(57)【要約】【課題】港湾工事用に適した粒度を有する製鋼スラグについて、その内部摩擦角を簡易且つ低コストに評価することができる物性評価方法、及び港湾工事用に適した粒度を有する製鋼スラグから所望の内部摩擦角を有する製鋼スラグを簡易且つ低コストに選別することができる選別方法を提供する。【解決手段】均等係数が１．４〜２．２の製鋼スラグについて、ＪＧＳ  ０１６２−２００９に規定される礫の最大密度試験により粒子破砕率を求め、この粒子破砕率により製鋼スラグの内部摩擦角を評価する。また、その粒子破砕率が７．２％以下の製鋼スラグを、内部摩擦角３５°以上を満たす製鋼スラグとして選別する。最大密度試験による粒子破砕率を用いるので、製鋼スラグの内部摩擦角の評価及びこれに基づく選別を簡易且つ低コストに行うことができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
均等係数が１．４〜２．２の製鋼スラグについて、ＪＧＳ  ０１６２−２００９に規定される礫の最大密度試験により粒子破砕率を求め、この粒子破砕率により製鋼スラグの内部摩擦角を評価することを特徴とする製鋼スラグの物性評価方法。
【請求項２】
均等係数が１．４〜２．２の製鋼スラグについて、ＪＧＳ  ０１６２−２００９に規定される礫の最大密度試験により粒子破砕率を求め、この粒子破砕率が７．２％以下の製鋼スラグを内部摩擦角３５°以上を満たす製鋼スラグとして選別することを特徴とする製鋼スラグの選別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沿岸海域の環境改善を目的として行われる人工浅場や干潟の造成、地盤改良などの港湾工事に適した粒度を有する製鋼スラグについて、製鋼スラグの内部摩擦角を評価する方法、及び所定の内部摩擦角を有する製鋼スラグを選別する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、人工浅場や干潟の造成、地盤改良などの港湾工事の資材には、天然石材や天然砂などが用いられている。港湾工事の資材に天然石材を用いる場合、構造物の安定性検討には、内部摩擦角３５°が用いられる。
【０００３】
近年、リサイクル材の有効利用や天然資材採取による環境破壊の防止などの観点から、港湾工事の資材として鉄鋼スラグが利用されることがある（例えば、非特許文献１）。鉄鋼スラグのなかでも、天然石材などの礫材の代替材には製鋼スラグが適しているが、製鋼スラグはアルカリ溶出を伴うため、周辺海域へのアルカリ溶出の対策として、比較的粒径の大きい製鋼スラグ（例えば、粒径３０ｍｍ以上）を用いることが望ましい。
【０００４】
製鋼スラグの最大粒径は９０ｍｍ程度であり、元々は粒径分布の広い材料であるが、アルカリ影響を考慮して、例えば、粒径３０ｍｍ以下をカットすると、粒径分布の狭い材料（単粒度、均等係数＝Ｄ６０／Ｄ１０が小さい）となる。一般的に、単粒度になると粒子間の接触点数が少なくなるため、せん断時において接触点の作用力が増加する。これにより、粒子間の接触点での破砕（粒子破砕）が増大して、粒子どうしの摩擦力が低下するため、内部摩擦角が小さくなる（例えば、非特許文献２、非特許文献３のp.１４の「図−１６  粒子破砕率の定義」、「図−１８  φと粒子破砕率の関係」参照）。
そこで、港湾工事の資材として利用できる内部摩擦角３５°以上の製鋼スラグを選別するために、製鋼スラグごとに内部摩擦角を測定する必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「港湾工事推奨用リサイクル製品便覧」（平成２７年度版）、リサイクルポート推進協議会、平成２８年３月
【非特許文献２】第２１回土質工学研究発表会論文集、「捨石材の超大型三軸圧縮試験による力学特性（その３）」、昭和６１年６月、p.２４７−２４８
【非特許文献３】港湾技研資料 No.６９９、「マウンド用捨石材の大型三軸試験による強度特性」、運輸省港湾技術研究所、１９９１年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
礫材の内部摩擦角は、ＪＧＳ  ０５２４−２００９で規定する三軸圧縮試験の結果から求めることができる。
しかし、ＪＧＳ  ０５２４−２００９で規定する三軸圧縮試験では、使用される供試体の直径を最大粒径の約５倍以上とする必要があるため、製鋼スラグのように最大粒径が９０ｍｍ程度もある礫の場合、大型の試験装置が必要となるため試験に多大な費用がかかり、また試験期間も長くなる。
【０００７】
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、港湾工事用に適した粒度を有する製鋼スラグについて、その内部摩擦角を簡易且つ低コストに評価することができる物性評価方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、港湾工事用に適した粒度を有する製鋼スラグから所望の内部摩擦角を有する製鋼スラグを簡易且つ低コストに選別することができる選別方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題を解決するために検討を重ねた結果、簡易且つ低コストに実施可能な礫の最大密度試験（ＪＧＳ  ０１６２−２００９）で求められる粒子破砕率により製鋼スラグの内部摩擦角を評価できること、したがって、その粒子破砕率に基づいて、港湾工事用に適した粒度を有する製鋼スラグのなかから所望の内部摩擦角を有する製鋼スラグを選別できることを見出した。
