JPH03279240A - 水砕スラグ超微粉及びその製造方法並びにモルタル組成物 - Google Patents

水砕スラグ超微粉及びその製造方法並びにモルタル組成物

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JPH03279240A
JPH03279240A JP2078875A JP7887590A JPH03279240A JP H03279240 A JPH03279240 A JP H03279240A JP 2078875 A JP2078875 A JP 2078875A JP 7887590 A JP7887590 A JP 7887590A JP H03279240 A JPH03279240 A JP H03279240A
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powder
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JP2078875A
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Yasufumi Uechi
植地 保史
Hitoshi Morooka
諸岡 等
Kinya Honda
欽也 本田
Toru Yasunaga
亨 安永
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Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
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Nippon Steel Chemical Co Ltd
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/14Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141Slags
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B2111/80Optical properties, e.g. transparency or reflexibility
    • C04B2111/802White cement
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水硬性の高い水砕スラグ超微粉及びその製造
方法並びに該水砕スラグ超微粉を用いたモルタル組成物
に関する。
〔従来の技術〕
水砕スラグ粉をクリンカー粉及び石膏と配合して得られ
る高炉セメントを結合材として用いたモルタルやコンク
リート(以下、代表してモルタルという)は、ポルトラ
ンドセメントを用いたものと比べてアルカリ骨材反応の
抑制効果、耐硫酸塩性が優れているとともに長期強度が
高いという利点があり、土木分野での需要か大きい。と
ころが、水砕スラグ粉の水硬性の影響でポルトランドセ
メントを結合材として用いたモルタルと比較すると初期
強度が低く、施工効率が悪いため、建築分野ではミあま
り用いられていない。
そこで、高炉セメントの水硬性を上げるため、種々の研
究がなされている。例えば、粉末度の高い水砕スラグ粉
を用いることにより、高炉セメントの水硬性が向上する
ことが知られている。すなわち、一般に高炉セメントに
用いるブレーン比表面積3.  OOO〜5. 000
crt/g程度の水砕スラグ粉に替えて、ブレーン比表
面積6.−000cnf/g以上、特に8,000cn
f/g以上の水砕スラグ超微粉を用いることが提唱され
ている(特公平1−22.209号公報)。
しかしながら、本発明者の試験結果によると、単に粉砕
や分級により超微粉末にするだけでは、期待される初期
強度が十分には得られないことが判明した。
〔発明が解決しようとする課題〕
これに対して、本発明者は、水砕スラグ超微粉の各種物
性と水硬性との関係を調べ、従来はあまり考慮されてい
ない物性を制御することにより、水砕スラグ超微粉の水
硬性を向上する試みを行った。
本発明の目的は、水硬性の高い水砕スラグ超微粉を提供
することにある。また、水硬性の高い水砕スラグ超微粉
を効率よく製造する方法を提供することにある。さらに
、水硬性の高い水砕スラグ超微粉を用いることにより硬
化初期の強度が高く施工効率のよいモルタル組成物を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者は、上記のような課題を解決するため研究を行
った結果、まず、水砕スラグ超微粉の水硬性に影響を与
える因子として、4趨篩通過分含有量、無水炭酸量及び
水に分散した液のpHがあり、エタノールアミン類を混
合してなる水砕スラグ超微粉は水硬性が高いこと並びに
水砕スラグを粉砕した後に気流分級して水砕スラグ超微
粉を製造する場合、粉砕原料に用いる水砕スラグに含有
されている粉砕雰囲気中の二酸化炭素濃度が、得られる
水砕スラグ超微粉の無水炭酸量や水に分散した液のpH
に影響すること、気流分級する際に無水炭酸量が増加す
ること、エタノールアミン類が無水炭酸量増加防止剤と
して作用することを見出して本発明を完成した。
すなわち、本発明は、4ptn篩通過分含有量、無水炭
酸量、水に分散した液のpH及びエタノールアミン類含
有量を特定した水硬性の高い水砕スラグ超微粉である。
また、水砕スラグを二酸化炭素濃度の低い雰囲気中で粉
砕した後にエタノールアミン類の存在下で気流分級する
水砕スラグ超微粉の製造方法である。さらに、前記水砕
スラグ超微粉を配合したスラグセメントを用いた硬化初
期の強度が高いモルタル組成物である。
以下、本発明の詳細な説明する。
水砕スラグは、高炉で銑鉄を製造する際に発生する溶融
状態の高炉スラグを水で急冷破砕した後に脱水して製造
され、酸化カルシウム、二酸化けい素、酸化アルミニウ
ム、酸化マグネシウム等の成分を含有する。水砕スラグ
は、屋外に積み上げて保存され、順次使用されるので使
用時には通常10重量%以上の水分を含有する。水砕ス
ラグ粉は、水砕スラグを粉砕して得られるもので、高炉
セメント等の水硬性材料の原料として広く用いられてい
る。特に、粉末度の高い水砕スラグ粉は水砕スラグ超微
粉と呼ばれており、本発明ではブレーン比表面積が6,
000cJ/g以上のものを水砕スラグ超微粉と呼ぶ。
本発明の水砕スラグ超微粉はブレーン比表面積が6. 
