(57)【要約】【課題】固結防止剤の能力を有効に発揮させることができ、高効率で高炉水砕スラグの固結を防止することができる高炉水砕スラグの処理方法を提供すること。【解決手段】高炉水砕スラグを製造後、高炉水砕スラグの含水比を７％以下に調整した後に高炉水砕スラグに固結防止剤を添加する。この際に、高炉水砕スラグを製造後、２４時間以上仮置き、水切りすることにより、高炉水砕スラグの含水比を容易に７％以下に調整することができる。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉水砕スラグを製造後、高炉水砕スラグの含水比を７％以下に調整した後に高炉水砕スラグに固結防止剤を添加することを特徴とする高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項２】
高炉水砕スラグを製造後、２４時間以上仮置き、水切りした後に高炉水砕スラグに固結防止剤を添加することを特徴とする高炉水砕スラグの処理方法。
【請求項３】
前記固結防止剤は、有機化合物を含むものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高炉水砕スラグの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高炉水砕スラグの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高炉水砕スラグは、製銑工程において副産する高炉スラグに、加圧水を噴射して急冷、粒状化したもので、年間２０００万ｔ以上生産されている。
高炉水砕スラグは、水硬性を持つため、微粉砕し、セメント用原料に使われてきた。また、近年、天然砂が枯渇しつつあるなかで、資源保護の観点から、天然砂の代替として、土木工事用材料や、コンクリート用細骨材として、高炉水砕スラグそのもの、あるいは粉砕して粒度調整した粒度調製物として使用する機会が増えてきている。
【０００３】
ところで、高炉水砕スラグは、そのまま用いられる場合も粒度調製物として用いられる場合も、出荷待ち、あるいは使用待ちのため野積み状態または貯槽内で長時間貯蔵されることが多く、さらに船舶等により長期間をかけて輸送される場合もある。高炉水砕スラグの水硬性は、セメント原料として使用する際には必要不可欠な性質であるが、使用前の長期間の貯蔵中あるいは輸送中に、スラグ粒子同士が水和生成物を媒体に強固に固結し塊状になると、もはや細骨材として使えなくなり、その結合強度も高いことから、もとの粒子状に破砕、整粒するのに極めて労力を要する。
【０００４】
また、高炉水砕スラグを土木工事用材料として使用する場合、強固な地盤を形成させるという目的には水硬性が有利に働くが、軟弱地盤の表層処理工法のサンドマット材等に使用するには、経過日数によっては施工中に固結するため、次に、このサンドマット材にペーパードレインあるいはプラスチックドレイン等の垂直ドレイン材を打設、貫通させようとしても極めて困難になる。土木用途としては、盛土材、埋め戻し材、裏込め材などとして使用されることもあるが、この場合も、施工をした後に、数日から数年後に、その部分を掘り起こし新たに埋設物を埋める工事をしたり、植裁を施したり、さらに数十年が経過した後に再度掘り起こしたりするケースもある。これらの場合、水砕スラグの固結は、掘り起こし作業に大きな力を必要とし、さらに、配管工事などでは、既埋設物の破損を引き起こす危険性もある。したがって、従来は、この種の用途への高炉水砕スラグの使用が制約されてきた。
【０００５】
かかる固結現象は、気温の高い夏季に特に顕著であり、以下のような機構で進行すると考えられる。まず、高炉水砕スラグの粒子内、粒子間隙に存在する水分に、高炉水砕スラグからカルシウムが溶出し、水分中のｐＨが上昇する。このアルカリ刺激によりシリコンやアルミニウム等の成分が溶出する。溶出した成分によって、高炉水砕スラグ粒子近傍の液相中のカルシウム、シリコン、アルミニウム等の成分濃度が、各種水和生成物の析出条件まで上昇すると水和物の生成が始まり、エトリンガイト（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・３ＣａＳＯ４・３２Ｈ２Ｏ）や、珪酸カルシウム水和物（Ｃ−Ｓ−Ｈ）等の水和物を生成し、次第に層厚を増し、粒子同士の固結へ至る。また、この水和物生成反応は、液相においてのみならず、高炉水砕スラグの表面近傍の粒子内部でも生じる。
【０００６】
