JPS58145646A - ガラス質高炉スラグの品質判定方法 - Google Patents

ガラス質高炉スラグの品質判定方法

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JPS58145646A
JPS58145646A JP57025140A JP2514082A JPS58145646A JP S58145646 A JPS58145646 A JP S58145646A JP 57025140 A JP57025140 A JP 57025140A JP 2514082 A JP2514082 A JP 2514082A JP S58145646 A JPS58145646 A JP S58145646A
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JP
Japan
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slag
amount
blast furnace
alkali
elution
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Pending
Application number
JP57025140A
Other languages
English (en)
Inventor
一夫 深谷
和義 佐藤
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58145646A publication Critical patent/JPS58145646A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)

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】 本発明は、ガラス質高炉スラグの水硬性を判定する方法
に関する。
従来、ガラス質高炉スラグ(主に水砕スラグ)の水硬性
を判定する方法として顕微鏡を用いる方法(以下顕微鏡
法という)がある。この方法は、試料スラグを破砕0分
級(整粒)し、偏光顕微鏡を用いて各粒子がガラス質か
結晶質かを判定し、総個数中のガラス質粒子の比率をガ
ラス化率とするもので、このガラス化率から水硬性全判
断している。
しかしこの方法は、顕微鏡の視野金変えて数多くの粒を
観察する必要があり、判定に時間がかかる(1時間に2
試料程度)。
またこの方法では・水硬性を信頼性よく判定することが
できず、広い範囲のガラス質スラグに適用するには問題
がある。すなわちガラス質の高炉スラグが水硬性を有す
るのは、スラグが急速に冷却されてガラス化し、エネル
ギー的に島い状態におかれるためである。徐冷された結
晶質スラグでは、同じ成分を有していても実用上の水硬
性は認め難い。ところで通常の高炉水砕スラグは、全体
が完全なガラス状態(非晶質)というよりは、ガラスの
中に通常の光学的手段では観察できないような微結晶や
、光学的手段で十分観察し得る太きさまで発達した結晶
が部分的に生成した状態にある。従って顕微鏡を用いて
、このようなスラグの状態を定量的に評価することはほ
とんど不可能である。
またガラス質高炉スラグの水硬性は、ガラス化率のみな
らず、塩基度にも依存する。
すなわち高炉スラグのガラス化性向は、貧石灰の酸性ス
ラグはど強く、塩基性スラグはど弱い。−万スラグの水
硬性は、塩基度(例えばCaO/5jO2,(CaO+
MgO+ At2o3)/SjO□などで表示される)
とガラス化率がいずれも高い万が強い。しかし上述の如
く塩基度が高いこととガラス化することとは相反する性
向である。
このためガラス化率が高いスラグでも塩基度が低ければ
高い水硬性は期待できない。
このように従来方法は、ガラス化率の測定方法、測定結
果の信頼性及びガラス化率自体の水硬性との相関性に問
題があった。
本発明者は、このような問題を解決すべく鋭意研究をお
こなった結果、ガラス質高炉スラグのアルカリ溶出量が
水硬性ときわめて相関性が高いことを見出した。
本発明は、上記知見にもとづいてなされたもので、その
目的とするところは、簡単かつ短時間の操作で信頼性よ
く水硬性を判定することができるガラス質高炉スラグの
品質判定方法を得んとするものである。
すなわち本発明は、分級した試料スラグを加熱水中に浸
漬してアルカリ分を溶出せしめ友後、浴出したアルカリ
量を酸による中オl@足で定量する方法であり、加熱水