 OO(1−15,OO0cnf/gの範囲にある。
ブレーン比表面積が15. 000cffl/gを超え
るものは製造が困難であり、たとえ製造できたとしても
効率が悪く工業的に実施することは不可能である。
水砕スラグ超微粉を製造する方法としては、水砕スラグ
をチューブミル等の粉砕機で粉砕する方法、水砕スラグ
を粉砕した後に分級する方法等がある。エネルギー効率
の点では粉砕と分級とを組み合わせて製造する方法が好
ましい。粉砕と分級とを順次おこなう方法として、ロー
ラーミル等の分級機を内蔵した粉砕機で粉砕と分級とを
連続的に行う方法もあるが、粉砕機で粉砕したものを粉
砕機°とは独立した分級機で分級する方法の方が粒子径
分布を制御しやすいので好ましい。なお、ローラーミル
は水砕スラグを粉砕する際に同時に乾燥を行えるもので
あり、通常は水分含有量10重量%以上の水砕スラグを
、そのまま粉砕原料として用いているが、水分含有量が
高い水砕スラグを粉砕して得られる水砕スラグ超微粉の
水硬性は低い傾向があるので、水分含有量が5重量%以
上、特に10重量%以上の水砕スラグを原料として用い
る場合は、水砕スラグを予備乾燥してから粉砕又は粉砕
・分級するのがよい。この場合、予備乾燥における乾燥
の程度が高いほど、得られる水砕スラグ超微粉の水硬性
が高くなる傾向があり、この点からは水分含有量が0重
量%になるまで乾燥するのがよいが、乾燥の程度が高く
なるほど、粉砕に要する動力が太き(なるので、通常5
〜10重量%の範囲内になるように予備乾燥するのが好
ましい。
本発明の水砕スラグ超微粉は4趨篩通過分含有量が35
〜70重量%である。本発明者の知見によれば、4趨篩
通過分の含有量は、水砕スラグ超微粉の水硬性を左右す
る最も根本的な因子であり、これが70重量%を超える
とモルタルの長期強度が低下する傾向が現れ、35重量
%未満では初期強度が低い。
本発明の水砕スラグ超微粉は無水炭酸量が0゜6〜0.
