【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉スラグを原料とするコンクリート用粗骨材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
徐冷高炉スラグから製造した高炉スラグ粗骨材は、コンクリート用粗骨材として、ＪＩＳにおいて制定されている。但し、コンクリート用粗骨材の原料である徐冷高炉スラグは多孔質であって吸水率が高くなるため、フレッシュコンクリートの流動性が低下することから、徐冷高炉スラグから製造した高炉スラグ粗骨材は一部で使用されるにとどまっている。その理由は、次に示すとおりである。
【０００３】
すなわち、高炉スラグを原料として高炉スラグ粗骨材を製造するには、溶融状態の高炉スラグ（以下、溶融高炉スラグという）を徐冷して、凝固そして冷却して塊状にした後、それを破砕して目的の粒度の骨材を得る。この溶融高炉スラグの凝固そして冷却は、高炉の直ぐ横に設置されたドライピットに流して行うか、または一旦溶融高炉スラグを鍋に受けた後、ヤードに運んで放流する方法が、採用されている。これらの方法によれば、数百から数千トンの凝固物ができ、ブルドーザー等で粗破砕した後、破砕プラントにおいて破砕するのが一般的である。
【０００４】
かような工程を経て製造された徐冷高炉スラグは、多孔質となることは避けられず、従って、この徐冷高炉スラグを原料として高炉スラグ粗骨材を製造すると、多孔質のものとなる。そのため、高炉スラグ粗骨材の吸水率は高くなり、それをコンクリート用粗骨材に適用した場合、天然岩石から製造された砕石よりも品質が劣ったものとなる。
【０００５】
ここに、徐冷高炉スラグの弱点である多孔質な点を改善して緻密化する方法として、薄層多層法と称する方法が知られている。
この方法は、例えば非特許文献１に詳細が述べられているように、緩やかな傾斜を有する平滑な冷却ヤードに溶融高炉スラグを薄く流し、冷却は空冷による自然冷却で行い、ついで同じように２層、３層と次々に層を重ねていき、最上層の流し込み終了後さらに空冷あるいはごく少量の冷却水を散水して冷却する方法である。
【０００６】
この方法によれば、少なくとも道床側は、先に流れたスラグによって予熱されているので、温度が高く、しかも１回に流されるスラグ層が薄いので、発生ガスが浮上分離し易く、その結果、緻密な徐冷スラグとなって、コンクリート用粗骨材向け原料に適した品質となり、特に１回に流された層厚を６０ｍｍ以下にすれば絶乾比重２．４以上のＪＩＳ粗骨材規格を満たすとされている。
【０００７】
しかしながら、この方法では、粗骨材のＪＩＳ規格を満たしているにしても、吸水率がせいぜい３％程度であり、外観上もまだまだ多孔質であり、天然骨材と同等の品質を有するレベルには達していない。そのため、利用される量もコンクリート用粗骨材需要の１％にも満たないほど少ないのが現状である。
【０００８】
【非特許文献１】
製鉄研究 第３０１ 号． １９８０年． Ｐ．１３３５５ 〜１３３６２
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の実状に鑑み開発されたものであり、コンクリート構造物に適用するために十分な品質を有する、高炉スラグから作製したコンクリート用粗骨材を、提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、溶融高炉スラグが凝固する際の発泡現象を効果的に抑制して得た、緻密な高炉スラグを破砕することにより、吸水率が低くかつコンクリート用粗骨材として好適な粒度分布を持つ、高炉スラグ粗骨材の提供が可能であることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１１】
すなわち、本発明は、溶融状態の高炉スラグを、金属製の鋳型上で冷却凝固後、破砕して得られる破砕スラグからなるコンクリート用粗骨材であって、その吸水率が１．５％以下および粒径が５〜２０ｍｍであることを特徴とするコンクリート用粗骨材である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、次の２つの知見から導き出されたものである。
