JP5645297B2 - 固化剤 - Google Patents
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製鋼スラグと、土壌の固化を促進する固化促進剤と、を含み、
製鋼スラグは、
塩基度(CaO/SiO2)が、0.8〜1.6、
組成が、質量%で、(F):0.4%未満、(CaO):35〜65%、(SiO2):20〜55%、(Al2O3):4〜9%、
Fおよび6価Crの水に対する溶出量が、それぞれF:0.8mg/L未満、6価Cr:0.05mg/L未満、
粒度が、1700〜4000ブレーン、であり、
固化促進剤は高分子凝集剤を含み、
製鋼スラグと固化促進剤とを混合して得られる混合物中に占める高分子凝集剤の含有比率は、2〜10質量%であり、
高分子凝集剤は、天然系水溶性高分子カルシウム塩であることを特徴とする固化剤である。
前記製鋼スラグと固化促進剤とを混合して得られる混合物中に占める半水石膏の含有比率は、10〜50質量%であることを特徴とする。
また、固化促進剤である高分子凝集剤の固化剤中での含有比率を調整することによって、固化処理施工時に土壌の取り扱いが容易な土壌硬さを得ることができ、作業性が向上する。
また、高分子凝集剤として天然系水溶性高分子カルシウム塩を使用するので、初期強度を高くすることができる。
塩基度(CaO/SiO2):0.8〜1.6
製鋼スラグの塩基度は、溶鋼の脱硫に大きな影響をおよぼす。塩基度が0.8未満であると、十分な脱硫反応が得られない。塩基度が1.6を超えると、製鋼スラグの流動性が低下し、溶鋼と製鋼スラグとの接触界面が減少して脱硫反応が促進されない。また、後述する(F)<0.4%を達成するには、従来スラグの流動性確保のために添加していた蛍石(CaF2)の使用量を抑制しなければならない。そこで、蛍石を用いずに製鋼スラグの流動性を確保するには、塩基度を1.6以下にすることが必要になる。したがって、塩基度を0.8〜1.6とする。
製鋼スラグを土壌の固化剤の成分として使用する場合、F含有量は、土壌環境基準である0.4%未満を満足しなければならない。従来スラグの流動性確保のために使用していた蛍石の使用を制限し、蛍石以外の原料から不可避的に混入する許容量である0.4%未満とする。
CaOは、脱硫反応に必須の成分であり、溶鋼を十分に脱硫するには35%以上が必要である。65%を超えると、原料から発生するSiO2および還元剤による脱酸反応生成物として発生するSiO2に対するCaOの比、すなわち塩基度が高くなり、製鋼スラグの流動性を低下させる。したがって、CaOを35〜65%とする。
SiO2は、原料から発生し、また還元剤による脱酸反応生成物として発生する。20%未満では、塩基度を高くして製鋼スラグの流動性を低下させる。逆に、55%を超えると、製鋼スラグの流動性を確保することができるけれども、塩基度が低下して十分な脱硫反応が得られない。したがって、SiO2を20〜55%とする。
Al2O3は、耐火レンガや原料からの混入が避けられない成分である。しかし、Al2O3は、スラグの流動性を確保するために従来使用していた蛍石の役割を補う成分として必要なものであり、その含有量が低過ぎても高過ぎても、スラグの融点が上昇し、スラグの流動性の確保が困難になる。したがって、Al2O3を4〜9%とする。
製鋼スラグは、土壌の固化剤の成分として使用されるので、固化処理後の土壌に含まれて土壌環境基準を満たさなければならない。土壌環境基準の溶出元素の基準を満たすには、それぞれFの溶出量<0.8mg/L、6価Crの溶出量<0.05mg/Lであることを必要とする。
ここで、ブレーンとは、日本工業規格(JIS)R5201に規定される比表面積試験により求められる粉末度のことであり、その単位は、[cm2/g]である。粒度が1700未満であると、製鋼スラグの粒子が粗く、土壌粒子の表面積に対する製鋼スラグ粒子の表面積が不足するので、土壌の固化反応を十分に発現することができない。粒度のブレーン値の上限を限定する理由は特にない。しかし、製鋼スラグの粒度を極めて微粉にするには、長時間を必要とするので、工業的な生産性を考慮すると上限を4000程度とするのが妥当である。したがって、粒度を1700〜4000ブレーンとする。
以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、軟弱な土壌を固化剤で固化処理し、処理後の土壌について特性を評価した。供試材とした実施例の固化剤には、前述の図1に示す工程で製造したものを使用した。実施例の固化剤の材料として使用した製鋼スラグの塩基度、組成および溶出量を表1に示す。この製鋼スラグの粒度は、1800〜3850ブレーンであった。
2 冷却工程
3 選鉱工程
4 固化剤製造工程
7 塊状製鋼スラグ
8 微粉状製鋼スラグ
9 固化促進剤
10 固化剤
Claims (3)
- 土壌を固化改良する固化剤において、
製鋼スラグと、土壌の固化を促進する固化促進剤と、を含み、
製鋼スラグは、
塩基度(CaO/SiO2)が、0.8〜1.6、
組成が、質量%で、(F):0.4%未満、(CaO):35〜65%、(SiO2):20〜55%、(Al2O3):4〜9%、
Fおよび6価Crの水に対する溶出量が、それぞれF:0.8mg/L未満、6価Cr:0.05mg/L未満、
粒度が、1700〜4000ブレーン、であり、
固化促進剤は高分子凝集剤を含み、
製鋼スラグと固化促進剤とを混合して得られる混合物中に占める高分子凝集剤の含有比率は、2〜10質量%であり、
高分子凝集剤は、天然系水溶性高分子カルシウム塩であることを特徴とする固化剤。 - 前記固化促進剤は半水石膏を含み、
前記製鋼スラグと固化促進剤とを混合して得られる混合物中に占める半水石膏の含有比率は、10〜50質量%であることを特徴とする請求項1記載の固化剤。 - 前記製鋼スラグは、
ステンレス鋼を溶製する製鋼工程で発生するスラグから地金を回収し、地金回収後の塊状のスラグを粉砕して得られる製鋼スラグであることを特徴とする請求項1または2記載の固化剤。
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