75重量%の範囲にある。無水炭酸量は、水砕スラグ超
微粉の表面に付着している炭酸塩の量に対応する値であ
り、本発明では、水砕スラグ超微粉を塩酸と反応させる
ことにより発生する二酸化炭素の量で表す。すなわち、
水砕スラグ10gに濃塩酸100−を注入した際に発生
する二酸化炭素を塩化バリウムと水酸化ナトリウムとの
水溶液に吸収させたものを、塩酸で滴定して求めた二酸
化炭素の量を無水炭酸量とした。
水砕スラグ超微粉の無水炭酸量は、粉砕原料に用いる水
砕スラグの水分含有量、粉砕時や気流分級時の雰囲気の
二酸化炭素含有量や湿度や温度によって影響を受ける。
すなわち、粉砕原料に用いる水砕スラグの水分含有量が
小さいほど、水砕スラグ超微粉の無水炭酸量も小さくな
る。逆に、粉砕時や気流分級時の雰囲気の二酸化炭素含
有量や湿度や温度が高はど水砕スラグ超微粉の無水炭酸
量が大きくなる傾向がある。
本発明の水砕スラグ超微粉の製造方法では、水砕スラグ
の粉砕を二酸化炭素濃度0.5%以下の雰囲気下で行う
。そして、得られた水砕スラグ粉の気流分級をエタノー
ルアミン類の存在下で行うことにより水砕スラグ超微粉
の表面にエータノールアミン類が均一に付着し水硬性を
高める。エタノールアミン類としては、モノエタノール
アミン、ジェタノールアミン、トリエタノールアミンが
あり、特にトリエタノールアミンが好ましい。エタノー
ルアミン類の添加は、分級機内で噴霧して行うこともで
きるが、分級工程前で添加しておくのがよい。エタノー
ルアミン類の使用量は水砕スラグ又は水砕スラグ粉10
0重量部に対して0.01重量部以上好ましくは0.0
3〜0.1重量部である。0.01重量部未満では効果
が小さいし、0.1重量部を超える範囲では効果に差が
ない。
本発明の水砕スラグ超微粉は蒸留水に分散した液のpH
が高い。具体的には蒸留水100−に10g添加しスタ
ーシーで60分間撹拌して得られる分散液のpHは11
.42以上である。この液のpHは水砕スラグ超微粉の
表面に付着している炭酸塩の量及びその炭酸塩の成長状
態に影響される因子であり、この液のpHが低い水砕ス
ラグ超微粉の場合、水硬性が低いという傾向かある。
本発明の水砕スラグ超微粉は、0.01〜0゜1重量%
のエタノールアミン類を含有する。前記したようにこの
エタノールアミン類は、水砕スラグ超微粉の水硬性を向
上させる作用を有するが、これは水砕スラグ超微粉の表
面に炭酸塩が成長するのを抑制する作用も一つの効果と
考えられるが、本発明者の知見によれば、水砕スラグ超
微粉の表面に成長した炭酸塩が水硬性に与える悪影響を
抑制する作用も有する。この含有量が0.01重量%未
満の場合、効果が十分でなく、また0、1重量%を超え
ると効果に差がない。
本発明の水砕スラグ超微粉は、高炉セメントやスラ゛グ
アルカリセメント等の水硬性材料の原料として好適であ
る。中でも、高炉セメントの原料として用いた場合、従
来の高炉セメントの利点を有しつつ、モルタルの初期強
度が高くなるという従来の高炉セメントにはない利点を
有するものを提供できる。
具体的に好ましい使用形態としては、本発明の水砕スラ
グ超微粉5〜90重量%、クリンカー粉5〜90重量%
及び石膏をSO3として1〜10重量%含有するスラグ
セメントがあり、該高炉セメント100重量部に対して
、細骨材30〜300重量部及び水30〜200重量部
並びに必要に応じて各種セメント混和剤を配合したモル
タル組成物があり、従来の水砕スラグ粉を用いた場合と
比較して強度発現性が改良されており、特に初期強度が
高いという特徴がある。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例について説明する。
実施例1 予備乾燥して水分含有量を6重量%に調節した塩基度1
.85の水砕スラグ100重量部をボールミルでブレー
ン比表面積的4. 000cm2/ gに粉砕し、0.
03重量部のトリエタノールアミンの存在下、サイクロ
ンセパレーターで分級してブレーン比表面積的6,00
0Crl/gの水砕スラグ超微粉を製造した。
得られた水砕スラグ超微粉50重量部に対して、ブレー
ン比表面積3,200cnf/gのクリンカ粉47重量
部及び二本石膏3.5重量部を配合して高炉セメント8
種を製造し、該高炉セメント8種100重量部に対して
、細骨材200重量部及び水200重量部を配合してモ
ルタル組成物を得た。
該モルタル組成物について、JIS−R−5201に準
じて強度試験を行った。
水砕スラグ超微粉のブレーン比表面積、4/−#nn過
通過分含有量無水炭酸量及び蒸溜水100−に10g添
加しスターシーで60分間撹拌して分散した液のpH並
びにモルタル組成物の材令3日〜28日の圧縮強さを第
1表に示す。
比較例1 トリエタノールアミンを用いなかったほかは実施例1と
同様にした。結果を第1表に示す。
比較例2 分級を行なわず、ボールミルのみで塩基度1゜85の水
砕スラグを粉砕して製造したブレーン比表面積的6. 
