(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モルタル材齢７日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程を含むことを特徴とする高炉スラグの選別方法。
【請求項２】
前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値である、請求項１記載の高炉スラグの選別方法。
【請求項３】
前記選別工程は、高炉スラグの塩基度が、前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、請求項１又は２記載の高炉スラグの選別方法。
【請求項４】
モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程を含むことを特徴とする高炉スラグの選別方法。
【請求項５】
前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値である、請求項４記載の高炉スラグの選別方法。
【請求項６】
前記選別工程は、高炉スラグの塩基度が、前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、請求項４又は５記載の高炉スラグの選別方法。
【請求項７】
モルタル材齢７日の高炉スラグの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含み、前記式（１）により算出される高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値であり、前記選別工程において、高炉スラグの塩基度が、前記塩基度Ｂｕ（７日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記塩基度Ｂｕ（７日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含むことを特徴とする高炉セメントの製造方法。
【請求項８】
モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含み、前記式（２）により算出された高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、前記選別工程において、高炉スラグの塩基度が、前記塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記塩基度Ｂｕ（２８日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含むことを特徴とする高炉セメントの製造方法。
【請求項９】
高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）もしくは塩基度Ｂｕ（２８日）を算出する指標算出工程と、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを低活性スラグと高活性スラグとに選別する選別工程と、前記低活性スラグと前記高活性スラグとセメントとを混合する混合工程とを含む高炉セメントの製造方法であって、
前記指標算出工程が、モルタル材齢７日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する工程と、
モルタル材齢２８日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記選別工程が、０〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（７日）の閾値により低活性スラグと高活性スラグとに選別する工程と、−０．２〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（２８日）の閾値により低活性スラグと高活性スラグとに選別する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記混合工程が、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）が前記閾値以上となるように、前記低活性スラグと前記高活性スラグとを配合する工程を更に含むことを特徴とする、
高炉セメントの製造方法。
【請求項１０】
高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）もしくは塩基度Ｂｕ（２８日）を算出する指標算出工程と、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグから低活性スラグを選別する選別工程と、前記低活性スラグとセメントとを混合する混合工程と、強度補完工程とを含む高炉セメントの製造方法であって、
前記指標算出工程が、モルタル材齢７日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する工程と、
モルタル材齢２８日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−d×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記算出工程における低活性スラグの塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０もしくはＢｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、
前記選別工程が、０〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（７日）の閾値により低活性スラグを選別する工程と、−０．２〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（２８日）の閾値により低活性スラグを選別する工程との少なくともいずれか一方を含む事を特徴とする、
高炉セメントの製造方法。
【請求項１１】
前記混合工程におけるセメントがポルトランドセメントであり、
前記強度補完工程が、高炉スラグの粉末度を調整する工程と、ポルトランドセメントの粉末度を調整する工程と、高炉セメントの粉末度を調整する工程とからなる群より選ばれた少なくとも一つ以上の工程を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の高炉セメントの製造方法。
【請求項１２】
前記強度補完工程が、高炉セメント中の塩素含有量が３０〜３５０ｍｇ／ｋｇになるよう塩素を含む無機物質を添加する工程を含むことを特徴とする、請求項１０または１１に記載の高炉セメントの製造方法。
【請求項１３】
前記強度補完工程が、高炉セメント中の石膏含有量がＳＯ３ベースで１．４〜２．３％になるよう石膏を添加する工程を含むことを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の高炉セメントの製造方法。
【請求項１４】
前記強度補完工程が、高炉セメント中の石灰石含有量が１〜６質量％になるよう石灰石を添加する工程を含むことを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の高炉セメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、従来の予測指標よりも精度良く活性度指数を予測して高炉スラグを選別する高炉スラグの選別方法及び選別した高炉スラグとセメントを混合する高炉セメントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所から生産される高炉水砕スラグは、２０１３年度でおよそ２千万ｔであり、そのうちのおよそ９０％はセメント原料に利用されている。中でも、高炉セメントに利用されるスラグの品質はその高炉セメントの品質に大きく影響を及ぼし、ＪＩＳ（ＪＩＳ  Ａ  ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」）に定められている下記式（Ｓ）により算出される塩基度（（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２）が高炉スラグの品質管理指標値として扱われている。下記式（Ｓ）により算出される塩基度は、本明細書においてＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）と称する場合がある。
ＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２・・・（Ｓ）
【０００３】
ＪＩＳ（ＪＩＳ  Ａ  ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」）に定められている高炉スラグを含むセメントの活性度指数は、普通ポルトランドセメントに対する高炉スラグ微粉末の割合が１：１（普通ポルトランドセメント：高炉スラグ微粉末＝１：１）となるように作製したセメントのモルタル圧縮強さと普通ポルトランドセメント単独のモルタル圧縮強さとの比（モルタル材齢７日及びモルタル材齢２８日）で表される。原料として高炉スラグを用いたセメントの活性度指数が高いほど、品質が良好な高炉スラグが使用されていると考えられる。一般的に、先述した高炉スラグの塩基度は高炉セメントの活性度指数の指標として用いられており、塩基度が高いほど活性度指数は高まる傾向にある。
しかしながら、従来の塩基度で高炉セメントの活性度指数を予測しても、実測値と比べてばらつきがある場合が多い。このため、実際の製造現場において、高炉スラグの塩基度が高いため、活性度指数が高いと判断し、品質を確保するための製造時のアクションをとらず、製造した高炉セメントの品質が目標のレベルに達しない場合がある。
【０００４】
一方で、既往の検討では、具体的に式（Ａ）に示すようにＪＩＳの塩基度にＴｉＯ２量及びＭｎＯ量を加えて、高炉セメントの活性度指数の指標（Ｂｍ）を導き出す式（Ａ）が提案されている（特許文献１）。特許文献１においては、式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）に基づき、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数を予測する方法が提案されている。また、既に様々な塩基度（ＢＢ）〜（ＢＦ）を導き出すための式（Ｂ）〜（Ｆ）が報告されている（非特許文献１〜３）。
