JP3565062B2 - 製鋼スラグを用いた硬化体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モルタル、コンクリートの代替となる製鋼スラグを用いた水和硬化体を提供に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鋼スラグは、化学組成が高炉スラグほど安定してない、使用中に膨張・粉化するなどの問題があるため、埋立用材料や道路路盤材などの一部に利用されているに過ぎない。
【０００３】
一方、文献１〔坪井ら：セメント技術年報、２８、９８（１９７４）〕などに見られるように、古くから製鋼系スラグには水硬性があることが知られており、文献２〔野村ら：鉄と鋼、６６（１９８０）Ｓ１４７〕では、製鋼スラグの用途拡大を目的として水硬性の促進方法が検討されている。文献２によれば、転炉スラグの粉末に水砕スラグ粉末、石膏、ＣａＣｌ２を加えると水硬性が促進され、その強度発現機構は粗粒の転炉スラグが骨材として作用していることによると考察している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この製鋼スラグの水硬性を利用した実際の用途については言及されていない。
【０００５】
本発明は、製鋼スラグを用いたモルタル、コンクリートの代替となる水和硬化体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、比表面積が1000cm2/g以上の製鋼スラグと骨材の混合物がキレート化剤を含む水溶液で混練された製鋼スラグを用いた水和硬化体により解決される。
【０００７】
一般に、製鋼スラグの水硬性の反応速度は非常に遅いため、そのままではモルタルやコンクリートの代替として利用できない。そこで、何らかの方法で水硬性を促進させる必要がある。上記文献２のように水砕スラグ粉末、石膏、ＣａＣｌ２の副原料を合計で２０％近く添加して促進する方法もあるが、製鋼スラグの利用率が低下するので好ましくない。
【０００８】
本発明者らは、水砕スラグ粉末、石膏、CaCl2のなどの副原料を添加せず、製鋼スラグをキレート化剤を含む水溶液で混練すれば、その水硬性を促進でき、しかも製鋼スラグとして比表面積が1000cm2/g以上の粉末の製鋼スラグを用い、骨材を加えれて混練すれば、モルタルやコンクリートの代替となる水和硬化体が得られることを見出した。その原因は必ずしも明らかでないが、キレート化剤により製鋼スラグに含まれている難溶性の2CaO・Fe2O3や2CaO・SiO2が溶解し、水和反応が促進されたためと推察される。
【０００９】
骨材としては、細骨材、粗骨材ともに、製鋼スラグ、高炉徐冷スラグ、天然石から選ばれた１種または２種以上の混合物を用いることが望ましい。
【００１０】
キレート化剤としては、強アルカリ性溶液中で鉄、アルミニウム、マンガンなどの３価の金属イオンとキレート化合物を形成するトリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、フェノールから選ばれた１種または２種以上の混合物を用いることが望ましい。
【００１１】
キレート化剤を含む水溶液中のキレート化剤の濃度は、少量でも水硬性を促進する効果を有するが、０．０００５ｗｔ％以上にすると水硬性の促進が顕著になる。
【００１２】
比表面積が１０００ｃｍ２／ｇ以上の製鋼スラグは、粉末であるため経時的に膨張・粉化し難いが、膨張・粉化を完全に抑制するには、エージング処理された製鋼スラグを用いる方が好ましい。また、骨材に製鋼スラグを用いる場合も、同様な理由で、エージング処理された製鋼スラグを用いる方が好ましい。
【００１３】
製鋼スラグとしては、転炉、電気炉、混銑炉などで発生したスラグのみならず、溶銑予備処理スラグなども用いることができる。なお、骨材として製鋼スラグを用いる場合も同様である。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
蒸気エージングによりＪＩＳ Ａ ５０１５に規定された水浸膨張比を０．５％とした転炉スラグを比表面積３０００ｃｍ２／ｇに粉砕し、細骨材、粗骨材として高炉徐冷スラグを加え、種々のキレート化剤を１ｗｔ％含む水溶液で混練してモルタル試料を作成した。このとき、配合比は、重量比で水溶液１に対し、転炉スラグ２、細骨材５、粗骨材８とした。また、用いたキレート化剤は、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、フェノールである。そして、作成後２８日、９１日および３６５目の圧縮強度を、ＪＩＳ Ａ １１０８にしたがって測定した。
【００１５】
結果を表１に示す。
いずれのキレート化剤においても、材令とともに強度は増加しており、３６５日目で普通ポルトランドセメントで作成したモルタルの圧縮強度を大きく上回る圧縮強度が得られる。
【００１６】
【表１】
【００１７】
（実施例２）
