KR101839661B1 - 수화 고화체의 제조 방법 및 수화 고화체 - Google Patents

Abstract

수화 고화체의 제조 방법은, 분립상의 제강 슬래그와 SiO₂ 함유 물질을 물로 혼련함으로써 제조되는 수화 고화체의 제조 방법으로서, 제강 슬래그로서, 80 ℃ 의 온수에 10 일간 침지한 후의 분화율이 2.5 질량％ 이하이고, 또한, 조립률이 4.5 이상인 제강 슬래그를 사용하고, SiO₂ 함유 물질로서 고로 슬래그 미분말 또는 고로 슬래그 미분말 및 플라이 애시를 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

수화 고화체의 제조 방법 및 수화 고화체{METHOD FOR PRODUCING HYDRATED SOLIDIFIED BODY, AND HYDRATED SOLIDIFIED BODY}

본 발명은 분립상의 제강 슬래그와 SiO₂ 함유 물질을 물로 혼련함으로써 제조되는 수화 고화체의 제조 방법 및 수화 고화체에 관한 것이다.

제강 공정에서 발생하는 슬래그 (이하, 제강 슬래그라고 약기) 는, 염기도가 높고, 유리 CaO 를 다량으로 함유하고 있다. 이 때문에, 제강 슬래그는 수화 반응에 의해 팽창되기 쉽기 때문에, 고로 슬래그와 같이 토목·건설 자재로서의 용도에는 적합하지 않고, 그 처리에 고생하고 있다. 그래서, 최근, 이와 같은 상황을 타파하기 위해, 제강 슬래그를 적극적으로 활용하는 기술이 제안되어 있다. 구체적으로, 특허문헌 1 에는, 제강 슬래그를 함유하는 골재와, 잠재 수경성을 갖는 실리카 함유 물질 및 포졸란 반응성을 갖는 실리카 함유 물질 중 1 종 또는 2 종을 50 ％ 이상 함유하고 수화 반응에 의해 고화되는 결합재를 혼합하여 수화 고화체를 제조하는 방법이 기재되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 결합재, 세골재, 및 조골재 전부를 분쇄 및/또는 파쇄한 철강 슬래그로 함과 함께, 결합재로서 고로 슬래그와 제강 슬래그를 혼합한 철강 슬래그를 사용하여 제조되는 슬래그 블록 (수화 고화체) 이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 평10-152364호 일본 공개특허공보 평2-233539호 일본 특허 제3654122호 일본 특허 제4438307호

그러나, 본 발명의 발명자들이, 특허문헌 1, 2 에 기재된 제조 방법을 사용하여 제강 슬래그를 원료로 하는 수화 고화체를 시작 (試作) 한 결과, 하기와 같은 문제점이 분명해졌다.

즉, 특허문헌 1 에 기재된 제조 방법에 의하면, 제강 슬래그로서 전로 (轉爐) 슬래그를 사용한 경우, 20 ℃ 의 수중에서 양생했을 때 수화 고화체가 붕괴되어, 만족할 수 있는 것이 되지 않는 경우가 있었다. 그래서, 본 발명의 발명자들이 이 원인을 상세하게 조사한 결과, 제강 과정에서 첨가되는 CaO 분이나 MgO 분이, 슬래그에 완전히 녹지 않고 잔류하고 있거나, 냉각시에 석출되거나 하고 있던 경우에, 수화 고화체가 붕괴되는 것을 알 수 있었다. 이것은, 슬래그 중에 CaO 나 MgO 의 형태로 존재하는 CaO 분이나 MgO 분이 수중 양생에 의해 수화 팽창되는 것에 의한다. 한편, 특허문헌 2 에 기재된 제조 방법과 같이, 결합재까지 포함하여 제강 슬래그를 주체적으로 이용한 경우에는, 대부분의 케이스에서 수화 고화체의 압축 강도가 불충분하고, 또, 안정적인 강도 발현이 곤란하였다. 그 때문에, 특허문헌 2 에 기재된 제조 방법에 의해 제조되는 수화 고화체는, 시멘트·콘크리트의 대체로서 사용할 만한 것은 아니었다.