【０００５】
指標（Ｂｍ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−０．１３×ＴｉＯ２−ＭｎＯ・・・（Ａ）
【０００６】
塩基度（ＢＢ）＝ＣａＯ＋（２／３）×ＭｇＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３・・・（Ｂ）
【０００７】
塩基度（ＢＣ）＝（ＣａＯ＋０．７×ＭｇＯ）／（０．９４×ＳｉＯ２＋０．１８×Ａｌ２Ｏ３）・・・（Ｃ）
【０００８】
塩基度（ＢＤ）＝（ＣａＯ＋Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｓ）／（ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２）・・・（Ｄ）
【０００９】
塩基度（ＢＥ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋（１／３）×Ａｌ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋（２／３）×Ａｌ２Ｏ３）・・・（Ｅ）
【００１０】
塩基度（ＢＦ）＝（Ｋｃ×ＣａＯ＋Ｋａ×Ａｌ2Ｏ3＋Ｋｍ×ＭｇＯ＋Ｋｎ×Ｎａ2Ｏ＋Ｋｓｕ×Ｓ）／（ＳｉＯ2＋Ｋｔ×ＴｉＯ2）・・・（Ｆ）
但し、式（Ｆ）中、材齢７日の場合、Ｋｃは１．４２、Ｋａは１．２９、Ｋｍは１．７５、Ｋｔは４．９９、Ｋｎは３．３３、Ｋｓｕは２．６９であり、材齢２８日の場合、Ｋｃは０．２４、Ｋａは０．４２、Ｋｍは０．２３、Ｋｔは２．６３、Ｋｎは０．９９、Ｋｓｕは０．４５である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−２４７７１５号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】岩本信也、スラグの塩基度、溶接学会誌、pp.8-18、Vol.50（1981）
【非特許文献２】山内俊吉、近藤連一、セメント用スラグ判別法、セメント技術年報、Vol.7、pp.67-75（1953）
【非特許文献３】前田悦孝、長沼浩、橋本卓三、高炉水砕スラグの化学成分が高炉セメントの強さに及ぼす影響、セメント・コンクリート論文集、Vol.44、pp.180-185（1990）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）や非特許文献１〜３の式（Ｂ）〜（Ｆ）により算出される塩基度（ＢＢ）〜（ＢＦ）よりも更に精度よく活性度指数を予測する指標が産業界から望まれている。
そこで、本発明は、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数を精度よく予測することができ、優れた活性度指数を有するセメント原料としての高炉スラグを選別する指標となる塩基度を導き出す式を提案し、この指標となる塩基度に基づく、高炉スラグの選別方法及び高炉セメントの製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、混合セメントには、更なる強度発現性の向上と、将来の混合材利用量増加に対応するための低活性混合材の有効利用とが求められている。そこで、本発明は、前記指標により選別された高炉スラグを使用しながらより強度発現性に優れた高炉セメントを提供する事と、前記指標により選別された低活性なスラグも有効利用して強度発現性の良好な高炉セメントを提供する事も目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意検討した結果、高炉スラグのＴｉＯ２及びＭｎＯとともに、ＪＩＳ  Ａ６２０６に定められている塩基度（（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２）に示される各化学成分のセメントの活性度指数に及ぼす影響を見直すことで、高炉スラグを選別する指標となる塩基度が算出される式を導き出すことができ、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数を精度良く予測でき、優れた活性度指数を有するセメント原料として高炉スラグを選別し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
本発明は、モルタル材齢７日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程を含む、高炉スラグの選別方法に関する。
本発明は、前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値である、高炉スラグの選別方法に関する。
本発明は、前記選別工程が、高炉スラグの塩基度が、前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、高炉スラグの選別方法に関する。
【００１７】
本発明は、モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程を含む、高炉スラグの選別方法に関する。
本発明は、前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値である、高炉スラグの選別方法に関する。
本発明は、前記選別工程が、高炉スラグの塩基度が、前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、高炉スラグの選別方法に関する。
【００１８】
本発明は、モルタル材齢７日の高炉スラグの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含み、前記式（１）により算出される高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値であり、前記選別工程において、高炉スラグの塩基度が、前記塩基度Ｂｕ（７日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記塩基度Ｂｕ（７日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、高炉セメントの製造方法に関する。
【００１９】
本発明は、モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含み、前記式（２）により算出された高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、前記選別工程において、高炉スラグの塩基度が、前記塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記塩基度Ｂｕ（２８日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、高炉セメントの製造方法に関する。
【００２０】
本発明は、高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）もしくは塩基度Ｂｕ（２８日）を算出する指標算出工程と、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを低活性スラグと高活性スラグとに選別する選別工程と、前記低活性スラグと前記高活性スラグとセメントとを混合する混合工程とを含む高炉セメントの製造方法であって、
前記指標算出工程が、モルタル材齢７日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を前記式（１）により算出する工程と、モルタル材齢２８日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を前記式（２）により算出する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記選別工程が、０〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（７日）の閾値により低活性スラグと高活性スラグとに選別する工程と、−０．２〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（２８日）の閾値により低活性スラグと高活性スラグとに選別する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記混合工程が、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）が前記閾値以上となるように、前記低活性スラグと前記高活性スラグとを配合する工程を更に含むことを特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。
【００２１】
本発明は、高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）もしくは塩基度Ｂｕ（２８日）を算出する指標算出工程と、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグから低活性スラグを選別する選別工程と、前記低活性スラグとセメントとを混合する混合工程と、強度補完工程とを含む高炉セメントの製造方法であって、
前記指標算出工程が、モルタル材齢７日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を前記式（１）により算出する工程と、モルタル材齢２８日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を前記式（２）により算出する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記算出工程における低活性スラグの塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０もしくはＢｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、
