(57)【要約】【課題】本発明は、高炉水砕スラグの固結防止方法に関し、固結防止効果を向上させることを目的とする。さらに詳しくは、固結防止剤が細菌によって分解されることを防止することによって長期間の固結防止を可能にする。【解決手段】高炉水砕スラグに固結防止剤を添加する固結防止方法において、固結防止剤を希釈する水、または固結防止剤を希釈した水溶液に、次亜塩素酸塩、塩素化イソシアヌル酸またはその塩、二酸化塩素のうち少なくとも１種を添加するか、または紫外線照射して殺菌処理した後に、該処理水溶液を高炉水砕スラグに添加する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
細菌によって分解可能な固結防止剤に水を加えて固結防止剤水溶液とし、当該固結防止剤水溶液を高炉水砕スラグに添加する高炉水砕スラグの固結防止方法であって、前記高炉水砕スラグに添加する固結防止剤水溶液が殺菌処理されていることを特徴とする高炉水砕スラグの固結防止方法。
【請求項２】
前記固結防止剤水溶液の殺菌が、固結防止剤に添加する水を対象とした殺菌処理による、または固結防止剤水溶液を対象とした殺菌処理によることを特徴とする請求項１に記載の高炉水砕スラグの固結防止方法。
【請求項３】
前記固結防止剤の有効成分が脂肪族オキシカルボン酸又は糖アルコールの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の高炉水砕スラグの固結防止方法。
【請求項４】
前記殺菌処理が、前記固結防止剤に添加する水または前記固結防止剤水溶液に、次亜塩素酸塩、塩素化イソシアヌル酸またはその塩、及び二酸化塩素からなる群から選ばれた少なくとも１種を添加して行う殺菌処理であることを特徴とする請求項２又は３に記載の高炉水砕スラグの固結防止方法。
【請求項５】
前記殺菌処理が、前記固結防止剤に添加する水または前記固結防止剤水溶液に紫外線照射して行う殺菌処理であることを特徴とする請求項２又は３に記載の高炉水砕スラグの固結防止方法。
【請求項６】
前記固結防止剤に添加する水中の細菌数が１００ＣＦＵ／ｍｌ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の高炉水砕スラグの固結防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉水砕スラグに固結防止剤の水溶液を添加する固結防止方法において、固結防止効果を向上させる方法に関する。さらに詳しくは、固結防止剤の腐敗を抑制することによって固結防止効果を向上させる固結防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高炉水砕スラグは、高炉から出滓した溶融スラグに高圧水を噴射し急冷凝固して、直接砂状に製造される。高炉水砕スラグの用途としては、微粉砕してセメント原料にしたり、製造されたままの粒度で土木工事用材や、また粒度・粒形調整をしてコンクリート用細骨材に利用される。粒度・粒形調整は、製造された高炉水砕スラグを磨砕するなどによって行われる。
【０００３】
ところで、高炉水砕スラグは、例えばコンクリート用細骨材に利用されるまでに、長期間野積みされることがあり、その際に固結するという問題がある。特に磨砕などを行って、粒度が細かくなった高炉水砕スラグは固結し易い。
【０００４】
固結防止技術については、従来から多数提案されてきたが、最も広く利用されているのは固結防止剤を水溶液として添加する方法である。固結防止剤としては、脂肪族オキシカルボン酸やその塩（例えば、特許文献１参照）、糖アルコール類（例えば、特許文献２参照）、ソルビトール（特許文献３参照）、アクリル酸系重合体（例えば、特許文献４参照）、カルボキシル基含有ポリマーとソルビトール（特許文献５参照）、などが開示されている。これらの固結防止剤は工業用水で希釈又は溶解して水溶液とし、これを高炉水砕スラグに添加して、固結を防止する方法が用いられてきた。
【特許文献１】特開昭５４−１３０４９６号公報
【特許文献２】特開昭５８−１０４０５０号公報
【特許文献３】特開昭５９−１１６１５６号公報
