量に対して１〜１０ｍａｓｓ％添加してなることを特徴
とする水和硬化体である。
【００１３】この場合、前記高炉スラグ微粉末と燃焼灰
の合計含有量に対する燃焼灰含有量の比が０．３〜０．
７５であったり、あるいは燃焼灰としてフライアッシュ
及び／又は加圧流動床式石炭燃焼設備から発生した石炭
灰を使用したり、あるいはさらに空気中２８日以上養生
したときの単位容積あたりの質量が、２０００ｋｇ／ｍ
3以下であるのが好ましい。また、前記水で混練した
後、水蒸気を含む４０〜１０５℃の雰囲気下で０．５〜
２４時間養生すると一層好ましい。
の合計含有量に対する燃焼灰含有量の比が０．３〜０．
７５であったり、あるいは燃焼灰としてフライアッシュ
及び／又は加圧流動床式石炭燃焼設備から発生した石炭
灰を使用したり、あるいはさらに空気中２８日以上養生
したときの単位容積あたりの質量が、２０００ｋｇ／ｍ
3以下であるのが好ましい。また、前記水で混練した
後、水蒸気を含む４０〜１０５℃の雰囲気下で０．５〜
２４時間養生すると一層好ましい。
【００１４】本発明によれば、製鋼スラグを原料に使用
しても、従来より軽量な水和硬化体を安定して提供でき
るようになる。
しても、従来より軽量な水和硬化体を安定して提供でき
るようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。
しく説明する。
【００１６】まず、本発明では、製鋼スラグとして特に
溶銑予備処理スラグを使用する。その理由は、以下の通
りである。 （１）溶銑予備処理では精錬剤としてＭｇＯを添加しな
いので、発生するスラグは、元来ＭｇＯ濃度が低く、且
つＣａＯ／ＳｉＯ2が低い。また、若干含まれるＭｇＯ
もほとんどＣａ2ＭｇＳｉ2Ｏ7として存在し、ｆｒｅｅ
−ＭｇＯ相がほとんど存在しない。従って，従来エージ
ングが不十分な転炉スラグを原料として使用した場合に
生じていたｆｒｅｅ−ＭｇＯの水和膨張による硬化体の
割れ、粉化、変形、強度低下等の問題を一掃できる可能
性がある （２）溶銑予備処理スラグは、上記のようにＣａＯ／Ｓ
ｉＯ2が低く、且つＰ2Ｏ 5濃度が高いので、ｆｒｅｅ−
ＣａＯ濃度が低い。そのため、ｆｒｅｅ−ＣａＯによる
水和膨張性も低く、製鋼スラグ中のｆｒｅｅ−ＣａＯの
水和膨張に起因する硬化体の割れ、粉化、変形、強度低
下等の問題も一掃できる可能性がある （３）また、微粉が多く、反応性が高いので、それ自体
が他の配合物質である高炉スラグ微粉末や燃焼灰の代替
になり得る （４）さらに、上記したように、ｆｒｅｅ−ＭｇＯ相が
ほとんど存在しないので、スラグ自体が柔らかく、他の
転炉スラグに比較してはるかに粉砕し易い （５）加えて、微粉の働きで、この溶銑予備処理スラグ
と高炉スラグ微粉末や燃焼灰との反応が起き易くなり、
硬化体がより高強度になる （６）さらに加えて、比重が２．６〜３．１であり、転
炉スラグ（３．４以上）等に比べて比重が軽い 本発明では、上記の製鋼スラグと反応させて硬化させる
ＳｉＯ2含有物質として、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰
を使用するようにした。ここでいう燃焼灰は、ＳｉＯ2
を含有していることが必要であり、そのような観点か
ら、石炭を燃焼させた際に発生する石炭灰のごとき燃焼
灰が好ましい。特に、元来微粉であるフライアッシュや
加圧流動床式石炭燃焼設備から発生する石炭灰がより好
ましい。
溶銑予備処理スラグを使用する。その理由は、以下の通
りである。 （１）溶銑予備処理では精錬剤としてＭｇＯを添加しな
いので、発生するスラグは、元来ＭｇＯ濃度が低く、且
つＣａＯ／ＳｉＯ2が低い。また、若干含まれるＭｇＯ
もほとんどＣａ2ＭｇＳｉ2Ｏ7として存在し、ｆｒｅｅ
−ＭｇＯ相がほとんど存在しない。従って，従来エージ
ングが不十分な転炉スラグを原料として使用した場合に
生じていたｆｒｅｅ−ＭｇＯの水和膨張による硬化体の
割れ、粉化、変形、強度低下等の問題を一掃できる可能
性がある （２）溶銑予備処理スラグは、上記のようにＣａＯ／Ｓ
ｉＯ2が低く、且つＰ2Ｏ 5濃度が高いので、ｆｒｅｅ−
ＣａＯ濃度が低い。そのため、ｆｒｅｅ−ＣａＯによる
水和膨張性も低く、製鋼スラグ中のｆｒｅｅ−ＣａＯの
水和膨張に起因する硬化体の割れ、粉化、変形、強度低
下等の問題も一掃できる可能性がある （３）また、微粉が多く、反応性が高いので、それ自体
が他の配合物質である高炉スラグ微粉末や燃焼灰の代替
になり得る （４）さらに、上記したように、ｆｒｅｅ−ＭｇＯ相が
ほとんど存在しないので、スラグ自体が柔らかく、他の
転炉スラグに比較してはるかに粉砕し易い （５）加えて、微粉の働きで、この溶銑予備処理スラグ
と高炉スラグ微粉末や燃焼灰との反応が起き易くなり、
硬化体がより高強度になる （６）さらに加えて、比重が２．６〜３．１であり、転
炉スラグ（３．４以上）等に比べて比重が軽い 本発明では、上記の製鋼スラグと反応させて硬化させる
ＳｉＯ2含有物質として、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰
を使用するようにした。ここでいう燃焼灰は、ＳｉＯ2
を含有していることが必要であり、そのような観点か
ら、石炭を燃焼させた際に発生する石炭灰のごとき燃焼
灰が好ましい。特に、元来微粉であるフライアッシュや
加圧流動床式石炭燃焼設備から発生する石炭灰がより好
ましい。
【００１７】また、本発明では、このような溶銑予備処
理スラグを使用するにあたって、そのうちの粒径１．１
８ｍｍ以下の部分が、水を除く全配合原料中における含
