JP2002179451A - スラグ骨材を用いたコンクリートまたはモルタル - Google Patents
スラグ骨材を用いたコンクリートまたはモルタルInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製鋼スラグを確実に膨張抑制して骨材として
用い、普通コンクリートと同様の配合、および打設作業
ができ、凍結融解作用に対する耐久性などの諸性能も普
通コンクリートと同等以上のコンクリート、あるいはモ
ルタルを提供する。 【解決手段】 製鋼スラグと、製鋼スラグの２０質量％
以上７０質量％以下の高炉水砕スラグを含有する骨材を
用いることを特徴とするコンクリートまたはモルタルに
より解決される。
用い、普通コンクリートと同様の配合、および打設作業
ができ、凍結融解作用に対する耐久性などの諸性能も普
通コンクリートと同等以上のコンクリート、あるいはモ
ルタルを提供する。 【解決手段】 製鋼スラグと、製鋼スラグの２０質量％
以上７０質量％以下の高炉水砕スラグを含有する骨材を
用いることを特徴とするコンクリートまたはモルタルに
より解決される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートまた
はモルタルに関し、詳しくは膨張・崩壊によって有効利
用が妨げられていた製鋼スラグを、高炉水砕スラグと混
合することで確実に膨張・崩壊を抑制し、ＪＩＳ規定の
骨材粒度範囲内に適合する骨材として用いるコンクリー
トまたはモルタルに関するものである。
はモルタルに関し、詳しくは膨張・崩壊によって有効利
用が妨げられていた製鋼スラグを、高炉水砕スラグと混
合することで確実に膨張・崩壊を抑制し、ＪＩＳ規定の
骨材粒度範囲内に適合する骨材として用いるコンクリー
トまたはモルタルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高炉スラグはコンクリートまたはモルタ
ル材料としてＪＩＳに規定されるに至っているが、製鋼
スラグは膨張・崩壊するといった問題があるためにコン
クリートまたはモルタル材料として利用することは不可
能であった。そこで、特開平10-152364号公報では、潜
在水硬性を有するシリカ含有物質とポゾラン反応性を有
するシリカ含有物質のうち1種または2種をセメントの５
０％以上含有させることによって製鋼スラグの膨張・崩
壊を抑制し、コンクリートあるいはモルタルのような水
和固化体として利用する方法が記載されている。
ル材料としてＪＩＳに規定されるに至っているが、製鋼
スラグは膨張・崩壊するといった問題があるためにコン
クリートまたはモルタル材料として利用することは不可
能であった。そこで、特開平10-152364号公報では、潜
在水硬性を有するシリカ含有物質とポゾラン反応性を有
するシリカ含有物質のうち1種または2種をセメントの５
０％以上含有させることによって製鋼スラグの膨張・崩
壊を抑制し、コンクリートあるいはモルタルのような水
和固化体として利用する方法が記載されている。
【０００３】また、特開平10-287454号公報では、製鋼
スラグ１００容量部と含有するシリカとアルミナの合計
が８０％以上の石炭灰１４〜４００容量部、若しくは製
鋼スラグ１００容量部と、高炉スラグ１０〜４００容量
部と、シリカとアルミナの合計が８０％以上の石炭灰１
０〜６００容量部とからなることを特徴とする細骨材を
用いてコンクリートあるいはモルタル等として利用する
方法が記載されている。
スラグ１００容量部と含有するシリカとアルミナの合計
が８０％以上の石炭灰１４〜４００容量部、若しくは製
鋼スラグ１００容量部と、高炉スラグ１０〜４００容量
部と、シリカとアルミナの合計が８０％以上の石炭灰１
０〜６００容量部とからなることを特徴とする細骨材を
用いてコンクリートあるいはモルタル等として利用する
方法が記載されている。
【０００４】以上の技術は全て、製鋼スラグの膨張因子
である未反応ＣａＯが水和して著しく体積膨張する代わ
りに、潜在水硬性を有するシリカ含有物質やポゾラン反
応性を有するシリカ含有物質あるいはシリカとアルミナ
を含む石炭灰から溶出したシリカ、アルミナといったポ
ゾラン物質と未反応ＣａＯをポゾラン反応させることに
よって体積膨張を抑制させるものである。ポゾラン反応
とは、ポゾラン（シリカ質またはシリカおよびアルミナ
質の微粉末）が、水酸化カルシウムと水の存在のもとで
常温で結合し、不溶性の化合物をつくるというものであ
る。
である未反応ＣａＯが水和して著しく体積膨張する代わ
りに、潜在水硬性を有するシリカ含有物質やポゾラン反
応性を有するシリカ含有物質あるいはシリカとアルミナ
を含む石炭灰から溶出したシリカ、アルミナといったポ
ゾラン物質と未反応ＣａＯをポゾラン反応させることに
よって体積膨張を抑制させるものである。ポゾラン反応
とは、ポゾラン（シリカ質またはシリカおよびアルミナ
質の微粉末）が、水酸化カルシウムと水の存在のもとで
常温で結合し、不溶性の化合物をつくるというものであ
る。
【０００５】製鋼スラグの膨張を抑制する物質の扱いは
上記２つの公報においては異なっており、特開平10-152
364号公報では、潜在水硬性を有するシリカ含有物質や
ポゾラン反応性を有するシリカ含有物質は、潜在水硬性
を有するシリカ含有物質が高炉水砕スラグを４０００ｃ
ｍ２／ｇの微粉末としたものの他、ポゾラン反応性を有
するシリカ含有物質もフライアッシュまたはシリカフュ
ームという粉末状のものであるため、これら製鋼スラグ