すなわち、１つ目は、溶融高炉スラグを水のない条件で薄い板状に凝固させると、気孔のない緻密な凝固スラグができることである。そして、２つ目は、凝固厚みにより破砕後の粒度分布および粗骨材の歩留まりが異なることである。これらの知見から、粒径が５〜２０ｍｍのコンクリート用粗骨材を高品質のものとする条件を導き出し、吸水率が天然骨材と同等の高炉スラグ粗骨材を提供できることとなったのである。
【００１３】
次に、本発明に導くに至った経緯について、さらに詳しく説明する。
さて、発明者らは、吸水率の低下を目的として、高炉スラグの気孔率の低減について検討を行った。
徐冷高炉スラグの内部には、多数の気孔が存在し、吸水率が高い原因となっている。この吸水率を低下させるためには、気孔の絶対量を減らし、内部を緻密にしなければならない。
【００１４】
ところで、気孔の生成原因には２種類ある。
すなわち、凝固する際に水分と接触する場合は、発生する水蒸気や反応してできたＨ２Ｓガスが気孔となることが考えられ、この場合水分に接する部分は気孔量が多くなって、軽量で脆いものとなる。
一方、水分との接触のない場合でも、気孔は生成し、この場合発明者らがラボ実験で調査したところ、凝固する際雰囲気中に酸素が存在した場合にはＳＯ２ガスが発生し、これによるスラグ中における気孔の生成が見られた。
【００１５】
ここに、水分を遮断することは比較的容易だが、雰囲気中の酸素を遮断することは非常に難しい。そこで、水分を遮断するとともにＳＯ２ガスが発生するよりも速く凝固させて気孔を生成させないことが有効であると考え、スラグを急冷することについて鋭意検討した。
さて、粗骨材を製造するためには、ある程度の大きさの塊状で冷却しなければならないため、水砕や風砕といった手段を利用して急冷することはできない。一方、スラグの熱伝導率は小さいため、大きな塊状のものを急冷することは難しい。かかる制約の下、冷却速度を向上させることを目的として、実際の高炉から排出された溶融高炉スラグの層厚を変更して凝固させる実験を試みた。
【００１６】
そこで、実際の高炉から排出された溶融高炉スラグについて、その凝固速度を変更する目的で、スラグの層厚を種々に変更して凝固させる実験を試みた。
実験は、縦：３ｍ，横：１．５ｍの鉄板を５°の角度に傾斜させたものを冷却鋳型として用い、その上にスラグ鍋から直接溶融スラグを板状に流して冷却凝固させた。鋳型上のスラグの厚みは、傾斜鉄板の周囲に徐冷スラグの土手を作製し、その高さで調節した。スラグ鍋から排出する際、放射温度計で測定した溶融スラグの温度は、１３６５〜１４００℃であった。また、１回当たりのスラグ排出量は０．４〜１ｔ程度とした。
【００１７】
凝固させた板状のスラグは、翌日温度が低下した後に回収した。スラグの厚みは、鉄板の傾斜の上方部分と下方部分とで異なるため、回収後に、１０ｍｍ未満、１０〜２０ｍｍ、２０〜３０ｍｍ、３０〜４０ ｍｍ、４０〜５０ ｍｍ、５０ｍｍ以上に選別した。凝固厚みの最大値は６０ｍｍであった。実験室のジョークラッシャーで破砕後、５〜２０ｍｍに分級した。コンクリート用粗骨材のサイズである５〜２０ ｍｍの粒について、その吸水率を測定した。
【００１８】
凝固スラグ厚みと吸水率との関係を、図１に示すように、スラグ厚みが薄いほど吸水率が低くなった。これは厚みが薄いほどスラグの冷却速度が速くなり、短時間で凝固するため、ガスの発生量が少なく、気孔量が少なくなった結果である。すなわち、凝固厚みが３０ｍｍ以下であれば、吸水率が１．５％以下となり、ほぼ天然骨材と同等の吸水率となる。
【００１９】
次に、スラグの凝固厚みと破砕後の粒径が５〜２０ｍｍの骨材の歩留まりとの関係を、図２の棒グラフに示す。さらに、この図２には、各棒において凝固厚み毎に得られた骨材の粒径分布を示してある。図２から、粒径５〜２０ｍｍの粗骨材の歩留まりは、凝固厚みが２０〜３０ｍｍのスラグから製造した場合に最大の８０％になった。一方、凝固厚みが３０ｍｍより大きいスラグでは、骨材の粒径を５〜２０ｍｍの範囲にするために、スラグを何度も割る必要があり、その回数の増加に連れて破面が増える結果、発生する粉成分が多くなって歩留まりの低下をまねくことになる。凝固厚みが２０ｍｍより小さい場合は、５〜２０ｍｍの粒径範囲の粗い粒径部分の確保が難しくなって歩留まりが低下し、かつ骨材の粒度分布も偏ってしまう。従って、歩留まりおよび粒度分布を適正にするには、スラグの凝固厚みを２０〜３０ｍｍの範囲とすればよいことがわかる。