有率が３〜１５ｍａｓｓ％となるように配合する。溶銑
予備処理スラグのうちで硬化反応に寄与の大きな部分
は、粒径１．１８ｍｍ以下の範囲において特に反応性が
良好で、得られる硬化体の強度が高くなり、しかもひび
割れの発生が著しく小さくなるからである。そのため、
本発明は、配合原料中の溶銑予備処理スラグに含まれる
粒径１．１８ｍｍ以下の粒度の部分を、特に限定したの
である。なお、このことは、配合する溶銑予備処理スラ
グの中に、これよりも粒度の大きい溶銑予備処理スラグ
が含まれていることを妨げるものではない。粒度の大き
い溶銑予備処理スラグは、粉砕の過程で粉砕され難くか
ったことを意味するだけで、それ自体が強度を有してい
るので、骨材あるいは増量剤としての寄与があり得るか
らである。
理スラグを使用するにあたって、そのうちの粒径１．１
８ｍｍ以下の部分が、水を除く全配合原料中における含
有率が３〜１５ｍａｓｓ％となるように配合する。溶銑
予備処理スラグのうちで硬化反応に寄与の大きな部分
は、粒径１．１８ｍｍ以下の範囲において特に反応性が
良好で、得られる硬化体の強度が高くなり、しかもひび
割れの発生が著しく小さくなるからである。そのため、
本発明は、配合原料中の溶銑予備処理スラグに含まれる
粒径１．１８ｍｍ以下の粒度の部分を、特に限定したの
である。なお、このことは、配合する溶銑予備処理スラ
グの中に、これよりも粒度の大きい溶銑予備処理スラグ
が含まれていることを妨げるものではない。粒度の大き
い溶銑予備処理スラグは、粉砕の過程で粉砕され難くか
ったことを意味するだけで、それ自体が強度を有してい
るので、骨材あるいは増量剤としての寄与があり得るか
らである。
【００１８】粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラ
グの量を限定する理由は、上述の通りであるが、その含
有量は、以下のように限定する。
グの量を限定する理由は、上述の通りであるが、その含
有量は、以下のように限定する。
【００１９】溶銑予備処理スラグの比重は、２．６５〜
３．１程度であるのに対して、燃焼灰として代表的なも
のであるフライアッシュは、ＪＩＳの規定により１．９
５以上で（一般のものは２．２程度）、高炉スラグ微粉
末は、２．８程度であり、溶銑予備処理スラグもしくは
高炉スラグ微粉末が、硬化体を重くする原因になってい
ると考えられる。そこで、本発明では、硬化体の軽量化
の観点から、溶銑予備処理スラグの含有率を減らすこと
にして、上限として、粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予備
処理スラグの含有率を１５ｍａｓｓ％以下にした。ま
た、１．１８ｍｍより粒径の大きい骨材が増えた場合
も、硬化体の比重が重くなるため、残りの潜在水硬性を
有するＳｉＯ2含有物質である高炉スラグ微粉末と燃焼
灰の合計含有量を５０ｍａｓｓ％超にする必要があっ
た。
３．１程度であるのに対して、燃焼灰として代表的なも
のであるフライアッシュは、ＪＩＳの規定により１．９
５以上で（一般のものは２．２程度）、高炉スラグ微粉
末は、２．８程度であり、溶銑予備処理スラグもしくは
高炉スラグ微粉末が、硬化体を重くする原因になってい
ると考えられる。そこで、本発明では、硬化体の軽量化
の観点から、溶銑予備処理スラグの含有率を減らすこと
にして、上限として、粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予備
処理スラグの含有率を１５ｍａｓｓ％以下にした。ま
た、１．１８ｍｍより粒径の大きい骨材が増えた場合
も、硬化体の比重が重くなるため、残りの潜在水硬性を
有するＳｉＯ2含有物質である高炉スラグ微粉末と燃焼
灰の合計含有量を５０ｍａｓｓ％超にする必要があっ
た。
【００２０】一方、溶銑予備処理スラグをさらに減らし
た場合、硬化体の強度低下が起こるだけでなく、硬化体
の収縮が大きくなり、亀裂の発生が起り好ましくない。
そこで、この問題を避けるため、本発明では、下限とし
て、粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグの含有
率を３ｍａｓｓ％以上とし、残りの潜在水硬性を有する
ＳｉＯ2含有物質である高炉スラグ微粉末と燃焼灰の合
計含有量を８０ｍａｓｓ％未満とした。
た場合、硬化体の強度低下が起こるだけでなく、硬化体
の収縮が大きくなり、亀裂の発生が起り好ましくない。
そこで、この問題を避けるため、本発明では、下限とし
て、粒径１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグの含有
率を３ｍａｓｓ％以上とし、残りの潜在水硬性を有する
ＳｉＯ2含有物質である高炉スラグ微粉末と燃焼灰の合
計含有量を８０ｍａｓｓ％未満とした。
【００２１】次に、本発明では、上記のような粒径１．
１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグに対して配合する原
料は、溶銑予備処理スラグと反応して潜在水硬性を示す
ＳｉＯ2含有物質とした。この潜在水硬性を有するＳｉ
Ｏ2含有物質としては、高炉スラグ微粉末単独、あるい
は高炉スラグ微粉末と燃焼灰との混合物が好ましいが、
骨材に相当する溶銑予備処理スラグが少ない条件では、
高炉スラグ微粉末と燃焼灰との混合物の使用がより望ま
しい。
１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグに対して配合する原
料は、溶銑予備処理スラグと反応して潜在水硬性を示す
