(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒径が５ｍｍ以下の粒子を５０重量％以上含有する製鋼スラグとＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質との混合粉を、水と共に混練した後に、水分の存在下で固化することを特徴とする製鋼スラグの塊成方法。
【請求項２】
前記ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質をフライアッシュとし、前記固化を高圧水蒸気下で加熱して行なうことを特徴とする請求項１記載の製鋼スラグの塊成方法。
【請求項３】
前記混合粉の配合比を、製鋼スラグ４０〜９０重量％、フライアッシュ６０〜１０重量％とすることを特徴とする請求項２に記載の製鋼スラグの塊成方法。
【請求項４】
前記加熱を温度１２０〜２６０℃で２〜４８時間行なうことを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の製鋼スラグの塊成方法。
【請求項５】
前記混合粉に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物及び炭酸塩から選ばれた１種又は２種を、前記混合粉に対して外掛けで０．５〜１０重量％添加し、水と共に混練した後に、水分の存在下で固化することを特徴とする請求項１記載の製鋼スラグの塊成方法。
【請求項６】
前記ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質を高炉水砕スラグ微粉末として固化することを特徴とする請求項５記載の製鋼スラグの塊成方法。
【請求項７】
前記ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質を高炉水砕スラグ微粉末及びフライアッシュとして固化することを特徴とする請求項５記載の製鋼スラグの塊成方法。
【請求項８】
前記固化を高圧水蒸気下で加熱して行なうことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の製鋼スラグの塊成方法。
【請求項９】
前記製鋼スラグが、溶銑予備処理スラグ、溶融還元炉スラグ、転炉スラグ、電気炉スラグ、二次精錬スラグ及びステンレス鋼スラグのいずれかから選ばれた１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の製鋼スラグの塊成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製鋼スラグの塊成方法に係わり、特に、製鋼工程で大量に副生する粉粒状の製鋼スラグを、ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質、例えば、石炭火力発電での石炭燃焼で多量に発生し、ほとんどが廃棄されているフライアッシュ及び／又は高炉水砕スラグ微粉末等と混合して、路盤材、建築・土木材等に有効利用するための技術である。
【０００２】
【従来の技術】
高炉、転炉等を用いる一貫製鉄所では、溶銑や溶鋼の他に、所謂「製錬・精錬滓」であるスラグが大量に発生する。そのため、従来より、かかるスラグを路盤材等に利用するための努力が続けられてきた。例えば、特開昭５０−５９２０５号公報は、高炉水砕スラグ（溶融状態にあるスラグに高圧水を吹き付けて急冷し、細粒化したもの）に、水酸化ナトリウム等を添加して大気圧以上で水熱処理して、硬化能を高めて固化する技術を、また、特開昭６３−０１７２４７号公報は、粉状の高炉スラグとフライアッシュとの混合粉に、消石灰又はセメントからなるアルカリ刺激剤を添加してオートクレーブで養生し、固化する技術を提案している。かかる技術の採用で、高炉スラグの路盤材としての利用は、ある程度の成果を達成している。
【０００３】
一方、製鋼スラグは、近年の製鋼技術の発達から、雑多な化学組成及び特性を有するようになっている。すなわち、製鋼スラグの範畴には、製鋼工程の前に溶銑から予め脱珪、脱燐、脱硫する所謂「溶銑予備処理」で発生する溶銑予備処理スラグ、溶銑を転炉や電気炉で酸素吹錬して生じる転炉スラグや電気炉スラグ、ステンレス鋼を転炉で安価に製造するため、クロム鉱石等を炭材で直接溶融還元する際に発生する溶融還元炉スラグ、鋼材の高級化志向から転炉出鋼後の溶鋼を別途処理（二次精錬と称し、真空脱ガス、取鍋精錬等がある）する際に発生する二次精錬スラグ及びステンレス鋼の精錬で発生するステンレス鋼スラグ等が含まれる。これらの製鋼スラグは、スラグ中に不可避的に未滓化のＣａＯが存在し、それが水酸化や炭酸化することで膨張、粉化するので、そのままの状態で固化しても路盤材や建築・土木用資材としての用をなさない。
【０００４】