前記選別工程が、０〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（７日）の閾値により低活性スラグを選別する工程と、−０．２〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（２８日）の閾値により低活性スラグを選別する工程との少なくともいずれか一方を含む事を特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。
【００２２】
本発明は、前記高炉セメントの製造方法において、前記強度補完工程が、高炉スラグの粉末度を調整する工程と、ポルトランドセメントの粉末度を調整する工程と、高炉セメントの粉末度を調整する工程とからなる群より選ばれた少なくとも一つ以上の工程を含むことを特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。
本発明は、前記高炉セメントの製造方法において、前記強度補完工程が、塩素を含む無機物質の添加量を調整する工程を含むことを特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。
本発明は、前記高炉セメントの製造方法において、前記強度補完工程が、石膏の添加量を調整する工程を含むことを特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。
本発明は、前記高炉セメントの製造方法において、前記強度補完工程が、石灰石の添加量を調整する工程を含むことを特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の高炉スラグの選別方法によれば、高炉スラグの品質がばらついても、モルタル活性度指数を精度良く予測でき、優れた活性度指数を有するセメント原料として使用可能な良好な高炉スラグを選別する方法を提供することができる。また、本発明の高炉セメントの製造方法によれば、良好な高炉スラグを選別し、選別した高炉スラグをセメント原料として使用することによって、品質の良い高炉セメントを製造する製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）と、モルタル材齢７日の活性度指数の関係と、本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）と、モルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。
【図２】式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。
【図３】従来の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。
【図４】従来の式（Ｂ）により算出される塩基度（ＢＢ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。
【図５】従来の式（Ｃ）により算出される塩基度（ＢＣ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。
【図６】従来の式（Ｄ）により算出される塩基度（ＢＤ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。
【図７】従来の式（Ｅ）により算出される塩基度（ＢＥ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。
【図８】従来の式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢７日の塩基度（ＢＦ７）とモルタル材齢７日の活性度指数の関係を示すグラフ。
【図９】従来の式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢２８日の塩基度（ＢＦ２８）とモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。
【図１０】分離粉砕で作製した高炉セメントのブレーン比表面積と、基準に対する強度比との関係を示すグラフ。
【図１１】分離粉砕で作製したスラグ粉中の石膏に由来するＳＯ３量と、該スラグ粉を使用して作製した高炉セメントの基準に対する強度比との関係を示すグラフ。
【図１２】分離粉砕で作製したスラグ粉中の石灰石量と、該スラグ粉を使用して作製した高炉セメントの基準に対する強度比との関係を示すグラフ。
【図１３】混合粉砕で作製した高炉セメントのブレーン比表面積と、基準に対する強度比との関係を示すグラフ。
【図１４】混合粉砕で作製した高炉セメント中の石膏に由来するＳＯ３量と、基準に対する強度比との関係を示すグラフ。
【図１５】混合粉砕で作製した高炉セメント中の石灰石量と、基準に対する強度比との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
＜高炉スラグの選別方法＞
本実施形態の高炉スラグの選別方法は、高炉スラグの化学成分に基づき、モルタル材齢７日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を式（１）により算出する指標算出工程と、その指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程とを含む。
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
【００２７】
高炉スラグの化学成分は、高炉スラグを原料として用いたセメントの強度発現性に影響を及ぼす。高炉スラグを原料として用いたセメントの強度発現性の指標として、例えば、ＪＩＳ  Ａ  ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」にモルタルの活性度指数が示されている。活性度指数は、標準モルタルの圧縮強度に対する試験モルタルの圧縮強度の比を百分率で表した数値である。標準モルタルは、通常、普通ポルトランドセメントを使用したモルタルである。試験モルタルは、高炉スラグ（高炉水砕スラグ（微粉末））と普通ポルトランドセメントを１：１で配合した高炉セメントを使用したモルタルである。この高炉セメントを使用した試験モルタルの圧縮強度Ｓ１（Ｎ／ｍｍ２）と、普通ポルトランドセメントを使用した標準モルタルの圧縮強度Ｓ（Ｎ／ｍｍ２）から下記式（３）に示すように、活性度指数（％）を算出することができる。
活性度指数（％）＝Ｓ１（試験モルタルの圧縮強度）／Ｓ（標準モルタルの圧縮強度）×１００・・・（３）
【００２８】
高炉スラグを原料として用いたセメントの強度発現性等の活性度指数を予測する指標として、ＪＩＳ  Ａ  ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」には、高炉スラグの化学成分に基づいて算出される下記式（Ｓ）で示すＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）が示されている。このＪＩＳ塩基度は、高炉スラグを原料として用いたセメントの活性度指数の代表的な指標として、知られている。ＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）は、高炉スラグ中の化学成分のうち、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３の含有量から求めることができる。
ＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２・・・（Ｓ）
【００２９】
本明細書において、高炉スラグのＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｎＯ等の化学成分の含有量は、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０２「ポルトランドセメントの化学分析方法」又はＪＩＳ  Ｒ  ５２０４「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に準拠して測定することができる。
【００３０】
高炉スラグのＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）と、この高炉スラグを原料として用いたセメントの活性度指数との相関は、ばらつきが大きく、ＪＩＳ  Ａ  ６２０２「コンクリート用高炉スラグ微粉末」では、塩基度が１．６０以上と下限値が高めに設定されている。高炉スラグのＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）と活性度指数との関係では、活性度指数が十分に高い場合であっても、高炉スラグのＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）の下限値が高めに設定されているため、高めに設定されたＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）の下限値を下回る高炉スラグは、セメント原料として使用することができない。
【００３１】
活性度指数と相関の強い塩基度群を予測して高炉スラグを選別するために、高炉スラグ中のＴｉＯ２量及びＭｎＯ量の活性度指数への影響を考慮し、下記式（Ａ）により算出した指標（Ｂｍ）を選別基準に用いた高炉スラグの選別方法が提案されている。
指標（Ｂｍ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−０．１３×ＴｉＯ２−ＭｎＯ・・・（Ａ）
【００３２】
しかしながら、式（Ａ）により算出された指標（Ｂｍ）を選別基準に用いた場合、活性度指数と指標（Ｂｍ）との関係にはばらつきが見られる。そのため活性度指数と相関の強い指標が求められている。本発明は、セメントの活性度指数と相関が強く、優れた活性度指数を有するセメントの原料としての高炉スラグを選別することができる指標として、式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）を規定し、この指標となる塩基度Ｂｕ（７日）又は塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて、高炉スラグを精度よく選別することができる。
