JPH0489345A - 水硬性材料 - Google Patents

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〕 本発明は舗装材、建築用構造材等として有用な水硬性材
料に関するものである。

〔発明の背景〕

鉄鋼の生産によって副生されるスラグには高炉スラグ、
転炉スラグ、電気炉スラグの３種類がある。鉄鉱石を主
原料とした製鉄から発生する高炉スラグ、転炉スラグは
発生量が多く、セメントへの混合等の有効利用が進んで
いる。一方くず鉄を原料とした製鋼から発生する電気炉
スラグは１ケ所当りの発生量が少なく、また発生場所が
分散しているために上記高炉スラグや転炉スラグ程有効
利用が進んでいない、しかしながら、近年、くず鉄利用
の増加にともなって、電気炉を利用した製鋼の占める割
合が増加し、スラグの発生量も増加傾向にある。

電気炉スラグには、くず鉄を溶解し、溶鋼中の不純物を
酸化除去する酸化精練で発生する酸化スラグと、溶鋼の
脱酸、脱硫と成分調整を行なう還元精練で発生する還元
スラグがある。

上記電気炉スラグのうち還元スラグは水硬性を有し、有
効利用の可能性が示唆されていたが、還元スラグ単独で
は硬化時の体積変化が大きく、水硬物に亀裂が生じると
云う問題があった。

〔従来の技術〕

そこで従来では、該還元スラグに石膏を添加することが
提案されている（特公平１−５５９１９号）、上記石膏
の添加によって水硬物の亀裂は顕著に防止される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術では還元スラグに酸化スラ
グが混合し、該酸化スラグ中の酸化鉄が還元スラグの水
硬性を抑制すると云う問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、
塩基度２以上で酸化鉄０．４重量％以下を含む還元スラ
グと、石膏とを混合した水硬性材料を提供するものであ
る。

本発明を以下に詳細に説明する。

［還元スラグ］ 本発明に用いられる還元スラグとは、前記したように電
気炉精練において還元精練で発生するスラグのことであ
り、該スラグにはＳｉｎ、、Ｃａ　Ｏが主成分として含
有され、その他の成分としてはＭｇＯ，Ａｌ、０３を更
に微量成分としてＦｅ、○、。

Ｔｉｅ、、ＭｎＯ，Ｃｒ、Ｏ，、Ｐ、○Ｓｔ　Ｓ等が含
まれている。

上記還元スラグは上記したようにＳｉｏ、とＣａＯが存
在するから水分存在下でケイ酸カルシウム反応によって
硬化する性質、即ち水硬性を有する。

上記水硬性は該還元スラグの塩基度によって影響され、
該塩基度が高い程、上記水硬反応は円滑に進み得られる
成形体の強度も大きくなる。即ち塩基度は下式で表わさ
れる。

Ｓｉｏ。

そして該還元スラグの塩基度は円滑な水硬反応を得、そ
して強度の大きい水硬物を得るためには２以上であるこ
とが望ましい、しかしながらＦｅ。

Ｏ□等の酸化鉄は上記水硬反応を妨害するので多量含ま
れると、上記塩基度に関わらす水硬反応が抑制され、か
つ水硬物の強度が低下する。したがって酸化鉄は上記還
元スラグ中に０．４重量％以下の範囲で含まれることが
望ましい。

上記酸化鉄は主として前記酸化スラグに由来するもので
あるから、還元スラグ中の酸化鉄を０゜４重量％以下に
規制するには、酸化スラグが還元スラグに出来るだけ混
入しないようにすることが必要である。そのためには電
気炉精練において、酸化精練を行なった後に一旦炉から
溶湯を取出した状態で酸化スラグを出来るだけ完全に除
去してから、再び炉内に該溶湯を投入して還元精練を行
なうか、または酸化精練と還元精練とを別個の炉で行な
うことが望ましい。

炉から取出した還元スラグは急冷すればβ−２ＣａＯ・
Ｓｉｎ、が析出するが、徐冷すればγ−２ＣａＯ−８ｉ
０２が析出する。β−２Ｃａ（）Ｓｉｎ、は体積変化を
起し易く、得られる成形物の強度が低いので１本発明に
おいては徐冷によって体積変化が少なく安定で強度の高
い水硬物が得られるγ−２ＣａＯ・Ｓｉｏ、を析出させ
ることが望ましい。

［石膏］ 本発明に用いられる石膏は一般に二本石膏と呼ばれるＣ
ａＳ○、・２Ｈ，Ｏであるが、該二本石膏を熱処理して
結晶水を除去した焼さい石膏が用いられてもよい。上記
石膏としては例えば酸化チタン製造工場から排出される
硫酸含有廃水を石灰によって処理する工程で生成する石
膏や、ボイラー等の焼煙の脱硫工程で生成する石膏を利
用すれば、価格的に低廉になり本発明にとって望ましい
。