実施例１の粉砕した転炉スラグに、種々の細骨材、粗骨材を加え、キレート化剤としてトリエタノールアミンを１ｗｔ％含む水溶液で混練して試料を作成した。このとき、水溶液、転炉スラグ、細骨材、粗骨材の配合比は実施例１の場合と同じである。また、用いた細骨材、粗骨材は、受け入れままの転炉スラグ、６ヶ月間エージング処理した転炉スラグ、高炉徐冷スラグ、天然石である。そして、実施例１と同様に、圧縮強度を測定した。
【００１８】
結果を表２に示す。
実施例１の場合と同様に、いずれの骨材においても材令とともに強度は増加しており、３６５日目で普通ポルトランドセメントで作成したモルタルの圧縮強度を大きく上回る圧縮強度が得られる。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、製鋼スラグを用いたモルタル、コンクリートの代替となる水和硬化体を提供できる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、モルタル、コンクリートの代替となる製鋼スラグを用いた水和硬化体を提供に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製鋼スラグは、化学組成が高炉スラグほど安定してない、使用中に膨張・粉化するなどの問題があるため、埋立用材料や道路路盤材などの一部に利用されているに過ぎない。
【０００３】
一方、文献１〔坪井ら：セメント技術年報、２８、９８（１９７４）〕などに見られるように、古くから製鋼系スラグには水硬性があることが知られており、文献２〔野村ら：鉄と鋼、６６（１９８０）Ｓ１４７〕では、製鋼スラグの用途拡大を目的として水硬性の促進方法が検討されている。文献２によれば、転炉スラグの粉末に水砕スラグ粉末、石膏、ＣａＣｌ２を加えると水硬性が促進され、その強度発現機構は粗粒の転炉スラグが骨材として作用していることによると考察している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この製鋼スラグの水硬性を利用した実際の用途については言及されていない。
【０００５】
本発明は、製鋼スラグを用いたモルタル、コンクリートの代替となる水和硬化体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、比表面積が1000cm2/g以上の製鋼スラグと骨材の混合物がキレート化剤を含む水溶液で混練された製鋼スラグを用いた水和硬化体により解決される。
【０００７】
一般に、製鋼スラグの水硬性の反応速度は非常に遅いため、そのままではモルタルやコンクリートの代替として利用できない。そこで、何らかの方法で水硬性を促進させる必要がある。上記文献２のように水砕スラグ粉末、石膏、ＣａＣｌ２の副原料を合計で２０％近く添加して促進する方法もあるが、製鋼スラグの利用率が低下するので好ましくない。
【０００８】
本発明者らは、水砕スラグ粉末、石膏、CaCl2のなどの副原料を添加せず、製鋼スラグをキレート化剤を含む水溶液で混練すれば、その水硬性を促進でき、しかも製鋼スラグとして比表面積が1000cm2/g以上の粉末の製鋼スラグを用い、骨材を加えれて混練すれば、モルタルやコンクリートの代替となる水和硬化体が得られることを見出した。その原因は必ずしも明らかでないが、キレート化剤により製鋼スラグに含まれている難溶性の2CaO・Fe2O3や2CaO・SiO2が溶解し、水和反応が促進されたためと推察される。
【０００９】
骨材としては、細骨材、粗骨材ともに、製鋼スラグ、高炉徐冷スラグ、天然石から選ばれた１種または２種以上の混合物を用いることが望ましい。
【００１０】
キレート化剤としては、強アルカリ性溶液中で鉄、アルミニウム、マンガンなどの３価の金属イオンとキレート化合物を形成するトリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、フェノールから選ばれた１種または２種以上の混合物を用いることが望ましい。
【００１１】
キレート化剤を含む水溶液中のキレート化剤の濃度は、少量でも水硬性を促進する効果を有するが、０．０００５ｗｔ％以上にすると水硬性の促進が顕著になる。
【００１２】
比表面積が１０００ｃｍ２／ｇ以上の製鋼スラグは、粉末であるため経時的に膨張・粉化し難いが、膨張・粉化を完全に抑制するには、エージング処理された製鋼スラグを用いる方が好ましい。また、骨材に製鋼スラグを用いる場合も、同様な理由で、エージング処理された製鋼スラグを用いる方が好ましい。
【００１３】
製鋼スラグとしては、転炉、電気炉、混銑炉などで発生したスラグのみならず、溶銑予備処理スラグなども用いることができる。なお、骨材として製鋼スラグを用いる場合も同様である。
【００１４】
【実施例】
（実施例１）