の膨張を抑制する材料はセメントの混和材としてと扱
い、結合材としている。しかし、これでは製鋼スラグの
膨張・崩壊を抑制する材料である潜在水硬性を有するシ
リカ含有物質やポゾラン反応性を有するシリカ含有物質
を、骨材として用いる製鋼スラグに一定の割合で配合す
るのが困難となる。即ち、確実な製鋼スラグの膨張抑制
を保証しにくいという課題がある。
上記２つの公報においては異なっており、特開平10-152
364号公報では、潜在水硬性を有するシリカ含有物質や
ポゾラン反応性を有するシリカ含有物質は、潜在水硬性
を有するシリカ含有物質が高炉水砕スラグを４０００ｃ
ｍ２／ｇの微粉末としたものの他、ポゾラン反応性を有
するシリカ含有物質もフライアッシュまたはシリカフュ
ームという粉末状のものであるため、これら製鋼スラグ
の膨張を抑制する材料はセメントの混和材としてと扱
い、結合材としている。しかし、これでは製鋼スラグの
膨張・崩壊を抑制する材料である潜在水硬性を有するシ
リカ含有物質やポゾラン反応性を有するシリカ含有物質
を、骨材として用いる製鋼スラグに一定の割合で配合す
るのが困難となる。即ち、確実な製鋼スラグの膨張抑制
を保証しにくいという課題がある。
【０００６】これに対して特開平10-287454号公報で
は、シリカとアルミナの合計が８０％以上の石炭灰を製
鋼スラグと同じ細骨材として扱うことにより、製鋼スラ
グに対してその膨張抑制を行う物質（シリカとアルミナ
の合計が８０％以上の石炭灰）を一定の割合で配合する
こととしている。しかし、結合材であるセメントと細骨
材の一部となる石炭灰が粉分であるため、全体的に粉分
が多いコンクリートとなり、コンクリート配合の際に、
一般コンクリートで得られている細骨材率、単位粗骨材
容積および単位水量の概略値は用いることができず、独
自の配合を見出す必要がある。特に単位水量は多くなる
傾向にある。この他、粉分の増加はコンクリートの粘性
増を招いて微細な気泡を入りにくくし、コンシステンシ
ー（やわらかさの程度で示されるまだ固まらないコンク
リートの性質）の悪化や凍結融解作用に対する耐久性低
下を引き起こす他、さらにはフライアッシュがポゾラン
であることも微細な空気が入らないことと相俟って、ブ
リージング（コンクリートを打設した後、水が分離上昇
してコンクリートの上面に浮いてくる現象）を極めて少
なくし、コンクリートの表面仕上げを困難なものとして
しまう。
は、シリカとアルミナの合計が８０％以上の石炭灰を製
鋼スラグと同じ細骨材として扱うことにより、製鋼スラ
グに対してその膨張抑制を行う物質（シリカとアルミナ
の合計が８０％以上の石炭灰）を一定の割合で配合する
こととしている。しかし、結合材であるセメントと細骨
材の一部となる石炭灰が粉分であるため、全体的に粉分
が多いコンクリートとなり、コンクリート配合の際に、
一般コンクリートで得られている細骨材率、単位粗骨材
容積および単位水量の概略値は用いることができず、独
自の配合を見出す必要がある。特に単位水量は多くなる
傾向にある。この他、粉分の増加はコンクリートの粘性
増を招いて微細な気泡を入りにくくし、コンシステンシ
ー（やわらかさの程度で示されるまだ固まらないコンク
リートの性質）の悪化や凍結融解作用に対する耐久性低
下を引き起こす他、さらにはフライアッシュがポゾラン
であることも微細な空気が入らないことと相俟って、ブ
リージング（コンクリートを打設した後、水が分離上昇
してコンクリートの上面に浮いてくる現象）を極めて少
なくし、コンクリートの表面仕上げを困難なものとして
しまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】製鋼スラグは鉄分が豊
富であるため、水田の土壌改良材として用いられる他、
多量の石灰、珪酸、苦土分を持っていることから酸性土
壌の改良材として用いられている。また、製鋼スラグに
は燐酸が含まれているため、土壌改良とともに肥料とし
ての役割も果す。
富であるため、水田の土壌改良材として用いられる他、
多量の石灰、珪酸、苦土分を持っていることから酸性土
壌の改良材として用いられている。また、製鋼スラグに
は燐酸が含まれているため、土壌改良とともに肥料とし
ての役割も果す。
【０００８】しかし、このような有効的な利用は製鋼ス
ラグ生成量の１％程度でしかなく、現状は、大半が土木
工事での仮設材料といった低級な用途に利用されてい
る。これは、製鋼スラグは製鋼工程で発生するものであ
り、製銑工程で発生する高炉スラグが非常に均質なのと
比べると、鋼種が異なると製鋼スラグ品質も異なるとい
った問題があるのに加え、何よりも製鋼スラグには遊離
石灰が含有されており、その水和反応によってスラグ自
体が膨張・崩壊するためである。
ラグ生成量の１％程度でしかなく、現状は、大半が土木
工事での仮設材料といった低級な用途に利用されてい
る。これは、製鋼スラグは製鋼工程で発生するものであ
り、製銑工程で発生する高炉スラグが非常に均質なのと
比べると、鋼種が異なると製鋼スラグ品質も異なるとい
った問題があるのに加え、何よりも製鋼スラグには遊離
石灰が含有されており、その水和反応によってスラグ自
体が膨張・崩壊するためである。
【０００９】以上のような背景から製鋼スラグの有効利
用は強く望まれており、それに対応して製鋼スラグの膨
張・崩壊を抑制してコンクリート骨材として利用可能と
する技術が本発明である。しかし、製鋼スラグを確実に
膨張抑制して骨材として用い、普通コンクリートと同様
の配合、および打設作業ができ、凍結融解作用に対する