또한, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 제강 슬래그의 종류를 한정함과 함께, 결합재로서 고로 슬래그 미분말을 주체로 하는 재료를 사용하는 수화 고화체의 제조 방법이 제안, 실용화되고 있다. 이 제조 방법에서는, 제강 슬래그로서 용선 예비 처리 슬래그를 사용함과 함께, 입경이 1.18 ㎜ 이하인 입자의 비율을, 물을 제외한 전체 배합량의 15 내지 55 질량％ 의 범위 내로 하는 것이 특허문헌 3 에 기재되어 있다. 또, 특허문헌 4 에는, 제강 슬래그의 분화율을 한정함으로써 안정적인 수화 고화체를 제조하는 기술이 기재되어 있다.

그래서, 본 발명의 발명자들은, 이것들 지견을 기초로 수화 고화체를 제조한 결과, 강도나 체적 안정성에 대해 양호한 특성이 얻어지는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 하여 얻어진 수화 고화체를 여러 가지 환경에 노출시켜 추적 조사를 실시한 결과, 바다 중이나 하천 중에 침지하여 사용한 경우에는 특별히 문제가 없는 것을 알 수 있었다. 그런데, 해안의 간만대나, 육상에서 강우나 일조에 노출된 경우에는, 수년 경과한 후에 대규모의 크랙이나 파손이 발생하는 케이스가 드물게 보여지는 것을 알 수 있었다. 이것에 대해서는, 잔류부로부터 코어 등을 빼내 정적인 압축 강도를 평가한 범위에서는, 큰 강도 저하는 확인되지 않고, 크랙 등이 발생하는 원인은 명확해지지 않았다.

제강 슬래그로 대표되는 산업 부산물을 보다 유효적으로 이용해 가기 위해서는, 수화 고화체는 바다 중이나 물 중에서의 이용에 한정되지 않고, 연안 지역의 소파 블록이나 육역의 토간 콘크리트 대체 등의 여러 가지 용도로의 이용이 불가결하다. 그 경우, 수화 고화체는 기온이나 일조 등의 여러 가지 자연 환경속에서 장기에 걸쳐 사용되는 것이기 때문에, 장기적인 내구성도 필요한 특성이 된다. 종래에는, 제강 슬래그의 팽창 안정성에서 기인되는 내구성에 대해 많은 검토가 이루어져 왔다. 그러나, 과거의 지견을 기초로 체적이 안정적인 제강 슬래그를 사용한 경우에도, 작은 사이즈에서는 문제는 없기는 하지만, 대형 제품을 어느 조건에 노출시킨 경우에는 내구성이 떨어질 가능성이 있는 것을 알 수 있어, 그 대책이 요구되고 있었다.

본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 반복 응력 이 가해지는 환경에서도 높은 내구성을 갖는 수화 고화체를 얻는 것이 가능한 수화 고화체의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 반복 응력이 가해지는 환경에서도 높은 내구성을 갖는 수화 고화체를 제공하는 것에 있다.

분립상의 제강 슬래그에서 분화율이 낮은 것은, 콘크리트에 있어서의 골재와 유사한 기능을 갖고, 또한, 일부 결합재의 반응에 기여한다고 전해지고 있다. 철강 슬래그의 입도로는 25 ㎜ 이하라는 것 이외에는 특별한 규정은 없다 (「철강 슬래그 수화 고화체 기술 매뉴얼」 ((재) 연안 기술 연구 센터) 참조). 또, 상기 서술한 바와 같이, 특허문헌 3 에는, 1.18 ㎜ 이하의 입자의 비율을 물을 제외한 전체 배합량의 15 내지 55 질량％ 의 범위 내로 하는 것이 기재되어 있다.

본 발명의 발명자들이 이 조건을 만족하는 제강 슬래그를 여러 가지 배합 조건으로 혼련하고, 수화 고화체를 노출 평가한 결과, 사석 (捨石) 이나 소규모 블록 등으로 한 것에 대해서는 문제가 없는 것을 알 수 있었다. 그러나, 1 개의 덩어리로서 중량이 2.5 톤을 초과하는 큰 블록이거나, 열 환경이나 건습이 사이클릭하게 변화하는 환경에 놓여진 것이거나 했을 경우, 크랙이 발생하는 케이스가 있는 것을 알 수 있었다.