【００３３】
本発明は、高炉スラグを選別する指標として用いる塩基度を導く式において、セメントの活性度指数に強く影響する高炉スラグの化学成分を見出した。本発明は、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数と強い相関を有する高炉スラグの塩基度群を予測することができ、活性度の高いセメントの原料として使用し得る高炉スラグを精度よく選別し得る式（１）及び式（２）を規定した。
【００３４】
本発明の指標算出工程において、下記式（１）により算出する塩基度Ｂｕ（７日）群は、モルタル材齢７日の活性度指数と相関が強く、活性度指数を精度よく予測するための指標として用いることができる。本発明の指標算出工程は、下記式（１）により高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を算出し、この塩基度Ｂｕ（７日）の値から、優れた活性度指数を有する高炉セメントを得るための高炉スラグを選別することができる。
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ  ・・・（１）
（但し、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
【００３５】
式（１）中、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量である。また、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、好ましくはａは０．２０〜０．６０、より好ましくはａは０．３５〜０．５５、最も好ましくはａは０．３７〜０．５０である。式（１）中、ｂは０．０５〜０．９５、好ましくはｂは０．１０〜０．７０、より好ましくはｂは０．２０〜０．６０、最も好ましくはｂは０．２０〜０．３１である。式（１）中、ｃは０．１５〜２．００、好ましくはｃは０．２５〜１．００、より好ましくはｃは０．３０〜０．５５、最も好ましくはｃは０．３５〜０．５２である。式（１）中、ｄは０．０５〜０．９５、好ましくはｄは０．０８〜０．５０、より好ましくはｄは０．１３〜０．３５、最も好ましくはｄは０．１５〜０．３５である。
【００３６】
式（１）中、ＭｇＯ量の係数ａが０．０５〜０．６５、最も好ましくは０．３７〜０．５０、Ａｌ２Ｏ３量の係数ｂが０．０５〜０．９５、最も好ましくは０．２０〜０．３１、ＴｉＯ２量の係数ｃが０．１５〜２．００、最も好ましくは０．３５〜０．５２、ＭｎＯ量の係数ｄが０．０５〜０．９５、最も好ましくは０．１５〜０．３５であると、モルタル材齢７日において、優れた活性度指数を有するセメントの原料として高炉スラグを選別することができる。本発明は、高炉スラグの少量の化学成分であるＴｉＯ２量及びＭｎＯ量を考慮するとともに、ＭｇＯ量及びＡｌ２Ｏ３量が、高炉セメントの活性度指数に及ぼす影響を見直し、活性度指数を精度よく予測するための指標を新たに見出した。本発明は、塩基度Ｂｕ（７日）を導く式（１）において、高炉スラグのＴｉＯ２量及びＭｎＯ量がセメントの活性度指数に及ぼす影響を考慮して、ＴｉＯ２量の係数ｃ及びＭｎＯ量の係数ｄを新たに見出した。また、本発明は、塩基度Ｂｕ（７日）を導く式（１）において、高炉スラグのＭｇＯ量及びＡｌ２Ｏ３量が、セメントの活性度指数へ及ぼす影響を見直し、活性度指数を精度よく予測するためのＭｇＯ量の係数ａ及びＡｌ２Ｏ３量の係数ｂを新たに見出した。本発明は、モルタル材齢７日の活性度指数と強い相関がある高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を式（１）により算出することができ、この高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を指標として、優れた活性度指数を有するセメントの原料として、良好な高炉スラグを選別することができる。
【００３７】
高炉スラグ中のＭｎＯは、高炉スラグの活性低下に影響する。式（１）中の高炉スラグのＭｎＯ量の係数ｄが０．０５〜０．９５であると、高炉スラグの活性低下に影響するＭｎＯ量のモルタル材齢７日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を導き出すことができる。式（１）の高炉スラグのＭｎＯ量の係数ｄは、従来の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＭｎＯ量の係数よりも小さい値である。
【００３８】
高炉スラグ中のＴｉＯ２は、高炉スラグの活性低下に影響する。式（１）中の高炉スラグのＴｉＯ２量の係数ｃが０．１５〜２．００であると、高炉スラグの活性低下に影響するＴｉＯ２量のモルタル材齢７日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を導き出すことができる。高炉スラグ中のＴｉＯ２量の活性度指数への影響は大きく、式（１）の高炉スラグのＴｉＯ２量の係数ｃは、従来の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＴｉＯ２量の係数よりも大きな値である。
【００３９】
高炉スラグ中のＭｇＯは、高炉スラグの活性向上に寄与する。式（１）中の高炉スラグのＭｇＯ量の係数ａが０．０５〜０．６５であると、高炉スラグの活性向上に寄与するＭｇＯ量のモルタル材齢７日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を導き出すことができる。式（１）の高炉スラグのＭｇＯ量の係数ａは、従来の式（Ｓ）より算出されるＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）におけるＭｇＯ量の係数又は式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＭｇＯ量の係数よりも小さい値である。
【００４０】
高炉スラグ中のＡｌ２Ｏ３は、高炉スラグの活性向上に寄与する。式（１）中の高炉スラグのＡｌ２Ｏ３量の係数ｂが０．０５〜０．９５であると、高炉スラグの活性向上に寄与するＡｌ２Ｏ３量のモルタル材齢７日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を導き出すことができる。式（１）の高炉スラグのＡｌ２Ｏ３量の係数ｂは、従来の式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）又は式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＡｌ２Ｏ３量の係数よりも小さい値である。
【００４１】
例えば、式（１）の係数が、a＝０．４３、ｂ＝０．２８、ｃ＝０．４６、ｄ＝０．２７のときに算出される塩基度Ｂｕ（７日）を横軸に、モルタル材齢７日の活性度指数を縦軸にとった場合の回帰直線と実測値との活性度指数の差（活性度指数のばらつき）は−６．８〜５．６％であり、Ｂｕは活性度指数と強い相関を示す。
【００４２】
式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）は、０〜１．７０であることが好ましい。式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）は、より好ましくは０．６０〜１．３０、さらに好ましくは０．８０〜１．３０、特に好ましくは０．９０〜１．３０である。式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）が、さらに好ましくは０．８０〜１．３０であると、セメントの活性度指数と高炉スラグの塩基度の相関が強く、高い活性度を有するセメントを得るための原料として、品質が良く、均質な高炉スラグを選別することができる。
【００４３】
式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０である場合は、ＣａＯ／ＳｉＯ２、ＭｇＯ／ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＭｎＯの各項を独立変数とし、セメントの活性度指数を従属変数とした場合の重回帰分析の結果から式（１）におけるＭｇＯの係数ａ、Ａｌ２Ｏ３の係数ｂ、ＴｉＯ２の係数ｃ、ＭｎＯの係数ｄを定めることができる。式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）は、例えば、係数がa＝０．４３、ｂ＝０．２８、ｃ＝０．４６、ｄ＝０．２７のとき、この塩基度Ｂｕ（７日）と活性度指数との回帰直線から実測値を引いた値が−６．８〜５．６％であり、活性度指数と強い相関を有し、良好な高炉スラグを選別する指標として用いることができる。
【００４４】
本実施形態の高炉スラグの選別方法は、高炉スラグの化学成分に基づき、モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を式（２）により算出する指標算出工程と、その指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程とを含む。
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
【００４５】
本発明の指標算出工程において、式（２）により算出する塩基度Ｂｕ（２８日）群は、モルタル材齢２８日の活性度指数と相関が強く、活性度指数を精度よく予測するための指標として用いることができる。本発明の指標算出工程は、式（２）により高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を算出し、この塩基度Ｂｕ（２８日）の値から、高い活性度指数を有する高炉セメントを得るための高炉スラグを選別することができる。
【００４６】