そこで、特開平８−２５３３４９号公報は、未滓化のＣａＯを物理化学的に安定化させるエージング処理（セメント、コンクリート廃材のシリカ系、シリカ−アルカリ系物質を添加して、蒸気、温水あるいは大気中で長時間放置する）を提案している。また、特開平８−２５９９４６号公報には、磁力選別処理及び安定化処理した製鋼スラグ、溶銑予備処理スラグを、石炭灰や建設残土にセメント類を混合して得た粗砕固化物と共に路盤材等に使用する技術が開示されている。この技術は、製鋼スラグ路盤材設計指針によってエージング処理したスラグを他の大量の廃棄物（石炭灰や建設残土）と共に有効利用する技術である。さらに、特開平１０−１５２３６４号公報は、製鋼スラグを骨材とし、これに結合材としてセメントや該セメントの一部代替として微粉末の高炉水砕スラグ、フライアッシュ、シリカフーム等を混合し、大気圧下で自然もしくは蒸気養生するか、又はオートクレーブ処理によって硬化する技術を提案している。
【０００５】
しかしながら、特開平８−２５３３４９号公報記載の技術は、単に製鋼スラグの膨張や粉化を防止するだけで、エージング後のスラグは、強度が砕石等と比較して不十分であった。そのため、かかるスラグは、建築・土木用資材としては、仮設材程度にしか利用できないものであった。また、特開平８−２５９９４６号公報記載の技術は、他の大量の廃棄物（石炭灰や建設残土）と共に有効利用する技術であり、それ自体では、製鋼スラグを大量に処理できない欠点があった。さらに、特開平１０−１５２３６４号公報記載の技術は、エージングなしで製鋼スラグを骨材として使用できるが、他方石炭火力発電で大量に発生し、混合すべき前記フライアッシュの使用量が少くなり過ぎるという問題があった。
【０００６】
以上述べたように、製鋼スラグの有効利用は、技術的な難しさから今だ未解決であり、製鉄所内で、その在庫量が増加の一途を辿っている。そのため、現在は、製鋼スラグの有効利用に関する技術開発が従来よりも一層強く求められる状況にある。また、他所で多量に発生するフライアッシュや高炉水砕スラグ等のＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質についても、同様にその有効利用が切望されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、粉粒状の製鋼スラグを、路盤材、建築・土木材等、有用な無機質材料として確実に、且つ効率良く固化すると共に、石炭火力発電で多量に発生し、その多くが廃棄されているフライアッシュや高炉水砕スラグのようなＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質の有効利用をも可能とする製鋼スラグの塊成方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記目的を達成するために、粉粒状の製鋼スラグに、フライアッシュや高炉水砕スラグ微粉末のようなＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質を水分の存在下で混練したり、あるいは高圧水蒸気下での加熱で処理（例えば、オートクレーブ養生）することに着目し、その処理条件、処理した物質の物性、結晶組織等について、鋭意、研究、検討を重ねた。
【０００９】
その結果、水分の存在下、あるいは高圧水蒸気下の加熱で、製鋼スラグとフライアッシュとの混合粉を反応させると、トバモライト相（５ＣａＯ・６ＳｉＯ2・５Ｈ2Ｏ）が生成され、これが該スラグの安定化に寄与し、固化後のスラグ強度を高めることを知見した。
【００１０】
また、高炉水砕スラグ微粉末との混合では、高炉水砕スラグ微粉末がアルカリ刺激剤及び水の存在下で自ら硬化する潜在水硬性を利用すれば良いことを知見した。その際、アルカリ刺激剤としては、粉粒状製鋼スラグの含有するＣａＯやＮａ2Ｏが利用できる。そして、これらの知見に基づきさらに研究を重ね、以下の本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明は、粒径が５ｍｍ以下の粒子を５０重量％以上含有する製鋼スラグとＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質との混合粉を、水と共に混練した後に、水分の存在下で固化することを特徴とする製鋼スラグの塊成方法である。
【００１２】