【００２０】
以上の知見から、溶融高炉スラグを層厚２０〜３０ｍｍにて金属製鋳型に流し込み、水と直接接触させずに板状に冷却そして凝固させ、その板状の凝固スラグを破砕した後、５〜２０ｍｍ径に分級することによって、吸水率が天然骨材と同様に低く、粒度範囲の偏りのない緻密なコンクリート用粗骨材が得られることが判明した。
【００２１】
かくして製造される、本発明のコンクリート用粗骨材は、吸水率が１．５％以下および粒径が５〜２０ｍｍの特徴を有するものとなる。
ここで、コンクリート用粗骨材の吸水率を１．５％以下としたのは、１．５％を超えると、一般的にコンクリート用粗骨材として使用されている天然砕石と比べて吸水率が高くなるという理由であり、吸水率１．５％以下のものに限定することで、天然砕石と同等の使い方が可能となる。
また、コンクリート用粗骨材の吸水率が１．５％を超えるものであると、コンクリートとしてフレッシュコンクリートに配合したときに、骨材へ水分が吸収されてしまい、フレッシュコンクリートの流動性が低下し、施工しにくくなるという問題もある。
【００２２】
また、粒径を５〜２０ｍｍに限定するのは、ＪＩＳ Ａ５０１１に規定されるコンクリート用粗骨材２００５として使用することを目的としているためである。このＪＩＳ規格では、コンクリー卜用粗骨材の最低粒径は５ｍｍと規定されており、本発明によるコンクリート用粗骨材の粒径の下限は５ｍｍとする。
また、粒径が２０ｍｍを超えるものを製造しようとすると、鋳鋼製鋳型上で３０ｍｍを超える厚みで鋳込むことが必要となるが、こうすると鋳型上で凝固した高炉スラグ中には図１で示したように、気孔が生成してしまい、吸水率が上がってしまうからである。
【００２３】
【実施例】
次に、本発明に従う製造方法について説明する。
図３に示す、板状凝固スラグの製造装置を用いてコンクリート用粗骨材を製造した。ここで、図３中の番号１はスラグ鍋、２は溶融スラグ、３はスラグ樋、４は鋳滓機、５は鋳型、６は散水ノズル、そして７が板状凝固スラグである。
【００２４】
図３に示したところにおいて、鋳滓機４を回転させつつ、鋳滓機４に載置した鋳型５内に溶融高炉スラグを供給することにより、所定厚みの板状凝固スラグ７を製造することができる。なお、鋳型５は、鋳滓機４に対して着脱自在であり、必要に応じて深さの異なる鋳型と自由に取り替えられる仕組みになっている。
【００２５】
次いで、板状凝固スラグ７は、鋳滓機４の端末で鋳型５が反転することにより、鋳型５から剥離、落下する。凝固スラグ７が剥離した鋳型５は反転状態で溶融高炉スラグ供給位置へと戻るが、この時、散水ノズル６から水を鋳型表面に散水して、鋳型を冷却する。ここで、鋳型５には、縦１ｍ、横２ｍおよび深さ２０ｍｍで、鋳型内に仕切りのない鋳鋼製のものを用いた。
【００２６】
さて、凝固スラグの製造手順としては、まず高炉の炉下において、容量５０ｔのスラグ鍋１に溶融状態の高炉スラグを装入し、上記の板状凝固スラグの製造装置まで移送し、このスラグ鍋１から溶融スラグを１〜３ｔ／ｍｉｎ程度の流出速度で流出させ、スラグ樋３を介して、移動している鋳型５上に供給した。この時、溶融高炉スラグの温度を放射温度計で測定したところ、１３７０〜１４００℃の範囲にあった。そして、鋳型５から溶融高炉スラグがオーバーフローして次の鋳型５に流れるように鋳込むことによって、スラグの凝固厚みを２０〜３０ｍｍの範囲に制御した。スラグの粘性が高いこと、薄層に流すため冷却速度が速いことから、溶融高炉スラグが２０ｍｍ高さの鋳型の縁をオーバーフローする際に、縁上でも一部が凝固して縁が高くなるため、鋳型内における凝固厚みは２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下となる。
【００２７】
凝固したスラグは、板状凝固スラグの製造装置の末端で鋳型５が反転することにより、剥離し落下する。板状の凝固スラグの一部は、落下の衝撃により割れた。スラグ鍋１杯から約３０ｔの凝固スラグを作製した。