として沸騰水を用い、又アルカリ量ヲ定葉するに際し、
メチルレッドを指示薬とし、50〜100m1の溶出水
に対して001〜005N硫酸で滴定することを実施態
様とする方法である。
以下本発明を図面全参照して説明する。
まず本発明では、試料スラグを破砕して所定の粒度に分
級する。また試料スラグを破砕せず、有姿のものから細
粒部分をふるいとることにより、−f粒度に分級しても
よい。ただし、本発明者は、同じ粒度に分級されたスラ
グであっても、破砕されたスラグの万が、破砕されない
スラグよりもアルカリ溶出量が大きくなることを確認し
ているので、いずれの方法でもよいが、−足の方法でお
こなうことが必要である。また試料スラグは、分級前又
は分級後にスラグ粒に付着した微粉を取り除くために、
アルコールやアセトンあるいはエーテルなどで洗浄して
もよい。また試料スラグの分級粒度は、細かい万がアル
カリが溶出しやすいが、細かすぎると取扱いが面倒とな
るため、通常0.1〜0.5閣の範囲内で同じ粒度に分
級する。
次いで容器内に蒸留水を入れて加熱し、この加熱水中に
分級した試料スラグを入れてアルカリ分を溶出せしめる
。この加熱水としては、特に限定されないが、溶出を短
時間でおこなうために沸騰水が好ましい。また溶出時間
は、加熱水の温度により異なるが、例えば沸騰水の場合
溶出速度が安定する60分程度が好ましい。更5− に加熱水中に入れる試料スラグの割合は、水が少ないと
アルカリ溶出量の変化が大きく信頼性に問題があυ、多
すぎると作業性に問題があるため、通常(スラグ/水)
の比で5150〜5/100程度が好ましい。
次いで本発明では、溶出したアルカリ量を酸による中オ
ロ滴足で定量する。中和滴定に用いる敵は、特に限定す
るものではないが、滴定操作の容易性と滴定精度とを考
慮して濃度の比較的小さい、硫酸、塩酸等の鉱酸が好ま
しい。例えは59程度のスラグ試料から溶出した50m
1程度の童の溶出水中のアルカリ量を定量する場合、本
発明者の検討によれば、メチルレッドを指示系とし、0
.01N〜0.02N程度の濃度の硫酸で滴定する方法
が滴定操作が容易で、精度も高いものであった。
このようにして得られた溶出アルカリ量から試料スラブ
の水硬性を判定する。判足會するには、同一条件で測定
した%種試料スラグのアルカリ溶出量と、同試料スラグ
の水硬性(例えば6一 このスラグ試別とポルトランドセメントとを混合した高
炉セメントのモルタル強さによる水硬性〕との関係を予
め求めておき、この関係と判定しようとする試料スラグ
の溶出アルカリ童とから水硬性を判定する、 この判定法によれば、溶出アルカリ−厳を測定すればよ
いので、作業性よくかつ迅速に判定でき、しかも判定結
果の信頼性が尚い。このことは以下に示す実施例で認め
られ、確認されたものであるが、本発明者は、次のよう
な理由によるものと考える。すなわちスラグの塩基度が
高ければ、スラグのガラス構造を形成している5i04
’i主体とした空間格子はひずみを増し、その結果Ca
イオンが溶出しやすくなる。またガラス化率か筒いほど
スラグの内部エネルギーが尚く、水利反応に活性となり
、その結果Caイオンが溶出しやすくなる。従ってスラ
グの塩基度が高いことも、ガラス化率が高いことも、ア
ルカリ浴出量が大きいことにつながることであり、この
ことによυ本発明方法の評価結果の信頼性が良好になる
ものと考えられる。
以下本発明の実施例につき説明する。
実施例1 この実施例では、同一化学成分のスラグにおいて、ガラ
ス部分の童と質が変化したときに、アルカリ溶出量と水
硬性とがどのように変化するかを調べた。
まずスラグとして、廟姿の1壕乾燥した高炉水砕スラグ
と、同スラグを800℃(気中〕で2時間及び4時間加
熱し失透(結晶化)させたスラグの3種を準備した。こ
れらスラグをメノウ製乳鉢で破砕し、分級して0.1 
mm〜0,3烟粒径とした。
次にフラスコ球部の直径が6 onで容jt 70 m
l。
の石英ガラス製冷却器付丸底フラスコを用意し、これに
40m1の蒸留水を入れ、100℃に調節した油浴中に
15分保持した。この板上記試料スラグをフラスコ中に
投入し、さらに1omlの蒸留水で器壁内面に伺着した
試料粒を洗い洛とし、試料粒の集積物の上部が一様な平
面をもつように安定させ、つぎに冷却器を取りつけ、同
様にして100℃の油浴で60分間加熱した。
次いでフラスコを油浴から取多出し、ぽちに流水で冷却
し、内容液′Jk5cのろ紙でろ過して硬質ビーカーに
移し、メチルレッド指示薬3滴含加え、N/100−H