ＳｉＯ2含有物質とした。この潜在水硬性を有するＳｉ
Ｏ2含有物質としては、高炉スラグ微粉末単独、あるい
は高炉スラグ微粉末と燃焼灰との混合物が好ましいが、
骨材に相当する溶銑予備処理スラグが少ない条件では、
高炉スラグ微粉末と燃焼灰との混合物の使用がより望ま
しい。
【００２２】高炉スラグ微粉末は、ＪＩＳ Ａ ６２０
６に規定されているように、コンクリート用混和材とし
て実績のある材料である上に、適切なアルカリ刺激を加
えることにより、単独でも固化する潜在水硬性をもった
材料である。そのため、溶銑予備処理スラグから供給さ
れるＣａＯを固定する作用があり、且つ、硬化時の強度
発現の主体となる。その量は、溶銑予備処理スラグ中の
水和膨張を有するＣａＯを固定するだけのためであれ
ば、比較的少ない量でも良いが、硬化体の強度確保のた
めには、１０ｍａｓｓ％以上の配合が必要であった。一
方、高炉スラグ微粉末の量が４０ｍａｓｓ％を超える
と、相対的にＳｉＯ2を固定させるアルカリ・イオンの
供給が不足気味となり、硬化体の強度を向上させる効果
がほとんど期待できなくなる。さらに、高炉スラグ微粉
末は、今回の原料のなかでは粒度が細かいものに相当す
るので、硬化体の収縮傾向を大きくしてしまう。そこ
で、本発明では、溶銑予備処理スラグが、硬化体中にお
いて骨材の役割を果たすようにした。つまり、コンクリ
ートでいうところの、砂や砂利に当たるものであり、硬
化体の強度保持だけではなく、形態安定性すなわち収縮
抑制に大きな作用を発揮するからである。
６に規定されているように、コンクリート用混和材とし
て実績のある材料である上に、適切なアルカリ刺激を加
えることにより、単独でも固化する潜在水硬性をもった
材料である。そのため、溶銑予備処理スラグから供給さ
れるＣａＯを固定する作用があり、且つ、硬化時の強度
発現の主体となる。その量は、溶銑予備処理スラグ中の
水和膨張を有するＣａＯを固定するだけのためであれ
ば、比較的少ない量でも良いが、硬化体の強度確保のた
めには、１０ｍａｓｓ％以上の配合が必要であった。一
方、高炉スラグ微粉末の量が４０ｍａｓｓ％を超える
と、相対的にＳｉＯ2を固定させるアルカリ・イオンの
供給が不足気味となり、硬化体の強度を向上させる効果
がほとんど期待できなくなる。さらに、高炉スラグ微粉
末は、今回の原料のなかでは粒度が細かいものに相当す
るので、硬化体の収縮傾向を大きくしてしまう。そこ
で、本発明では、溶銑予備処理スラグが、硬化体中にお
いて骨材の役割を果たすようにした。つまり、コンクリ
ートでいうところの、砂や砂利に当たるものであり、硬
化体の強度保持だけではなく、形態安定性すなわち収縮
抑制に大きな作用を発揮するからである。
【００２３】上記のように、本発明では、軽量化のため
に溶銑予備処理スラグの使用量を従来に比べて少量に限
定する必要があった。その反面で、硬化体収縮の悪影響
が出易くなっており、これを抑制するには、高炉スラグ
微粉末の配合量は、最大で４０ｍａｓｓ％必要であっ
た。ただし、高炉スラグ微粉末を４０ｍａｓｓ％以下と
し、さらに上述したように、硬化体の収縮によるひび割
れ等を抑制するための必須条件として、粒径１．１８ｍ
ｍ以下の溶銑予備処理スラグの含有率を３ｍａｓｓ％以
上という条件を示した。ところが、そのような限定を行
っても、硬化体の収縮は完全には抑制し切れなかった。
例えば、高炉スラグ微粉末のみで上記の溶銑予備処理ス
ラグの配合条件で硬化させた場合、ひび割れの進入を防
ぐのは難しかった。
に溶銑予備処理スラグの使用量を従来に比べて少量に限
定する必要があった。その反面で、硬化体収縮の悪影響
が出易くなっており、これを抑制するには、高炉スラグ
微粉末の配合量は、最大で４０ｍａｓｓ％必要であっ
た。ただし、高炉スラグ微粉末を４０ｍａｓｓ％以下と
し、さらに上述したように、硬化体の収縮によるひび割
れ等を抑制するための必須条件として、粒径１．１８ｍ
ｍ以下の溶銑予備処理スラグの含有率を３ｍａｓｓ％以
上という条件を示した。ところが、そのような限定を行
っても、硬化体の収縮は完全には抑制し切れなかった。
例えば、高炉スラグ微粉末のみで上記の溶銑予備処理ス
ラグの配合条件で硬化させた場合、ひび割れの進入を防
ぐのは難しかった。
【００２４】ひび割れの抑制策として、一般に繊維等を
原料に混入させる方法が考えられる。しかし、それは経
済的に不利である。そこで、本発明では、燃焼灰を使用
することにした。一定条件で燃焼灰を混入させることに
よって、硬化体の収縮特性を大幅に改善することができ
たからである。特に、その含有量が１０ｍａｓｓ％以上
になるか、又は、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰の合計含
有量に対する燃焼灰の含有量の比が０．３以上の範囲に
おいて有効である。これは、比較的高い含有レベルでは
あるが、骨材量の不足を補うために適切な量である。ま
た、燃焼灰のメリットとして、比重が軽いことがあげら
れる。高炉スラグ微粉末の場合、上述のように比重が
２．８と重いのに対し、例えば微粉炭燃焼式の火力発電
所等で石炭の燃焼によって生成する飛灰のフライアッシ
ュは、比重が１．９５以上（一般的なものは２．２前
後）と軽い原料である。従って、これを混入させること
は、硬化体の軽量化にも有効に作用する。そのなかで
も、特にフライアッシュや加圧流動床式石炭灰の使用が
有効である。加えて、フライアッシュは、ＪＩＳで規定
されている通り、比表面積が２５００ｃｍ2／ｇ以上、
４５μｍふるい残分４０％以下と、それ自体が極めて微
粉であり、これを使用することにより、溶銑予備処理ス
