(57)【要約】【課題】  製鋼スラグからなるアスファルト用骨材に整粒処理をして効率的に耐摩耗性を向上させたアスファルト用骨材を提供する。【解決手段】  粒径４．７５〜１３．２ｍｍを主とするＪＩＳ規定のＳＳ−１３の製鋼スラグを整粒処理して塊粒の角張った部分を摩耗により球形状に整粒し、この整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合を５〜１５％とするアスファルト用骨材の耐摩耗性の向上方法で、整粒処理する前のスラグのすりへり減量が１５％以上の場合は、この整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合を１２〜１５％とし、整粒処理する前のスラグのすりへり減量が１５％未満の場合は、この整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合を８〜１２％とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鋼スラグの塊粒を整粒処理して塊粒の角張った部分を摩耗により球形状に整粒してＪＩＳ規定のＳＳ−１３の製鋼スラグとし、該整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合を５〜１５％とすることを特徴とする整粒処理による製鋼スラグからなるアスファルト用骨材の耐摩耗性の向上方法。
【請求項２】
製鋼スラグの塊粒を整粒処理して塊粒の角張った部分を摩耗により球形状に整粒してＪＩＳ規定のＳＳ−１３の製鋼スラグとする方法において、整粒処理する前のスラグのすりへり減量が１５％以上の場合は、該整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合を１２〜１５％とすることを特徴とする請求項１に記載の整粒処理による製鋼スラグからなるアスファルト用骨材の耐摩耗性の向上方法。
【請求項３】
製鋼スラグの塊粒を整粒処理して塊粒の角張った部分を摩耗により球形状に整粒してＪＩＳ規定のＳＳ−１３の製鋼スラグとする方法において、整粒処理する前のスラグのすりへり減量が１５％未満の場合は、該整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合を８〜１２％とすることを特徴とする請求項１に記載の整粒処理による製鋼スラグからなるアスファルト用骨材の耐摩耗性の向上方法。
【請求項４】
製鋼スラグの塊粒を整粒処理して塊粒の角張った部分を摩耗により球形状に整粒してＪＩＳ規定のＳＳ−２０の製鋼スラグとし、該整粒処理によって生じる粒径１３．２ｍｍ未満のスラグの質量割合を５〜１５％とすることを特徴とする整粒処理による製鋼スラグからなるアスファルト用骨材の耐摩耗性の向上方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、製鋼スラグをアスファルト用の骨材に利用する場合において、製鋼スラグからなる骨材の耐摩耗性の向上方法に関し、特に、整粒処理による耐摩耗性の向上方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般にアスファルト用骨材はその粒径が立方体で球状体に近いこと及び大小の粒径のアスファルト用骨材の混合状態が適当であることが求められており、したがって、整粒処理が行われる。ところで、この骨材の整粒処理は、排水性舗装に用いる粗骨材や石敷に用いる砂利を得るために骨材を丸みを帯びた粒形にしたり、コンクリート廃材から骨材を再生するためにモルタルを除去したり、軟石を粉化させて除去したりすることを目的として行われる。これらの整粒処理を行うために、種々の整粒装置が開発されて利用されている。このような整粒装置として、例えば、ドラム中に骨材となる素材を投入し、このドラムを回転させて素材同士の摺り合わせによって研磨することで、目的の骨材に仕上げる方法や、ローラーによって骨材となる素材を研磨して骨材に仕上げる方法などがある。
【０００３】
ところで、目的とする骨材の性能を示す指標の一つとして、骨材の耐摩耗性を表す指標である”すりへり減量”という指標がある。一般に、すりへり減量の小さい骨材は、堅硬ですりへり抵抗や耐久性の点で優れたものである。これとは逆に、すりへり減量の大きい骨材は耐摩耗性や耐久性の点で劣るものである。
【０００４】
ところで、製鋼スラグを上記のようなアスファルト用骨材として使用するとき、破砕したままの製鋼スラグは通常では角張った形状をしているため、上記したような整粒処理を施し、製鋼スラグの角張った部分などの摩耗しやすい部分を研磨して取り除く。この整粒処理の結果、製鋼スラグからなるアスファルト用骨材のすりへり減量は低減し、かつ、耐摩耗性の向上が期待できる。しかしながら、この整粒処理と製鋼スラグからなるアスファルト用骨材のすりへり減量及び耐摩耗性との関係については、これまで詳しく言及された例がなく、したがって整粒処理を利用することで効率的に製鋼スラグからなるアスファルト用骨材の耐摩耗性を向上させ得る方法は不明であった。