［調合］ 上記石膏は通常上記還元スラグに対して５重量％以上、
望ましくは５０重量％以下の範囲で添加される。そして
上記還元スラグと上記石膏との混合物には水が添加され
混練される。上記混線は用途や成形方法によりスラリー
状からペースト状まで種々の粘度に調節され、したがっ
て水の添加量もそれに応じて種々に調節されるべきであ
る。

［成形］ 上記混練物は鋳込成形、押出成形、射出成形等の周知の
成形方法により成形されるが、上記したように混線物の
粘度は上記成形方法に応じて適当に調節される。得られ
た成形物は通常常温、常湿下に養生されてもよいが、望
ましくは１００％ＲＨ程度の湿度下で養生を行なう、更
には加熱加圧下のオートクレーブ養生を行なってもよい
。

このようにして本発明の水硬性材料から成形物が得られ
るが、本発明の水硬性材料は成形物を製造する以外に土
壌硬化剤、止水剤、舗装材料としても用いられる。

〔作用・効果〕

本発明の水硬性材料は、主成分としてＳ　ｉｏ、とＣａ
Ｏとを含むから水分存在下両者のケイ酸カルシウム反応
によって硬化する。この水硬反応はＡ１□０３、ＭｇＯ
の存在により促進される。該水硬性材料の塩基度は２以
上であるから、該水硬反応は円滑に進行する。そして該
水硬性材料には酸化鉄が０．４重量％以下の含有量に制
限されているから、該水硬反応は酸化鉄に妨害されるこ
となく進行する。しかしながら、本発明の水硬性材料の
みからなる水硬物は体積変化率が大きく、そのために亀
裂等が生じ易い。しかし石膏を該水硬性材料に添加する
ことにより体積変化を抑制出来、このようにして亀裂を
生じない高強度の水硬物が得られるようになった。

〔実施例〕

実験１（塩基度） 第１表に記載の組成の還元スラグを用いる。

第１表 上記組成の還元スラグと二本石膏とを７０＝３０重量比
に混合し、フロー値が１５０〜２００■となるように水
を添加して混練し、直径２５■、高さ５０■のポリ塩化
ビニル製モールドに充填して空隙のできないように突き
固め、２０℃飽和の湿潤状態で２４時間養生してから端
面を成形して脱型する。得られた成形物はその後２０℃
飽和の湿潤状態で３日間養生してから一軸圧縮強度を測
定した。その結果は第１図Ａグラフに示される。

第１図Ａグラフをみると、成形物の一軸圧縮強度は塩基
度の低下とともに低下するが、塩基度２以下の試料Ｎｏ
、１では一軸圧縮強度の低下は著しいことが判る。

実験２（酸化鉄量） 第２表に記載の組成の還元スラグを用いる。

第２表 上記組成の還元スラグを用いて実験１と同様にして成形
物を作製し、実験１と同様にして一軸圧縮強度を測定し
た。その結果は第１図Ｂグラフに示される。

第１図Ｂグラフをみると、Ｆｅ２Ｏ３が０．４重量％以
上含まれている場合には塩基度が２以上であっても一軸
圧縮強度は低いことが判る。

実験３（石膏添加量） 実験１で用いた試料Ｎ００４の還元スラグに二本石膏を
各種割合で混合し、実験１と同様にして成形物を作製し
、実験１と同様にして一軸圧縮強度を測定した。その結
果は第２図に示される。

第２図をみると、二本石膏無添加では成形物は２０ｋｇ
ｆ／ｃ＋Ｊ以下の低い一軸圧縮強度を示し、５重量％の
添加で既に一軸圧縮強度は４０ｋｇｆ／ｊ以上の高い値
を示す、しかし５０重量％以上の添加で一軸圧縮強度は
急速に低下することが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実験１（グラフＡ）、実験２（グラフＢ）にお
ける塩基度と一軸圧縮強度との関係を示し、第２図は石
膏添加量と一軸圧縮強度との関係を示す。 塩基度 石柱力０ｔ（ｉｔ＞ζ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、塩基度２以上で酸化鉄０．４重量％以下を含む還元
   スラグと、石膏とを混合したことを特徴とする水硬性材
   料 ２、該石膏は５〜５０重量％である特許請求の範囲１に
   記載の水硬性材料 ３、該還元スラグの主要鉱物はγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ＿
   ２である特許請求の範囲１または２に記載の水硬性材料