ラグとの反応性が一層向上し、長時間養生後の硬化体強
度の向上が可能となる。さらに加えて、ＪＩＳに規定さ
れていることからも理解できるように、品質が安定して
おり、硬化体の特性も一定の範囲にコントロールし易く
なる。
原料に混入させる方法が考えられる。しかし、それは経
済的に不利である。そこで、本発明では、燃焼灰を使用
することにした。一定条件で燃焼灰を混入させることに
よって、硬化体の収縮特性を大幅に改善することができ
たからである。特に、その含有量が１０ｍａｓｓ％以上
になるか、又は、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰の合計含
有量に対する燃焼灰の含有量の比が０．３以上の範囲に
おいて有効である。これは、比較的高い含有レベルでは
あるが、骨材量の不足を補うために適切な量である。ま
た、燃焼灰のメリットとして、比重が軽いことがあげら
れる。高炉スラグ微粉末の場合、上述のように比重が
２．８と重いのに対し、例えば微粉炭燃焼式の火力発電
所等で石炭の燃焼によって生成する飛灰のフライアッシ
ュは、比重が１．９５以上（一般的なものは２．２前
後）と軽い原料である。従って、これを混入させること
は、硬化体の軽量化にも有効に作用する。そのなかで
も、特にフライアッシュや加圧流動床式石炭灰の使用が
有効である。加えて、フライアッシュは、ＪＩＳで規定
されている通り、比表面積が２５００ｃｍ2／ｇ以上、
４５μｍふるい残分４０％以下と、それ自体が極めて微
粉であり、これを使用することにより、溶銑予備処理ス
ラグとの反応性が一層向上し、長時間養生後の硬化体強
度の向上が可能となる。さらに加えて、ＪＩＳに規定さ
れていることからも理解できるように、品質が安定して
おり、硬化体の特性も一定の範囲にコントロールし易く
なる。
【００２５】しかしながら、燃焼灰を際限なく増やすこ
とは出来ない。その理由は、燃焼灰の常温での初期の硬
化性が高炉スラグ微粉末よりも劣る傾向があるからであ
る。その観点では、燃焼灰の上限は、その含有量が５０
ｍａｓｓ％を超え、または、高炉スラグ微粉末及び燃焼
灰の合計含有量に対する燃焼灰の含有量の比が０．７５
を超えると、硬化体全体としての硬化を遅らせることと
なり、好ましくない。そのため、本発明では、燃焼灰の
含有量は、１０〜５０ｍａｓｓ％で、高炉スラグ微粉末
及び燃焼灰の合計含有量に対する燃焼灰含有量の比を
０．３〜０．７５とする。
とは出来ない。その理由は、燃焼灰の常温での初期の硬
化性が高炉スラグ微粉末よりも劣る傾向があるからであ
る。その観点では、燃焼灰の上限は、その含有量が５０
ｍａｓｓ％を超え、または、高炉スラグ微粉末及び燃焼
灰の合計含有量に対する燃焼灰の含有量の比が０．７５
を超えると、硬化体全体としての硬化を遅らせることと
なり、好ましくない。そのため、本発明では、燃焼灰の
含有量は、１０〜５０ｍａｓｓ％で、高炉スラグ微粉末
及び燃焼灰の合計含有量に対する燃焼灰含有量の比を
０．３〜０．７５とする。
【００２６】さらに、本発明では、水和硬化体を製造す
る配合原料に、アルカリ金属、アルカリ土類金属の酸化
物、水酸化物、硫酸塩、塩化物及びセメントから選ばれ
た１種または２種以上を、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰
の合計含有量に対して１〜１０ｍａｓｓ％添加する。本
発明の原料配合は、比較的ＳｉＯ2が富んだ配合となっ
ているため、アルカリ・イオンを呈する物質によって高
炉スラグ微粉末や燃焼灰の反応を刺激することが好まし
いからである。特に、燃焼灰の強度発現は遅いことは知
られており、加えて、ＣａＯを供給し、アルカリ源とな
りうる溶銑予備処理スラグの配合量が少ないため、これ
を補うために、アルカリ金属、アルカリ土類金属の酸化
物、水酸化物、硫酸塩、塩化物及びセメントから選ばれ
た１種または２種以上を１ｍａｓｓ％以上添加して、硬
化体の硬化を促進し、養生に要する時間を短縮するので
ある。しかしながら、１０ｍａｓｓ％を超えて添加して
もその効果の割合が減り、また、資源の再利用の観点か
らもあまり添加することは好ましくなく、さらに、過剰
に入れ過ぎると、硬化体を設置した近傍がアルカリ性を
呈することになるため、１０ｍａｓｓ％を上限とする。
る配合原料に、アルカリ金属、アルカリ土類金属の酸化
物、水酸化物、硫酸塩、塩化物及びセメントから選ばれ
た１種または２種以上を、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰
の合計含有量に対して１〜１０ｍａｓｓ％添加する。本
発明の原料配合は、比較的ＳｉＯ2が富んだ配合となっ
ているため、アルカリ・イオンを呈する物質によって高
炉スラグ微粉末や燃焼灰の反応を刺激することが好まし
いからである。特に、燃焼灰の強度発現は遅いことは知
られており、加えて、ＣａＯを供給し、アルカリ源とな
りうる溶銑予備処理スラグの配合量が少ないため、これ
を補うために、アルカリ金属、アルカリ土類金属の酸化
物、水酸化物、硫酸塩、塩化物及びセメントから選ばれ
た１種または２種以上を１ｍａｓｓ％以上添加して、硬
化体の硬化を促進し、養生に要する時間を短縮するので
ある。しかしながら、１０ｍａｓｓ％を超えて添加して
もその効果の割合が減り、また、資源の再利用の観点か
らもあまり添加することは好ましくなく、さらに、過剰
に入れ過ぎると、硬化体を設置した近傍がアルカリ性を
呈することになるため、１０ｍａｓｓ％を上限とする。
【００２７】なお、本発明では、セメントを利用するこ