【０００５】
従来の方法として、アスファルト用骨材を得るために原料砕石を粒径調整機により調整する手段が開発されている（例えば、特許文献１参照。）。また、竪型粉砕機で原石を粉砕して効率的に細骨材を製造する方法が開発されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、これらの手段や方法は、原料が砕石などの天然石であるので、製鋼用スラグからなる骨材に直に適応しても好結果を得られなかった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１７０５０９号公報
【特許文献２】特開２００２−４５７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、電気炉などの製鋼スラグからなるアスファルト用骨材に整粒処理を施して効率的にアスファルト用骨材の耐摩耗性を向上させる方法を提供することである。
【０００８】
本発明におけるＪＩＳ規定のＳＳ−１３またはＳＳ−２０の製鋼スラグとは、ＪＩＳ  Ａ  ５０１５で道路用鉄鋼スラグとして規格化された製鋼スラグを指す。ここにＳＳ−１３の製鋼スラグは４．７５〜１３．２ｍｍ径の粒度のものが８５〜１００質量％で残部が４．７５ｍｍ径未満のものからなり、ＳＳ−２０の製鋼スラグは１３．２〜１９．０ｍｍ径の粒度のものが８５〜１００質量％で残部が１３．２ｍｍ径未満のものからなっている。なお、本発明では、このＪＩＳ  Ａ  ５０１５で規定する道路用鉄鋼スラグの種類の単粒度製鋼スラグのＳＳ−１３及びＳＳ−２０におけるスラグのすりへり減量を耐摩耗性の指標として用いた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の手段では、製鋼スラグをアスファルト用骨材とするために、整粒処理する際に、ＪＩＳ  Ａ  ５０１５で規定する上記の呼び名ＳＳ−１３のスラグにおいては、粒径４．７５〜１３．２ｍｍに揃えたスラグを整粒処理した場合に、その処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合を５〜１５％、好ましくは８〜１２％、あるいは１２〜１５％として整粒する方法である。
【００１０】
さらに、ＪＩＳ  Ａ  ５０１５で規定する上記の呼び名ＳＳ−２０のスラグにおいては、粒径１３．２〜１９．０ｍｍに揃えたスラグを整粒処理した場合に、その処理によって生じる粒径１３．２ｍｍ未満のスラグの質量割合を５〜１５％として整粒する方法である。
【００１１】
この整粒処理方法に使用する整粒装置としては、乾式、湿式、あるいは、竪型、横型、若しくは内部に回転板があるもの、回転板がないものなど、種々の回転ドラム式の整粒装置、あるいは、ローラー研磨式の整粒装置など、種々の装置があり、これらはいずれも本発明において使用できる。
【００１２】
上記の質量割合とする整粒条件は、例えば、回転ドラム式の整粒装置であれば、ドラムの回転時間や、回転速度や、骨材の供給量などからなる。
【００１３】
ここで、ＪＩＳ  Ａ  ５０１５のＳＳ−１３の３種のスラグ１、スラグ２、スラグ３の整粒処理において、この整粒処理によって生じた粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合を横軸に取り、整粒処理後の粒径４．７５〜１３．２ｍｍのスラグのすりへり減量を縦軸に取って、これらの関係を図１のグラフとして示す。
【００１４】
図１のグラフから、整粒処理によって生じた粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合が多いほど、すりへり減量向上量は大きくなる。しかし、粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合が多いほど、粒径４．７５ｍｍ未満の質量割合に対するすりへり減量向上量（グラフの傾きの絶対値）が小さくなり、非効率的な整粒処理となる。このグラフの傾きの絶対値は、粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合が５〜１５％付近で、急に小さくなり水平に近くなるため、この範囲が最も効率的にスラグ骨材の耐摩耗性を向上させるための整粒条件といえる。
【００１５】