【００２８】
次いで、凝固したスラグをショベルで別の場所に運び、山積みして放置し冷却した後、スラグを破砕設備に運んだ。破砕設備にはジョークラッシャーと、能力１００ｔ／ｈのインパクトクラッシャーとを備えており、ここで破砕後、分級機で篩い分けた後、それぞれの粒度毎の落ち口にコンペアで運ばれる。分級機の最上段の篩いに残った塊は、再度インパクトクラッシャーに戻され破砕される。この破砕機で５〜２０ｍｍに分級して、粗骨材を得た。
【００２９】
かくして得られた粗骨材について、絶乾比重、表乾比重および吸水率を調査した。その結果を、表１に示す。また、比較材として、従来の高炉スラグ粗骨材、天然骨材の石灰石砕石の各値も、表１に併記した。これらの測定は、ＪＩＳ Ａ１１１０「粗骨材の密度及び吸水率試験方法」により行った。表１から、本発明の緻密な高炉スラグ粗骨材は、従来の徐冷高炉スラグから製造される高炉スラグ粗骨材と比べ、吸水率が著しく小さく、ほぼ天然砕石である石灰石砕石と同等の比重、吸水率を示していることがわかる。
【００３０】
【表１】
【００３１】
また、得られた粗骨材を用いて、コンクリートを作製した。そのコンクリートの配合を表２に示す。混和剤にはＡＥ減水剤のポゾリス７８Ｓを使用した。本発明のコンクリート用粗骨材を用いた適合例１および比較例１、２は、呼び強度２４Ｎ／ｍｍ２、スランプ１２ｃｍのコンクリートの配合、適合例２および比較例３、４は、呼び強度２１Ｎ／ｍｍ２、スランプ８ｃｍのコンクリートの配合とした。なお、比較例１、２は天然砕石である石灰石砕石を、そして比較例３、４は従来ある徐冷高炉スラグを、それぞれ粗骨材に用いた。
【００３２】
【表２】
【００３３】
本発明のコンクリート用粗骨材は、比較材の石灰砕石とほぼ同じ比重、吸水率であるため、コンクリートの粗骨材配合量、細骨材率、単位水量、ＡＥ減水剤量を、天然砕石である石灰石を粗骨材として用いたコンクリートの場合と全く同じ配合にして、フレッシュコンクリートのスランプ値、空気量を目標通りに合わすことができた。
【００３４】
従来ある徐冷高炉スラグ粗骨材を用いたコンクリートの場合、多孔質であるため比重が石灰石よりも小さく、単位風骨材量が少なくなった。さらに、多孔質であるがために、フレッシュコンクリートの流動性を阻害することから、設計値通りのスランプ値並びに空気量とするのに、単位水量、細骨材率（ｓ／ａ）および混和材量を増加する必要があった。
【００３５】
表３に、表２の配合で製造したコンクリートの施工後７日目および２８日目の圧縮強度を示す。本発明の高炉スラグ粗骨材を用いたコンクリートは、骨材が緻密で強度が高いため、従来の高炉スラグ粗骨材を用いたコンクリートよりも強度が高く、天然砕石である石灰砕石を用いたコンクリートと同等、むしろ若干高い強度が得られた。
このように本発明法で製造した緻密化スラグを原料とした粗骨材は、従来の高炉スラグ粗骨材に比べ、遥かにコンクリート用粗骨材に適した性質のものとなった。
【００３６】
【表３】
【００３７】
【発明の効果】
本発明のコンクリート用粗骨材は、吸水率が低く、かつ高強度であるため、この緻密な高炉スラグをコンクリート用粗骨材として使用することにより、天然骨材を使用した場合と同等以上の強度のコンクリート建造物が建設できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スラグの凝固厚さと破砕後のスラグの吸水率との関係を示す図である。
【図２】スラグの凝固厚みと破砕後の粒径が５〜２０ｍｍの骨材の歩留まりおよび粒度分布との関係を示す図である。
【図３】本発明の緻密な高炉スラグの製造に好適な凝固スラグの製造装置を示す図である。
【符号の説明】
１ スラグ鍋
２ 溶融スラグ
３ スラグ樋
４ 鋳滓機
５ 鋳型
６ 散水ノズル
７ 板状凝固スラグ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coarse aggregate for concrete using blast furnace slag as a raw material.