2SO4で滴定した。この場合アルカリ溶出量は、空白
試験結果を差引いたN/100−H2S04の消費t 
(lnl )で評価した。
これに対し上記アルカリ溶出試験に供したものと同じス
ラグCm分法によシ分けたスラグ)を、ゾールミルを用
いてブレーン比表面積3600cm27 gまで微粉砕
し、市販の普通ポルトランドセメントと1:1の重量比
で混合し、高炉セメントラ製造した。このようにして得
られた高炉セメントのモルタル強さく圧縮強さ)全JI
S R5201−1977にもとづいて測定した。
このように測定した圧縮強さとアルカリ溶出量との関係
を、第1図に示す。この場合図中横軸のAは、有姿のま
ま乾燥した(無加熱)アル9− カリ溶出量(N/100− H2So4消費1k ) 
9.8 mlのスラグ、Bは800℃で2時間加熱した
アルカリ溶出量9.1 mlのスラグ、Cは800℃で
4時間加熱したアルカリ溶出量8.7 miのスラグを
示す。またプロット△は材令3日、口は相合7日、■は
材令28日を示す。
このグラフから、加熱処理することによりアルカリ溶出
量とともに圧縮強さが低下していることがわかる。本発
明者は、更に加熱によるガラス化程度の低下量を示差熱
分析法を用いた失透熱量測定により調べたところ、原ス
ラグAを100とする相対値で、2時間加熱処理したス
ラグBが95.4時間加熱処理したスラグCが89であ
り、順次低下していることがわかった。
次に加熱処理によるアルカリ溶出量の差が、加熱処理に
よるスラグの化学成分の変化によるか否かな調べた。す
なわち上記3種のスラグ中硫黄(S)量および他の化学
成分量を分析した結果、加熱前後で化学成分量の変化は
認められなかった。以上の結果から、定量して得たアル
カ10− リ溶出量の差は、化学成分の変化ではなく、スラグのガ
ラス質部分と結晶質部分の童と質の変化に起因するもの
と考えられる。
すなわちスラグは、800℃での加熱時間が漕すに従っ
て結晶化を起こし、スラグの飯と質は変化する。その結
果スラグのアルカリ溶出量を低下させると同時に水硬性
を低下させる。しかもアルカリ溶出量と水硬性は高い相
関性があることがわかる。
なお普通ポルトランドセメントのモルタル圧縮強さは、
スラグな混合しない場合、材令3日。
7日、28日でそれぞれ133 、246 、407k
gt/cm2で6った。
実施例2 この実施例では、本発明方法を実際に製造]7た水砕ス
ラグに適用した例を示す。
製造条件の異なる3種類9些炉水砕スラグD。
E、Fを準備し、実施例1と同じ方法でアルカリ溶出量
(N/100− H2SO4消費量)を足置した。
−万アルカリ浴出試験に供したものと同じスラグ(縮分
法で分けたスラグ)を用いて実施例1と同様の方法で高
炉セメントを製造し、モルタル強さ試験(圧縮強さ)を
おこなった。ただしこの実施例では、強さ試験材令を7
日、 14 B。
28日の3材令とした。
このようにして得られたアルカリ溶出量とモルタル圧縮
強さとの関係を第2図に示す。図中グロットムは材令7
日、日は材令14日、■は材令28日を示す。
第2図からアルカリ溶出量と水硬性(モルタル圧1M強
さ)との間に明瞭な関係があることがわかる。例えばこ
の試験条件で、28日材令で340 kgf/cm2以
上の強度を期待するならば、アルカリ溶出量(N/10
0−H2SO4消費菫)10.5m1以上のスラグを選
んで使用しなくてはならないことがわかる。
なお使用した普通ポルトランドセメントのモルタル圧縮
強さは、スラグな混入しない場合材令7日、14日、2
8日でそれぞれ220゜309 、3421917cm
2であった@実施例3 この実施例では、試料スラグの粒度を実施例2のものと
変えた場合の例を示す。
実施例2で供試したものと同じ3種類の高炉水砕スラグ
をメノウ製乳鉢で破砕し、0,25〜0.42m粒径の
ものをふるい取った。ふるい取ったスラグ5gを溶出用
試料とし、実施例1と同じ方法でアルカリ溶出量(、N
/100− H2SO4消費量)を定量した。
このアルカリ溶出量と実施例2で求めたモルタル圧縮強
さとの関係を第3図に示す。
第3図から、供試スラグの粒度が0.1〜03調から0
.25〜0.42 mmと変化したとき、粗い粒度の万
がアルカリ溶出量が少なくなるものの、第2図の場合と
同様にアルカリ溶出量とモルタル強さの明瞭な関係があ
る。
ここでの試験条件において、例えば28日材令で340
 kl?f/Crn2以上の強度を期待するならば、ア
ルカリ溶出i(N/100−H2SO4消費量)10.