그리고, 본 발명의 발명자들은, 그 원인을 예의 검토한 결과, 제강 슬래그의 입도의 영향이 매우 큰 것을 알아내었다. 본 발명의 발명자들은, 특히 1.18 ㎜ 이하와 같은 미세한 입도의 입자 비율을 결정할 뿐만 아니라, 입도가 큰 입자가 적당한 비율로 존재하고 있는 것이 중요한 것을 알아내어, 본 발명을 상도하기에 이르렀다.

본 발명에 관련된 수화 고화체의 제조 방법은, 분립상의 제강 슬래그와 SiO₂ 함유 물질을 물로 혼련함으로써 제조되는 수화 고화체의 제조 방법으로서, 상기 제강 슬래그로서, 80 ℃ 의 온수에 10 일간 침지한 후의 분화율이 2.5 질량％ 이하이고, 또한, 조립률 (粗粒率) 이 4.5 이상인 제강 슬래그를 사용하고, 상기 SiO₂ 함유 물질로서, 고로 슬래그 미분말 또는 고로 슬래그 미분말 및 플라이 애시를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 수화 고화체의 제조 방법은, 상기 발명에 있어서, 상기 제강 슬래그로서, 입경이 0.5 ㎜ 이하의 범위 내에 있는 입자의 비율이 10 질량％ 이상인 제강 슬래그를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 수화 고화체의 제조 방법은, 상기 발명에 있어서, 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속의 산화물, 수산화물, 황산염, 및 염화물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을, 고로 슬래그 미분말 및 플라이 애시의 합계 함유량에 대해 0.2 내지 20 질량％ 의 범위 내에서 첨가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 수화 고화체의 제조 방법은, 상기 발명에 있어서, 보통 포틀랜드 시멘트, 플라이 애시 시멘트, 및 복합 시멘트에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을, 고로 슬래그 미분말 및 플라이 애시의 합계 함유량에 대해 200 질량％ 를 상한으로 하여 첨가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 수화 고화체의 제조 방법은, 상기 발명에 있어서, 나프탈렌술폰산 및/또는 폴리카르복실산을 고로 슬래그 미분말, 플라이 애시, 및 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속의 산화물, 수산화물, 황산염, 및 염화물의 합계 함유량에 대해 0.1 내지 2.0 질량％ 의 범위 내에서 첨가하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 수화 고화체는, 본 발명에 관련된 수화 고화체의 제조 방법을 이용하여 제조된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 수화 고화체는, 상기 발명에 있어서, 고화 후의 100 만회 피로 강도가 정적 피로 강도의 50 ％ 를 초과하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 수화 고화체는, 상기 발명에 있어서, 해역 연안의 간만대 (tidal zone), 비말대 (splash zone), 또는 육역에서 이용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관련된 수화 고화체는, 상기 발명에 있어서, 중량 1 톤 이상의 부재에 이용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 반복 응력이 가해지는 환경에서도 높은 내구성을 갖는 수화 고화체를 제공할 수 있다.

도 1 은 제강 슬래그의 FM 값과 파괴까지의 반복 부하 횟수의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2 는 세립측 10 ％ 의 슬래그 직경과 혼련물의 슬럼프의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.

제강 슬래그를 사용하여 제조되는 수화 고화체는, 제강 슬래그로서 팽창 안정성이 낮은 것을 골재 상당재로서 사용하고, 추가로 결합재와 물을 첨가하여 혼련함으로써 제조된다. 본 발명에서는, 높은 내구성을 얻기 위해서, 제강 슬래그로서, 상기를 포함하여 이하의 조건 (1), (2) 를 만족하는 것을 사용한다. 또, 본 발명에서는, 결합재로서, 고로 슬래그 미분말 또는 고로 슬래그 미분말 및 플라이 애시 등의 SiO₂ 함유 물질을 사용한다.