蒸気エージングによりＪＩＳ Ａ ５０１５に規定された水浸膨張比を０．５％とした転炉スラグを比表面積３０００ｃｍ２／ｇに粉砕し、細骨材、粗骨材として高炉徐冷スラグを加え、種々のキレート化剤を１ｗｔ％含む水溶液で混練してモルタル試料を作成した。このとき、配合比は、重量比で水溶液１に対し、転炉スラグ２、細骨材５、粗骨材８とした。また、用いたキレート化剤は、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、フェノールである。そして、作成後２８日、９１日および３６５目の圧縮強度を、ＪＩＳ Ａ １１０８にしたがって測定した。
【００１５】
結果を表１に示す。
いずれのキレート化剤においても、材令とともに強度は増加しており、３６５日目で普通ポルトランドセメントで作成したモルタルの圧縮強度を大きく上回る圧縮強度が得られる。
【００１６】
【表１】
（実施例２）
実施例１の粉砕した転炉スラグに、種々の細骨材、粗骨材を加え、キレート化剤としてトリエタノールアミンを１ｗｔ％含む水溶液で混練して試料を作成した。このとき、水溶液、転炉スラグ、細骨材、粗骨材の配合比は実施例１の場合と同じである。また、用いた細骨材、粗骨材は、受け入れままの転炉スラグ、６ヶ月間エージング処理した転炉スラグ、高炉徐冷スラグ、天然石である。そして、実施例１と同様に、圧縮強度を測定した。
【００１８】
結果を表２に示す。
実施例１の場合と同様に、いずれの骨材においても材令とともに強度は増加しており、３６５日目で普通ポルトランドセメントで作成したモルタルの圧縮強度を大きく上回る圧縮強度が得られる。
【００１９】
【表２】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように構成されているので、製鋼スラグを用いたモルタル、コンクリートの代替となる水和硬化体を提供できる。
Claims (5)
- 比表面積が1000cm2/g以上の製鋼スラグと骨材の混合物が、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、フェノールから選ばれた 1 種または 2 種以上の混合物を含む水溶液で混練されたことを特徴とする製鋼スラグを用いた水和硬化体。
- 製鋼スラグがエージング処理された製鋼スラグであることを特徴とする請求項１に記載の製鋼スラグを用いた水和硬化体。
- 骨材が、製鋼スラグ、高炉徐冷スラグ、天然石から選ばれた1種または2種以上の混合物からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の製鋼スラグを用いた水和硬化体。
- 骨材としての製鋼スラグがエージング処理された製鋼スラグであることを特徴とする請求項3に記載の製鋼スラグを用いた水和硬化体。
- トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、フェノールから選ばれた 1 種または 2 種以上の混合物を含む水溶液の濃度が0.0005wt%以上であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の製鋼スラグを用いた水和硬化体。
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|---|---|---|---|
| JP34943898A JP3565062B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 製鋼スラグを用いた硬化体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34943898A JP3565062B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 製鋼スラグを用いた硬化体 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3565062B2 true JP3565062B2 (ja) | 2004-09-15 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP34943898A Expired - Fee Related JP3565062B2 (ja) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | 製鋼スラグを用いた硬化体 |
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-
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- 1998-12-09 JP JP34943898A patent/JP3565062B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2000169212A (ja) | 2000-06-20 |
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