JP6866685B2 - エトリンガイトの許容生成量の推定方法及び硫黄の許容含有量の決定方法 - Google Patents
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Description
高炉徐冷スラグ系路盤材(以下、単に、「路盤材」ともいう。)を製造する際には、まず、高炉から排滓された高炉スラグを徐々に冷却し、重機などで人頭大に破砕したのち、適切なサイズ(例えば、0−25mm、0−40mmなど)となるよう破砕機を用いて破砕することが行われる。得られた材料は、そのままの状態で水に触れると含有する硫黄が多硫化イオンとなり、水が黄色を示してしまう。そのため、当該材料を大気中でしばらくヤード積みすることによるエージング処理が行われる。かかるエージング処理は、材料を産出する製鉄所や炉により異なるが、数週から数カ月の期間行われる。その後、エージング処理後の材料である高炉徐冷スラグは、路盤材として出荷され、活用される。
・・・(反応式1)
→ 3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O↓ ・・・(反応式2)
本実施形態に係るエトリンガイトの許容生成量の推定方法(以下「許容生成量の推定方法」と称する)は、
(1)路盤材により形成される路盤に生じ得る内部応力を算出すること。
(2)算出された内部応力と路盤材の圧縮強度とを比較して、内部応力が圧縮強度を上回るときのエトリンガイト生成量を「エトリンガイトの許容生成量」として推定すること。
により構成される。
ここで、fn(Et)とは、エトリンガイト生成量Etを変数とする関数である。また、nは任意の整数により示される識別子である。
E=f3(Et) ・・・(4)
E=f5(qu) ・・・(9)
本実施形態に係るエトリンガイトの許容生成量の推定方法による推定結果は、例えば、以下に説明する高炉徐冷スラグを含む路盤材の材質の規定に用いられ得る。特に、路盤材に含まれる硫黄成分が、路盤材中のエトリンガイトの生成に関して重要な成分である。つまり、路盤材に含まれる硫黄成分を調整することにより、エトリンガイトの生成量を、許容生成量よりも低く抑えることが可能となる。以下、エトリンガイトの生成量を許容生成量よりも低く抑えるための、路盤材中の硫黄の許容含有量Slimの決定方法について説明する。
0.63×a/100+0.07×b/100=0.276(質量%)
a+b=100(%)
の関係より、a=37% b=63%と設定することができる。
Claims (9)
- 高炉徐冷スラグ系路盤材中に生成されるエトリンガイトの許容生成量の推定方法において、
前記路盤材中のエトリンガイト生成量と前記路盤材の無拘束状態における膨張率との関係、および、前記路盤材の弾性係数と前記エトリンガイト生成量との関係に基づいて、前記路盤材により形成される路盤の膨張変形が拘束される際に前記路盤に生じ得る内部応力を算出するステップと、
前記路盤材の圧縮強度と、算出された前記内部応力との比較結果に基づいて、前記エトリンガイトの前記許容生成量を推定するステップと、
を含む、エトリンガイトの許容生成量の推定方法。 - 前記路盤材の弾性係数と前記エトリンガイト生成量との関係は、圧縮試験により得られる、前記エトリンガイト生成量に対する前記路盤材の圧縮強度の分布、および前記路盤材の圧縮強度に対する前記路盤材の弾性係数の分布に基づいて定められる、請求項1に記載のエトリンガイトの許容生成量の推定方法。
- 請求項1または2に記載の推定方法を用いて推定された前記エトリンガイトの前記許容生成量に基づいて、前記路盤材に含まれる硫黄の許容含有量を決定する、硫黄の許容含有量の決定方法。
- 前記許容生成量のエトリンガイトを生成するのに要する硫黄量に相当する前記路盤材の硫黄含有量を、前記硫黄の前記許容含有量として決定する、請求項3に記載の硫黄の許容含有量の決定方法。
- 前記路盤材に含まれる硫黄の総量に対するエトリンガイトの生成に寄与した硫黄量の比率である転換率、および前記許容生成量のエトリンガイトを生成するのに要する硫黄量に基づいて、前記硫黄の前記許容含有量を決定する、請求項3に記載の硫黄の許容含有量の決定方法。
- 溶出試験により得られる前記路盤材の硫黄の溶出率、および前記許容生成量のエトリンガイトを生成するのに要する硫黄量に基づいて、前記硫黄の前記許容含有量を決定する、請求項3に記載の硫黄の許容含有量の決定方法。
- 溶出試験により得られる、前記許容生成量のエトリンガイトを生成するのに要する硫黄量に相当する前記路盤材の硫黄の総溶出量に基づいて、前記硫黄の前記許容含有量を決定する、請求項3に記載の硫黄の許容含有量の決定方法。
- 前記路盤材に含まれる粒から、相異なる複数の調整粒径以下である粒をそれぞれ試料として選別し、
選別された試料の各々に対して同一条件で前記溶出試験を行って得られる硫黄の溶出量と、前記選別された試料に対応する前記調整粒径とから、前記路盤材の硫黄の溶出量と前記路盤材に含まれる粒の最大粒径との関係を予め取得し、
前記関係に基づいて、前記路盤材に実際に含まれる粒の最大粒径から前記路盤材の硫黄の総溶出量を決定する、請求項7に記載の硫黄の許容含有量の決定方法。 - 前記溶出試験において前記路盤材を溶質として得られる溶出液の電気伝導度を測定し、
相異なる硫黄の溶出量を示す複数の検量用路盤材の各々について予め測定された電気伝導度と前記複数の検量用路盤材の硫黄の溶出量との関係を用いて、測定された溶出液の電気伝導度から、前記路盤材の硫黄の総溶出量を決定する、請求項7に記載の硫黄の許容含有量の決定方法。
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