[0002]
[Prior art]
Blast furnace slag coarse aggregate produced from slow-cooled blast furnace slag is established in JIS as coarse aggregate for concrete. However, since the slow-cooled blast furnace slag, which is a raw material of the coarse aggregate for concrete, is porous and has a high water absorption, the fluidity of fresh concrete is reduced. The wood is only used in part. The reason is as follows.
[0003]
In other words, in order to manufacture blast furnace slag coarse aggregate from blast furnace slag as raw material, a molten blast furnace slag (hereinafter, referred to as a molten blast furnace slag) is gradually cooled, solidified, cooled, and then crushed. To obtain an aggregate having a desired particle size. The solidification and cooling of the molten blast furnace slag is carried out by flowing it into a dry pit installed immediately beside the blast furnace, or once receiving the molten blast furnace slag in a pot, then transporting it to a yard and discharging it. I have. According to these methods, hundreds to thousands of tons of coagulum are formed, and are generally crushed in a crushing plant after coarse crushing with a bulldozer or the like.
[0004]
Slow-cooled blast furnace slag produced through such a process is inevitable to be porous, and therefore, when this slow-cooled blast furnace slag is used as a raw material to produce blast furnace slag coarse aggregate, it becomes porous. . Therefore, the water absorption of the blast furnace slag coarse aggregate is high, and when it is applied to the coarse aggregate for concrete, the quality is inferior to crushed stone manufactured from natural rock.
[0005]
Here, as a method for improving the porous point, which is a weak point of the slowly cooled blast furnace slag, and densifying it, a method called a thin-layer multilayer method is known.
In this method, as described in detail in Non-Patent Document 1, for example, a molten blast furnace slag is thinly flown in a smooth cooling yard having a gentle slope, cooling is performed by natural cooling by air cooling, and then the cooling is performed in the same manner as described above. This is a method in which layers are successively layered, ie, three layers, and after the top layer has been poured, air is cooled or a very small amount of cooling water is sprinkled to cool.
[0006]
According to this method, at least the roadbed side is preheated by the slag that has flowed earlier, so that the temperature is high and the slag layer that is flown at one time is thin, so that the generated gas is easily floated and separated, and as a result, It becomes dense annealed slag and has a quality suitable for raw materials for coarse aggregate for concrete. Especially if the layer thickness passed at one time is 60 mm or less, JIS coarse aggregate standard of absolute dry weight 2.4 or more It is said to meet.
[0007]
However, according to this method, even if the JIS standard of the coarse aggregate is satisfied, the water absorption is at most about 3%, the appearance is still porous, and the quality is as high as that of the natural aggregate. Has not reached. Therefore, at present, the amount used is less than 1% of the demand for coarse aggregate for concrete.
[0008]
[Non-patent document 1]
Steelmaking Research No.301. 1980. P. 13355 to 13362
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been developed in view of the above situation, and an object of the present invention is to provide a coarse aggregate for concrete made from blast furnace slag having a sufficient quality for application to a concrete structure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The inventors have found that by effectively suppressing the foaming phenomenon when the molten blast furnace slag solidifies, by crushing the dense blast furnace slag, the water absorption rate is low and a particle size distribution suitable as a coarse aggregate for concrete. The present inventors have found that it is possible to provide blast furnace slag coarse aggregate having the above, and have completed the present invention.
[0011]
That is, the present invention is a concrete aggregate comprising crushed slag obtained by cooling and solidifying a molten blast furnace slag on a metal mold and then crushing the blast furnace slag, the water absorption of which is 1.5% or less. And a coarse aggregate for concrete characterized by having a particle size of 5 to 20 mm.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention has been derived from the following two findings.
