(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉水砕スラグにエージングによる表面改質を施して比表面積を増大させ、比表面積が１．２８ｍ２／ｇ以上の高炉水砕スラグ細骨材とする高炉水砕スラグ細骨材の製造方法であって、
前記エージングによる表面改質では、高炉水砕スラグを製造後、屋外または屋内にて３ヶ月以上エージングすることを特徴とするブリージング特性に優れた高炉水砕スラグ細骨材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブリージング特性が優れた高炉水砕スラグ細骨材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高炉水砕スラグの多くはセメント原料・混和材として利用されているが、この用途での需要も限界があることから、今後は天然砂代替の細骨材としての利用拡大が期待されている。
しかし、従来の高炉水砕スラグ細骨材は、天然砂に較べてブリージング特性が劣るため単独では用いず、天然砂と混合して利用されるのが一般的である。ここで、ブリージングとは、コンクリートが硬化する前に骨材が沈み込み、表層に水が浮上する現象を指し、ブリージング特性とは、そのような現象を生じにくい性能を指す。ブリージングは、コンクリートのひび割れ等の原因となる。
【０００３】
高炉水砕スラグ細骨材がブリージング特性に劣る主因は、スラグ表面がガラス質であるため、天然砂に比較して保水性が劣るためである。保水性が劣るのは、比表面積が小さく、表面水を保持する空間がほとんど無いことが原因であると考えられている。
高炉水砕スラグ細骨材のブリージング特性を改善するための従来技術としては、下記のようなものがある。
（1）粒度分布調整により比表面積を大きくする方法
（2）アルカリ処理により比表面積を大きくする方法（特許文献１）
（3）スラグにポリマーを散布することにより、保水性を高める方法（特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−７７３３５号公報
【特許文献２】特開２００４−９９３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記（1）の方法は、粒度を細かくすると比表面積を大きくすることはできるが、流動特性などが悪化してしまう問題がある。
上記（2）の方法は、アルカリを添加し、高温処理するものであるが、処理設備や加熱、薬剤に要するコストなど、処理に多大なコストがかかる。また、上記（3）の方法も、同様に処理に多大なコストがかかる。
【０００６】
以上のことから現状では、高炉水砕スラグ細骨材の多くは天然砂と混合して使用され、ブリージング特性が許容範囲内になるようにしている。しかし、このような使用形態では、スラグの配合比率を高めることができないため、スラグの使用量にも限界がある。
したがって本発明の目的は、ブリージング特性が優れた高炉水砕スラグ細骨材を低コストで効率的に製造することができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の要旨は、高炉水砕スラグにエージングによる表面改質を施して比表面積を増大させ、比表面積が１．２８ｍ２／ｇ以上の高炉水砕スラグ細骨材とする高炉水砕スラグ細骨材の製造方法であって、前記エージングによる表面改質では、高炉水砕スラグを製造後、屋外または屋内にて３ヶ月以上エージングすることを特徴とするブリージング特性に優れた高炉水砕スラグ細骨材の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ブリージング特性が優れた高炉水砕スラグ細骨材を低コストで効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】表面改質前の高炉水砕スラグ、高炉水砕スラグに対してエージング（３年以上屋外エージング）による表面改質を行った細骨材D2、及び天然砂の顕微鏡観察写真とＳＥＭ観察写真
【図２】試験に供した各細骨材の比表面積の測定結果を示すグラフ
【図３】試験に供した各細骨材の比表面積とブリージング量との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明者らは、高炉水砕スラグの比表面積がブリージング特性に大きく影響するとの前提の下で、高炉水砕スラグの比表面積を大きくする表面改質方法について検討を行うとともに、比表面積とブリージング特性との関係について調査した。
高炉水砕スラグの表面改質方法として、下記の方法を試験した。
【００１１】
（1）スラグの結晶化＋蒸気エージングによる表面改質
高炉水砕スラグを１１００℃×４８時間で加熱して結晶化させた後、蒸気エージングを４８時間施した。この表面改質された材料を「細骨材A」とする。
（2）水和反応による表面改質
i）アルカリ処理：  水酸化ナトリウムでｐＨを１２に調整した水に高炉水砕スラグを入れ、水温９０℃で２４時間保持した。この表面改質された材料を「細骨材B」とする。
ii）酸処理：  クエン酸でｐＨを２〜３に調整した水に高炉水砕スラグを入れ、水温９０℃で２４時間保持した。この表面改質された材料を「細骨材C」とする。
iii）屋外エージング：  製造後３ヶ月屋外エージングした高炉水砕スラグを用いた。この表面改質された材料を「細骨材D1」とする。
iv）屋外エージング：  製造後３年以上屋外エージングした高炉水砕スラグを用いた。この表面改質された材料を「細骨材D2」とする。
【００１２】
各材料の評価では、顕微鏡観察とＳＥＭ観察による表層の生成物調査及び比表面積調査を実施して比表面積が大きいものを抽出し、ブリージング試験を実施した。
まず、比表面積を増大させるのに有効な処理方法について検討を行った。
表面改質前の高炉水砕スラグ、高炉水砕スラグに対してエージング（３年以上屋外エージング）による表面改質を行った細骨材D2、及び天然砂について、顕微鏡観察とＳＥＭ観察により表層の生成物を調査した。その結果を図１に示す。ＳＥＭ観察結果から、エージングによる表面改質を行った細骨材D2は、水和物、炭酸化物と考えられる析出物が多く析出していた。
【００１３】
各材料について、比表面積の調査を行った結果を図２に示す。比表面積は、未処理の高炉水砕スラグ細骨材（従来材）が０．１０ｍ２／ｇであるのに対し、アルカリ処理を施した細骨材Bで０．７７ｍ２／ｇ、３ヶ月屋外エージング（養生）した細骨材D1で１．２８ｍ２／ｇ、３年以上屋外エージング（養生）した細骨材D2で３．９ｍ２／ｇであり、細骨材D1で未処理の高炉水砕スラグの約１０倍、細骨材D2で未処理の高炉水砕スラグの約４０倍であった。
【００１４】
各材料についてブリージング試験を行い、ブリージング量を求めた。また、モルタルフロー試験を実施した。各材料のブリージング量と比表面積を図３に示す。これによれば、比表面積とブリージング量は非常に良い相関関係が認められる。最も比表面積が大きい３年以上屋外エージング（養生）した細骨材D2は、ブリージング量０．１１ｃｍ３／ｃｍ２であり、これは未処理の水砕スラグ細骨材（従来材）の１／３、目標である天然砂（０．２６ｃｍ３／ｃｍ２）の例の１／２以下である。また、３ヶ月屋外エージング（養生）した細骨材D1は、アルカリ処理を施した細骨材Bよりも、比表面積が大きく、ブリージング特性も優れており、アルカリ処理や、高温での処理を施すことなく、簡便な設備でエージング処理することで、優れたブリージング特性を得ることができる。１ヶ月屋外エージングでアルカリ処理を施した場合と同等以上の性能が得られている。
以上の結果より、ブリージング特性に大きく影響する要因は比表面積であること、比表面積を増大させる方法としてエージング（水和反応）による表面改質が有効であることが判った。
【図２】
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【図３】
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【図１】
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