式（２）中、ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量である。また、式（２）中、ａは０．０５〜０．６５、好ましくはａは０．２５〜０．５５、より好ましくはａは０．３５〜０．５０、最も好ましくはａは０．３７〜０．５０である。式（２）中、ｂは−０．４０〜０．９５、好ましくはｂは−０．３０〜０．９０、より好ましくはｂは−０．２５〜０．８５、最も好ましくはｂは−０．２５〜０．３１である。式（２）中、ｃは０．１５〜２．００、好ましくはｃは０．４０〜１．３０、より好ましくはｃは０．５０〜０．８５、最も好ましくはｃは０．５０〜０．８０である。式（２）中、ｄは０．０５〜０．９５、好ましくはｄは０．０８〜０．５０、より好ましくはｄは０．１０〜０．２５、最も好ましくはｄは０．１０〜０．２３である。
【００４７】
式（２）中、ＭｇＯ量の係数ａが０．０５〜０．６５、最も好ましくはａが０．３７〜０．５０、Ａｌ２Ｏ３量の係数ｂが−０．４０〜０．９５、最も好ましくはｂが−０．２５〜０．３１、ＴｉＯ２量の係数ｃが０．１５〜２．００、最も好ましくはｃが０．５０〜０．８０、ＭｎＯ量の係数ｄが０．０５〜０．９５、最も好ましくはｄが０．１０〜０．２３であると、モルタル材齢２８日において、優れた活性度指数を有するセメントの原料として高炉スラグを選別することができる。本発明は、高炉スラグの微量の化学成分であるＴｉＯ２量及びＭｎＯ量を考慮するとともに、ＭｇＯ量及びＡｌ２Ｏ３量が、高炉セメントの活性度指数に及ぼす影響を見直し、活性度指数を精度よく予測するための指標を新たに見出した。本発明は、塩基度Ｂｕ（２８日）を導く式（２）において、高炉スラグのＴｉＯ２量及びＭｎＯ量がセメントの活性度指数に及ぼす影響を考慮して、ＴｉＯ２量の係数ｃ及びＭｎＯ量の係数ｄを新たに見出した。また、本発明は、塩基度Ｂｕ（２８日）を導く式（２）において、高炉スラグのＭｇＯ量及びＡｌ２Ｏ３量が、セメントの活性度指数へ及ぼす影響を見直し、活性度指数を精度よく予測するためのＭｇＯ量の係数ａ及びＡｌ２Ｏ３量の係数ｂを新たに見出した。本発明は、モルタル材齢２８日の活性度指数と強い相関がある高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を式（２）により算出することができ、この高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を指標として、活性度指数の優れたセメントの原料として、良好な高炉スラグを選別することができる。
【００４８】
高炉スラグ中のＭｎＯは、高炉スラグの活性低下に寄与する。式（２）中の高炉スラグのＭｎＯ量の係数ｄが０．０５〜０．９５であると、高炉スラグの活性低下に寄与するＭｎＯ量のモルタル材齢２８日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出すことができる。式（２）の高炉スラグのＭｎＯ量の係数ｄは、従来の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＭｎＯ量の係数よりも小さい値である。
【００４９】
高炉スラグ中のＴｉＯ２は、高炉スラグの活性低下に寄与する。式（２）中の高炉スラグのＴｉＯ２量の係数ｃが０．１５〜２．００であると、高炉スラグの活性低下に寄与するＴｉＯ２量のモルタル材齢７日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出すことができる。高炉スラグ中のＴｉＯ２量の活性度指数への影響は大きく、式（２）の高炉スラグのＴｉＯ２量の係数ｃは、従来の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＴｉＯ２量の係数よりも大きな値である。
【００５０】
高炉スラグ中のＭｇＯは、高炉スラグの活性向上に寄与する。式（２）中の高炉スラグのＭｇＯ量の係数ａが０．０５〜０．６５であると、高炉スラグの活性向上に寄与するＭｇＯ量のモルタル材齢２８日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出すことができる。式（２）の高炉スラグのＭｇＯ量の係数ａは、従来の式（Ｓ）より算出されるＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）又は式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＭｇＯ量の係数よりも小さい値である。
【００５１】
高炉スラグ中のＡｌ２Ｏ３は、高炉スラグの活性向上に寄与する。式（２）中の高炉スラグのＡｌ２Ｏ３量の係数ｂが−０．４０〜０．９５であると、高炉スラグの活性向上に寄与するＡｌ２Ｏ３量のモルタル材齢２８日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出すことができる。式（２）の高炉スラグのＡｌ２Ｏ３量の係数ｂは、従来の式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）又は式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＡｌ２Ｏ３量の係数よりも小さい値である。
【００５２】
例えば、式（２）の係数が、a＝０．４２、ｂ＝−０．１６、ｃ＝０．６０、ｄ＝０．１４のときに算出される塩基度Ｂｕ（２８日）を横軸に、モルタル材齢２８日の活性度指数を縦軸にとった場合の回帰直線から実測値を引いた値が−５．２〜５．２％であり、Ｂｕは活性度指数と強い相関を示す。
【００５３】
式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）は、−０．２０〜１．７０であることが好ましい。式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）は、より好ましくは０．６０〜１．３０、さらに好ましくは０．６５〜１．２０、特に好ましくは０．６５〜１．１０である。式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）が、さらに好ましくは０．６５〜１．２０であると、セメントの活性度指数と高炉スラグの塩基度の相関が強く、高い活性度を有するセメントを得るための原料として、品質が良く、均質な高炉スラグを選別することができる。
【００５４】
式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜０〜１．７０である場合は、ＣａＯ／ＳｉＯ２、ＭｇＯ／ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＭｎＯの各項を独立変数とし、セメントの活性度指数を従属変数とした場合の重回帰分析の結果から式（２）におけるＭｇＯの係数ａ、Ａｌ２Ｏ３の係数ｂ、ＴｉＯ２の係数ｃ、ＭｎＯの係数ｄを定めることができる。式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）は、例えば、係数がa＝０．４２、ｂ＝−０．１６、ｃ＝０．６０、ｄ＝０．１４のとき、この塩基度Ｂｕ（２８日）と活性度指数との回帰直線から実測値を引いた値が−５．２〜５．２％であり、活性度指数と強い相関を有し、良好な高炉スラグを選別する指標として用いることができる。
【００５５】
本発明の選別工程において、式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて、高炉スラグを選別することができる。式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）から、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数を予測することができ、高い活性度指数を有するセメントの原料として高炉スラグを選別することができる。本発明の選別工程によれば、品質が良く、均質な高炉スラグを選別することが可能となる。選別工程における高炉スラグの選別は、任意の高炉スラグをサンプリングし、塩基度Ｂｕを求めた後、良好な塩基度Ｂｕを示した高炉スラグと同一のロットの高炉スラグを選別する等の方法が挙げられる。
【００５６】
＜高炉セメントの製造方法＞
次に、本発明の高炉セメントの製造方法について説明する。
高炉セメントの製造方法は、選別工程までは、上述した高炉スラグの選別方法と同じ工程を経れば良い。
【００５７】
本発明は、モルタル材齢７日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含む。
【００５８】
本発明の高炉セメントの製造方法は、式（１）により算出される高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値であり、選別工程において、高炉スラグの塩基度が、塩基度Ｂｕ（７日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、塩基度Ｂｕ（７日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む。本発明の高炉セメントの製造方法によれば、高炉セメントに要求される活性度指数に応じて、高活性度高炉スラグと低活性度高炉スラグとの配合量を調整して、要求される活性度指数を有する高炉セメントを製造することができる。例えば、式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値であり、この値未満の塩基度である低活性度高炉スラグは、塩基度Ｂｕ（７日）の値以上の塩基度である高活性度高炉スラグと混合して用いることができる。
【００５９】
本発明は、モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含む。
【００６０】