(1) CaO 나 MgO 와 같은 팽창성을 갖는 광물의 함유율이 낮고, 분화율이 낮은 것

(2) 조립률 (FM 값) 이 4.5 이상인 것

제강 슬래그로는, 용선 예비 처리 슬래그 (탈인 슬래그나 탈규 슬래그 등), 전로 탈탄 슬래그, 전기로 슬래그 등을 예시할 수 있고, 이들 중 1 종 이상을 사용할 수 있다. 제강 슬래그는 최대 입경이 25 ㎜ 이하의 입도인 것임이 바람직하다.

제강 슬래그에는, 정련의 프로세스에 있어서 CaO 나 MgO 가 혼입된다. CaO 나 MgO 의 대부분은 SiO₂ 나 FeO 등의 다른 원소와 복합 산화물을 만들지만, 일부는 유리 CaO 나 유리 MgO 상태로 존재한다. 유리 CaO 나 유리 MgO 가 그대로 다량으로 남아 있으면, 수분과 반응하여 Ca(OH)₂ 나 Mg(OH)₂ 가 되어 팽창된다. 이들 광물상은, 제강 슬래그의 조성이나 냉각을 제어함으로써 낮게 억제할 수 있다.

제강 슬래그를 옥외의 야드에서 장기간 웨더링하거나, 증기 에이징하여 수화 반응을 촉진시키거나 함으로써, 수화 고화체의 제조에 사용하기 전에 유리 CaO 나 유리 MgO 를 Ca(OH)₂ 나 Mg(OH)₂ 로 변화시켜 둔다. 이로써, 제강 슬래그를 골재 상당재로서 사용할 때에는 문제가 없어진다. 이것에 대해서는, 사용하는 제강 슬래그가, 80 ℃ 에서 10 일간 온수 양생했을 때 분상 (粉狀) 이 되는 비율이 2.5 질량％ 이하이면, 수화 고화체의 강도에는 영향을 미치지 않는다. 따라서, 이와 같은 제강 슬래그를 응력 등의 환경에 의한 변화가 적은 소형 제품 용도로 사용해도, 제품의 파손 등에는 영향이 없다.

종래의 지견에 기초하여 제강 슬래그에 대해 입경 1.18 ㎜ 이하의 입자 비율만을 규정하여 큰 블록을 제조하여 육상이나 간만대에 노출시킨 결과, 경우에 따라서는 장기간 노출되면 대규모의 파손이 일어나는 것이 관찰되었다. 큰 형상의 것을 이용하는 용도는, 큰 것이 필요시되는 것으로, 바꿔 말하면, 사용 중의 파손에 의해 단체 중량이 경량이 되는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 돌 대체품과 같은 용도와 비교하면 높은 내구성이 요구된다.

이와 같은 큰 형상에서 파괴가 일어난 것의 원료 배합이나 재료 특성 등을 바탕으로, 파괴가 일어나지 않는 조건에 대해 예의 조사한 결과, 사용하는 제강 슬래그의 미세한 입도 비율뿐만 아니라, 전체 입도의 밸런스에 의해 내구성이 크게 변화되는 것을 알 수 있었다. 제강 슬래그는 천연의 석재와는 달리, 부산물로서 용융물을 응고시켜 파쇄된 것을 이용하고 있기 때문에, 입도는 그 후의 용도에 따라 여러 가지이고, 이것을 최적의 조건으로 파쇄하여 적용하는 것이 중요한 것을 알 수 있었다.