 OO0cnf/ gの水砕スラグ超微粉を、分級する
ことの有効性を示すための比較例とした。
結果を第1表に示す。
第  1  表 実施例2 予備乾燥して水分含有量を6重量%に調節した塩基度1
.85の水砕スラグ100重量部をボールミルでブレー
ン比表面積的4,0OOCrl/gに粉砕し、0.01
〜0.10重量部のトリエタノールアミン存在下、サイ
クロンセパレーター級してブレーン比表面積的8,00
0cnf/gの水砕スラグ超微粉を製造した。
得られた各水砕スラグ超微粉について、実施例1と同様
にしてモルタル組成物を製造して強度試験を行った。
トリエタノールアミンの使用量、各水砕スラグ超微粉の
ブレーン比表面積、4/、#nn過通過分含有量無水炭
酸量及び蒸溜水100−に10g添加しスターシーで6
0分間撹拌して分散した液のpH並びに各モルタル組成
物の材令3日〜28日の圧縮強さを第2表に示す。
比較例3 トリエタノールアミンを用いなかったほかは実施例2と
同様にした。結果を第2表に示す。
実施例3 予備乾燥して水分含有量を6重量%に調節した塩基度1
.85の水砕スラグ100重量部を、ボールミルでブレ
ーン比表面積的4,000cd/gに粉砕し、0.01
〜0.20重量部のトリエタノールアミン存在下、サイ
クロンセパレーターで分級してブレーン比表面積的12
. 00 ocm2/gの水砕スラグ超微粉を製造した
得られた各水砕スラグ超微粉について、実施例1と同様
にしてモルタル組成物を製造して強度試験を行った。
トリエタノールアミンの使用量、各水砕スラグ超微粉の
ブレーン比表面積、41i1n篩通過分含有量、無水炭
酸量及び蒸溜水100重量部に10重量部添加しスター
ラーで60分間撹拌して分散した液のpH並びに各モル
タル組成物の材令3〜28日の圧縮強さを第3表に示す
比較例4 トリエタノールアミンを用いなかった他は実施例3と同
様にした。結果を第3表に示す。
〔発明の効果〕
本発明の水砕スラグ超微粉は水硬性が高く水硬性材料の
原料として好適である。また、本発明の水砕スラグ超微
粉の製造方法によれば、水硬性の高い水砕スラグ超微粉
を効率よく製造できる。さらに、本発明のモルタル組成
物は、従来の高炉セメントを用いたモルタル組成物と比
べて初期強度が高く、建築現場等で効率よく施工できる

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ブレーン比表面積6,000〜15,000cm
    ^2/g、4μm篩通過分含有量35〜70重量%、無
    水炭酸量0.6〜0.75重量%、蒸留水100mlに
    10g分散した液のpH11.42以上であることを特
    徴とする水砕スラグ超微粉。
  2. (2)二酸化炭素濃度0.5%以下の雰囲気下で水砕ス
    ラグを粉砕して得た水砕スラグ粉を二酸化炭素濃度が0
    .5%以下の気流でエタノールアミン類の存在下に気流
    分級することを特徴とする請求項1記載の水砕スラグ超
    微粉の製造方法。
  3. (3)請求項1記載の水砕スラグ超微粉5〜90重量%
    、クリンカー粉90〜5重量%及び石膏をSO_3に換
    算して1〜10重量%からなるスラグセメント100重
    量部に対して、細骨材30〜300重量部を配合したこ
    とを特徴とするモルタル組成物。
JP2078875A 1990-03-29 1990-03-29 水砕スラグ超微粉及びその製造方法並びにモルタル組成物 Pending JPH03279240A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2735767A1 (fr) * 1995-06-23 1996-12-27 Lorraine Laminage Procede de preparation de granulats, notamment pour utilisation en genie civil, a partir de laitier d'acierie de conversion a l'oxygene
JP2014189423A (ja) * 2013-03-26 2014-10-06 Denki Kagaku Kogyo Kk 高炉スラグ微粉末及びそれを配合したセメント組成物
CN107954618A (zh) * 2016-10-14 2018-04-24 大同煤矿集团朔州煤电宏力再生工业股份有限公司 一种新型超细水泥生产工艺

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