本発明の高炉セメントの製造方法は、式（２）により算出された高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、選別工程において、高炉スラグの塩基度が、塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、塩基度Ｂｕ（２８日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む。本発明の高炉セメントの製造方法によれば、高炉セメントに要求される活性度指数に応じて、高活性度高炉スラグと低活性度高炉スラグとの配合量を調整して、要求される活性度指数を有する高炉セメントを製造することができる。例えば、式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、この値未満の塩基度である低活性度高炉スラグは、塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上の塩基度である高活性度高炉スラグと混合して用いることができる。
【００６１】
本発明のセメントの製造工程の実施形態としては、選別した高炉スラグを粉砕した後、セメントを混合して高炉セメントを製造する方法や、選別された高炉スラグとセメントの混合と粉砕とを同時に行い高炉セメントを製造する方法等が挙げられる。セメント製造工程において、セメントと混合する高炉スラグの量を調整することによって、モルタル活性度指数を調節することも可能である。
【００６２】
本発明の高炉セメントの製造方法は、さらに強度補完工程を含むことで、高炉セメントの強度発現性をより高めるとともに、塩基度Ｂｕの低い高炉スラグをも有効利用することができる。前記強度補完工程としては、高炉スラグの粉末度を調整する工程、ポルトランドセメントの粉末度を調整する工程、高炉セメントの粉末度を調整する工程、塩素を含む無機物質の添加量を調整する工程、石膏の添加量を調整する工程や石灰石の添加量を調整する工程などがあり、これらの２つ以上を組み合わせることもできる。なお、粉末度の調整には各種の粉砕方法を用いる事ができるが、例えばチューブミルや振動ミル、竪型ミル等を使用できる。
【００６３】
前記塩素を含む無機物質とは、塩素バイパスダストや電気集塵ダスト、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ２等、塩素を含有するものである。
無機物質の添加量は、高炉セメント中の塩素含有量が好ましくは３０〜３５０ｍｇ／ｋｇ、より好ましくは４０〜３２０ｍｇ／ｋｇ、さらに好ましくは５０〜３００ｍｇ／ｋｇ、特に好ましくは６０〜２５０ｍｇ／ｋｇになるよう調整する。
【００６４】
本発明の高炉セメントの製造方法によって得られる高炉セメントは、ブレーン比表面積が、好ましくは３０００〜４８００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３１００〜４７００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３２００〜４６００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３３００〜４５００ｃｍ２／ｇである。
高炉セメントのブレーン比表面積は、強度発現性に影響し、本発明の製造方法によって得られる高炉セメントのブレーン比表面積がさらに好ましくは３２００〜４６００ｃｍ２／ｇとなるように、十分粉砕することによって、活性度指数の良好な高炉セメントを得ることができる。
【００６５】
本発明の高炉セメントの製造方法においては、高炉スラグと混合するセメントとして種々のポルトランドセメントを使用することができるが、入手のし易さから、普通ポルトランドセメントを用いることが好ましい。また、セメントのブレーン比表面積の下限値は、強度発現性の観点から、好ましくは２８００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは３３００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは３５００ｃｍ２／ｇである。また、セメントのブレーン比表面積の上限値は、流動性保持の観点から、好ましくは５０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは４５００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４０００ｃｍ２／ｇである。
【００６６】
本発明の高炉セメントの製造方法によって得られる高炉セメントは、強度発現性の観点から、高炉スラグのブレーン比表面積の下限値が好ましくは３０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは３５００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは４１００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４３００ｃｍ２／ｇである。また、流動性保持の観点から、その上限値は好ましくは９０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは７０００ｃｍ２／ｇ、さらに好ましくは５０００ｃｍ２／ｇ、特に好ましくは４６００ｃｍ２／ｇである。
【００６７】
本発明の高炉セメントの製造方法は、セメントクリンカーを製造する工程と、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグとを混合し、粉砕してセメントを得る工程を含んでいてもよい。セメントを得る工程において使用される高炉スラグは、式（１）により算出された塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出された塩基度Ｂｕ（２８日）を指標として選別された高炉スラグを除く。
【００６８】
本発明の高炉セメントの製造方法によって得られる高炉セメントは、石膏の添加量がＳＯ３ベースで１．４〜２．３％、好ましくは１．４５〜２．０質量％、より好ましくは１．５〜１．８％、さらに好ましくは１．５５〜１．７質量％である。この範囲であれば強度発現性に優れる高炉セメントを提供することができる。
【００６９】
本発明の高炉セメントの製造方法として、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグを混合する工程において、さらに少量の混合材を添加してもよい。混合材は、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１１「高炉セメント」に規定される高炉スラグ、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１２「シリカセメント」に規定されるシリカ質混合材、ＪＩＳ  Ａ  ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に規定されるフライアッシュ、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０「ポルトランドセメント」に規定される石灰石を利用することができる。
【００７０】
本発明の高炉セメントの製造方法によって得られる高炉セメントは、石灰石の添加量が１〜６質量％、好ましくは１．５〜５．５質量％、より好ましくは２〜５質量％、さらに好ましくは２．５〜４．５質量％である。この範囲であれば強度発現性に優れる高炉セメントを提供することができる。
【００７１】
セメントクリンカーを製造する工程は、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、銅からみ及び焼却灰からなる群より選ばれる原料を混合し、焼成してセメントクリンカーを製造する。
【００７２】
セメントクリンカーは、ＳＰ方式（多段サイクロン予熱方式）又はＮＳＰ方式（仮焼炉を併設した多段サイクロン予熱方式）等の既存のセメント製造設備を用いて、製造することができる。
【００７３】
本発明のセメントクリンカーと石膏と高炉スラグと少量混合物などを混合する方法としては、特に制限されるものではなく、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグとを混合粉砕する方法や、セメントクリンカーと石膏とを混合粉砕後、別粉砕したスラグとを混合する方法等があげられる。
【実施例】
【００７４】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【００７５】
○試製スラグでの評価
１．試製の水砕スラグの製造
表１に示す化学成分が異なる水砕スラグを電気炉で加熱して作製した。表１の化学成分は、水砕スラグを製造するための試薬の量（質量％）である。水砕スラグの原料には試薬を用い（ＣａＣＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＭｎＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ）、調合した原料はカーボン坩堝に入れてカーボン製の蓋をし、１０００℃で１５分間脱炭酸した後、５０℃／分で１５００℃まで昇温し、その温度で３０分間加熱した。その後、溶融した試料を水中に投入し、水砕スラグとした。水中から取り出した水砕スラグは１０５℃で乾燥し、ブレーン比表面積が４３００±１００ｃｍ２／ｇとなるようにボールミルで粉砕した。製造した水砕スラグは試製スラグとした。
本例において、試製スラグの化学成分は、試薬の量（質量％）を表１に示したが、水砕スラグの化学成分の含有量は、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０２「ポルトランドセメントの化学分析方法」又はＪＩＳ  Ｒ  ５２０４「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に準拠して測定することができる。
【００７６】
２．試製スラグを用いた高炉セメントの製造
各試製スラグと市販のポルトランドセメントを１：１の割合で混合し、各高炉セメントを製造した。高炉セメントは、ブレーン比表面積が４３００±１００ｃｍ２／ｇである。
【００７７】
３．モルタル活性度指数
各試製スラグを用いて製造した高炉セメントに、更に砂、水を加え混合してモルタルを製造した。砂は、セメント試験用標準砂を使用した。水は、水道水を使用した。高炉セメント４５０ｇ、砂１３５０ｇ、水２２５ｇを配合し、モルタルを製造した。材齢７日モルタル、材齢２８日モルタルの活性度指数は、ＪＩＳ  Ａ  ６２０６：２０１３「コンクリート用高炉スラグ微粉末」の付属書に記載されている「高炉スラグ微粉末のモルタルによる活性度指数およびフロー値比の試験方法」に準拠して測定した。結果を表１に示す。
