(57)【要約】【課題】炭酸化硬化体に使用可能である、ダスティングスラグ、それを用いたセメント混和材およびその製造方法を提供する。【解決手段】（１）最大粒径が１ｍｍ以下でＭｇＯ含有量が５質量％以下であるダスティングスラグ、（２）さらに、ＣａＯ含有量が４０〜７０質量％、ＳｉＯ２含有量が１５〜３０質量％であり、γ-２ＣａＯ・ＳｉＯ２を含有する（１）のダスティングスラグ、（３）（１）または（２）のダスティングスラグを含有するセメント混和材、（４）ダスティングスラグの粒状物や粗粒を除去処理する（３）のセメント混和材の製造方法、（５）ダスティングスラグの粒状物や粗粒を除去するダスティングスラグの処理方法、である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大粒径が１ｍｍ以下でＭｇＯ含有量が５質量％以下であるダスティングスラグ。
【請求項２】
さらに、ＣａＯ含有量が４０〜７０質量％、ＳｉＯ２含有量が１５〜３０質量％であり、γ-２ＣａＯ・ＳｉＯ２を含有する請求項１に記載のダスティングスラグ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のダスティングスラグを含有するセメント混和材。
【請求項４】
ダスティングスラグの粒状物や粗粒を除去処理することを特徴とする請求項３に記載のセメント混和材の製造方法。
【請求項５】
ダスティングスラグの粒状物や粗粒を除去することを特徴とするダスティングスラグの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダスティングスラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄業界から発生するスラグには様々なものがある。銑鉄を得る際に高炉から発生する高炉スラグは有効利用が進んでいる。一方、銑鉄を精錬する過程でも様々な製鋼スラグが発生するが、高炉スラグに比べると有効利用率が低い現状にある。また、スクラップを電気炉にて還元する際に発生する電気炉スラグや、各種のステンレス鋼を製造する際に発生するステンレススラグも同様に有効利用が進んでいない現状にある。
これら有効利用が進んでいないスラグの多くは、ダスティングスラグである。ダスティングスラグは水硬性を持たない上に、ダスティングして粉粒状になっているため、骨材としても利用ができないためである。
一方、γ-２ＣａＯ・ＳｉＯ２を含有する製鋼スラグやステンレススラグなどのダスティングスラグを炭酸ガス含有雰囲気下で養生することで、優れた強度発現性が得られることが知られている。（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１２６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製鋼スラグ、ステンレススラグは、炭酸化に有効なγ-２ＣａＯ・ＳｉＯ２以外に様々な不純物を含有している場合もある。特に遊離マグネシア（ＭｇＯ）は長期的に膨張性を示すことがあり、ポルトランドセメント中の含有量は５％以下に規定されている。このため、製鋼スラグ及びステンレススラグの使用量が制約される場合があった。
本発明は、炭酸化硬化体に使用可能である、ダスティングスラグ、それを用いたセメント混和材およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち、本発明は、（１）最大粒径が１ｍｍ以下でＭｇＯ含有量が５質量％以下であるダスティングスラグ、（２）さらに、ＣａＯ含有量が４０〜７０質量％、ＳｉＯ２含有量が１５〜３０質量％であり、γ-２ＣａＯ・ＳｉＯ２を含有する（１）のダスティングスラグ、（３）（１）または（２）のダスティングスラグを含有するセメント混和材、（４）ダスティングスラグの粒状物や粗粒を除去処理する（３）のセメント混和材の製造方法、（５）ダスティングスラグの粒状物や粗粒を除去するダスティングスラグの処理方法、である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、ダスティングスラグの有効利用が可能となり、ダスティングスラグを使用した炭酸化硬化体を作製することができるなどの効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を説明する。
なお、本発明で使用される、部、％は、特に規定しない限り質量基準である。
【０００８】
本発明のダスティングスラグは、金属精錬などで発生するスラグであり、冷却過程の密度変化（体積膨張）による粉化（ダスティング）で生成するスラグである。
ダスティングスラグには、製鋼スラグ、ステンレススラグ、マグネシアスラグなどがあり、γ-２ＣａＯ・ＳｉＯ２（以下、γ−Ｃ２Ｓという）、遊離石灰（ＣａＯ）、遊離マグネシア（ＭｇＯ）などを含み、化学組成として、ＣａＯ含有量が４０〜７０％、ＳｉＯ２含有量が１５〜３０％、ＭｇＯ含有量が８〜１５％程度である。
【０００９】
本発明では、ＭｇＯ等の不純物量を低減するために、まずダスティングしたスラグを篩分けし、粒状物を取り除くものである。本発明でいう粒状物とは、１ｍｍを超える粒子を指す。また、ダスティングスラグのＭｇＯ等の不純物含有量をさらに低減するために、スラグを分級し、粗粒（９０μｍ以上や４５μｍ以上）を低減することが好ましい。