この場合、前記ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質をフライアッシュとし、前記固化を高圧水蒸気下で加熱して行なうことが好ましい。また、前記混合粉の配合比を、製鋼スラグ４０〜９０重量％、フライアッシュ６０〜１０重量％としたり、あるいは前記加熱を温度１２０〜２６０℃で２〜４８時間行なうと良い。さらに、前記混合粉に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物及び炭酸塩から選ばれた１種又は２種を、前記混合粉に対して外掛けで０．５〜１０重量％添加し、水と共に混練した後に、水分の存在下で固化するのが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、前記ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質を高炉水砕スラグ微粉末として固化したり、あるいは前記ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質を高炉水砕スラグ微粉末及びフライアッシュとして固化することを特徴とする製鋼スラグの塊成方法である。
【００１４】
この場合、固化を高水蒸気下で加熱して行うのが好ましい。
【００１５】
加えて、本発明は、前記製鋼スラグが、溶銑予備処理スラグ、溶融還元炉スラグ、転炉スラグ、電気炉スラグ、二次精錬スラグ及びステンレス鋼スラグのいずれかから選ばれた１種又は２種以上であることを特徴とする製鋼スラグの塊成方法でもある。
【００１６】
本発明によれば、製鋼スラグ及びＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質の混合粉を適切な条件で処理するようにしたので、物理化学的に安定な製鋼スラグの塊成物が得られるようになる。その結果、従来廃棄されていた製鋼スラグ、フライアッシュや高炉水砕スラグ微粉末のようなＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質を、路盤材、建築・土木材等として有効利用できるようになった。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、発明をなすに至った経緯を交え、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明を理解し易くするため、ここでは、ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質として、互いに固化機能の異なるフライアッシュ及び高炉水砕スラグ微粉末を選択した場合の２例に分けて、順次説明する。
【００１８】
一般に、製鋼スラグは、主成分として、ＣａＯ、ＳｉＯ2を含有している。このうち、ＣａＯは、Ｈ2Ｏと反応して膨張破壊を起こすので、膨張破壊しないような物質に予め反応させておく必要がある。また、フライアッシュは、一般にＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3を主成分としている。
【００１９】
まず、発明者は、製鋼スラグとして粉粒状の溶銑予備処理スラグを選び、それにフライアッシュを混合して水蒸気の存在下で反応させ、その際生成したＳｉＯ2−ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｈ2Ｏ系の組成物を調査した。そして、その組成物中に、トバモライト相が安定相として存在することを見出した。このトバモライト相が液相からの固化物（以下、単に固化物という）の強度を高くする作用を呈することは周知であるので、発明者は、他種の製鋼スラグの固化にも、このトバモライト相の作用を利用することを考え、さらなる試験研究を重ねた。
【００２０】
それらの試験研究によれば、固化物の強度を高く、且つ膨張粉化を防止するのに十分な量のトバモライト相を生成させるには、製鋼スラグとフライアッシュとを主原料とした混合粉を、好ましくはこれに水を添加し、あるいは水の存在の下で所定形状（例えば、直方体）に成形し、その混合粉、あるいは成形体を高圧水蒸気下で加熱するのが良いと知見し、この処理方法を本発明としたのである。その際、固化物の強度を高めるには、加熱処理後のトバモライト相の生成量を、全固化物中の２０〜１００重量％で、より好ましくは、５０〜１００重量％必要であった。同時に、後述するハイドロガーネット（３ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2・３Ｈ2Ｏ）相は、前記成形体の固化に不利であり、その生成量は、２０重量％以下で、より好ましくは１０重量％以下に抑制するのが良いこともわかった。なお、これらの相の生成量は、粉末Ｘ線回折による定量分析で求めたものである。
【００２１】
ところで、上記本発明を実施するには、前記混合粉の高圧水蒸気下で加熱する具体的手段として、密閉系耐圧容器であるオートクレーブを用いるのが良い。水の蒸気圧（飽和圧力）は１００℃で１気圧であるが、オートクレーブを用いると、もっと高温にして水の蒸気圧を増加できるからである。そのような高圧の水蒸気下で前記混合粉を加熱すると、混合粉を形成する物質の種々の化学反応速度は著しく大きくなる。本発明では、この反応促進作用を利用して、製鋼スラグ及びフライアッシュに含まれる物質同士を互いに化学反応させ、成形体の固化に有用なトバモライト相を生成させるのである。