傾きの絶対値が急に小さくなる点は、整粒処理する前のスラグのすりへり減量の値によって多少変化する。したがって、ＳＳ−１３のスラグにおいて、整粒処理する前のスラグのすりへり減量が１５％以上の場合には、整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合が１２〜１５％のところに存在し、また、整粒処理する前のスラグのすりへり減量が１５％未満の場合は、整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合が８〜１２％のところに存在することが多いと認められるため、望ましい値として上記の請求項２及び請求項３を設定した。
【００１６】
上記において、ＳＳ−１３の製鋼スラグでは、整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満の質量割合が５％未満であると、骨材の研磨が不十分であり、まだ耐摩耗性の向上が期待できるため、耐摩耗性を向上させるための整粒条件として不適当である。一方、整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満の質量割合が１５％を超えると、骨材は十分研磨されており、これ以上のすりへり減量向上は、粒径４．７５ｍｍ未満の質量割合の増加となり非効率的であるため、この場合も耐摩耗性を向上させるための整粒条件として不適当である。
【００１７】
図示しないが、ＳＳ−２０の製鋼スラグでは、整粒処理によって生じる粒径１３．２ｍｍ未満の質量割合が５％未満であると、骨材の研磨が不十分であり、さらに耐摩耗性の向上が期待できるため、整粒条件として採用することができない。一方、整粒処理によって生じる粒径１３．２ｍｍ未満の質量割合が１５％を超えると、骨材は十分研磨されており、これ以上のすりへり減量向上は、粒径１３．２ｍｍ未満の質量割合の増加の要因となり非効率的であるため、この場合も整粒条件として採用することができない。
【００１８】
ところで、例えばＳＳ−１３では、整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合が０〜１５％では、粒径４．７５ｍｍ未満の質量割合が多いほど、処理後の４．７５〜１３．２ｍｍのスラグは、角張った部分などの摩耗しやすい部分がよく研磨されて除かれているので、骨材の耐摩耗性を示すすりへり減量が小さくなっている。しかし、粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合が１５％を超えると、粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合の増加に対するすりへり減量向上量が小さくなり、非効率的な整粒処理となる。これは、粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合が１５％付近でスラグの角張った部分などもろい部分が十分に研磨されるためと考えられ、これ以上研磨するのは整粒装置の動力、処理時間などの面においても非効率的である。一方、粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合が５％未満であると、骨材の研磨が不十分ですりへり減量向上量が小さい。整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合に対するすりへり減量向上量を考慮すると、粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合は８〜１２％が最適であると考えられる。
【００１９】
つまり、図１に示すグラフの傾きが緩やかに変化する点が良好な整粒条件と考えられ、これは粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合が５％〜１５％の範囲内にある。この範囲内ではグラフの傾きは徐々に変化しており、その中間が８〜１２％程度にあるので、この範囲内が最適条件と考えられる。
【００２０】
すなわち、上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、製鋼スラグの塊粒を整粒処理して塊粒の角張った部分を摩耗により球形状に整粒してＪＩＳ規定のＳＳ−１３の製鋼スラグとし、該整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合を５〜１５％とすることを特徴とする整粒処理による製鋼スラグからなるアスファルト用骨材の耐摩耗性の向上方法である。
【００２１】
請求項２の発明では、製鋼スラグの塊粒を整粒処理して塊粒の角張った部分を摩耗により球形状に整粒してＪＩＳ規定のＳＳ−１３の製鋼スラグとする方法において、整粒処理する前のスラグのすりへり減量が１５％以上の場合は、該整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合を１２〜１５％とすることを特徴とする請求項１の手段の整粒処理による製鋼スラグからなるアスファルト用骨材の耐摩耗性の向上方法である。