このため、高炉水砕スラグまたはその粒度調製物の貯蔵や輸送中の固結を防止するために、従来から固結防止剤が用いられている。このような固結防止剤として、特許文献１にはポリカルボン酸重合体が、特許文献２にはリグニンスルホン酸類やオキシカルボン酸類が、特許文献３には脂肪族オキシカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸塩またはこれらの２種以上の混合物が、さらには特許文献４にはオキシカルボン酸および／またはその塩のアルキレンオキサイド付加物がそれぞれ開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特公昭５８−２１７８号公報
【特許文献２】
特公昭５８−９７７９号公報
【特許文献３】
特公昭５８−３５９４４号公報
【特許文献４】
特開２００１−５８８５５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
高炉水砕スラグは溶融状態のスラグに加圧水を噴射して急冷・粒状化したもので、製造直後は含水比が１０％以上にも及ぶ。この高含水比の状態で固結防止剤を添加しても、出荷待ちや使用待ちのために野積み状態となっている間や、船舶等での輸送の間に固結防止剤が水分とともに流出し、固結防止剤の歩留まりが低下し、固結防止剤の本来の能力が発揮できなくなり、固結防止作用が不十分となってしまう。また、このようなことを避けるために多量の固結防止剤を添加すると、コスト増大を招くという問題がある。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、固結防止剤の能力を有効に発揮させることができ、高効率で高炉水砕スラグの固結を防止することができる高炉水砕スラグの処理方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、高炉水砕スラグを製造後、高炉水砕スラグの含水比を７％以下に調整した後に高炉水砕スラグに固結防止剤を添加することを特徴とする高炉水砕スラグの処理方法を提供する。
【００１１】
本発明はまた、高炉水砕スラグを製造後、２４時間以上仮置き、水切りした後に高炉水砕スラグに固結防止剤を添加することを特徴とする高炉水砕スラグの処理方法を提供する。
【００１２】
本発明者らが検討を重ねた結果、高炉水砕スラグを製造後にその含水比を７％以下に調整すれば、その後に高炉水砕スラグに添加された固結防止剤が有効に固結防止作用を発揮し、高効率で高炉水砕スラグの固結を防止することができることが判明した。そのため、本発明では、高炉水砕スラグを製造後、高炉水砕スラグの含水比を７％以下に調整した後に高炉水砕スラグに固結防止剤を添加することとした。また、高炉水砕スラグを製造後、２４時間以上仮置き、水切りすることにより、高炉水砕スラグの含水比を７％以下にすることができるから、その後に固結防止剤を添加することにより、固結防止剤の固結防止作用を有効に発揮させることができ、高効率で高炉水砕スラグの固結を防止することができる。
【００１３】
この場合に、前記固結防止剤は、有機化合物を含むものであることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明について詳細に説明する。
本発明の高炉水砕スラグの処理方法は、高炉水砕スラグを製造後、高炉水砕スラグの含水比を７％以下に調整した後に、高炉水砕スラグに固結防止剤を添加することを特徴とする。この場合に、固結防止剤は、含水比を７％以下に調整した後の高炉水砕スラグに直接添加してもよいし、高炉水砕スラグの粒度調整の工程でまたは粒度調整後に添加してもよい。
【００１５】
ここで、固結防止剤としては、リグニンスルホン酸、リグニンスルホン酸塩、オキシカルボン酸、オキシカルボン酸塩、オキシカルボン酸またはオキシカルボン酸塩のアルキレンオキサイド付加物、アクリル酸重合体、アクリル酸塩重合体、マレイン酸重合体、マレイン酸塩重合体等のカルボン酸重合体、カルボン酸塩重合体等の有機化合物を挙げることができる。これらは水溶液の状態で添加してもよいし、粉体として添加してもよい。この場合の添加量はその種類にもよるが、高炉水砕スラグに対して０．００２〜０．３ｍａｓｓ％が好ましく、０．０１〜０．０３ｍａｓｓ％が一層好ましい。
【００１６】