【特許文献４】特開２００３−１６０３６４号公報
【特許文献５】特開２００５−８２４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者が従来の固結防止剤の効果をラボ試験で評価すると、脂肪族オキシカルボン酸や糖アルコール類、特にグルコン酸やソルビトールは、アクリル酸系重合体などに比べ格段に固結防止期間が長いことを知見した。
しかしながら、実際のスラグ処理に適用すると、ラボ評価での固結防止期間差は縮小する傾向にあった。
【０００６】
そこで、本発明者は、実際にスラグ処理で使用されたグルコン酸を含有する固結防止剤の水溶液を、スラグ処理場のスラグとほぼ同じ温度環境下で養生したところ、早期にグルコン酸が消失することを知見した。一方ラボ評価で調製する水溶液は、少なくとも固結するまでの期間内においてグルコン酸含有量に変化はなかった。
【０００７】
上記現象を解明すべく検討したところ、スラグ処理場で調製した固結防止剤の水溶液中には、様々な細菌が存在していることが判った。固結防止剤に用いられる脂肪族オキシカルボン酸や糖アルコール類、特にグルコン酸やソルビトールは、自然界に存在する物質であり、固結防止剤の水溶液中に細菌が存在すれば容易に分解される可能性がある。そして実際にスラグ処理場で固結防止剤の希釈に使用されている工業用水を調べたところ、工業用水中にも上記水溶液と同様の細菌が存在していることを確認し、水溶液中の細菌は希釈又は溶解用の工業用水起因であることを突き止めた。
これに対して、ラボ試験では純水を用いて固結防止剤の水溶液を調製しており、細菌は存在しない。
【０００８】
これらのことから、工業用水で水溶液を調製すると、工業用水に存在する細菌によって固結防止剤が分解され、固結防止効果が低下すると考えられる。一方、自然界で分解されにくいアクリル酸系重合体などの固結防止剤は、これらに比較して効果の低下は小さいと考えられる。
【０００９】
そこで本発明は、固結防止剤が細菌によって分解されることを防止し、長期固結防止効果の維持が可能な高炉水砕スラグの固結防止方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述したように、発明者は、グルコン酸やソルビトール等の固結防止剤の固結防止効果が、実際のスラグ処理場で低下する原因が、固結防止剤に加えられる工業用水に存在する細菌によるものであるという知見に基づき、この細菌を殺菌することで、固結防止効果が長期間保持されることを見出し、発明を完成した。
前記の課題を解決するための本発明の解決手段は以下の通りである。
【００１１】
（１）細菌によって分解可能な固結防止剤に水を加えて固結防止剤水溶液とし、当該固結防止剤水溶液を高炉水砕スラグに添加する高炉水砕スラグの固結防止方法であって、前記高炉水砕スラグに添加する固結防止剤水溶液が殺菌処理されていることを特徴とする高炉水砕スラグの固結防止方法であり、また、
（２）前記固結防止剤水溶液の殺菌が、固結防止剤に添加する水を対象とした殺菌処理による、または固結防止剤水溶液を対象とした殺菌処理によることを特徴とする（１）に記載の高炉水砕スラグの固結防止方法であり、また、
（３）前記固結防止剤の有効成分が脂肪族オキシカルボン酸又は糖アルコールの少なくともいずれかであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の高炉水砕スラグの固結防止方法であり、また、
（４）前記殺菌処理が、前記固結防止剤に添加する水または前記固結防止剤水溶液に、次亜塩素酸塩、塩素化イソシアヌル酸またはその塩、及び二酸化塩素からなる群から選ばれた少なくとも１種を添加して行う殺菌処理であることを特徴とする（２）又は（３）に記載の高炉水砕スラグの固結防止方法であり、また、
（５）前記殺菌処理が、前記固結防止剤に添加する水または前記固結防止剤水溶液に紫外線照射して行う殺菌処理であることを特徴とする（２）又は（３）に記載の高炉水砕スラグの固結防止方法であり、また、