耐久性などの諸性能も普通コンクリートと同等以上のコ
ンクリート、あるいはモルタルを提供する技術は、未だ
開示されていない。
用は強く望まれており、それに対応して製鋼スラグの膨
張・崩壊を抑制してコンクリート骨材として利用可能と
する技術が本発明である。しかし、製鋼スラグを確実に
膨張抑制して骨材として用い、普通コンクリートと同様
の配合、および打設作業ができ、凍結融解作用に対する
耐久性などの諸性能も普通コンクリートと同等以上のコ
ンクリート、あるいはモルタルを提供する技術は、未だ
開示されていない。
【００１０】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、骨材として製鋼スラグに高炉水砕ス
ラグを混ぜたものを用い、製鋼スラグの膨張因子である
フリーＣａＯを高炉水砕スラグの水硬反応材料に置き換
えることによってコンクリートやモルタルを提供するこ
とを目的とする。
になされたもので、骨材として製鋼スラグに高炉水砕ス
ラグを混ぜたものを用い、製鋼スラグの膨張因子である
フリーＣａＯを高炉水砕スラグの水硬反応材料に置き換
えることによってコンクリートやモルタルを提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題は、製鋼スラグ
と、製鋼スラグの２０質量％以上７０質量％以下の高炉
水砕スラグを含有する骨材を用いることを特徴とするコ
ンクリートまたはモルタルにより解決される。本発明者
らが上記目的を達成すべく検討した結果、製鋼スラグを
コンクリートもしくはモルタルの骨材に用いる場合、製
鋼スラグの２０質量％以上から７０質量％以下にあたる
高炉水砕スラグを細骨材として加えることで、硬化後の
コンクリートあるいはモルタルが製鋼スラグの膨張・崩
壊によって破壊することを防ぎ得ることを新規に知見し
た。
と、製鋼スラグの２０質量％以上７０質量％以下の高炉
水砕スラグを含有する骨材を用いることを特徴とするコ
ンクリートまたはモルタルにより解決される。本発明者
らが上記目的を達成すべく検討した結果、製鋼スラグを
コンクリートもしくはモルタルの骨材に用いる場合、製
鋼スラグの２０質量％以上から７０質量％以下にあたる
高炉水砕スラグを細骨材として加えることで、硬化後の
コンクリートあるいはモルタルが製鋼スラグの膨張・崩
壊によって破壊することを防ぎ得ることを新規に知見し
た。
【００１２】上記の製鋼スラグ量と高炉水砕スラグ量の
関係さえ満たしていれば、細骨材には高炉徐冷スラグ、
フェロニッケルスラグ、銅スラグ、スラグレータによっ
て粉化・崩壊しないように加工された電気炉スラグ、
砂、砕砂、人工軽量骨材のうち１種あるいは２種類以上
の組み合わせを混合でき、粗骨材には高炉徐冷スラグ、
砂利、砕石、人工軽量骨材のうち１種あるいは２種類以
上の組み合わせを混合させることができる。また、製鋼
スラグを細骨材のみに用いる場合、高炉水砕スラグは粒
径の都合上、細骨材のみに混合するものであるから、粗
骨材の全量にこれらの骨材を用いることになる。これら
の骨材のうちで好ましいものは、省資源と大量発生する
高炉スラグの利用につながる高炉徐冷スラグである。
関係さえ満たしていれば、細骨材には高炉徐冷スラグ、
フェロニッケルスラグ、銅スラグ、スラグレータによっ
て粉化・崩壊しないように加工された電気炉スラグ、
砂、砕砂、人工軽量骨材のうち１種あるいは２種類以上
の組み合わせを混合でき、粗骨材には高炉徐冷スラグ、
砂利、砕石、人工軽量骨材のうち１種あるいは２種類以
上の組み合わせを混合させることができる。また、製鋼
スラグを細骨材のみに用いる場合、高炉水砕スラグは粒
径の都合上、細骨材のみに混合するものであるから、粗
骨材の全量にこれらの骨材を用いることになる。これら
の骨材のうちで好ましいものは、省資源と大量発生する
高炉スラグの利用につながる高炉徐冷スラグである。
【００１３】課題を解決するために用いる製鋼スラグ
は、水浸膨張比が０％超から３．０％以下が好ましい。
水浸膨張比とは、JIS A 5015:1992附属書2に規定された
鉄鋼スラグの水浸膨張試験方法に準拠して測定するもの
である。３．０％以下とした理由は、実験によって骨材
利用が可能な水浸膨張比の上限を確認した際、用いた製
鋼スラグの膨張比が３．０％であり、これ以上の膨張比
における骨材利用の可否を把握できていないためであ
る。
は、水浸膨張比が０％超から３．０％以下が好ましい。
水浸膨張比とは、JIS A 5015:1992附属書2に規定された
鉄鋼スラグの水浸膨張試験方法に準拠して測定するもの
である。３．０％以下とした理由は、実験によって骨材
利用が可能な水浸膨張比の上限を確認した際、用いた製
鋼スラグの膨張比が３．０％であり、これ以上の膨張比
における骨材利用の可否を把握できていないためであ
る。
【００１４】水浸膨張比が高い製鋼スラグは、エージン
グ処理によって予め３．０％以下の水浸膨張比にする必
要がある。エージングの処理方法には、自然エージング
や蒸気エージングがあり、どちらを用いてもよい。課題
を解決するために用いる高炉水砕スラグは、粒径が０．
１５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。なお、実用上、０．１
５ｍｍふるいに８５％以上とどまり、５ｍｍふるいを重
量で８５％以上とおるものとし、１５％の許容範囲を見
るものとする。０．１５ｍｍ未満のみにすると、コンク
リートやモルタル中の粉分の増加によってまだ固まらな
いコンクリートの粘性が増加し、ワーカビリチー（打ち
