JP6292409B2 - 水和固化体の製造方法 - Google Patents
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Description
まず、特許文献1の方法のように単なる型枠を使用する方法では、脱型を行うまでに時間がかかり、型枠の設置数ネックで生産性が制約される。
また、特許文献2,3の方法では、型枠は使用していないものの、製品として回収するためには重機によって成形体を掘り出し且つ破砕する必要があり、このため、(i)破砕工程とその人件費・加工費用がかかる、(ii)必ずしも労働生産性が向上しない、(iii)破砕時に小サイズのものが発生し製品歩留りが低い、などの問題がある。また、特許文献3の方法では、混練物の打設時の流動性を確保する必要性から、水分量を多くする必要があるなど原料の配合に制約を受けるので、高比重の製品を製造することが難しく、また、減水剤等を添加してこれらスペック製品の配合設計を行っても原料コストの増大を招いてしまうという問題もある。
[1]骨材の全量が製鋼スラグからなり、結合材として高炉スラグ微粉末及び/又はセメントを含む原料に、70kg/m3以上の水を加えて混練し、製鋼スラグの割合が65質量%以上、水分が2〜8質量%、スランプ値が2cm以下の混練物とし、該混練物を型枠に投入して振動締め固め又は振動加圧締め固めを行った後、脱型する即時脱型法で成型し、その後硬化させて湿潤比重が2.60〜2.90の水和固化体を得ることを特徴とする水和固化体の製造方法。
[2]上記[1]の製造方法において、原料が、さらに、消石灰、石灰ダスト、シリカフューム、フライアッシュの中から選ばれる1種以上を含有することを特徴とする水和固化体の製造方法。
製鋼スラグとしては、転炉脱炭スラグ、溶銑予備処理スラグ(例えば、脱燐スラグ、脱珪スラグ)、電気炉スラグ、二次精錬スラグ、造塊スラグなどが挙げられ、これらの1種以上を用いることができる。製鋼スラグのなかでも溶銑予備処理スラグは、遊離CaOが少ないために大気エージングの終了が早いだけでなく、遊離MgO相が少ないため水和膨張による割れなどが生じにくいので、特に好ましい。
また、製鋼スラグは、事前に大気エージングや蒸気エージングを施したものや、炭酸化処理などの各種処理を施したものを用いてもよい。
製鋼スラグは、スラグ粒子の粒径が大きいほど、内部に遊離CaOや遊離MgOの粒を含む可能性が高くなり、水和固化体の膨張安定性にとって問題が生じる可能性が高くなるので、粒径25mm以下のものが好ましい。
高炉スラグ微粉末は、高炉水砕スラグを粉砕・乾燥して作る微粉末であり、アルカリ刺激により硬化する潜在水硬性を有する。なお、高炉スラグ微粉末としては、JIS A6206(2013)に適合したもの使用することが好ましい。
セメントとしては、ポルトランドセメント、高炉セメント、混合セメント、アルミナセメント等の1種以上を用いることができる。
消石灰は、アルカリ刺激材として機能する。高炉スラグ微粉末は潜在水硬性を有し、アルカリ刺激によって硬化が促進される。このためアルカリ刺激材を添加することで、より安定的に高い強度を得ることができる。
石灰ダストとは、石灰石を焼成する際に焼成キルンの集塵機により捕集された乾燥ダストである。石灰ダストはアルカリ刺激剤として機能する。
フライアッシュは、石炭火力発電所などにおいて微粉炭をボイラ内で燃焼させることで生じた石炭灰のうち、電気集塵機で捕集された石炭灰であり、このフライアッシュも水の存在下で水酸化カルシウムと反応して硬化するポゾラン反応性を有し、長期材齢での強度向上に寄与する。
原料中には、さらに、ワーカビリティ(打設作業のしやすさ)改善や強度・耐久性の向上、凝結速度の調整などを目的として使用される混和剤を配合してもよい。
養生を行って十分に製品強度が発現した後であれば、適当な場所へ移動させ山積みにすることが可能である。固化体製品の大きさは任意であるが、製品の搬送性の観点から1トン程度を上限とするのが好ましく、例えば、10kg〜1トン程度の任意の大きさにすることができる。
また、水和固化体(製品)の強度は、20℃水中7日養生後の圧縮強度が「JIS A5006(1995)割ぐり石」に記載される準硬石同等である10N/mm2以上であることが好ましい。なお、圧縮強度の測定は「JIS A1108(2006)コンクリートの圧縮強度試験方法」に準拠して行う。
さらに、骨材として製鋼スラグのみを用いるとともに、混練物のスランプ値が非常に小さい(したがって、結合材と水の量が少ない)ため、製鋼スラグ骨材の比率を高めることができ、このような混練物を即時脱型法で成型することにより、強度を損なうことなく、固化体製品を高比重化できる。このため、港湾土木用途において波浪安定性を向上させるなど、特に港湾土木用石材としての性能を高めることができる。また、製鋼スラグの利材化促進、製造コストの低減も図ることができる。
したがって、本発明によれば、必要な強度を有する高比重の水和固化体製品を高効率的且つ安価に製造することができる。
これに対して、No.1〜3の比較例では、単位水量が高く、混練物のスランプ値が2.5cm以上であるため成型後に崩れがある。また、No.4の比較例では、単位水量が68kg/m3と低く、成型後に空隙が多数確認された。
表4によれば、高炉水砕スラグは骨材としての比重が小さいため、これを多量に用いると、総配合量が小さくなり、固化体全体として比重が小さくなってしまうことが判る。
Claims (2)
- 骨材の全量が粒径25mm以下の製鋼スラグからなり、結合材として高炉スラグ微粉末及び/又はセメントを含む原料に、70kg/m3以上の水を加えて混練し、製鋼スラグの割合が65質量%以上、水分が2〜5.2質量%、スランプ値が2cm以下の混練物とし、該混練物を型枠に投入して振動締め固め又は振動加圧締め固めを行った後、脱型する即時脱型法で成型し、その後硬化させて湿潤比重が2.69〜2.90の水和固化体を得ることを特徴とする水和固化体の製造方法。
- 原料が、さらに、消石灰、石灰ダスト、シリカフューム、フライアッシュの中から選ばれる1種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の水和固化体の製造方法。
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