これら有機化合物の固結防止剤は、溶液として添加する場合、例えば、有効成分３０％程度からなる固結防止剤溶液をさらに水で希釈して、スプレーノズルで高炉水砕スラグへ散布することにより添加する。実操業においては、水砕スラグに対し希釈液の散布量が０．５〜１％程度になるように、固結防止剤を希釈する水の添加量を調整する。水の希釈量が多すぎると固結防止剤が高炉水砕スラグから流出しやすく、少なすぎると高炉水砕スラグへの混合が不十分となる。また、粉体として添加する場合は、粉体供給フィーダーで高炉水砕スラグの搬送途中に定量切り出し、添加後混合することが望ましい。高炉水砕スラグの粒度調整物の場合、破砕機に混合機能を持たせてそこで混合するようにしてもよい。
【００１７】
上述したように、高炉水砕スラグは溶融状態のスラグに加圧水を噴射して急冷・粒状化したもので、製造直後は含水比が１０％以上にも及ぶため、このままの状態で上記溶液状の固結防止剤を添加すると、出荷待ちや使用待ちのために野積み状態となっている間や、船舶等での輸送の間に固結防止剤が水分とともに流出し、固結防止剤の歩留まりが低下してしまう。このようなことを防止するため、本発明では高炉水砕スラグを製造後、高炉水砕スラグの含水比を７％以下に調整してから固結防止剤を添加する。より好ましくは含水比５％以下である。
【００１８】
高炉水砕スラグの含水比を７％以下に調整する方法は特に限定されないが、高炉水砕スラグを製造後、２４時間以上仮置き、水切りすることが好ましい。このように、高炉水砕スラグを製造後、２４時間以上仮置き、水切りした後に高炉水砕スラグに固結防止剤を添加することにより、比較的容易に高炉水砕スラグの含水比を７％以下にすることができ、固結防止剤の能力を有効に発揮させることができる。より好ましい含水比である５％以下へ調整するためには、高炉水砕スラグを製造後、４８時間以上仮置き、水切りした後に固結防止剤を添加することが好ましい。
【００１９】
ここで高炉水砕スラグの仮置きとは、屋外に水砕スラグを積みつけ貯蔵することをいう。もちろん、含水比を７％以下にするためには、適宜の方法で高炉水砕スラグへの水の浸入を防止する必要がある。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
製造直後の高炉水砕スラグを一旦、屋外に積みつけ貯蔵した。表１に示すように貯蔵経過日数を適宜変更した高炉水砕スラグを原料として、５ｍｍ高炉スラグ細骨材の粒度分布に破砕整粒する工程で、表１の種々の固結防止剤を散布した。具体的には、高炉水砕スラグをクラッシャで破砕し、その破砕物に水で希釈して所定濃度の水溶液とした表１に示す固結防止剤を表１に示す添加量でスプレーした後、スクリーンで篩分けして、それぞれ５ｍｍ高炉水砕スラグ細骨材の粒度に調整した高炉水砕スラグ粒度調整物を８０トン得た。なお、表１に示す固結防止剤の添加量は、固結防止剤の純分で示している。
【００２１】
得られた固結防止剤添加高炉水砕スラグ粒度調整物を屋外に高さ３ｍの小山状にして貯蔵し、定期的に固結状況の測定を行った。固結防止性は、以下に示す方法により貫入抵抗係数を求めることによって評価した。ここで貫入抵抗係数が０．４５以下の場合に固結による問題なし、０．４５を超える場合に固結による問題ありと判定した。その結果を表１に併記する。また、一部の高炉水砕スラグ粒度調整物については、含水比を測定した。その結果も表１に併記する。
【００２２】
貫入抵抗係数
コンクリート・ライブラリー第７６号  高炉スラグ骨材コンクリート施工指針Ｐ２１  土木学会  １９９３、に記載の貫入抵抗測定機を野積みの小山に貫入し、下記の計算式により貫入抵抗係数を算出した。
貫入抵抗係数＝１００ｃｍ貫入時のばねばかりの荷重（ｋｇｆ）／貫入長さ１００（ｃｍ）
または、
貫入抵抗係数＝ばねばかり最大荷重２０ｋｇｆ／ばねばかり最大荷重２０ｋｇｆ時の貫入長さ（ｃｍ）
【００２３】
【表１】
2004161579.tif 000002
【００２４】
表１に示すように、同じ固結防止剤で比較した場合に、固結防止剤散布前の高炉水砕スラグの製造後経過時間（仮置き時間）が２４時間以上の実施例は２４時間未満の比較例よりも含水比が低く、固結防止剤を散布してから固結するまでの時間を長くすることができることが確認された。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高炉水砕スラグを製造後、高炉水砕スラグの含水比を７％以下に調整した後に高炉水砕スラグに固結防止剤を添加するので、固結防止剤が有効に固結防止作用を発揮し、高効率で高炉水砕スラグの固結を防止することができる。また、本発明によれば、高炉水砕スラグを製造後、２４時間以上仮置き、水切りした後に高炉水砕スラグに固結防止剤を添加することにより、同様に、固結防止剤が有効に固結防止作用を発揮し、高効率で高炉水砕スラグの固結を防止することができる。