That is, the first is that when the molten blast furnace slag is solidified into a thin plate under water-free conditions, a dense solidified slag without pores can be formed. Second, the particle size distribution after crushing and the yield of coarse aggregate differ depending on the solidification thickness. From these findings, it was possible to derive conditions for obtaining high quality coarse aggregate for concrete having a particle size of 5 to 20 mm, and to provide blast furnace slag coarse aggregate having a water absorption rate equivalent to that of natural aggregate. .
[0013]
Next, the process leading to the present invention will be described in more detail.
By the way, the present inventors have studied the reduction of the porosity of the blast furnace slag for the purpose of reducing the water absorption.
There are many pores inside the slow-cooled blast furnace slag, which causes high water absorption. In order to reduce the water absorption, it is necessary to reduce the absolute amount of pores and make the inside dense.
[0014]
By the way, there are two types of causes of pore generation.
That is, when it comes into contact with moisture during coagulation, it is considered that the generated steam and the H 2 S gas produced by the reaction become pores. And brittle.
On the other hand, even when there is no contact with moisture, pores are formed. In this case, when the present inventors investigated in a laboratory experiment, when oxygen was present in the atmosphere during solidification, SO 2 gas was generated. The formation of pores in the slag was observed.
[0015]
Here, it is relatively easy to block moisture, but it is very difficult to block oxygen in the atmosphere. Therefore, it was considered effective to block moisture and coagulate faster than SO 2 gas is generated to prevent generation of pores, and intensively studied quenching slag.
Now, in order to produce coarse aggregate, it is necessary to cool it in a lump of a certain size, so that it cannot be rapidly cooled using means such as water granulation or air granulation. On the other hand, since the thermal conductivity of slag is small, it is difficult to rapidly cool a large lump. In order to improve the cooling rate under such constraints, an experiment was conducted in which the layer thickness of the molten blast furnace slag discharged from the actual blast furnace was changed and solidified.
[0016]
Therefore, in order to change the solidification rate of molten blast furnace slag discharged from an actual blast furnace, an experiment was conducted in which the slag layer thickness was variously changed and solidified.
In the experiment, an iron plate having a length of 3 m and a width of 1.5 m was inclined at a 5 ° angle as a cooling mold, and a molten slag was directly flown from a slag pan into a plate to solidify by cooling. The thickness of the slag on the mold was adjusted by adjusting the height of the bank of the gradually cooled slag around the inclined iron plate. When discharged from the slag pot, the temperature of the molten slag measured by the radiation thermometer was 1365 to 1400 ° C. In addition, the amount of slag discharged at one time was about 0.4 to 1 t.
[0017]
The coagulated plate-like slag was collected after the temperature decreased the next day. Since the thickness of the slag is different between the upper part and the lower part of the slope of the iron plate, after collection, the slag was sorted into less than 10 mm, 10 to 20 mm, 20 to 30 mm, 30 to 40 mm, 40 to 50 mm, and 50 mm or more. The maximum value of the solidified thickness was 60 mm. After crushing with a laboratory jaw crusher, the mixture was classified into 5 to 20 mm. The water absorption of the granules having a size of 5 to 20 mm, which is the size of the coarse aggregate for concrete, was measured.
[0018]
As shown in FIG. 1, the relationship between the thickness of the solidified slag and the water absorption was lower as the slag thickness was smaller. This is because the smaller the thickness, the faster the cooling rate of the slag and the faster it solidifies in a short time, so that the amount of generated gas and the amount of porosity are reduced. That is, if the solidified thickness is 30 mm or less, the water absorption is 1.5% or less, and the water absorption is almost the same as that of natural aggregate.
[0019]
Next, the relationship between the solidified thickness of the slag and the yield of aggregate having a crushed particle size of 5 to 20 mm is shown in the bar graph of FIG. Further, FIG. 2 shows the particle size distribution of the aggregate obtained for each solidified thickness in each bar. From FIG. 2, the yield of coarse aggregate having a particle size of 5 to 20 mm was 80% of the maximum when manufactured from slag having a solidified thickness of 20 to 30 mm. On the other hand, in a slag having a solidification thickness of more than 30 mm, it is necessary to split the slag many times in order to set the particle size of the aggregate in the range of 5 to 20 mm. As a result, the fracture surface increases as the number of times increases. The generated powder components increase, which leads to a decrease in yield. When the solidification thickness is smaller than 20 mm, it is difficult to secure a coarse particle size portion in a particle size range of 5 to 20 mm, and the yield is reduced, and the particle size distribution of the aggregate is also biased. Therefore, it can be understood that the solidification thickness of the slag should be in the range of 20 to 30 mm in order to make the yield and the particle size distribution appropriate.