込み易さの程度で示されるまだ固まらないコンクリート
の性質）が悪化する他、コンクリート配合における単位
水量の増加により耐久性の低下が心配される。また、５
ｍｍ以下である理由は、現状では５ｍｍ超の粒径のもの
が製造されていないためである。製造プロセスの変化に
よって５ｍｍ超の粒径のものが発生した場合は、利用が
可能と思われる。
グ処理によって予め３．０％以下の水浸膨張比にする必
要がある。エージングの処理方法には、自然エージング
や蒸気エージングがあり、どちらを用いてもよい。課題
を解決するために用いる高炉水砕スラグは、粒径が０．
１５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。なお、実用上、０．１
５ｍｍふるいに８５％以上とどまり、５ｍｍふるいを重
量で８５％以上とおるものとし、１５％の許容範囲を見
るものとする。０．１５ｍｍ未満のみにすると、コンク
リートやモルタル中の粉分の増加によってまだ固まらな
いコンクリートの粘性が増加し、ワーカビリチー（打ち
込み易さの程度で示されるまだ固まらないコンクリート
の性質）が悪化する他、コンクリート配合における単位
水量の増加により耐久性の低下が心配される。また、５
ｍｍ以下である理由は、現状では５ｍｍ超の粒径のもの
が製造されていないためである。製造プロセスの変化に
よって５ｍｍ超の粒径のものが発生した場合は、利用が
可能と思われる。
【００１５】高炉水砕スラグを製鋼スラグの７０質量％
以下としているのは、製鋼スラグの利用量を確保するた
めである。２０質量％以上としたのは、２０質量％未満
の混合割合でコンクリートを製作した結果、製鋼スラグ
の膨張・崩壊を抑制しきれずにコンクリートが破壊した
ためである。高炉スラグとは、銑鉄を製造する高炉で溶
融された鉄鉱石のうち、鉄以外の成分を副原料の石灰石
やコークス中の灰分と一緒に分離回収したものであり、
天然の岩石に類似した成分を有しているものである。高
炉から取り出されたばかりのスラグは約１，５００℃の
溶融状態であるが、冷却の方法により、徐冷スラグ（徐
冷処理）と水砕スラグ（急冷処理）になる。それぞれの
性状は、徐冷スラグが結晶質の岩質状スラグであるのに
対し、水砕スラグは急激な冷却によってガラス質（非結
晶）の粒状スラグとなるのが特徴である。
以下としているのは、製鋼スラグの利用量を確保するた
めである。２０質量％以上としたのは、２０質量％未満
の混合割合でコンクリートを製作した結果、製鋼スラグ
の膨張・崩壊を抑制しきれずにコンクリートが破壊した
ためである。高炉スラグとは、銑鉄を製造する高炉で溶
融された鉄鉱石のうち、鉄以外の成分を副原料の石灰石
やコークス中の灰分と一緒に分離回収したものであり、
天然の岩石に類似した成分を有しているものである。高
炉から取り出されたばかりのスラグは約１，５００℃の
溶融状態であるが、冷却の方法により、徐冷スラグ（徐
冷処理）と水砕スラグ（急冷処理）になる。それぞれの
性状は、徐冷スラグが結晶質の岩質状スラグであるのに
対し、水砕スラグは急激な冷却によってガラス質（非結
晶）の粒状スラグとなるのが特徴である。
【００１６】製鋼スラグとは、高炉で製造された硬くて
脆い銑鉄から、不要な成分を除去し、靭性・加工性のあ
る鋼にする製鋼過程で生じるものである。コンクリート
は、セメント、水、細骨材、粗骨材および必要に応じて
混和材を練り混ぜ、一体化したものをいう。なお、モル
タルはコンクリートのうち粗骨材を欠くものである。
脆い銑鉄から、不要な成分を除去し、靭性・加工性のあ
る鋼にする製鋼過程で生じるものである。コンクリート
は、セメント、水、細骨材、粗骨材および必要に応じて
混和材を練り混ぜ、一体化したものをいう。なお、モル
タルはコンクリートのうち粗骨材を欠くものである。
【００１７】細骨材は５ｍｍ網ふるい（ふるい目の開き
４．７６ｍｍ）を通るもの、粗骨材は５ｍｍ網ふるいに
とどまるものであり、実用上不都合が起こらないよう
に、細骨材は１０ｍｍふるいを全部通り、５ｍｍふるい
を重量で８５％以上通るもの、粗骨材は５ｍｍふるいに
重量で８５％以上とどまるものとし、１５％の許容範囲
が設定されている。
４．７６ｍｍ）を通るもの、粗骨材は５ｍｍ網ふるいに
とどまるものであり、実用上不都合が起こらないよう
に、細骨材は１０ｍｍふるいを全部通り、５ｍｍふるい
を重量で８５％以上通るもの、粗骨材は５ｍｍふるいに
重量で８５％以上とどまるものとし、１５％の許容範囲
が設定されている。
【００１８】この知見により、製鋼スラグの膨張・崩壊
を抑制するための材料として、細骨材と同様の粒径を持
つ高炉水砕スラグを用いることができるため、ＪＩＳや
土木学会の標準粒径を逸脱しない骨材粒径を保つことが
でき、また、同じ骨材の中に製鋼スラグと膨張・崩壊抑
制材料を用いることができるため、コンクリートのワー
カビリチーを損なうことなく、確実に製鋼スラグの膨張
・崩壊を抑制可能な膨張・崩壊抑制材（高炉水砕スラ
グ）量を保たせながら容易にコンクリート配合を行うこ
とができる。
を抑制するための材料として、細骨材と同様の粒径を持
つ高炉水砕スラグを用いることができるため、ＪＩＳや
土木学会の標準粒径を逸脱しない骨材粒径を保つことが
でき、また、同じ骨材の中に製鋼スラグと膨張・崩壊抑
制材料を用いることができるため、コンクリートのワー
カビリチーを損なうことなく、確実に製鋼スラグの膨張
・崩壊を抑制可能な膨張・崩壊抑制材（高炉水砕スラ
グ）量を保たせながら容易にコンクリート配合を行うこ