本発明は、このような知見に基づきなされたもので、以下を要旨とするものである。
【０００９】
［1］均等係数が１．４〜２．２の製鋼スラグについて、ＪＧＳ  ０１６２−２００９に規定される礫の最大密度試験により粒子破砕率を求め、この粒子破砕率により製鋼スラグの内部摩擦角を評価することを特徴とする製鋼スラグの物性評価方法。
［2］均等係数が１．４〜２．２の製鋼スラグについて、ＪＧＳ  ０１６２−２００９に規定される礫の最大密度試験により粒子破砕率を求め、この粒子破砕率が７．２％以下の製鋼スラグを内部摩擦角３５°以上を満たす製鋼スラグとして選別することを特徴とする製鋼スラグの選別方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の物性評価方法によれば、港湾工事用に適した粒度を有する製鋼スラグについて、その内部摩擦角を簡易且つ低コストに評価することができる。また、本発明の選別方法によれば、港湾工事用に適した粒度を有する製鋼スラグから所望の内部摩擦角を有する製鋼スラグを簡易且つ低コストに選別することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明に係る製鋼スラグの物性評価方法及び選別方法では、港湾工事などに用いられる均等係数が１．４〜２．２の製鋼スラグを物性評価及び選別の対象とする。ここで、均等係数が１．４〜２．２の製鋼スラグとは、港湾工事用などに粒径分布を比較的狭くした製鋼スラグであり、このような粒径分布が狭い製鋼スラグは内部摩擦角３５°以上を満たさない場合がある。
製鋼スラグが用いられる港湾工事とは、例えば、人工浅場や人工干潟の造成（嵩上げ材など）、港湾構造物の基礎の地盤改良、中仕切り堤の築造などである。
【００１２】
本発明の物性評価方法では、そのような製鋼スラグについて、ＪＧＳ  ０１６２−２００９に規定される礫の最大密度試験（以下、説明の便宜上、単に「最大密度試験」という。）により粒子破砕率を求め、この粒子破砕率により製鋼スラグの内部摩擦角を評価する。また、本発明の選別方法では、そのような製鋼スラグについて、最大密度試験により粒子破砕率を求め、この粒子破砕率が７．２％以下の製鋼スラグを内部摩擦角３５°以上を満たす製鋼スラグとして、すなわち港湾工事用などに適した製鋼スラグとして選別する。
【００１３】
一般に、礫が単粒度になると粒子間の接触点数が少なくなるため、せん断時における接触点の作用力が増加する。これにより、粒子間の接触点での破砕（粒子破砕）が増大して、粒子どうしの摩擦力が低下するため、内部摩擦角が小さくなる。内部摩擦角とＪＧＳ  ０５２４−２００９で規定する三軸圧縮試験（以下、説明の便宜上、単に「三軸圧縮試験」という。）後の粒子破砕率の関係は、非特許文献２に示されている。これによると、粒子破砕率２０％以下（特に、粒子破砕率１５％以下）であれば、内部摩擦角３５°以上を確保できることが判る。しかし、さきに述べたように、三軸圧縮試験では使用される供試体の直径を最大粒径の約５倍以上とする必要があるため、製鋼スラグのように最大粒径が９０ｍｍ程度もある礫の場合、大型の試験装置が必要となるため試験に多大な費用がかかり、また試験期間も長くなる。
【００１４】
これに対して、本発明法が採用する最大密度試験は、ＪＧＳ  ０１６２−２００９に規定されており、Ａモールド（内径２００±１ｍｍ、深さ２００±１ｍｍ）若しくはＢモールド（内径３００±１ｍｍ、深さ３００±１ｍｍ）と締固め用のバイブレーターにより行われるため、三軸圧縮試験に較べて簡便且つ低コストに行うことができる。そして、このような最大密度試験で得られた製鋼スラグの粒子破砕率と内部摩擦角が高い相関を有することが判った。このため本発明の物性評価方法では、均等係数が１．４〜２．２の製鋼スラグについて、最大密度試験により粒子破砕率を求め、この粒子破砕率により製鋼スラグの内部摩擦角を評価するものである。
【００１５】
また、最大密度試験による製鋼スラグの粒子破砕率が７．２％以下であれば、内部摩擦角３５°以上を満たすことが判った。このため本発明の選別方法では、均等係数が１．４〜２．２の製鋼スラグについて、最大密度試験により粒子破砕率を求め、この粒子破砕率が７．２％以下の製鋼スラグを内部摩擦角３５°以上を満たす製鋼スラグとして選別するものである。
【実施例】
【００１６】
表１及び表２は、製鋼スラグＡ（脱炭スラグ）と製鋼スラグＢ（予備処理スラグ）の異なる粒径範囲（均等係数）のものについて、最大密度試験による粒子破砕率、三軸圧縮試験後の粒子破砕率、内部摩擦角をそれぞれ測定した結果を示しており、最大密度試験による製鋼スラグの粒子破砕率が７．２％以下であれば、内部摩擦角３５°以上を満たすことが判る。
【００１７】
【表１】
2020033757.tif 000002
【００１８】
【表２】
2020033757.tif 000003