とも含めたが、その量は、高炉スラグ微粉末と燃焼灰に
対して１０ｍａｓｓ％を上限としており、硬化体の主体
は、高炉スラグ微粉末と燃焼灰であり、本発明は、従来
あるような、セメントの一部を高炉スラグ微粉末及び／
又はフライアッシュで置換したような混和材利用のセメ
ントとは全く異なる技術である。セメントを主体とした
場合、長期にわたって周辺を強アルカリ性に変じてしま
うが、本発明のように、添加剤として使用することによ
って、アルカリ化の影響も大幅に減じることができ、住
環境、植生環境にも寄与することができる。また、この
ような配合に基づいて硬化体を製造した場合、単位容積
質量が２０００ｋｇ／ｍ3の軽量な硬化体を、気泡剤な
どの化学混和剤や人工軽量骨材を使わずに得ることがで
きる。そのような硬化体は、既述したように、軟弱地盤
用に設置するブロックや、コンクリートの裏込め材料な
どの、軽量性が要求される部材に利用することが可能で
ある。
とも含めたが、その量は、高炉スラグ微粉末と燃焼灰に
対して１０ｍａｓｓ％を上限としており、硬化体の主体
は、高炉スラグ微粉末と燃焼灰であり、本発明は、従来
あるような、セメントの一部を高炉スラグ微粉末及び／
又はフライアッシュで置換したような混和材利用のセメ
ントとは全く異なる技術である。セメントを主体とした
場合、長期にわたって周辺を強アルカリ性に変じてしま
うが、本発明のように、添加剤として使用することによ
って、アルカリ化の影響も大幅に減じることができ、住
環境、植生環境にも寄与することができる。また、この
ような配合に基づいて硬化体を製造した場合、単位容積
質量が２０００ｋｇ／ｍ3の軽量な硬化体を、気泡剤な
どの化学混和剤や人工軽量骨材を使わずに得ることがで
きる。そのような硬化体は、既述したように、軟弱地盤
用に設置するブロックや、コンクリートの裏込め材料な
どの、軽量性が要求される部材に利用することが可能で
ある。
【００２８】さらに、本発明では、これを水で混練した
後、水蒸気を含む４０〜１０５℃の雰囲気下で０．５〜
２４時間養生する。水蒸気を含む４０〜１０５℃の雰囲
気下で０．５〜２４時間養生することにより、短時間で
著しく強度が高くなるためである。水蒸気を含む雰囲気
とは、大気中に水蒸気を含む雰囲気はもちろんのこと、
例えば窒素ガス、ＣＯ2ガス等、又はこれらの混合ガス
に水蒸気を含む雰囲気である。この時の相対湿度は６０
％とするのが好ましい。より短時間で強度がたかくなる
からである。また、空気等の他のガスを含まない水蒸気
１００％の雰囲気、すなわち水蒸気を直接吹き込んでも
良い。なお、飽和水蒸気４０℃未満では、強度向上の効
果が低く、また１０５℃以上では、不経済となるため好
ましくない。さらに、混練物を型枠に流し込んだ後、す
ぐに水蒸気を含む４０〜１０５℃の雰囲気下で０．５〜
２４時間養生しても良く、あるいは脱枠可能な強度にな
るまで大気中等で養生後、脱枠した後に水蒸気を含む４
０〜１０５℃の雰囲気下で０．５〜２４時間養生しても
良く、さらに加えて、即時脱枠することで成形後に水蒸
気を含む４０〜１０５℃の雰囲気下で０．５〜２４時間
養生しても良い。なお、水蒸気を含む４０〜１０５℃の
雰囲気で０．５〜２４時間養生後の養生方法については
特に限定しない。
後、水蒸気を含む４０〜１０５℃の雰囲気下で０．５〜
２４時間養生する。水蒸気を含む４０〜１０５℃の雰囲
気下で０．５〜２４時間養生することにより、短時間で
著しく強度が高くなるためである。水蒸気を含む雰囲気
とは、大気中に水蒸気を含む雰囲気はもちろんのこと、
例えば窒素ガス、ＣＯ2ガス等、又はこれらの混合ガス
に水蒸気を含む雰囲気である。この時の相対湿度は６０
％とするのが好ましい。より短時間で強度がたかくなる
からである。また、空気等の他のガスを含まない水蒸気
１００％の雰囲気、すなわち水蒸気を直接吹き込んでも
良い。なお、飽和水蒸気４０℃未満では、強度向上の効
果が低く、また１０５℃以上では、不経済となるため好
ましくない。さらに、混練物を型枠に流し込んだ後、す
ぐに水蒸気を含む４０〜１０５℃の雰囲気下で０．５〜
２４時間養生しても良く、あるいは脱枠可能な強度にな
るまで大気中等で養生後、脱枠した後に水蒸気を含む４
０〜１０５℃の雰囲気下で０．５〜２４時間養生しても
良く、さらに加えて、即時脱枠することで成形後に水蒸
気を含む４０〜１０５℃の雰囲気下で０．５〜２４時間
養生しても良い。なお、水蒸気を含む４０〜１０５℃の
雰囲気で０．５〜２４時間養生後の養生方法については
特に限定しない。
【００２９】
【実施例】以下に、表１に組成を示す溶銑予備処理スラ
グ（脱珪スラグＡ，脱珪スラグＢ，脱燐スラグＡ及び脱
燐スラグＢ）と転炉スラグを用いての実施例及び比較例
を説明する。 （実施例）配合原料として粉砕した溶銑予備処理スラ
グ、ＪＩＳ Ａ ６２０６に規定される高炉スラグ微粉
末、微粉炭燃焼式火力発電所から発生するフライアッシ
ュ（粒径０．１ｍｍ以下）、加圧流動床式石炭燃焼設備
から発生する石炭灰（粒径０．１ｍｍ）及びアルカリ刺
激剤を水で混練して型枠に流し込み、これを２０℃の水
中で養生をして硬化体を製造した。配合原料中の各原料
の含有量、比率、混練水の添加量を表１に示す。得られ
た硬化体の２８日養生後の強度、表面乾燥比重、表面ひ
び割れ本数、９１日養生後の強度を表２及び表３に示
す。
グ（脱珪スラグＡ，脱珪スラグＢ，脱燐スラグＡ及び脱
燐スラグＢ）と転炉スラグを用いての実施例及び比較例
を説明する。 （実施例）配合原料として粉砕した溶銑予備処理スラ
グ、ＪＩＳ Ａ ６２０６に規定される高炉スラグ微粉