【００２２】
請求項３の発明では、製鋼スラグの塊粒を整粒処理して塊粒の角張った部分を摩耗により球形状に整粒してＪＩＳ規定のＳＳ−１３の製鋼スラグとする方法において、整粒処理する前のスラグのすりへり減量が１５％未満の場合は、該整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合を８〜１２％とすることを特徴とする請求項１の手段の整粒処理による製鋼スラグからなるアスファルト用骨材の耐摩耗性の向上方法である。
【００２３】
請求項４の発明では、製鋼スラグの塊粒を整粒処理して塊粒の角張った部分を摩耗により球形状に整粒してＪＩＳ規定のＳＳ−２０の製鋼スラグとし、該整粒処理によって生じる粒径１３．２ｍｍ未満のスラグの質量割合を５〜１５％とすることを特徴とする整粒処理による製鋼スラグからなるアスファルト用骨材の耐摩耗性の向上方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、製鋼スラグをアスファルト用骨材に使用する際に、ＳＳ−１３あるいはＳＳ−２０の製鋼スラグにおいて、本発明の手段による整粒処理をすることにより、耐摩耗性を効率的に向上させたアスファルト用骨材を的確に提供することができるという従来にない優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明を実施するための最良の形態について、表及び図面を参照して以下に説明する。整粒装置として回転ドラムを使用し、回転ドラムに製鋼スラグを投入し手回転し、製鋼スラグの塊粒の角張った部分などの摩耗しやすい部分を塊粒同士の互いの摩擦で削り取り、スラグの耐摩耗性を向上するものである。この回転ドラムにおける操作条件を設定し、以下の実施例で示した。この場合、耐摩耗性はすりへり減量にて評価した。
【実施例１】
【００２６】
回転ドラム式の整粒装置Ｉによって製鋼スラグを整粒処理し、すりへり減量を測定した。この製鋼スラグは、ＪＩＳ規格のＳＳ−１３（粒径４．７５〜１３．２ｍｍのものが８５〜１００％で、残部は粒径４．７５ｍｍ未満のもので０から１５％までである。）で、この製鋼スラグをスラグＡとした。この製鋼スラグＡのうち、整粒処理を行わない製鋼スラグを比較例Ａ−１とした。回転ドラム式の整粒装置Ｉを用いてＳＳ−１３のスラグＡを整粒処理したもののうち、回転ドラムの回転数を１００回としたものを比較例Ａ−２、回転ドラムの回転数を５００回としたものを実施例Ａ−３、回転ドラムの回転数を２０００回としたものを比較例Ａ−４とした。このように整粒装置Ｉの回転ドラムの回転数を変化させてスラグの研磨の程度を変え、整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満の質量割合を調節した。これらを表１に示した。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１に見られるように、実施例Ａ−３の回転ドラムの回転数５００回とした場合、整粒処理によって粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合ａが１４．６％で、すりへり減量ｂが１４．５％で、すりへり減量向上量ｃが３．９％で、すりへり減量向上量ｃを整粒処理後の粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合ａで除した値、すなわち、ｃ／ａの値が０．２７で、ともに優れた値を得られた。
【００２９】
これに対し、比較例Ａ−２の回転ドラムの回転数１００回とした場合は、整粒処理後の粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合ａが３．３％で低く、すりへり減量ｂが１７．５％で、すりへり減量向上量ｃが０．９％で、すりへり減量向上量ｃを整粒処理後の粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合ａで除した値、すなわち、ｃ／ａの値が０．２７で、すりへり減量ｂが高く、すりへり減量向上量ｃが低かった。
【００３０】
さらに、比較例Ａ−４の回転ドラムの回転数２０００回とした場合は、整粒処理後の粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合ａが３１．１％と高く、すりへり減量ｂが１３．８％で、すりへり減量向上量ｃが４．６％で、すりへり減量向上量ｃを整粒処理後の粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合ａで除した値、すなわち、ｃ／ａの値が０．１５と低い値であった。
【００３１】
この整粒処理をした「Ａ−２」、「Ａ−３」、「Ａ−４」のいずれの場合も、処理なしスラグの「Ａ−１」に比べると、すりへり減量は少なく、耐摩耗性は向上した。