とができる。
【００１９】粒径が０．１５ｍｍ以上から５ｍｍ以下で
ある高炉水砕スラグが製鋼スラグの膨張・崩壊を抑制す
る理由は、高炉水砕スラグが製鋼スラグやセメントのア
ルカリ刺激を受けて水硬する際、水硬に寄与する物質で
ある生石灰（ＣａＯ）、シリカ（ＳｉＯ2）そしてアル
ミナ（Ａｌ2０3）のうち、シリカやアルミナの含有量に
比べて生石灰含有量が不足しており、この生石灰を補う
ために製鋼スラグ中の膨張因子であるフリーＣａＯを奪
い取るためであると考えられる。
ある高炉水砕スラグが製鋼スラグの膨張・崩壊を抑制す
る理由は、高炉水砕スラグが製鋼スラグやセメントのア
ルカリ刺激を受けて水硬する際、水硬に寄与する物質で
ある生石灰（ＣａＯ）、シリカ（ＳｉＯ2）そしてアル
ミナ（Ａｌ2０3）のうち、シリカやアルミナの含有量に
比べて生石灰含有量が不足しており、この生石灰を補う
ために製鋼スラグ中の膨張因子であるフリーＣａＯを奪
い取るためであると考えられる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明である製鋼スラグと、製鋼
スラグの２０質量％以上７０質量％以下の高炉水砕スラ
グを含有する骨材を用いることを特徴とするコンクリー
トまたはモルタルのセメント、粗骨材、細骨材、水の割
合は、通常のコンクリートの場合と同様に決定すればよ
い。
スラグの２０質量％以上７０質量％以下の高炉水砕スラ
グを含有する骨材を用いることを特徴とするコンクリー
トまたはモルタルのセメント、粗骨材、細骨材、水の割
合は、通常のコンクリートの場合と同様に決定すればよ
い。
【００２１】製鋼スラグは、転炉スラグ、溶銑予備処理
スラグおよび電気炉スラグを用いることができる。高炉
水砕スラグは、炉前水砕および炉外水砕を用いることが
でき、その粒径は０．１５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
これより小さな粒径のものを用いると、ＪＩＳおよび土
木学会の標準粒径と比べて粉分が多くなり、コンクリー
ト配合の際の単位水量を増加させるばかりでなく、ワー
カビリチーを損なう原因となる。このようなことを回避
するため、製鋼スラグと高炉水砕スラグを混合して作る
細骨材は、JIS A 5011に示される高炉スラグ細骨材の粒
度に適合することが望ましい。
スラグおよび電気炉スラグを用いることができる。高炉
水砕スラグは、炉前水砕および炉外水砕を用いることが
でき、その粒径は０．１５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。
これより小さな粒径のものを用いると、ＪＩＳおよび土
木学会の標準粒径と比べて粉分が多くなり、コンクリー
ト配合の際の単位水量を増加させるばかりでなく、ワー
カビリチーを損なう原因となる。このようなことを回避
するため、製鋼スラグと高炉水砕スラグを混合して作る
細骨材は、JIS A 5011に示される高炉スラグ細骨材の粒
度に適合することが望ましい。
【００２２】セメントは、普通ポルトランドセメントの
他、各種混合セメントを用いてもよい。まだ固まらない
コンクリート若しくはモルタル、または硬化したコンク
リート若しくはモルタルの性質を改善するため、コンク
リートに通常用いられる混和剤を添加してもよい。
他、各種混合セメントを用いてもよい。まだ固まらない
コンクリート若しくはモルタル、または硬化したコンク
リート若しくはモルタルの性質を改善するため、コンク
リートに通常用いられる混和剤を添加してもよい。
【００２３】コンクリートの混練方法、打設・成形方
法、養生は通常のコンクリートの場合と同様でよい。製
鋼スラグの膨張を促進させ、長期的なコンクリートある
いはモルタルの耐久性を調査する際には、１００℃以
下、好ましくは８０℃の恒温水槽における養生を行う必
要がある。これは、一般的な製鋼スラグの膨張促進方法
であるオートクレーブ養生では養生温度が高すぎ、高炉
水砕スラグの含有硫黄分が硫化水素に変化するためであ
る。硫化水素が発生すると、コンクリートのひび割れ発
生や破壊には至らないまでもモルタル部が劣化して強度
が著しく低下するため、製鋼スラグの微小な膨張による
強度低下が定量的に把握できなくなる。また、８０℃は
JIS A 5015附属書2に規定されている水浸膨張試験の養
生温度と同じであるため、骨材として用いた製鋼スラグ
のみの水浸膨張試験結果と比較することができ、高炉水
砕スラグによる膨張抑制効果が定量的に把握できるとい
う利点もある。
法、養生は通常のコンクリートの場合と同様でよい。製
鋼スラグの膨張を促進させ、長期的なコンクリートある
いはモルタルの耐久性を調査する際には、１００℃以
下、好ましくは８０℃の恒温水槽における養生を行う必
要がある。これは、一般的な製鋼スラグの膨張促進方法
であるオートクレーブ養生では養生温度が高すぎ、高炉
水砕スラグの含有硫黄分が硫化水素に変化するためであ
る。硫化水素が発生すると、コンクリートのひび割れ発
生や破壊には至らないまでもモルタル部が劣化して強度
が著しく低下するため、製鋼スラグの微小な膨張による
強度低下が定量的に把握できなくなる。また、８０℃は
JIS A 5015附属書2に規定されている水浸膨張試験の養
生温度と同じであるため、骨材として用いた製鋼スラグ
のみの水浸膨張試験結果と比較することができ、高炉水
砕スラグによる膨張抑制効果が定量的に把握できるとい
う利点もある。
【００２４】しかし、硫化水素の発生で破壊まで至るこ
とはないため、短時間で破壊の有無だけを調査し、簡単