【００２２】
また、前記した固形物に好適な量のトバモライト相を生成するには、製鋼スラグとフライアッシュの配合比が、製鋼スラグ４０〜９０重量％に対し、フライアッシュ６０〜１０重量％であることが好ましい。より好ましくは、製鋼スラグ５０〜８０重量％に対して、フライアッシュ５０〜２０重量％であった。その理由は、製鋼スラグ量が、上記の上限範囲を超えたり、フライアッシュ量が下限範囲に満たないと、十分なトバモライト相が生成されないからである。また、製鋼スラグ量が、上記の下限範囲に満たなかったり、フライアッシュ量が上限範囲を超えたりした場合には、ハイドロガーネット相が生成して、十分な成形体強度が得られなくなるからでもある。
【００２３】
さらに、本発明では、オートクレーブ内での加熱を１２０〜２６０℃の温度で、２〜４８時間とするのが好ましい。さらに好ましくは、温度１６０〜２３０℃で、２〜２４時間の加熱が推奨される。その理由は、温度が上記の下限に満たない場合には、トバモライト相の生成反応が遅滞して、十分な量のトバモライト相が生成されず、固化物の強度が不十分となるからである。一方、温度が上記の上限を超えると、反応が促進され過ぎて、ハイドロガーネット相が生成し、十分な強度を有する固化物が得られない。これらの現象は、時間についても同様である。すなわち、上記の下限時間に満たない場合には、反応が十分進まず、十分な量のトバモライト相が生成されず、一方、処理時間が上限時間を超えると、反応が促進されすぎて、ハイドロガーネット相が生成し、いずれも十分な強度の固化物が得られなくなる。
【００２４】
さらに加えて、本発明では、原材料の製鋼スラグの粒径が５ｍｍ以下の粒子を５０重量％以上含有することが好ましい。粒径が５ｍｍ以下の粒子を５０重量％未満とすると、成形が難しくなるばかりではなく、成形体の充填密度が低過ぎて、固化に長時間を要するからである。なお、混合粉の原料として、製鋼スラグ及びフライアッシュ以外にも、少量ならば、高炉スラグ、シリカフラワ、コンクリート廃材等を配合しても良い。
【００２５】
次に、ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質として高炉水砕スラグ微粉末を選択した場合の例である。
【００２６】
製鋼スラグは、精錬時に使用した酸化カルシウム（ＣａＯ）の未反応物及びＣａＯが水と反応して生成した水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）を含むが、そのＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）2はアルカリ性である。一方、高炉水砕スラグ微粉末は、アルカリ刺激を受けると硬化する潜在水硬性を有する。従って、水の存在下で高炉水砕スラグ微粉末と製鋼スラグとが反応することにより硬化体を形成する。
【００２７】
一般に、高炉スラグには、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などが石灰石のＣａＯと化合し、高温では溶けた状態で浮遊する。また、高炉スラグは、ＣａＯ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3の他に、ＭｇＯ、ＭｎＯ、硫化物、その他の微量成分を種々含んでいる。本発明で用いる高炉水砕スラグは、かかる高炉スラグを物理的には急冷却することによって粒径の小さな砂粒状で、且つガラス質としたものである。このガラス質の高炉水砕スラグを微粉砕して得た微粉末は、アルカリ分と混合し、水と混練すると、やがてこのアルカリの刺激作用を受けて固化し始め、最初は強度が小さいが、徐々に高強度を発揮する。このアルカリ分の刺激によって高炉水砕スラグ自身が固まる性質をスラグの潜在水硬性という。高炉水砕スラグ微粉末は、それ自身では水硬性を示さないが、水の存在の下で、アルカリの刺激を受ければ、潜在している水硬性を発揮する。刺激剤には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩等が認められている。本発明は、粉粒状製鋼スラグをアルカリ刺激材として利用し、粉粒状製鋼スラグを安定した硬化体に変化させるものである。
【００２８】
すなわち、製錬時に使用した酸化カルシウム（ＣａＯ）の未反応物及びＣａＯが水と反応して生ずる水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2）を含む製鋼スラグは、アルカリ刺激材となって、それに高炉水砕スラグ微粉末及び水を混合すると、高炉水砕スラグ微粉末が硬化して固化物を形成し、製鋼スラグの膨張崩壊を抑止することを知見し、本発明を完成するに至ったのである。
【００２９】