그래서, 각 조건의 정적 파괴 강도를 100 ％ 로 했을 때의 50 ％ 상당 강도의 반복 부하를 가했을 때, 부하를 몇 회 가했을 때 파괴가 일어나는지를 조사하였다. 그 결과, 골재의 특성을 입도의 지표인 FM (Fineness Modulus) 값으로 평가하면, 그 관계가 명확해지는 것을 알 수 있었다. 즉, 체 메시가 37.5, 19.0, 9.50, 4.75, 2.36, 1.18, 0.60, 0.30, 0.15 ㎜ 인 각 체로 쳐서 입도 분포를 측정하고, 그 체에 남는 질량 백분율을 총합하여 100 으로 나눈 것을 FM 값으로 하여 파괴 횟수를 조사하였다. 그 결과, 도 1 에 나타내는 바와 같이, FM 값이 작아지면 급격하게 파괴가 일어나기 쉬워지고, FM 값이 4.5 이상에서는 100 만회를 초과하는 피로 내구성을, 또한 FM 값이 4.8 이상에서는 200 만회 이상의 피로 내구성을 확보할 수 있는 것을 알아내었다. 즉, 본 발명의 발명자들은, 제강 슬래그의 FM 값을 4.5 이상, 보다 바람직하게는 4.8 이상으로 하면, 높은 내구성을 갖는 수화 고화체를 얻을 수 있는 것을 알아내었다.

또한, 본 명세서에 있어서, 대형의 부재란, 단체이며 중량이 1 톤을 초과하는 크기의 부재인 것을 의미한다. 중량이 1 톤보다 가벼운 부재에 대해서는, FM 값이 4.5 를 하회해도 안정적인 성능을 대략 얻을 수 있다. 단, 구조적으로 일부에 부하가 가해지는 경우나 건습의 변동이 큰 경우에는, 중량이 1 톤보다 가벼운 부재에 대해서도 FM 값이 4.5 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, FM 값을 크게 한다고 해도, 유동성의 관점에서, 시공 방법 등에 따라 그 범위에는 스스로 제약이 있어, FM 값은 6.4 이하, 보다 바람직하게는 6.0 이하로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어 5 ㎜ 정도의 제강 슬래그만을 사용한 경우에는, 혼련물의 유동성이 저하되어 시공성이 나빠진다. 이 때문에, 본 발명의 발명자들은, 시공성을 유지하는 데에 필요한 조건을 더욱 검토하였다. 그 결과, 본 발명의 발명자들은, 제강 슬래그의 미세한 부분의 비율이 혼련·시공에 강하게 영향을 주고 있는 것을 알아내었다.

그래서, 제강 슬래그 중의 세립측 10 질량％ 의 슬래그의 직경 (D₁₀) 에 주목하여, 동일한 배합 (물 198 kg/㎥, 결합재 527 kg/㎥, 잔부를 제강 슬래그) 으로 혼련물의 슬럼프를 조사하였다. 그 결과, 도 2 에 나타내는 바와 같이, D₁₀ 이 0.5 ㎜ 를 하회하고 있던 경우, 바꾸어 말하면, 0.5 ㎜ 이하의 입자의 비율이 10 질량％ 를 초과하고 있던 경우, 양호한 시공성이 유지되었다. 이에 대하여, D₁₀ 이 0.5 ㎜ 를 초과한 경우에는, 슬럼프 콘을 빼낸 시점에서 시험체의 상부가 침하되지 않고 측방으로 붕괴되었기 때문에, 슬럼프의 평가로는 0 ㎝ 로 하였다.

입도 전체에서 FM 값을 높게, 즉 거친 입자를 늘려 내구성을 확보하는 본 발명에서는, 추가로 0.5 ㎜ 이하의 입자의 비율을 10 질량％ 이상 갖는 적성인 입도 분포를 갖는 제강 슬래그를 사용함으로써, 높은 내구성과 양호한 혼련·시공성을 확보하는 것이 가능해진다.

상기 슬래그를 사용함으로써, 제강 슬래그를 골재로서 사용하여, 높은 내구성을 갖는 고화체를 얻을 수 있다. 내구성이 높기 때문에, 소형 용도뿐만 아니라, 중량이 1 톤을 초과하는 큰 부재에도 사용할 수 있다. 특히 건습이 반복되는 해안의 간만대나 비말대, 강우와 일조가 반복되는 육상 등에서, 자연석의 대체로서의 피복석 등으로의 이용이나, 소파 블록으로 대표되는 시멘트 블록과 동일하게 사용하는 것이 가능하다.