な膨張抑制効果検討を行うにあたっては、オートクレー
ブ養生でもよいものと考える。発明者らが膨張量比の極
めて小さな製鋼スラグ（水浸膨張比が０．０４％（水浸
２日目以降は膨張比の増加が見られず、一定値となっ
た）を用いてオートクレーブ養生を行った結果、水砕ス
ラグを膨張・崩壊抑制材量として用いなければオートク
レーブ後のコンクリートは破壊することが確認されたこ
とから考えると、オートクレーブ養生でも製鋼スラグの
ある程度小さな膨張まで見落とさずに確認できると思わ
れる。
とはないため、短時間で破壊の有無だけを調査し、簡単
な膨張抑制効果検討を行うにあたっては、オートクレー
ブ養生でもよいものと考える。発明者らが膨張量比の極
めて小さな製鋼スラグ（水浸膨張比が０．０４％（水浸
２日目以降は膨張比の増加が見られず、一定値となっ
た）を用いてオートクレーブ養生を行った結果、水砕ス
ラグを膨張・崩壊抑制材量として用いなければオートク
レーブ後のコンクリートは破壊することが確認されたこ
とから考えると、オートクレーブ養生でも製鋼スラグの
ある程度小さな膨張まで見落とさずに確認できると思わ
れる。
【００２５】
【実施例】自然エージング処理され、５ｍｍアンダー粒
径分の長期水浸膨張比（３０日水浸）が３．０％である
製鋼スラグ（溶銑予備処理スラグ）と高炉水砕スラグ、
そして高炉徐冷スラグを混合した粗骨材と細骨材を、普
通ポルトランドセメント、水、粗骨材（高炉スラグ徐冷
材）と混練してコンクリートを作成した。表１の基準配
合をもとに、骨材中の製鋼スラグ、高炉水砕スラグ、高
炉徐冷スラグの配合割合を表２のように変えてコンクリ
ートを作成した。
径分の長期水浸膨張比（３０日水浸）が３．０％である
製鋼スラグ（溶銑予備処理スラグ）と高炉水砕スラグ、
そして高炉徐冷スラグを混合した粗骨材と細骨材を、普
通ポルトランドセメント、水、粗骨材（高炉スラグ徐冷
材）と混練してコンクリートを作成した。表１の基準配
合をもとに、骨材中の製鋼スラグ、高炉水砕スラグ、高
炉徐冷スラグの配合割合を表２のように変えてコンクリ
ートを作成した。
【００２６】なお、コンクリートのスランプは１２ｃ
ｍ、空気量４．５％とした。コンクリート作成後は、JI
S A 1108に基づいて水中養生後に圧縮試験を行う他、製
鋼スラグの膨張を促進させるために８０℃の水中養生を
行った後に圧縮試験を行い、コンクリートの品質を確認
した。８０℃水中養生の期間を３０日としたのは、製鋼
スラグの水浸膨張試験を行った結果、３０日で膨張が止
まったため、３０日で養生期間が十分であると判断した
ためである。
ｍ、空気量４．５％とした。コンクリート作成後は、JI
S A 1108に基づいて水中養生後に圧縮試験を行う他、製
鋼スラグの膨張を促進させるために８０℃の水中養生を
行った後に圧縮試験を行い、コンクリートの品質を確認
した。８０℃水中養生の期間を３０日としたのは、製鋼
スラグの水浸膨張試験を行った結果、３０日で膨張が止
まったため、３０日で養生期間が十分であると判断した
ためである。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】比較例として実施した配合１、２では高炉
水砕スラグの量が足りず、８０℃の水中養生で製鋼スラ
グの膨張を促進させるとコンクリートが破壊し、圧縮強
度は測定不可能であった。これに対し、実施例３から２
０に示すように、骨材中の製鋼スラグに対して高炉水砕
スラグ量を２０質量％以上とすると、２８日の水中養生
で水セメント比に見合う強度が発現しているのに加え、
８０℃の水中養生で製鋼スラグの膨張を促進させてもコ
ンクリートは破壊しなかった。
水砕スラグの量が足りず、８０℃の水中養生で製鋼スラ
グの膨張を促進させるとコンクリートが破壊し、圧縮強
度は測定不可能であった。これに対し、実施例３から２
０に示すように、骨材中の製鋼スラグに対して高炉水砕
スラグ量を２０質量％以上とすると、２８日の水中養生
で水セメント比に見合う強度が発現しているのに加え、
８０℃の水中養生で製鋼スラグの膨張を促進させてもコ
ンクリートは破壊しなかった。
【００３０】
【発明の効果】本発明により、コンクリートやモルタル
の骨材の全てに、有効利用が望まれている鉄鋼スラグを
利用することが可能となり、さらに、鉄鋼スラグの中で
も特に有効利用が強く望まれている製鋼スラグも用いる
ことが可能となる。しかも、従来では不可能であった、
製鋼スラグを確実に膨張抑制して骨材として用いること
を可能とし、かつ普通コンクリートと同様の感覚で配
合、および打設作業が可能なコンクリート、あるいはモ
ルタルを作成することが可能となる。
の骨材の全てに、有効利用が望まれている鉄鋼スラグを
利用することが可能となり、さらに、鉄鋼スラグの中で
も特に有効利用が強く望まれている製鋼スラグも用いる
ことが可能となる。しかも、従来では不可能であった、
製鋼スラグを確実に膨張抑制して骨材として用いること
を可能とし、かつ普通コンクリートと同様の感覚で配
合、および打設作業が可能なコンクリート、あるいはモ
ルタルを作成することが可能となる。
【００３１】また、製鋼スラグの膨張・崩壊を同じ骨材
として用いる高炉水砕スラグの水硬反応で抑制するた
め、普通のコンクリートよりも高い圧縮強度を得ること
ができる。この圧縮強度を考慮してコンクリート配合を
行えば、単位セメント量を減らした経済的なコンクリー
ト配合を行うことも可能である他、単に固化体を得たい
のであれば、セメントを全く使用しない固化体を作れる