（６）前記固結防止剤に添加する水中の細菌数が１００ＣＦＵ／ｍｌ以下であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれか１つに記載の高炉水砕スラグの固結防止方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の高炉水砕スラグの固結防止方法の適用により、低コストで固結防止期間を従来の防止方法より延長することができ、長期間スラグを保管することが可能となる。
【００１３】
また、従来は細菌によって固結防止剤が分解消失していたため、所望の固結防止効果を得るためには、固結防止剤の添加量を多くする必要があったが、本発明では、より少量の固結防止剤添加量でも、従来と同程度以上の固結防止が可能となり、固結防止剤使用量を低減することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、グルコン酸やソルビトールといった細菌によって分解されてしまうような固結防止剤を用いるものであって、この固結防止剤に水を加えて水溶液（固結防止剤水溶液）とし、この水溶液を高炉水砕スラグに添加する高炉水砕スラグの固結防止方法であるが、この高炉水砕スラグに添加する固結防止剤水溶液が殺菌処理されていることを特徴とする。
【００１５】
固結防止剤の様態は、固結防止成分（有効成分）を含んだ水溶液の状態のものが多いが、固形粉末状のものもある。一般に、市販の固結防止剤は、固結防止成分を３０〜５０質量％含有した水溶液の状態であり、使用時に必要な濃度に希釈してスラグに添加する。また固形粉末であるグルコン酸Ｎａを、任意の濃度の水溶液に調製して使用する場合もある。本発明は何れの様態の固結防止剤にも適用できる。
すなわち、水溶液の状態の固結防止剤を水で希釈して固結防止剤水溶液としてもよく、固体（粉末）の固結防止剤を水に溶解させて固結防止剤水溶液としてもよい。
【００１６】
また、固結防止剤に関し、アクリル酸系重合体など人工合成物も長期的には分解されると思われるが、本発明では、２０〜３５℃の温度において３ヶ月程度で細菌によって分解される成分を含有する固結防止剤を主たる対象とする。細菌によって分解され易い固結防止成分として、オキシカルボン酸類においてはグルコン酸、酒石酸、クエン酸、グルコヘプトン酸、リンゴ酸など、糖アルコール類においてはソルビトール、アラビトール、マンニトールなど、糖類においてはグルコース、マンノース、ガラクトースなど、ウロン酸類においてはグルクロン酸、ガラクツロン酸など、またはリグニンスルホン酸などが知られている。
【００１７】
本発明における固結防止剤水溶液中の水の殺菌は、固結防止剤に添加する水を対象とした殺菌処理、または固結防止剤に水を添加して得た固結防止剤水溶液を対象とした殺菌処理の少なくともいずれかの殺菌処理であればよい。言い換えれば、殺菌処理した水を固結防止剤に加えて固結防止剤水溶液を得るようにしてもよく、固結防止剤に水を加えて固結防止剤水溶液とした後に殺菌処理するようにしてもよい。このように、高炉水砕スラグに添加する前に固結防止剤水溶液を殺菌処理することによって、固結防止効果を向上させる。すなわち、少なくとも固結防止剤水溶液中の水が殺菌されていれば良く、いかなる方法でも用いることができる。
【００１８】
殺菌処理について、具体的な手段の殺菌方法の中でも、塩素剤添加および紫外線照射による方法を用いることが好ましい。特に、塩素剤添加は殺菌作用がしばらくの間持続するため、より好ましい。他の方法としては、加熱処理やオゾン処理、光触媒処理などによっても可能である。しかし後者の方法は、前者の方法に比較して処理コストは相対的に高い。
【００１９】
本発明では、固結防止剤に水を加えて固結防止剤水溶液とする前に添加する水を殺菌処理することが最も効果的であるが、固結防止剤水溶液を得た後であっても、スラグへの添加前に殺菌処理すれば、効果は得られる。しかしながら、固結防止剤水溶液を得た後は、できるだけ速やかに殺菌処理することが好ましい。これは、固結防止剤に水を加えた後、殺菌処理迄の時間が長いと、固結防止剤の分解が進むためである。
【００２０】