末、微粉炭燃焼式火力発電所から発生するフライアッシ
ュ（粒径０．１ｍｍ以下）、加圧流動床式石炭燃焼設備
から発生する石炭灰（粒径０．１ｍｍ）及びアルカリ刺
激剤を水で混練して型枠に流し込み、これを２０℃の水
中で養生をして硬化体を製造した。配合原料中の各原料
の含有量、比率、混練水の添加量を表１に示す。得られ
た硬化体の２８日養生後の強度、表面乾燥比重、表面ひ
び割れ本数、９１日養生後の強度を表２及び表３に示
す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】（比較例）配合原料として粉砕した溶銑予
備処理スラグ、粒径０．１ｍｍ以下に微粉砕した高炉ス
ラグ微粉末、フライアッシュ、アルカリ刺激剤を、本発
明範囲から外れる含有率の下において水で混練して型枠
に流し込み、これを２０℃の水中で養生をして硬化体を
製造した。配合物中の各原料の含有量、比率、混練水の
添加量を表４に示す。得られた硬化体の２８日養生後の
強度、表面乾燥比重、表面ひび割れ本数、９１日養生後
の強度を表５に示す。
備処理スラグ、粒径０．１ｍｍ以下に微粉砕した高炉ス
ラグ微粉末、フライアッシュ、アルカリ刺激剤を、本発
明範囲から外れる含有率の下において水で混練して型枠
に流し込み、これを２０℃の水中で養生をして硬化体を
製造した。配合物中の各原料の含有量、比率、混練水の
添加量を表４に示す。得られた硬化体の２８日養生後の
強度、表面乾燥比重、表面ひび割れ本数、９１日養生後
の強度を表５に示す。
【００３４】
【表４】
【００３５】
【表５】
【００３６】表５より、溶銑予備処理スラグの配合量が
本発明の範囲内であるものの、高炉スラグ微粉末が多い
比較例１では、硬化体の強度は十分であったが、表面の
ひび割れが２．５本／ｃｍ2であることが明らかであ
る。これは、そのような硬化体は、美観やハンドリング
性に問題があり、また長期耐久性の観点からも適当では
ないことを意味している。また、フライアッシュが多い
比較例２では、逆に硬化体の強度がほとんど出ず、硬化
体としての評価がほとんど困難に近いレベルであった。
また、予備処理スラグの量が少ない比較例３では、一見
違いが無かったものの、詳細に観察すると微細なひび割
れが数多く入っていることが確認された。さらに、予備
処理スラグの量が多い比較例４では、硬化体としての特
性は十分であり、用途によっては使用できるが、やや重
量が重くなってしまうという欠点が見られた。加えて、
スラグ種を転炉スラグに変えた比較例６では、２８日か
ら９１日と養生期間が延びても圧縮強度がほとんど伸び
なかった。表面を観察すると、比較的深いひび割れが入
っており、これによって強度が伸びなかったものと推定
される。これは、ｆｒｅｅ−ＣａＯもしくはｆｒｅｅ−
ＭｇＯに起因する膨張のためと判断された。
本発明の範囲内であるものの、高炉スラグ微粉末が多い
比較例１では、硬化体の強度は十分であったが、表面の
ひび割れが２．５本／ｃｍ2であることが明らかであ
る。これは、そのような硬化体は、美観やハンドリング
性に問題があり、また長期耐久性の観点からも適当では
ないことを意味している。また、フライアッシュが多い
比較例２では、逆に硬化体の強度がほとんど出ず、硬化
体としての評価がほとんど困難に近いレベルであった。
また、予備処理スラグの量が少ない比較例３では、一見
違いが無かったものの、詳細に観察すると微細なひび割
れが数多く入っていることが確認された。さらに、予備
処理スラグの量が多い比較例４では、硬化体としての特
性は十分であり、用途によっては使用できるが、やや重
量が重くなってしまうという欠点が見られた。加えて、
スラグ種を転炉スラグに変えた比較例６では、２８日か
ら９１日と養生期間が延びても圧縮強度がほとんど伸び
なかった。表面を観察すると、比較的深いひび割れが入
っており、これによって強度が伸びなかったものと推定
される。これは、ｆｒｅｅ−ＣａＯもしくはｆｒｅｅ−
ＭｇＯに起因する膨張のためと判断された。
【００３７】これらの比較例に対し、溶銑予備処理スラ
グ、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ共に本発明の範
囲内にある実施例では、硬化体の強度は、表２及び表３
より明らかなように、いずれも１２Ｎ／ｍｍ2をクリア
しており、長期的にも上昇する傾向が確認され、また、
表面のひびもほとんど見られなかった。
グ、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ共に本発明の範
囲内にある実施例では、硬化体の強度は、表２及び表３
より明らかなように、いずれも１２Ｎ／ｍｍ2をクリア
しており、長期的にも上昇する傾向が確認され、また、
表面のひびもほとんど見られなかった。
【００３８】また、表２の実施例２３、２８の配合につ
いて、表６に示す条件Ａ〜Ｅ（本発明の範囲）及び条件
Ｆ〜Ｈ（本発明の範囲外で、蒸気養生なしも含む）で蒸
気養生を実施した水硬体の７日強度の値を表７に示す。
なお、表７には、蒸気養生を行わない場合の２８日強度
との比も合わせて示す。表７より、本発明の蒸気養生条
件であるＡ〜Ｅについては、蒸気養生後７日で蒸気養生
しない場合の２８日強度に相当する強度が得られている
が、条件Ｆ〜Ｈでは、その強度に達しておらず、強度発
現の促進が不十分であることが明らかである。
いて、表６に示す条件Ａ〜Ｅ（本発明の範囲）及び条件
Ｆ〜Ｈ（本発明の範囲外で、蒸気養生なしも含む）で蒸
気養生を実施した水硬体の７日強度の値を表７に示す。
なお、表７には、蒸気養生を行わない場合の２８日強度