[0020]
From the above findings, the molten blast furnace slag is poured into a metal mold with a layer thickness of 20 to 30 mm, cooled and solidified into a plate shape without directly contacting water, and after crushing the plate-shaped solidified slag, It has been found that by classifying into a diameter of 20 mm, a water-absorbing rate is as low as that of natural aggregate, and a dense coarse aggregate for concrete without deviation in the particle size range can be obtained.
[0021]
The thus-produced coarse aggregate for concrete of the present invention has a characteristic of a water absorption of 1.5% or less and a particle size of 5 to 20 mm.
Here, the reason why the water absorption of the coarse aggregate for concrete is 1.5% or less is that if it exceeds 1.5%, the water absorption is higher than that of natural crushed stone generally used as coarse aggregate for concrete. This is because the water absorption is limited to 1.5% or less, and the same usage as natural crushed stone is possible.
Further, if the water absorption of the coarse aggregate for concrete is more than 1.5%, when mixed with fresh concrete as concrete, moisture is absorbed into the aggregate and the fluidity of the fresh concrete decreases. Also, there is a problem that the construction is difficult.
[0022]
The reason why the particle size is limited to 5 to 20 mm is that it is intended to be used as a coarse aggregate 2005 for concrete specified in JIS A5011. According to this JIS standard, the minimum particle size of the coarse aggregate for concrete is 5 mm, and the lower limit of the particle size of the coarse aggregate for concrete according to the present invention is 5 mm.
In addition, in order to manufacture a product having a particle size exceeding 20 mm, it is necessary to cast the material having a thickness exceeding 30 mm on a cast steel mold. In this case, the blast furnace slag solidified on the mold is shown in FIG. As described above, pores are generated, and the water absorption rate increases.
[0023]
【Example】
Next, a manufacturing method according to the present invention will be described.
Coarse aggregate for concrete was manufactured using the apparatus for manufacturing a plate-shaped solidified slag shown in FIG. Here, reference numeral 1 in FIG. 3 is a slag pot, 2 is a molten slag, 3 is a slag gutter, 4 is a slag machine, 5 is a mold, 6 is a watering nozzle, and 7 is a plate-shaped solidified slag.
[0024]
As shown in FIG. 3, while rotating the slag machine 4, the molten blast furnace slag is supplied into the mold 5 placed on the slag machine 4 to produce a plate-shaped solidified slag 7 having a predetermined thickness. Can be. Note that the mold 5 is detachable from the slag machine 4, and is configured to be freely replaced with a mold having a different depth as needed.
[0025]
Next, the plate-shaped solidified slag 7 is peeled off from the mold 5 by the mold 5 being inverted at the end of the slag machine 4. The mold 5 from which the solidified slag 7 has been separated returns to the molten blast furnace slag supply position in an inverted state. At this time, water is sprayed from the spray nozzle 6 onto the mold surface to cool the mold. Here, as the mold 5, a cast steel mold having a length of 1 m, a width of 2 m, and a depth of 20 mm and having no partition in the mold was used.
[0026]
Now, as a manufacturing procedure of the solidified slag, first, under the furnace of the blast furnace, a blast furnace slag in a molten state is charged into a slag pot 1 having a capacity of 50 t and transferred to the plate-shaped solidified slag manufacturing apparatus. The molten slag from 1 was discharged at a flow rate of about 1 to 3 t / min, and supplied onto the moving mold 5 via the slag gutter 3. At this time, when the temperature of the molten blast furnace slag was measured with a radiation thermometer, it was in the range of 1370 to 1400 ° C. Then, the molten blast furnace slag was cast from the mold 5 so as to overflow and flow to the next mold 5, whereby the solidified thickness of the slag was controlled in the range of 20 to 30 mm. Because the viscosity of the slag is high and the cooling rate is high because it flows in a thin layer, when the molten blast furnace slag overflows the edge of the 20 mm high mold, a part of the slag solidifies on the edge and the edge becomes high. The solidification thickness in the mold is 20 mm or more and 30 mm or less.