本発明の好ましい殺菌処理方法としては、固結防止剤に添加する水、または固結防止剤に水を加えて得た固結防止剤水溶液に、塩素剤である、次亜塩素酸塩、塩素化イソシアヌル酸またはその塩、二酸化塩素のうち少なくとも１種を添加するのがよい。これらの薬剤を用いることで最も安価、簡便に殺菌処理が可能である。次亜塩素酸塩とは、次亜塩素酸ナトリウムや次亜塩素酸カルシウムである。また塩素化イソシアヌル酸またはその塩とは、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、トリクロロイソシアヌル酸である。
【００２１】
薬剤の添加量は固結防止剤に添加する水の水質によって変動するので、薬剤を添加後の固結防止剤水溶液中の残留塩素濃度で管理するのがよい。本発明では残留塩素が０．２ｍｇ／Ｌ以上になるように添加することが好ましい。より好ましくは０．４〜５ｍｇ／Ｌ程度に管理するのがよい。０．２ｍｇ／Ｌ未満では十分な殺菌ができない。そして殺菌上は、０．２ｍｇ／Ｌ以上であれば上限は特に限定されない。しかし、後で添加する、または既に添加されている固結防止剤との反応や、設備への影響、安全性、コストなどを考慮して、上限５ｍｇ／Ｌまでに管理すれば十分である。
【００２２】
殺菌状況については、残留塩素測定で大凡把握可能であるが、薬剤添加処理後の生菌数を上水試験方法に基づいて測定して１００ＣＦＵ／ｍｌ以下にできれば十分である。
【００２３】
本発明ではまた、固結防止剤に添加する水、または固結防止剤に水を添加して得た固結防止剤水溶液に紫外線照射して殺菌処理することもできる。紫外線の波長としては、２６０ｎｍ程度が最も効果的である。照射量は、例えば３０ｍＷ・ｓｅｃ/ｃｍ2以上も照射すれば十分殺菌できる。殺菌状況については、紫外線照射後の生菌数を上水試験方法に基づいて測定し、１００ＣＦＵ／ｍｌ以下であれば十分である。
【００２４】
また、薬剤（塩素剤）添加、加熱処理、オゾン処理、光触媒処理等の殺菌処理を用いた場合も、殺菌後の水中の生菌数を上水試験方法に基づいて測定し、１００ＣＦＵ／ｍｌ以下となるように殺菌条件を設定すれば良い。
【００２５】
本発明は、固結防止剤が細菌によって分解されることを防止することによって長期固結防止を可能ならしめるものであり、固結防止剤に加える水については、スラグに利用される通常の水（工業用水等）であれば、全ての水が利用可能である。更には、別の目的で既に殺菌されている水を添加して固結防止剤水溶液を得てもよい。即ち水中の細菌数が１００ＣＦＵ／ｍｌ以下であれば、いかなる水も利用可能である。水道法による水質基準である一般細菌数１００ＣＦＵ／ｍｌ以下を満足する水であれば、本発明の対象とする固結防止成分が２０〜３５℃の温度において３ヶ月程度で分解されないことを確認している。例えば塩素消毒されている飲料用水道水を、固結防止剤に添加する水とすることができる。細菌数が１００ＣＦＵ／ｍｌより多い場合は、本発明の方法によって殺菌を行うことで、固結防止効果を向上させることができる。
【実施例】
【００２６】
以下に本発明による実施例を詳細に述べる。実施例１〜５は実験室における試験で、実施例６はスラグ処理場での試験である。比較例１は従来法による実験室試験の例、比較例２は異なる固結防止剤を用いた従来法による実験室試験の例、比較例３は実施例６の対比例である。これらの結果は、まとめて表１に示す。なお、実施例および比較例に用いた工業用水は、使用前に上水試験法で生菌数を測定したところ、５×１０7〜５×１０6ＣＦＵ／ｍｌの範囲であった。
【００２７】
実施例１：
スラグ処理場で用いている固結防止剤希釈用水（工業用水）に、有効塩素濃度６０％のジクロロイソシアヌル酸ナトリウム試薬を４ｍｇ／Ｌの割合で溶解し、残留塩素１ｍｇ／Ｌ程度に調製した。生菌数は２０ＣＦＵ／ｍｌであったので、更にグルコン酸Naを４ｇ／Ｌ溶解して実験用散布液を調製した。高炉水砕スラグ１ｋｇに該散布液を３０ｍＬの割合で添加し、良く混合した後、密封して３０℃で養生した。２週間毎に固結状況を観察したが、３ヶ月経過後も固結の兆候は見られなかった。
【００２８】
実施例２：