【００７８】
【表１】
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【００７９】
各試製スラグの各化学成分に基づき、ＣａＯ／ＳｉＯ２、ＭｇＯ／ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＭｎＯの各項を独立変数とし、モルタル材齢７日の活性度指数又はモルタル材齢２８日の活性度指数を従属変数として重回帰分析を行った。重回帰分析から求めた独立変数の各項の係数について、ＣａＯ／ＳｉＯ２の係数ですべての項の係数を除し、その値を（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−ｃ×ＴｉＯ２−ｄ×ＭｎＯの係数として、モルタル材齢７日又はモルタル材齢２８日に分けて、それぞれ求めた。式（１）は、モルタル材齢７日の活性度指数を使用して重回帰分析から各化学成分の係数を求めた。式（２）は、モルタル材齢２８日の活性度指数を使用して重回帰分析から各化学成分の係数を求めた。式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）は、ＪＩＳ  Ａ  ６２０２に規定される式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）や従来の式（Ａ）により算出される塩基度（Ｂｍ）よりも、ＭｇＯの係数ａ、Ａｌ２Ｏ３の係数ｂ及びＭｎＯ係数ｄが小さいことから、これらの高炉スラグ中の化学成分の活性度指数に及ぼす影響は小さい。また、式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）は、従来の式（Ａ）により算出される塩基度（Ｂｍ）よりも、ＴｉＯ２の係数ｃが大きいことから、高炉スラグ中のＴｉＯ２の活性度指数に及ぼす影響は大きい。
【００８０】
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋０．４３×ＭｇＯ＋０．２８×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−０．４６×ＴｉＯ２−０．２７×ＭｎＯ・・・（１’）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋０．４２×ＭｇＯ−０．１６×Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−０．６０×ＴｉＯ２−０．１４×ＭｎＯ・・・（２’）
【００８１】
試製スラグは、試製スラグの各化学成分の含有量及び式（１’）により、塩基度Ｂｕ（７日）を求めた。また、試製スラグは、試製スラグの各化学成分の含有量及び式（２’）により、塩基度Ｂｕ（２８日）を求めた。また、試製スラグは、試製スラグの各化学成分の含有量と各式に基づき、式（Ｓ）によりＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）、式（Ａ）により指標（Ｂｍ）、式（Ｂ）により塩基度（ＢＢ）、式（Ｃ）により塩基度（ＢＣ）、式（Ｄ）により塩基度（ＢＤ）、式（Ｆ）によりモルタル材齢７日の塩基度（ＢＦ７）、式（Ｆ）によりモルタル材齢２８日の塩基度（ＢＦ２８）を求めた。表２に各式により算出された各試製スラグの塩基度を示す。
【００８２】
ＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２・・・（Ｓ）
指標（Ｂｍ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ２Ｏ３）／ＳｉＯ２−０．１３×ＴｉＯ２−ＭｎＯ・・・（Ａ）
塩基度（ＢＢ）＝ＣａＯ＋（２／３）×ＭｇＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３・・・（Ｂ）
塩基度（ＢＣ）＝（ＣａＯ＋０．７×ＭｇＯ）／（０．９４×ＳｉＯ２＋０．１８×Ａｌ２Ｏ３）・・・（Ｃ）
塩基度（ＢＤ）＝（ＣａＯ＋Ａｌ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｓ）／（ＳｉＯ２＋ＴｉＯ２）・・・（Ｄ）
塩基度（ＢＥ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋（１／３）×Ａｌ２Ｏ３）／（ＳｉＯ２＋（２／３）×Ａｌ２Ｏ３）・・・（Ｅ）
塩基度（ＢＦ７）＝（Ｋｃ×ＣａＯ＋Ｋａ×Ａｌ２Ｏ３＋Ｋｍ×ＭｇＯ＋Ｋｎ×Ｎａ２Ｏ＋Ｋｓｕ×Ｓ）／（ＳｉＯ２＋Ｋｔ×ＴｉＯ２）・・・（Ｆ）
（但し、材齢７日の場合、Ｋｃは１．４２、Ｋａは１．２９、Ｋｍは１．７５、Ｋｔは４．９９、Ｋｎは３．３３、Ｋｓｕは２．６９である。）
塩基度（ＢＦ２８）＝（Ｋｃ×ＣａＯ＋Ｋａ×Ａｌ２Ｏ３＋Ｋｍ×ＭｇＯ＋Ｋｎ×Ｎａ２Ｏ＋Ｋｓｕ×Ｓ）／（ＳｉＯ２＋Ｋｔ×ＴｉＯ２）・・・（Ｆ）
（但し、材齢２８日の場合、Ｋｃは０．２４、Ｋａは０．４２、Ｋｍは０．２３、Ｋｔは２．６３、Ｋｎは０．９９、Ｋｓｕは０．４５である。
【００８３】
【表２】
0006753067.tif 000003
【００８４】
図１は、本発明の式（１’）により算出される各試製スラグの塩基度Ｂｕ（７日）とモルタル材齢７日の活性度指数の関係と、本発明の式（２’）により算出される各試製スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）とモルタル材齢２８日の活性度指数の関係とを示すグラフである。
図１に示すように、式（１’）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−６．８〜５．６％であり、活性度指数との相関が強く、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）を指標として、精度よくモルタル材齢７日の活性度指数を予測することができ、優れた活性度指数を有するセメント原料として使用可能な良好な高炉スラグを選別できることが確認できた。
図１に示すように、式（２’）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）と、モルタル材齢２８日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−５．２〜５．２％であり、活性度指数との相関が強く、本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）を指標として、精度よくモルタル材齢２８日の活性度指数を予測することができ、優れた活性度指数を有するセメント原料として使用可能な良好な高炉スラグを選別できることが確認できた。
【００８５】
図２は、式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）とモルタル材齢７日の活性度指数又はモルタル材齢２８日の活性度指数との関係では、図２中、丸で囲ったデータはＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）に対してモルタル材齢７日の活性度指数又はモルタル材齢２８日の活性度指数が低く、ＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）と活性度指数とのばらつきが大きく、ＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）から活性度指数を予測できず、要求される活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）に基づいて選別できない場合がある。
【００８６】
図３は、式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）とモルタル材齢７日の活性度指数又はモルタル材齢２８日の活性度指数との関係では、図３中、丸で囲ったデータは式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）に対してモルタル材齢７日の活性度指数又はモルタル材齢２８日の活性度指数が高く、式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）と活性度指数とのばらつきが大きく、式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）に基づいて選別できない場合がある。
【００８７】
図４は、式（Ｂ）により算出される塩基度（ＢＢ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図４に示すように、式（Ｂ）により算出される塩基度（ＢＢ）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−１１．７〜１８．７％であり、材齢２８日では−６．３〜１４．８％であり、式（Ｂ）により算出される塩基度（ＢＢ）と活性度指数とのばらつきが、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）よりも大きく、式（Ｂ）により算出される塩基度（ＢＢ）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｂ）により算出される塩基度（ＢＢ）に基づいて選別できない場合がある。
【００８８】
図５は、式（Ｃ）により算出される塩基度（ＢＣ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図５に示すように、式（Ｃ）により算出される塩基度（ＢＣ）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−９．９〜１８．８％であり、材齢２８日では−６．４〜１４．８％であり、式（Ｃ）により算出される塩基度（ＢＣ）と活性度指数とのばらつきが、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）よりも大きく、式（Ｃ）により算出される塩基度（ＢＣ）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｃ）により算出される塩基度（ＢＣ）に基づいて選別できない場合がある。