본 발명은, 상기와 같은 제강 슬래그를 사용함으로써, 장기적인 내구성을 확보하는 것이다. 추가로 더하여, 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속의 산화물, 수산화물, 황산염, 및 염화물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을 0.2 질량％ 이상 첨가해도 된다. 이로써, 수화 고화체의 초기 강도를 안정적으로 발현시킬 수 있는 것, 고화를 촉진시켜 양생에 요하는 시간을 단축시킬 수 있는 것 등, 시공 관리상의 품질 개선을 도모할 수 있다. 첨가량의 상한은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 20 질량％ 를 초과하여 첨가해도 그 효과가 포화되므로, 첨가량의 상한은 20 질량％ 로 한다.

보통 포틀랜드 시멘트, 플라이 애시 시멘트, 및 복합 시멘트를 SiO₂ 함유 물질의 보조 재료로서 이용할 수도 있다. 예를 들어, 고로 슬래그 미분말의 생산 장소와 고화체의 제조 장소가 떨어져 있는 등, 다량의 고로 슬래그 미분말의 입수가 경제적으로 우위가 아닌 경우, 또는 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속의 산화물, 수산화물, 황산염, 및 염화물을 입수하기 어려운 경우에 적합하다. 이 경우, 미분 부분의 입도 구성이 변화되고, 비중이 무거운 제강 슬래그가 분리되기 쉬워지기 때문에, 이들 함유량은 고로 슬래그 미분말 및 플라이 애시의 합계 함유량에 대해 200 질량％ 를 상한으로 한다.

나프탈렌술폰산 및/또는 폴리카르복실산을 첨가하면, 원료를 물과 함께 혼련할 때의 혼련성이 향상된다. 그 때문에, 혼련에 필요한 물의 양을 저감시킬 수 있고, 그 결과, 보다 고강도의 수화 고화체가 얻어진다. 첨가량이 고로 슬래그 미분말, 플라이 애시 및 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속의 산화물, 수산화물, 황산염, 및 염화물의 합계 함유량에 대해 0.1 질량％ 미만에서는 효과가 부족하다. 한편, 2.0 질량％ 를 초과하여 첨가해도 효과가 포화되므로, 첨가량은 0.1 내지 2.0 질량％ 의 범위 내로 한정한다.

[실시예]

본 실시예에서는, 입도를 조정한 분립상 제강 슬래그를 사용하여 수화 고화체를 제작하였다. 분립상 제강 슬래그로는, 고로로부터 출선된 고로 용선을 탈인 처리했을 때 발생한 용선 예비 처리 슬래그를 사용하였다. 또, 결합재로는 고로 수쇄 슬래그 미분말 및 플라이 애시를 사용하고, 알칼리 자극재로서 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였다. 시험에 사용한 제강 슬래그의 입도, FM 값, 및 D₁₀ 은, 본 발명 범위 및 비교 조건으로서 선정하였다. 그 때의 입도, FM 값, 및 D₁₀ 을 표 1 에 나타낸다.

분립상 제강 슬래그, 결합재, 알칼리 자극재, 및 물을 표 2 에 나타내는 배합으로 믹서를 사용하여 혼련하였다. 워커빌리티를 평가하기 위해, 혼련물의 슬럼프를 일본 공업 규격 JIS A 1101 의 슬럼프 시험 방법에 의해 측정한 후, 10 ㎝ × 10 ㎝ × 40 ㎝ 의 형 프레임으로 성형하였다. 성형물을 2 일 후에 탈 프레임하고, 20 ℃ 수중에서 28 일 양생한 후, 굽힘 피로 시험을 실시하였다. 굽힘 피로 시험은, 일본 공업 규격 JIS A 1106 의 굽힘 강도 시험 방법으로 구한 파괴 응력을 기준으로 하고, 그 50 ％ 응력을 상한 응력, 5 ％ 응력을 하한 응력으로 하여 주파수 7 Hz 에서 반복하여 재하 (載荷) 하였다. 파괴가 일어날 때까지의 횟수에 따라, 횟수가 1 × 10⁶ 회를 초과한 것을 ○, 횟수가 1 × 10⁶ 회를 하회한 것을 × 로 판정하였다. 슬럼프 및 내구성의 결과를 표 1 과 함께 나타낸다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 제강 슬래그의 조립률이 본 발명의 범위 내에 있는 경우, 높은 내구성이 얻어졌다. 이에 대하여, 제강 슬래그의 조립률이 낮은 것에 대해서는, 내구성을 충분히 확보할 수 없는 것이 확인되었다. 또, D₁₀ 이 큰 조건에서는, 내구성은 확보할 수 있지만, 프레시 상태로 슬럼프 콘을 끌어올리면 시험체의 상부가 침하되지 않고 주위로 무너져, 슬럼프를 측정할 수 없었다. D₁₀ 은 커도 형상이나 성형 방법에 따라서는 성형은 가능하지만, 시공성이나 마무리를 양호한 고화물로 하기 위해서는, D₁₀ 을 0.5 ㎜ 이하의 범위 내로 하는 것이 바람직한 것이 확인되었다. 이상과 같이 본 발명의 범위로 함으로써, 종래에는 없는 높은 내구성을 안정적으로 발현시키는 것이 가능해졌다.

