JP2020079183A - 吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材及びそれを用いた吹き付け用モルタル並びに吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
製鋼スラグにおけるFの含有量は、土壌環境基準に規定される水に対するFの溶出量の基準を満足するため、0質量%超過0.4質量%未満とする必要がある。本発明では、脱硫処理に蛍石を使用しなくてもよいため、製鋼スラグにおけるFの含有量を低減することができる。したがって、製鋼スラグから製造されるスラグ細骨材におけるFの含有量も低減することができ、スラグ細骨材を含むモルタルにおいても土壌環境基準を満たすことが可能となる。
製鋼スラグの塩基度(CaO/SiO2)は、溶銑の脱硫反応に大きな影響を及ぼす。特に、脱硫処理方法を機械攪拌式のKR法とし、スラグの流動性を向上させるために用いられてきた蛍石を使用しない場合には、製鋼スラグの塩基度を調節して製鋼スラグの流動性を確保しなければならない。そのため、製鋼スラグの塩基度は、0.7以上かつ1.7以下とする必要がある。製鋼スラグの塩基度が0.7未満であると、脱硫処理時に製鋼スラグに含まれるCaOと溶銑に含まれるSとの間で十分な脱硫反応が起こらない。一方、製鋼スラグの塩基度が1.7を超えると、脱硫処理時に製鋼スラグの流動性が低くなり、溶銑と製鋼スラグとの接触界面が減少して脱硫反応を促進させることができない。
(スラグ細骨材)
ステンレス鋼の製鋼プロセスにおいて、CaOを主成分とした脱硫剤を用いたKR法により、溶銑の脱硫処理を行った。この製鋼プロセスにおいて発生した溶融状態の製鋼スラグをスラグ鍋に収集した。溶融状態の製鋼スラグは、0.2質量%のF、38.7質量%のCaO、27.3質量%のSiO2、8.7質量%のAl2O3及び9.4質量%のMgO、3.4質量%のFe2O3、2.3質量%のMnO、3.3質量%のCr2O3を含み、塩基度(CaO/SiO2)が1.4であった。次に、スラグ鍋に入れられた溶融状態の製鋼スラグを、大気中での自然冷却による空冷と、スラグ鍋に散水して冷却する散水冷却とを組み合わせた冷却方法により、約1100℃〜約700℃の間を0.8℃/分以下の速度で7.8時間かけて、さらに700℃から常温(80℃以下)まで約18時間かけて冷却した。
実施例で得られた砂状スラグA(粒径が0mmより大きくかつ3mm以下の範囲内)及び水を普通ポルトランドセメントに加えて混練することにより以下の表1に示すテストNo.1〜5の吹き付け用モルタルを作製した。比較例として、実施例で得られた砂状スラグB(粒径が0mmより大きくかつ5mm以下の範囲内)又は砕砂(粒径が0mmより大きくかつ5mm以下の範囲内)と水とを普通ポルトランドセメントに加えて混練することにより以下の表1に示すテストNo.6,7の吹き付け用モルタルを作製した。各成分の配合量及び割合などについては表1に示す。また、使用した砕砂の吸水率は0.86%であり、その絶乾密度は2.69g/cm3であった。テストNo.6の配合量等は、テストNo.1の配合量等と同じである。テストNo.7の配合量等は、テストNo.4の配合量等と同じである。
次に、上述のテストNo.1〜5のサンプルを用いて、7日強度(N/mm2)、28日強度(N/mm2)の測定、及び施工性の評価を行った。上述のテストNo.1〜5は、好ましいと考えられる配合条件(混練時の水/セメント比が55%以上かつ62%以下であり、セメント単位量が300kg/m3以上かつ410kg/m3以下であり、スラグ細骨材/セメント比が5.0以上かつ6.8以下)で作製されている。また、比較例として、この好ましいと考えられる配合条件から外れた条件にて配合を行って、テストNo.8〜14の吹き付け用モルタルのサンプルを作製した。テストNo.8〜14の配合条件については表2に示す。これらテストNo.8〜14のサンプルを用いて、7日強度(N/mm2)、28日強度(N/mm2)の測定、及び施工性の評価を行った。その結果を表2に示す。
施工性は、モルタル湿式ホース(内径70φ)を100m長さに連結して使用し、モルタルガンによる圧送した際の吐出安定性(詰まり又は変動等)で評価した。
Claims (7)
- 製鋼スラグから生成され、粒径が0mmより大きくかつ3mm以下の範囲内にある砂状スラグからなる、
吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材。 - 前記砂状スラグは、0質量%超過0.4質量%未満のF、35質量%以上かつ65質量%以下のCaO、20質量%以上かつ55質量%以下のSiO2及び1質量%以上かつ15質量%以下のAl2O3を含み、塩基度(CaO/SiO2)が0.7以上かつ1.7以下である、
請求項1記載の吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材。 - 請求項1又は請求項2に記載のスラグ細骨材、セメント及び水が混練された吹き付け用モルタル。
- 混練時の水/セメント比が55%以上かつ62%以下であり、セメント単位量が300kg/m3以上かつ410kg/m3以下であり、スラグ細骨材/セメント比が5.0以上かつ6.8以下である、
請求項3記載の吹き付け用モルタル。 - 溶融状態の製鋼スラグを得る製鋼工程と、
前記製鋼工程で得られた溶融状態の前記製鋼スラグを冷却固化させる冷却固化工程と、
前記冷却固化工程の後に、前記製鋼スラグに対して破砕、選鉱及び分級を行い、粒径が0mmより大きくかつ3mm以下の範囲内にある砂状スラグを得る砂状化工程と
を含む、
吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法。 - 前記冷却固化工程は、24時間以上かけて前記製鋼スラグを冷却固化するとともに、前記製鋼スラグが700℃以上のとき、前記製鋼スラグの温度を毎分1℃以下で低下させる、
請求項5記載の吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法。 - 前記砂状スラグは、0質量%超過0.4質量%未満のF、35質量%以上かつ65質量%以下のCaO、20質量%以上かつ55質量%以下のSiO2及び1質量%以上かつ15質量%以下のAl2O3を含み、塩基度(CaO/SiO2)が0.7以上かつ1.7以下である、
請求項5又は請求項6に記載の吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法。
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