0m1以上のスラグを選んで使用しなければならな13
− いことがわかる。
比較例 この比較例では、実施例2.3と比較するために従来の
顕微鏡法によるガラス化率の測定法を示す。
実施例2.3で使用した試料スラグ會62〜8811m
に分級し、これをスライドグラス上にのせ、ブロモホル
ムを浸液としてルi’?ラードを作成した。次に偏光顕
微鏡の倍率i 100倍とし、試料スラグ粒の1粒1粒
がガラス質か結晶質か判定した。視野を変えながら20
0個以上の粒について繰り返し、その中のガラス質料の
比率(チ)ヲガラス比率とした。1粒の中にガラス質と
結晶質が混在する場合には、結晶質部分の割合を目測し
、これが3分の1を超えるものは、その料金結晶質料と
判定した。
この結果スラグD、E、Fのガラス化率は、それぞれ9
6.2 、98.2 、97.9%であった。
実験例 次にアルカリ溶出の際、(スラグ/水)比、14− 溶出時間及び洗浄方法を変えて、アルカリ溶出量がどの
ように変化するかを検討した。その結果を第1表〜第3
表に示す。この場合試料スラグとして、実際に製造され
た直後の置炉水砕スラグな減圧下で乾燥したものであり
、又他の試験条件は、実施例1と同じである。
第1表 第1表からアルカリ溶出量は、(スラグ/水)比によっ
て変化し、特に水が少ない場合に変化の度合が大きいこ
とがわかる。したがって判定結果のばらつきを小さくす
るには(スラグ/水)比をある程度小さくとることが望
ましい。
第2表からこの試験範囲内では、アルカリ溶出量は浴出
時間とともに増大することがわかる。
ここで行った測定条件下では、溶出時間60分程度でア
ルカリ溶出速度が一足である。
また第3表から、洗浄の有無および洗浄方法によってア
ルカリ溶出量の足置結果が変化することがわかる。
以上の試験結果から明らかなように、本発明によれば滴
定に要する作業時間を10分とすると、60分で6回滴
定し得るため、10分間隔で連続して加熱溶出作業を行
うことにより、60分で6試料を測定し得る。
従来の顕微鏡法が顕微鏡による判定時間だけで60分に
2試料程度であることを考慮すれば、本発明方法は非常
に迅速な方法ということかで17− きる。
捷た、本発明の方法は、顕微鏡法と比べると、粗い粒に
範囲で分級するので、分級のための時間を著しく短縮で
きる。例えは、ふるいで62〜88μmに分級するのに
、ふるい振とり機を用いて約3時間の振とりヲ璧する場
合、四)1のスラグを0.1〜0.3咽にふるうために
は約1時間の振とうで十分である。
このように、本発明の方法は、これを実施する除の試料
準備という点でも、非常に迅速な方法であるということ
ができる。
更にまたアルカリ溶出量は、スラグの塩基度とガラス化
率との両方に関係し、水硬性を信頼性よく評価できる。
また特殊な装置を用いないので、はとんどどのような場
所でも測定できる。
従ってこの方法によれば、スラグ製造条件の管理あるい
は出荷管理に有効に活用することができ、スラグ自身の
品質向上あるいはスラグ製品の品質向上の指標とするこ
とができる。
=18−
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図は、それぞれ本発明の実施例におけ
るアルカリ溶出量と圧縮強さとの関係を示す説明図であ
る。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第2図 11010.5 10.0 9.5 フルv’を名出量 (’、4oo −H2soAJ 費t (ml) )第
3図 (”Hoo −1−hsO4珀art (mq) )−
2【

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)分級した試料スラグを加熱水中に浸漬してアルカ
    リ分を溶出せしめた後、溶出したアルカリ量を酸による
    中和滴定で定食することを特徴とするガラス質高炉スラ
    グの品質判定方法。
  2. (2)加熱水として、沸騰水を用いることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のガラス質高炉スラグの品質
    判定方法。
  3. (3)  溶出したアルカリ量を足置するに際し、メチ
    ルレッドを指示薬とし、50〜100獣の溶出水に対し
    てo、oi〜0.05 N硫酸で滴定することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のガラス質高炉スラグの
    品質判定方法。
JP57025140A 1982-02-18 1982-02-18 ガラス質高炉スラグの品質判定方法 Pending JPS58145646A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106970179A (zh) * 2017-04-27 2017-07-21 中原工学院 一种钢渣土中钢渣掺量的确定方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106970179A (zh) * 2017-04-27 2017-07-21 中原工学院 一种钢渣土中钢渣掺量的确定方法
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