本発明においては、粉粒状の製鋼スラグは骨材として用いるのではなく、アルカリ刺激剤として用いる。また、高炉水砕スラグ微粉末の粒径が１００μｍ超であると反応量が少なく硬化が不十分となる。この高炉水砕スラグ微粉末の混合量は、粉粒状製鋼スラグの成分その他の特性に応じて調整するとよいが、ドライベースで１０〜９０重量％の範囲である。さらに、反応性の観点から製鋼スラグは、粒径５ｍｍ以下を５０％以上含むのが好ましい。なお、粉粒状製鋼スラグと、高炉水砕スラグ微粉末の混合に際しては、混合の当初から、あるいは途中から水を添加して混練すると、発塵の防止と、上記素材全体への均一な水分供給によって、その後の固化が均一で速やかに進行するので好ましい。混練作業温度は６０℃以下とするのがよい。６０℃を上廻ると反応が速く混合作業の作業性が著しく劣化するので好ましくない。
【００３０】
前記固化の際に、オートクレーブ養生して固化させると硬化速度を促進し好ましい。高炉水砕スラグ粉末の潜在水硬性の発現は、非常に長時間に亘るので、オートクレーブ養生による硬化促進は効果的である。オートクレーブ条件としては圧力５〜１５ｋｇ／ｃｍ2、温度１５０〜２００℃程度とすることができる。
【００３１】
このオートクレイブ養生は、高温高圧養生ともいい、気密のかま内に製品を入れ、通常、温度１８０℃前後、蒸気圧１０気圧前後の条件で養生を行う。オートクレーブ養生では水熱反応が起こり、トバモライト相を生成して養生直後に長期強度を発現させることができ、短時間で高強度が得られる。また、オートクレーブ養生は適当な前養生を行ったのち、５〜２４時間程度、高圧高温で保持すると良い。このオートクレーブ養生によって、高炉水砕スラグ微粉末は、２００〜４５０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧縮強度のＣａＯ−ＳｉＯ2−Ｈ2Ｏ系のいわゆるシリケート硬化体製品をつくることができる。高圧高温蒸気のもとで養生すると、水硬性物質中のシリカとカルシウムとが結合し、強固なトバモライト相のゲル又は準結晶を形成する。すなわち、普通の温度では全く不活発な石英状のシリカまでもカルシウムと反応し、強固なカルシウムシリケートをつくる。トバモライト相を形成する過程は、常温で形成される水和物３ＣａＯ・２ＳｉＯ2・３Ｈ2Ｏが高温高圧養生の過程でより安定した５ＣａＯ・６ＳｉＯ2・５Ｈ2Ｏ（トバモライト相）を生成することによる。
【００３２】
また、本発明では、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物、水酸化物及び炭酸塩から選ばれた１種又は２種を、前記粉粒状製鋼スラグと高炉水砕スラグ微粉末とからなる混合物に対して外掛けで０．５〜１０ｗｔ％添加し、アルカリを補充すると好適である。この場合、これらのアルカリの添加率は粉粒状製鋼スラグと高炉水砕スラグ微粉末との混合物に対して外掛けで０．５〜１０ｗｔ％とするとよい。０．５ｗｔ％未満では量が少ないため添加効果が乏しく、１０ｗｔ％を越える量を添加すると反応が速く混合作業上の不都合が生じるので上限を１０ｗｔ％とした。
【００３３】
引き続いて、発明者は、上記した製鋼スラグと高炉水砕スラグ微粉末との混合粉に、さらに前記したフライアッシュを混合した場合について研究を行なった。その結果、フライアッシュを追加すると、その固化機能が相乗して、トバモライト相の生成が一層促進されることを知見した。そして、このフライアッシュの追加も本発明に加えることにした。
【００３４】
なお、本発明で使用するＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質としては、フライアッシュ、高炉水砕スラグ微粉末に限らず、ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％を含有するならば如何なるもの（例えば「わら」や「籾」等の灰）でも良い。
【００３５】
【実施例】
（１）ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質がフライアッシュの場合：
表１に示す組成の製鋼スラグとフライアッシュの粉末を、表２及び表３に示す所定の配合になるように秤量して多種の配合原料を準備した。これら配合原料に、水を５重量％加えて混合し、その混合粉をステンレス製型枠（内径４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍ）に流し込み、一定圧力下で成形した。そして、型から抜き出した成形体を、個別にオートクレーブ中に装入し、表２及び表３に示す種々の温度、時間で養生する試験を多数行った。なお、表１〜３のクロム鉱石溶融還元炉スラグは、溶融還元炉スラグを、ステンレス精錬脱炭炉スラグは、ステンレス鋼スラグをそれぞれ指す。
【００３６】