との比も合わせて示す。表７より、本発明の蒸気養生条
件であるＡ〜Ｅについては、蒸気養生後７日で蒸気養生
しない場合の２８日強度に相当する強度が得られている
が、条件Ｆ〜Ｈでは、その強度に達しておらず、強度発
現の促進が不十分であることが明らかである。
【００３９】
【表６】
【００４０】
【表７】
【００４１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、製鋼
スラグを用いても、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰の利用
により、軽量で、且つ、ひび割れの問題がなく、且つ１
０Ｎ／ｍｍ2レベル以上の強度を有する水和硬化体が得
られるようになる。これによって、原料のほとんどに産
業副生物を用いつつ、化学混和剤等を利用せずに軽量な
資材を提供できることになる。かかるスラグ−燃焼灰硬
化体は、路盤材、土木材、人工石、海洋ブロック、その
他コンクリート製品の代替品として使用可能であり、と
りわけ、軽量性が要求される軟弱地盤へ設置する海洋ブ
ロック、漁礁やコンクリート裏込め材として有効であ
り、本発明は、資源の再利用、環境の向上等に寄与する
ところが大である。
スラグを用いても、高炉スラグ微粉末及び燃焼灰の利用
により、軽量で、且つ、ひび割れの問題がなく、且つ１
０Ｎ／ｍｍ2レベル以上の強度を有する水和硬化体が得
られるようになる。これによって、原料のほとんどに産
業副生物を用いつつ、化学混和剤等を利用せずに軽量な
資材を提供できることになる。かかるスラグ−燃焼灰硬
化体は、路盤材、土木材、人工石、海洋ブロック、その
他コンクリート製品の代替品として使用可能であり、と
りわけ、軽量性が要求される軟弱地盤へ設置する海洋ブ
ロック、漁礁やコンクリート裏込め材として有効であ
り、本発明は、資源の再利用、環境の向上等に寄与する
ところが大である。
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０９Ｂ 3/00 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０１Ｓ
ＺＡＢ Ｃ０４Ｂ 7/153
Ｃ０４Ｂ 7/153 40/02
40/02 Ｃ０４Ｂ 7:153
//(Ｃ０４Ｂ 28/08 18:14 Ｆ
7:153 111:40
18:14） Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ
111:40
(72)発明者 細原 聖司
千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製
鉄株式会社技術研究所内
(72)発明者 高橋 克則
千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製
鉄株式会社技術研究所内
(72)発明者 高木 正人
千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製
鉄株式会社技術研究所内
(72)発明者 谷敷 多穂
岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な
し） 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内
(72)発明者 新谷 登
広島県広島市中区小町４−33 中国電力株
式会社内
(72)発明者 齋藤 直
広島県広島市中区小町４−33 中国電力株
式会社内
(72)発明者 西川 正夫
東京都千代田区四番町５ 東亜建設工業株
式会社内
Ｆターム(参考） 4D004 AA36 AA37 AA43 BA02 CA14
CA15 CA22 CA45 CC01 CC03
CC11 CC13 DA03 DA06 DA10
DA11 DA12 DA20
4G012 PA26 PA27 PA29 PB03 PB05
PB09 PB10 PC04 PC11 PD01
PE07 RA03 RA05
Claims (5)
- 【請求項１】 粉粒状の製鋼スラグと潜在水硬性を有す
るＳｉＯ2含有物質とを水で混練してなる水和硬化体で
あって、 前記製鋼スラグとして粉粒状の溶銑予備処理スラグを、
前記潜在水硬性を有するＳｉＯ2含有物質として高炉ス
ラグ微粉末及び燃焼灰を使用すると共に、水を除く全配
合原料中の高炉スラグ微粉末の含有率を１０〜４０ｍａ
ｓｓ％、燃焼灰の含有率をｌ０〜５０ｍａｓｓ％、粒径
１．１８ｍｍ以下の溶銑予備処理スラグの含有率を３〜
１５ｍａｓｓ％とし、且つ、高炉スラグ微粉末及び燃焼
灰の合計含有率が５０ｍａｓｓ％超８０ｍａｓｓ％未満
で、さらに前記全配合原料に、アルカリ金属、アルカリ
土類金属の酸化物、水酸化物、硫酸塩、塩化物及びセメ
ントから選ばれた１種又は２種以上を、高炉スラグ微粉
末及び燃焼灰の合計含有量に対して１〜１０ｍａｓｓ％
添加してなることを特徴とする水和硬化体。 - 【請求項２】 前記高炉スラグ微粉末と燃焼灰の合計含
有量に対する燃焼灰含有量の比が０．３〜０．７５であ
ることを特徴とする請求項１記載の水和硬化体。 - 【請求項３】 前記燃焼灰としてフライアッシュ及び／
又は加圧流動床式石炭燃焼設備から発生した石炭灰を使
用することを特徴とする請求項１又は２記載の水和硬化
体。 - 【請求項４】 空気中２８日以上養生したときの単位容
積あたりの質量が、２０００ｋｇ／ｍ3以下であること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水和硬化