可能性もある。
として用いる高炉水砕スラグの水硬反応で抑制するた
め、普通のコンクリートよりも高い圧縮強度を得ること
ができる。この圧縮強度を考慮してコンクリート配合を
行えば、単位セメント量を減らした経済的なコンクリー
ト配合を行うことも可能である他、単に固化体を得たい
のであれば、セメントを全く使用しない固化体を作れる
可能性もある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０４Ｂ 111:32 Ｃ０４Ｂ 111:32 111:76 111:76 (72)発明者 小林 茂雄 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 (72)発明者 高野 良広 千葉県富津市新富20−１ 新日本製鐵株式 会社技術開発本部内 Ｆターム(参考） 4G012 PA29 PC12 PC13 PE01
Claims (13)
- 【請求項１】 細骨材として高炉水砕スラグ及び製鋼ス
ラグを含むことを特徴とするコンクリートまたはモルタ
ル。 - 【請求項２】 細骨材として高炉水砕スラグ、製鋼スラ
グ及び高炉徐冷スラグを含むことを特徴とするコンクリ
ートまたはモルタル。 - 【請求項３】 粗骨材として製鋼スラグ、細骨材として
高炉水砕スラグを含むことを特徴とするコンクリートま
たはモルタル。 - 【請求項４】 粗骨材として製鋼スラグ、細骨材として
高炉水砕スラグ及び製鋼スラグを含むことを特徴とする
コンクリートまたはモルタル。 - 【請求項５】 粗骨材として製鋼スラグ、細骨材として
高炉水砕スラグ及び高炉徐冷スラグを含むことを特徴と
するコンクリートまたはモルタル。 - 【請求項６】 粗骨材として製鋼スラグ、細骨材として
高炉水砕スラグ、製鋼スラグ及び高炉徐冷スラグを含む
ことを特徴とするコンクリートまたはモルタル。 - 【請求項７】 粗骨材として製鋼スラグ及び高炉徐冷ス
ラグ、細骨材として高炉水砕スラグを含むことを特徴と
するコンクリートまたはモルタル。 - 【請求項８】 粗骨材として製鋼スラグ及び高炉徐冷ス
ラグ、細骨材として高炉水砕スラグ及び製鋼スラグを含
むことを特徴とするコンクリートまたはモルタル。 - 【請求項９】 粗骨材として製鋼スラグ及び高炉徐冷ス
ラグ、細骨材として高炉水砕スラグ及び高炉徐冷スラグ
を含むことを特徴とするコンクリートまたはモルタル。 - 【請求項１０】 粗骨材として製鋼スラグ及び高炉徐冷
スラグ、細骨材として高炉水砕スラグ、製鋼スラグ及び
高炉徐冷スラグを含むことを特徴とするコンクリートま
たはモルタル。 - 【請求項１１】 前記高炉水砕スラグの粒径が、０．１
５ｍｍふるいに８５％以上とどまり、５ｍｍふるいを重
量で８５％以上とおるものであることを特徴とする請求
項１から１０に記載のコンクリートまたはモルタル。 - 【請求項１２】 前記高炉水砕スラグの使用量が、細骨
材と粗骨材に用いられる製鋼スラグに対して２０質量％
以上７０質量％以下であることを特徴とする請求項１か
ら１１に記載のコンクリートまたはモルタル。 - 【請求項１３】 前記製鋼スラグの水浸膨張比が、０％
超から３．０％以下であることを特徴とする請求項１か
ら１２に記載のコンクリートまたはモルタル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000374637A JP4171173B2 (ja) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | スラグ骨材を用いたコンクリート |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000374637A JP4171173B2 (ja) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | スラグ骨材を用いたコンクリート |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002179451A true JP2002179451A (ja) | 2002-06-26 |
| JP4171173B2 JP4171173B2 (ja) | 2008-10-22 |
Family
ID=18843788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000374637A Expired - Lifetime JP4171173B2 (ja) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | スラグ骨材を用いたコンクリート |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4171173B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004299923A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Nippon Steel Corp | リサイクル材を用いた耐凍害性に優れる硬化体の製造方法およびリサイクル材を用いた耐凍害性に優れる硬化体 |
| JP2005082440A (ja) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 急硬性セメント混和材、セメント組成物、及びモルタル組成物 |