このオートクレーブ養生で得た各成形体、つまり固化物について、比重（ＪＩＳ  Ｒ  ２２０５に準拠）、圧縮強度（ＪＩＳ  Ｒ  ２５５３に準拠）、トバモライト相及びハイドロガーネット相のピーク強さ（粉末Ｘ線回折法による）を測定した。なお、Ｘ線回折ピークの強さは、標準試料として添加した珪素の（１１１）面に相当するピークを基準にして、強、中、弱及び「なし」の４段階で評価した。これらの測定結果を一括して表２及び表３に示す。また、同一配合、同一条件での成形体の試験数は３回であり、表２及び表３の値はそれらの平均値である。
【００３７】
【表１】
0003714043.tif 000002
【００３８】
【表２】
0003714043.tif 000003
【００３９】
【表３】
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【００４０】
表２及び表３より、本発明に係る条件で加熱、養生した成形体は、製鋼スラグの種類が異なるにもかかわらず、すべてがトバモライト相の存在を示し、外観上良好な固化状態を呈していた。つまり、固化に成功したのである。そして、それら固形物は、比重１．１が以上、圧縮強度が２００ｋｇｆ／ｃｍ2以上であり、その後６ケ月間の大気下放置でも一切膨脹、粉化は起きず、物理化学的に安定していた。この結果は、製鋼スラグとフライアッシュとを多量配合した混合粉の固化で、路盤材、建築・土木材としての役割を十分に発揮する無機質材料が形成されることを示唆している。
【００４１】
それに対して、本発明に係る条件を外れて処理された成形体は、固化しなかったり、あるいは固化しても強度が弱い状態にあった。また、固化していない成形体には、トバモライト相が存在せず、発明者の着想が正しかったことが確認できた。
（２）ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質が高炉水砕スラグ微粉末の場合：
表４に示す成分、性状の製鋼スラグ及び高炉水砕スラグ微粉末を用いて本発明に係る製鋼スラグの塊成方法を実施した。その配合及び養生条件を表５に示した。表５は、粉粒状製鋼スラグと高炉水砕スラグ微粉末とを混合し、水分の存在下で固化させたＮｏ．３８〜６２（実施例）、Ｎｏ．６３〜６８（比較例）である。製造された塊状物の圧縮強度も併せて表５に示した。
【００４２】
表５から明らかなように、粉粒状の製鋼スラグ及び高炉水砕スラグ微粉末を用いて、長期圧縮強度が２００ｋｇ／ｃｍ2以上で、長期に亘り膨張崩壊性のない塊状物を得ることができた。
【００４３】
【表４】
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【００４４】
【表５】
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【００４６】
（３）ＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質が、高炉水砕スラグ微粉末及びフライアッシュの場合：
表４に示した成分、性状の製鋼スラグ及び高炉水砕スラグ微粉末、表１に示した成分、性状のフライアッシュを用いて本発明に係る製鋼スラグの塊成方法を実施した。その配合及び養生条件を表７に示した。表７は、粉粒状の製鋼スラグと、高炉水砕スラグ微粉末及びフライアッシュとを混合し、水分の存在下で固化させたＮｏ．１００〜１２５（実施例）、Ｎｏ．１２６〜１３１（比較例）である。製造された塊状物の圧縮強度も併せて表７に示した。
【００４７】
【表７】
0003714043.tif 000007
【００４９】
表７から明らかなように、粉粒状の製鋼スラグと、高炉水砕スラグ微粉末及びフライアッシュとを用いて、長期圧縮強度が２００ｋｇ／ｃｍ2以上で、長期に亘り膨張崩壊性のない塊状物を得ることができた。
【００５０】
上記したいずれの場合も、固化の前に混合粉に水を添加してから、常温又はオートクレーブによる高温、高圧下で固化したものである。混練時の適正な水分添加量は、混合粉を構成する原料の種類や配合によって異なるので一概には決められないが、要は混練によって混合粉全体に均一に水分が行きわたること、混練によって全体が固いペースト状となること、固化後に過剰の水分が残存して強度を低下しないことを配慮して決めれば良い。
【００５１】
そのような観点から、表９に示す種々の条件で混練時の水分添加量を変化させてスラグの固化を行なったところ、Ｎｏ．１６４〜１７９に示すいずれの条件でも、固化前は固いペースト状となって全体に水分が行きわたり、固化後の固化物も高い強度を発現した。
【００５２】
【表９】
0003714043.tif 000008
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、産業廃棄物として処理されていた各種の製鋼スラグとＳｉＯ2≧３０ｗｔ％含有物質との混合粉から、路盤材、建築・土木材等として利用可能な無機質材料を提供できるようになる。従って、本発明は、資源の再利用、環境の向上等に寄与するところが極めて大である。