[0027]
The solidified slag is separated and falls by the mold 5 being inverted at the end of the plate-shaped solidified slag manufacturing apparatus. Part of the plate-shaped solidified slag was broken by the impact of the drop. Approximately 30 tons of coagulated slag was produced from one cup of slag pot.
[0028]
Then, the solidified slag was transported to another place by a shovel, piled up, left to cool, and then transported to a crushing facility. The crushing equipment is provided with a jaw crusher and an impact crusher with a capacity of 100 t / h. After crushing, the crushed material is sieved by a classifier, and then transported to the outlets of each particle size by comparison. The lump remaining on the top sieve of the classifier is returned to the impact crusher again and crushed. It was classified into 5 to 20 mm by this crusher to obtain coarse aggregate.
[0029]
The thus obtained coarse aggregate was examined for absolute dry specific gravity, surface dry specific gravity, and water absorption. Table 1 shows the results. Table 1 also shows the values of conventional blast furnace slag coarse aggregate and natural aggregate limestone crushed stone as comparative materials. These measurements were performed in accordance with JIS A1110 “Test method for density and water absorption of coarse aggregate”. From Table 1, the dense blast furnace slag coarse aggregate of the present invention has a remarkably small water absorption compared with blast furnace slag coarse aggregate manufactured from the conventional slow-cooled blast furnace slag, and is equivalent to limestone crushed stone which is almost natural crushed stone. It turns out that it shows specific gravity and water absorption.
[0030]
[Table 1]
[0031]
In addition, concrete was produced using the obtained coarse aggregate. Table 2 shows the composition of the concrete. Pozoris 78S, an AE water reducing agent, was used as an admixture. The adaptation example 1 and the comparative examples 1 and 2 using the coarse aggregate for concrete of the present invention have a nominal strength of 24 N / mm 2 , a mixture of concrete with a slump of 12 cm, and the adaptation examples 2 and comparative examples 3 and 4 have a nominal strength of 21 N. / Mm 2 and a slump of 8 cm concrete. In Comparative Examples 1 and 2, limestone crushed stone as a natural crushed stone was used, and in Comparative Examples 3 and 4, a conventional slow-cooled blast furnace slag was used as a coarse aggregate.
[0032]
[Table 2]
[0033]
Since the coarse aggregate for concrete of the present invention has substantially the same specific gravity and water absorption as the lime crushed stone of the comparative material, the amount of the coarse aggregate mixed in the concrete, the fine aggregate ratio, the unit water amount, and the AE water reducing agent amount are determined by the natural crushed stone. By using exactly the same composition as in the case of concrete using limestone as a coarse aggregate, the slump value and the amount of air of fresh concrete could be matched as intended.
[0034]
In the case of the conventional concrete using the slow-cooled blast furnace slag coarse aggregate, since it is porous, the specific gravity is smaller than that of limestone, and the amount of unit wind aggregate is reduced. Furthermore, since it is porous, it impairs the fluidity of fresh concrete, so that the unit water amount, fine aggregate ratio (s / a), The amount needed to be increased.
[0035]
Table 3 shows the compressive strength of the concrete manufactured with the composition of Table 2 on the 7th and 28th days after construction. The concrete using the blast furnace slag coarse aggregate of the present invention has a higher strength than the concrete using the conventional blast furnace slag coarse aggregate because the aggregate is dense and has high strength, and uses lime crushed stone which is a natural crushed stone. A slightly higher strength was obtained, equivalent to concrete.
As described above, the coarse aggregate made from the densified slag produced by the method of the present invention has properties much more suitable for the coarse aggregate for concrete than the conventional blast furnace slag coarse aggregate.
[0036]
[Table 3]
[0037]
【The invention's effect】
The coarse aggregate for concrete of the present invention has a low water absorption and a high strength.By using this dense blast furnace slag as the coarse aggregate for concrete, it is at least equivalent to the case where natural aggregate is used. A strong concrete building can be constructed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the solidified thickness of slag and the water absorption of slag after crushing.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the solidified thickness of slag and the yield and particle size distribution of aggregate having a particle size after crushing of 5 to 20 mm.
FIG. 3 is a diagram showing an apparatus for producing a solidified slag suitable for producing a dense blast furnace slag of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Slag pot 2 Melted slag 3 Slag gutter 4 Casting machine 5 Mold 6 Sprinkling nozzle 7 Plate solidified slag