スラグ処理場で用いている工業用水でグルコン酸Naを主成分とする固結防止剤を３質量％溶解した散布水（固結防止剤水溶液）に、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム試薬を６ｍｇ／Ｌの割合で溶解して実験用散布液を調製した。生菌数は２０ＣＦＵ／ｍｌであった。高炉水砕スラグ１ｋｇに該散布液を１０ｍＬの割合で添加し、良く混合した後、密封して３０℃で養生した。２週間毎に固結状況を観察したが、３ヶ月経過後も固結の兆候は見られなかった。
【００２９】
実施例３：
スラグ処理場で用いている固結防止剤希釈用水（工業用水）に、有効塩素濃度１２％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液を９ｍｌ／ｍ3溶解し、残留塩素１ｍｇ／Ｌ程度に調製した。生菌数は１０ＣＦＵ／ｍｌであったので、更にグルコン酸Naを４ｇ／Ｌ溶解して実験用散布液を調製した。高炉水砕スラグ１ｋｇに該散布液を３０ｍＬの割合で添加し、良く混合した後、密封して３０℃で養生した。２週間毎に固結状況を観察したが、３ヶ月経過後も固結の兆候は見られなかった。
【００３０】
実施例４：
スラグ処理場で用いている固結防止剤希釈用水（工業用水）に、２０型紫外線殺菌灯で２５４ｎｍ紫外線を５秒間照射した。紫外線照射によって一般細菌数は、約２×１０7ＣＦＵ／ｍｌから５ＣＦＵ／ｍｌに低下し、９９．９％以上の殺菌率であった。殺菌処理後の水に、グルコン酸Naを４ｇ／Ｌ溶解して実験用散布液を調製した。高炉水砕スラグ１ｋｇに該散布液を３０ｍＬの割合で添加し、良く混合した後、密封して３０℃で養生した。２週間毎に固結状況を観察したが、３ヶ月経過後も固結の兆候は見られなかった。
【００３１】
実施例５：
生菌数が５０ＣＦＵ／ｍｌであった飲料用水道水に、グルコン酸Naを４ｇ／Ｌ溶解して実験用散布液を調製した。高炉水砕スラグ１ｋｇに該散布液を３０ｍＬの割合で添加し、良く混合した後、密封して３０℃で養生した。２週間毎に固結状況を観察したが、３ヶ月経過後も固結の兆候は見られなかった。
【００３２】
比較例１：
スラグ処理場で用いている固結防止剤希釈用水（工業用水）に、グルコン酸Naを４ｇ／Ｌ溶解して実験用散布液を調製した。高炉水砕スラグ１ｋｇに該散布液を３０ｍＬ添加し、良く混合した後、密封して３０℃で養生した。２週間毎に固結状況を観察したところ、２ヶ月後には３０％程度が固結塊となった。
【００３３】
比較例２：
スラグ処理場で用いている固結防止剤希釈用水（工業用水）に、ポリアクリル酸Naの４５％水溶液を５０ｇ／Ｌ溶解して実験用散布液を調製した。高炉水砕スラグ１ｋｇに該散布液を３０ｍＬ添加し、良く混合した後、密封して３０℃で養生した。２週間毎に固結状況を観察したところ、２ヶ月後には４０％程度が固結塊となった。
【００３４】
実施例６：
スラグ処理場で、実機規模の試験を行った。固結防止剤を希釈するための現行使用している水（工業用水）に、実施例１と同様ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム試薬を４ｇ／ｍ3の割合で溶解し、残留塩素１ｍｇ／Ｌ程度に調製した後、更に通常使用しているグルコン酸Naを主成分とする固結防止剤を３質量％の割合で添加して散布液を作成した。次いで、高炉水砕スラグ３００トンを磨砕してベルトコンベヤで搬送する際に、該散布液を３０Ｌ／トンの割合でスプレー散布し、固結防止剤をスラグに対して約０．０３質量部添加した。この高炉水砕スラグをスラグ処理場に山積みし、適時山を崩しながら固結状況を観察した。その結果、３ヶ月経過後も固結の兆候は見られなかった。
【００３５】
比較例３：
スラグ処理場で、実機規模の試験を行った。実施例６におけるジクロロイソシアヌル酸ナトリウムを溶解する工程のみを除く以外全く同様な処理を施した高炉水砕スラグを製造した。実施例６と隣接してスラグ処理場に山積みし、適時山を崩しながら固結状況を観察した。その結果、１．５ヶ月くらいより２０ｍｍ程度の固結塊が山の中に生成し始め、２ヶ月後には３００mm程度の固結塊が発生し、明らかに固結したことを確認した。
【００３６】
【表１】
2009143752.tif 000002