本発明では、ＭｇＯ含有量を５％以下とすることが好ましく、γ−Ｃ２Ｓの含有量が多いスラグほど篩分けや分級によるＭｇＯ含有量の低減効果が大きい。
【００１０】
ダスティングスラグの処理方法は、特に限定されるものではなく、ふるい分級法、気流分級法、水簸分級法、などが適用可能である。篩分級法とは篩の目開きを利用した分離操作であり、気流分級法とは気流を利用した分離操作であり、水簸分級法とは小さな粒子ほど沈降に多くの時間を要する性質を利用した分離操作である。
【００１１】
セメント混和材として使用するには、篩分けや分級後のダスティングスラグのブレーン比表面積は２，０００ｃｍ２／ｇ以上であることが好ましく、３，０００ｃｍ２／ｇ〜８，０００ｃｍ２／ｇがより好ましい。ブレーン比表面積が８，０００ｃｍ２／ｇを越えると粉砕動力が多く必要なため不経済であり、２，０００ｃｍ２／ｇ未満では炭酸化硬化体の強度が十分でない場合がある。
【００１２】
本発明で使用するセメントとしては、普通、早強、超早強、低熱、および中庸熱などの各種ポルトランドセメント、これらセメントに対して、高炉スラグ、フライアッシュ、およびシリカからなる群から選ばれる少なくとも１種を混合した各種混合セメント、ならびに石灰石粉末を混合したフィラーセメントなどが挙げられる。特に各種ポルトランドセメントを用いることが好ましい。
【００１３】
本発明では、砂、砂利の他、減水剤、高性能減水剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、流動化剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、高分子エマルジョン、凝結調整剤、セメント急硬材、ベントナイトなどの粘土鉱物、ゼオライトなどのイオン交換体、シリカ質微粉末、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、石膏、ケイ酸カルシウム、鋼繊維などを併用することが可能である。有機系材料としては、ビニロン繊維、アクリル繊維、炭素繊維などの繊維状物質などが挙げられる。
【実施例】
【００１４】
以下に実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【００１５】
「実験例１」
使用材料に示す各種ダスティングしたスラグを、目開きが１ｍｍ、９０μｍ、４５μｍの篩を用いて篩分けし、粒度が異なる試料を調製した。得られた試料と篩分け前の試料のＭｇＯ含有量を評価した。
また、これらダスティングスラグをボールミルで粉砕し、ブレーン比表面積が４，０００ｃｍ２／ｇに粉末度を調整した。その後、普通ポルトランドセメント１０部と粒度調整したダスティングスラグ９０部に対し、水４０部を加えてペーストを調製し、型枠内で成型後、材齢７日で脱型し、２０℃、６０％ＲＨ、ＣＯ２：５％で２８日間、炭酸化養生を行なった。得られた試験体について膨張性試験を行った。結果を表１に示す。
【００１６】
（使用材料）
スラグ（１）：ステンレススラグ、ブレーン比表面積２，０００〜３，０００ｃｍ２／ｇのダスティングしたスラグ、ＣａＯ含有量６１％、ＳｉＯ２含有量１６％、ＭｇＯ含有量１０％、Ａｌ２Ｏ３含有量３％、Ｆｅ２Ｏ３含有量１０％、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・Ｆｅ２Ｏ３、遊離石灰、遊離マグネシアを主成分とする。γ−Ｃ２Ｓの含有量（５９％）が少ないため、篩い分けや分級によるＭｇＯ低減効果が小さい。
スラグ（２）：マグネシアスラグ、ブレーン比表面積：２，０００〜３，０００ｃｍ２／ｇのダスティングしたスラグ、ＣａＯ含有量５９％、ＳｉＯ２含有量２９％、Ａｌ２Ｏ３含有量１％、Ｆｅ２Ｏ３含有量２％、ＭｇＯ含有量９％、γ−Ｃ２Ｓ、遊離マグネシアを主成分とする。γ−Ｃ２Ｓの含有量（６８％）が多いので、篩分けや分級によるＭｇＯ低減効果が大きい。
スラグ（３）：製鋼スラグ、ブレーン比表面積：２，０００〜３，０００ｃｍ２／ｇのダスティングしたスラグ、ＣａＯ含有量５５％、ＳｉＯ２含有量２６％、Ａｌ２Ｏ３含有量２％、Ｆｅ２Ｏ３含有量１％、ＭｇＯ含有量８％、γ−Ｃ２Ｓ、遊離マグネシアを主成分とする。γ−Ｃ２Ｓの含有量（６７％）が多いので、篩分けや分級によるＭｇＯ低減効果が大きい。
普通ポルトランドセメント：市販品
【００１７】
（試験方法）
篩分け試験：ＪＩＳ  Ａ  １１０２に準拠。
ＭｇＯ含有量：ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準拠。
膨張性試験（ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１）：パット法。パット２個について膨張性のひび割れ又は反りを認めないものを良「○」、認めたものを不良「×」とし、パット２個の内１個に膨張性のひび割れ又は反りを認めたものを「△」とした。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１より、篩分け級処理によってスラグに含まれるＭｇＯ含有量を５％以下に低減できることが分かる。特にスラグに含まれるγ−Ｃ２Ｓ含有量が多いものほど、分級によるＭｇＯ含有量の低減効果が大きい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明により、ＭｇＯによる長期的な膨張の可能性を低減できるため、土木、建築分野でのダスティングスラグの有効利用に好適である。