【００３２】
このうち整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合に対するすりへり減量向上量ｃ／ａは、比較例の「Ａ−２」と実施例の「Ａ−３」は同じであるが、比較例のＡ−２は研磨が不十分であるため、本発明の実施例であるＡ−３に比してすりへり減量ｂは多く、すりへり減量向上量ｃは小さかった。
【００３３】
比較例のＡ−４は、実施例のＡ−３よりすりへり減量ｂは少なく、すりへり減量向上量ｃは大きいものの、整粒処理によって生じた粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合に対するすりへり減量向上量ｃ／ａが小さく、実施例のＡ−３より効率が悪かった。
【００３４】
したがって、回転ドラム式の整粒装置Ｉを用いて上記のスラグＡを効率よく整粒処理するには、実施例Ａ−３のとおり、回転ドラムの回転数を５００回転にすればよいことがわかる。
【００３５】
なお、製鋼スラグの塊粒の角張った部分などの摩耗しやすい部分を削り取り、スラグの耐摩耗性を向上する際の最適な回転ドラムの回転数は、製鋼スラグや回転ドラムの種類によって異なるため、予め整粒処理によって生じる粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合を最適とする条件は、例えば、回転ドラムの回転数、回転速度等により定める必要がある。
【実施例２】
【００３６】
回転ドラム式の整粒装置IIによって製鋼スラグを整粒処理し、すりへり減量を測定した。製鋼スラグはＪＩＳ規格のＳＳ−１３とし、この実施例２における製鋼スラグをスラグＢとした。その結果を表２に示した。スラグＢのうち、整粒処理をしないものを処理無しスラグとして比較例の「Ｂ−１」とし、整粒処理をしたものを処理後のスラグＢとして比較例の「Ｂ−２」、実施例の「Ｂ−３」、比較例の「Ｂ−４」とした。これらのスラグＢのすりへり減量ｂは、いずれのものも上記の実施例１の「Ａ−１」に比べて小さい。このため、処理した場合のすりへり減量向上量ｃを整粒処理によって生じた粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合ａで除した値、すなわち、ｃ／ａの値は、実施例１より小さい傾向となっている。しかし、実施例である「Ｂ−３」を比較例の「Ｂ−２」や「Ｂ−４」と比べると、「Ｂ−３」がすりへり減量向上量ｃを整粒処理後の粒径４．７５ｍｍ未満のスラグ質量割合ａで除した値、すなわち、ｃ／ａの値は大きく、この場合が最も効率良く耐摩耗性が向上している。
【００３７】
【表２】
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【実施例３】
【００３８】
回転ドラム式の整粒装置IIIによって製鋼スラグを整粒処理し、すりへり減量を測定した。製鋼スラグはＪＩＳ規格のＳＳ−２０（粒径１３．２〜１９．０ｍｍのものが８５〜１００％で、残部は粒径１３．２ｍｍ未満のもので０から１５％までである。）とし、この実施例３における製鋼スラグをスラグＣとした。その結果を表３に示した。スラグＣのうち、整粒処理をしないものを処理無しスラグとして比較例の「Ｃ−１」とし、整粒処理をしたものを処理後のスラグＣとして比較例の「Ｃ−２」、実施例の「Ｃ−３」、比較例の「Ｃ−４」とした。これらのスラグＣのすりへり減量ｂは、いずれのものも上記の実施例１の「Ａ−１」に比べて小さいため、処理した場合のすりへり減量向上量ｃ、及び、すりへり減量向上量ｃを整粒処理によって生じる粒径１３．２ｍｍ未満のスラグ質量割合ａで除した値、すなわち、ｃ／ａの値は、実施例１よりさらに小さい傾向となっている。しかし、実施例である「Ｃ−３」を比較例の「Ｃ−２」や「Ｃ−４」と比べると、「Ｃ−３」がすりへり減量向上量ｃを整粒処理によって生じる粒径１３．２ｍｍ未満のスラグ質量割合ａで除した値、すなわち、ｃ／ａの値は大きく、この場合が最も効率良く耐摩耗性が向上している。
【００３９】
【表３】
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【００４０】
なお、上記の表１、表２、表３において、すりへり減量向上量ｃは、整粒処理無しスラグのすりへり減量から整粒処理後のスラグのすりへり減量を差し引いた値である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ＳＳ−１３の３種のスラグ１、２、３について、縦軸の整粒処理後の粒径４．７５〜１３．２ｍｍのスラグのすりへり減量（％）と横軸の整粒処理によって生じた粒径４．７５ｍｍ未満のスラグの質量割合との関係を示すグラフである。
【図１】
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