【００８９】
図６は、式（Ｄ）により算出される塩基度（ＢＤ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図６に示すように、式（Ｄ）により算出される塩基度（ＢＤ）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−８．３〜１５．８％であり、材齢２８日では−７．１〜１２．９％であり、式（Ｄ）により算出される塩基度（ＢＤ）と活性度指数とのばらつきが、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）よりも大きく、式（Ｄ）により算出される塩基度（ＢＤ）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｄ）により算出される塩基度（ＢＤ）に基づいて選別できない場合がある。
【００９０】
図７は、式（Ｅ）により算出される塩基度（ＢＥ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図７に示すように、式（Ｅ）により算出される塩基度（ＢＥ）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−１０．８〜１８．６％であり、材齢２８日では−６．４〜１４．７％であり、式（Ｅ）により算出される塩基度（ＢＥ）と活性度指数とのばらつきが、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）よりも大きく、式（Ｅ）の塩基度（ＢＥ）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｅ）により算出される塩基度（ＢＥ）に基づいて選別できない場合がある。
【００９１】
図８は、式（Ｆ）のモルタル材齢７日の塩基度（ＢＦ７）とモルタル材齢７日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図８に示すように、式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢７日の塩基度（ＢＦ７）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−７．９〜８．５％であり、式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢７日の塩基度（ＢＦ７）とモルタル活性度指数とのばらつきが、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）よりも大きく、式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢７日の塩基度（ＢＦ７）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢７日の塩基度（ＢＦ７）に基づいて選別できない場合がある。
【００９２】
図９は、式（Ｆ）のモルタル材齢２８日の塩基度（ＢＦ２８）とモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図９に示すように、式（Ｆ）のモルタル材齢２８日の塩基度（ＢＦ２８）と、モルタル材齢２８日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−７．４〜１１．１％であり、式（Ｆ）のモルタル材齢２８日の塩基度（ＢＦ２８）とモルタル活性度指数とのばらつきが、本発明の式（２）の塩基度Ｂｕ（２８日）よりも大きく、式（Ｆ）のモルタル材齢２８日の塩基度（ＢＦ２８）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢２８日の塩基度（ＢＦ２８）に基づいて選別できない場合がある。
【００９３】
本発明は、高炉スラグの各化学成分の活性度指数への影響を見直し、ＪＩＳ塩基度（ＢＪＩＳ）を導き出す式（Ｓ）や従来の指標（Ｂｍ）を導き出す式（Ａ）における各化学成分の係数に比べて、塩基度Ｂｕ（７日）を導き出す式（１）又は塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出す式（２）におけるＭｇＯの係数ａ、Ａｌ２Ｏ３の係数ｂ、ＭｎＯの係数ｄを小さくし、ＴｉＯ２の係数ｃを大きくしたことで、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数を予測する精度が高まったと考えられる。また、従来の塩基度（ＢＢ）を導く式（Ｂ）、塩基度（ＢＣ）を導く式（Ｃ）、モルタル材齢２８日の塩基度（ＢＦ２８）を導く式（Ｆ）では、ＭｇＯの係数やＡｌ２Ｏ３の係数を１よりも小さくしているものもあるが、本発明の塩基度Ｂｕ（７日）を導く式（１）又は塩基度Ｂｕ（２８日）を導く式（２）では、ＭｇＯの係数ａ及びＡｌ２Ｏ３の係数ｂを、従来の式（Ｂ）、式（Ｃ）又は式（Ｆ）よりも小さくすることによって、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数の予測精度をより高めることができた。
【００９４】
○Ｂｕを用いた高炉セメントの製造方法
１．低活性スラグと高活性スラグを混合した高炉セメントの試験方法
選別された低活性スラグを利用するための方法として、表３に示すＢｕが低い高炉スラグ（Ｎｏ．１）とＢｕが高い高炉スラグ（Ｎｏ．２）をＢｕ（７日）が１．００以上となるように１：１で混合した場合、Ｂｕは７日で１．０７、２８日で０．８４となり、活性度指数は、７日で８２．５％、２８日で１０３．０％となる。低活性スラグと高活性スラグの両者を組み合わせることで、低活性スラグ単独の場合よりもＢｕが高まり、強度発現性が良好な高炉セメントを得ることができる。更に、塩基度Ｂｕを用いることで活性度指数を精度よく予測することが可能となり、低活性スラグをより有効に使いこなすことができる。
【００９５】
【表３】
0006753067.tif 000004
【００９６】
２．各種補完策による高炉セメントの強度改善
各種補完策を実施した場合の高炉セメントの強度改善への影響を調査した。
【００９７】
２．１  試験方法
評価は、高炉スラグ粉とポルトランドセメント（ＮＣ）とを別々に製造する分離粉砕の水準と、高炉スラグ、クリンカー、石膏及び石灰石を混合して同時に粉砕する混合粉砕の水準とで評価した。
【００９８】
本試験に使用した材料のキャラクターを表４〜７に示す。また、表８および表９に分離粉砕および混合粉砕の粉砕時における材料の配合を示す。これらの材料に対して、粉砕助剤を添加し、所定のボールミルで粉砕した。強度補完策としては、粉末度の増加（分離粉砕：Ｎとスラグ，混合粉砕：高炉セメント）や石膏添加量、石灰石添加量を調製することによって強度改善を試みた。混合粉砕では、予めスラグをブレーン比表面積が３６００ｃｍ２／ｇとなるように粉砕し、その他材料と混合して粉砕を行った。分離粉砕の場合は、製造した高炉スラグ粉をポルトランドセメントに対して４４．５質量％添加した。
これらの作製したセメントを用いて、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に準拠して、モルタル供試体の作製および圧縮強さ（材齢７日、２８日）の測定を行い、モルタル圧縮強さの基準との比によって強度発現性を評価した。
強度発現性は、分離粉砕と混合粉砕でそれぞれ基準（Ｎｏ．１とＮｏ．９）に対する強さ比で評価した。
【００９９】
【表４】
0006753067.tif 000005
【０１００】
【表５】
0006753067.tif 000006
【０１０１】
【表６】
0006753067.tif 000007
【０１０２】
【表７】
0006753067.tif 000008
【０１０３】
【表８】
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【０１０４】
【表９】
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【０１０５】
２．２  試験結果
（１）分離粉砕時の補完策
図１０〜１２にそれぞれ、高炉スラグもしくはポルトランドセメントのブレーン比表面積の影響（丸のプロットは高炉スラグのブレーンを増加した場合、三角のプロットはＮＣのブレーンを増加した場合を示す）、石膏添加量の影響、石灰石添加量の影響を調べた結果を示す。スラグもしくはＮＣの粉末度を大きくすることで、高炉セメントの強度発現性は高くなった。特に、スラグの粉末度を高めた方が強度改善の効果は大きかった。また、石灰石添加量が増加するほど強度発現性は大きくなる傾向であった。石膏添加量の影響は、ＳＯ３基準で１．６質量％付近が最大となった。
【０１０６】
（２）混合粉砕時の補完策
図１３〜１５にそれぞれ、高炉セメントのブレーン比表面積の影響、石膏添加量の影響、石灰石添加量の影響を調べた結果を示す。粉末度を大きくすることで、強度発現性は高くなった。石膏添加量の影響は、ＳＯ３基準で１．６質量％付近が最大となった。また、石灰石添加量の影響は、添加量の増加に従って強度発現性は大きくなる傾向であり、特に材齢７日では優れた強度改善効果が認められた。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、高炉スラグのＴｉＯ２及びＭｎＯとともに、ＭｇＯ及びＡｌ２Ｏ３の各化学成分の活性度指数に及ぼす影響を見直し、活性度指数を精度よく予測するための指標となる塩基度Ｂｕ（７日）を導き出す式（１）又は塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出す式（２）を規定し、この塩基度Ｂｕ（７日）又は塩基度Ｂｕ（２８日）を指標として、優れた活性度指数を有するセメントの原料として高炉スラグを選別することができ、産業上有用である。また、本発明は、選別した高炉スラグを用いて高炉セメントを製造することができ、産業上有用である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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