体。 - 【請求項５】 前記水で混練した後、水蒸気を含む４０
〜１０５℃の雰囲気下で０．５〜２４時間養生してなる
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の水和
硬化体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002087603A JP3958090B2 (ja) | 2001-06-08 | 2002-03-27 | 水和硬化体 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-174302 | 2001-06-08 | ||
| JP2001174302 | 2001-06-08 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003055025A true JP2003055025A (ja) | 2003-02-26 |
| JP3958090B2 JP3958090B2 (ja) | 2007-08-15 |
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|---|---|---|---|
| JP2002087603A Expired - Fee Related JP3958090B2 (ja) | 2001-06-08 | 2002-03-27 | 水和硬化体 |
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007197263A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Chuden Kankyo Technos Co Ltd | モルタル組成物 |
| JP2007210850A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Jfe Steel Kk | 水和硬化体 |
| JP2007269571A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | 耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体 |
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| JP2007269573A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | 耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体 |
| BE1017180A3 (fr) * | 2005-03-21 | 2008-04-01 | Douglas C Comrie | Materiaux cimentaires comprenant un laitier d'acier inoxydable et un geopolymere. |
| JP2008230869A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | コンクリート組成物 |
| CN100450949C (zh) * | 2006-08-15 | 2009-01-14 | 中国石油天然气集团公司 | 碱矿渣粉煤灰无机聚合物胶凝材料及制造方法 |
| CN103803825A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-05-21 | 江苏苏隆水泥有限公司 | 混凝土掺合料 |
| CN104003688A (zh) * | 2013-02-22 | 2014-08-27 | 聪明太华有限公司 | 硫磺固体化成型物制备系统及其制备方法 |
| JP2015157290A (ja) * | 2015-05-29 | 2015-09-03 | 株式会社トクヤマ | 焼却灰の処理方法及び処理装置 |
| JP2015160782A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-07 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 人工石材の製造方法 |
-
2002
- 2002-03-27 JP JP2002087603A patent/JP3958090B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2007269574A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | 耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体 |
| JP2007269569A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Jfe Steel Kk | 耐中性化性および耐塩害性に優れた鉄筋を有する水和硬化体 |
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| CN100450949C (zh) * | 2006-08-15 | 2009-01-14 | 中国石油天然气集团公司 | 碱矿渣粉煤灰无机聚合物胶凝材料及制造方法 |
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