| JP2007022869A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Okumura Corp | 硬化性組成物 |
| JP2008156821A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Nippon Steel Corp | 構造物及び切削工法 |
| JP2010254496A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | コンクリート |
| JP2011173768A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Kobe Steel Ltd | 製鋼スラグを用いた細骨材の製造方法、当該細骨材を用いた水和硬化体の製造方法、並びに、製鋼スラグを用いた細骨材及び水和硬化体 |
| KR101571731B1 (ko) * | 2009-01-21 | 2015-11-25 | 반봉찬 | 고로수재슬래그와 석탄회를 이용한 세골재용 페로니켈슬래그 안정화 기술 |
| CN112851165A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-28 | 沈阳有色金属研究院有限公司 | 一种转炉铜渣提铁及其尾渣地质聚合物材料及其制备方法 |
| EP3889122A1 (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-06 | Sika Technology Ag | Method for the control of volume expansion of hydraulically setting compositions comprising steel making slag |
-
2000
- 2000-12-08 JP JP2000374637A patent/JP4171173B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004299923A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Nippon Steel Corp | リサイクル材を用いた耐凍害性に優れる硬化体の製造方法およびリサイクル材を用いた耐凍害性に優れる硬化体 |
| JP2005082440A (ja) * | 2003-09-08 | 2005-03-31 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 急硬性セメント混和材、セメント組成物、及びモルタル組成物 |
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| JP2008156821A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Nippon Steel Corp | 構造物及び切削工法 |
| KR101571731B1 (ko) * | 2009-01-21 | 2015-11-25 | 반봉찬 | 고로수재슬래그와 석탄회를 이용한 세골재용 페로니켈슬래그 안정화 기술 |
| JP2010254496A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | コンクリート |
| JP2011173768A (ja) * | 2010-02-25 | 2011-09-08 | Kobe Steel Ltd | 製鋼スラグを用いた細骨材の製造方法、当該細骨材を用いた水和硬化体の製造方法、並びに、製鋼スラグを用いた細骨材及び水和硬化体 |
| EP3889122A1 (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-06 | Sika Technology Ag | Method for the control of volume expansion of hydraulically setting compositions comprising steel making slag |
| WO2021197866A1 (en) * | 2020-04-02 | 2021-10-07 | Sika Technology Ag | Method for the control of volume expansion of hydraulically setting compositions comprising steel making slag |
| CN115244020A (zh) * | 2020-04-02 | 2022-10-25 | Sika技术股份公司 | 用于控制包含炼钢炉渣的水硬性组合物的体积膨胀的方法 |
| CN112851165A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-28 | 沈阳有色金属研究院有限公司 | 一种转炉铜渣提铁及其尾渣地质聚合物材料及其制备方法 |
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|---|---|
| JP4171173B2 (ja) | 2008-10-22 |
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