산업상 이용가능성

이상과 같이, 본 발명은 분립상의 제강 슬래그와 SiO₂ 함유 물질을 물로 혼련함으로써 수화 고화체를 제조하는 처리에 적용할 수 있다.

Claims (9)

1. 분립상의 제강 슬래그와 SiO₂ 함유 물질을 물로 혼련함으로써 제조되는 수화 고화체의 제조 방법으로서,
   상기 제강 슬래그로서, 80 ℃ 의 온수에 10 일간 침지한 후의 분화율이 2.5 질량％ 이하이고, 또한, 조립률이 4.5 이상인 제강 슬래그를 사용하고, 상기 SiO₂ 함유 물질로서, 고로 슬래그 미분말 또는 고로 슬래그 미분말 및 플라이 애시를 사용하고,
   알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속의 산화물, 수산화물, 황산염, 및 염화물 중에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을, 고로 슬래그 미분말 및 플라이 애시의 합계 함유량에 대해 0.2 내지 20 질량％ 의 범위 내에서 첨가하며,
   나프탈렌술폰산 및/또는 폴리카르복실산을 고로 슬래그 미분말, 플라이 애시, 및 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속의 산화물, 수산화물, 황산염, 및 염화물의 합계 함유량에 대해 0.1 내지 2.0 질량％ 의 범위 내에서 첨가하는 것을 특징으로 하는 수화 고화체의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제강 슬래그로서, 입경이 0.5 ㎜ 이하의 범위 내에 있는 입자의 비율이 10 질량％ 이상인 제강 슬래그를 사용하는 것을 특징으로 하는 수화 고화체의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   보통 포틀랜드 시멘트, 플라이 애시 시멘트, 및 복합 시멘트에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을, 고로 슬래그 미분말 및 플라이 애시의 합계 함유량에 대해 200 질량％ 를 상한으로 하여 첨가하는 것을 특징으로 하는 수화 고화체의 제조 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   보통 포틀랜드 시멘트, 플라이 애시 시멘트, 및 복합 시멘트에서 선택된 1 종 또는 2 종 이상을, 고로 슬래그 미분말 및 플라이 애시의 합계 함유량에 대해 200 질량％ 를 상한으로 하여 첨가하는 것을 특징으로 하는 수화 고화체의 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 수화 고화체의 제조 방법을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 수화 고화체.
6. 제 5 항에 있어서,
   고화 후의 100 만회 피로 강도가 정적 피로 강도의 50 ％ 를 초과하는 것을 특징으로 하는 수화 고화체.
7. 제 5 항에 있어서,
   해역 연안의 간만대 (tidal zone), 비말대 (splash zone), 또는 육역에서 이용되는 것을 특징으로 하는 수화 고화체.
8. 제 6 항에 있어서,
   해역 연안의 간만대 (tidal zone), 비말대 (splash zone), 또는 육역에서 이용되는 것을 특징으로 하는 수화 고화체.
9. 제 5 항에 있어서,
   중량 1 톤 이상의 부재에 이용되는 것을 특징으로 하는 수화 고화체.

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