(57)【要約】【課題】長期間安定して固結防止作用を発揮できる固結防止剤とし、しかも高炉スラグに対する添加量の調整が容易な固結防止剤であり、またそのような利点が確実に発揮される高炉スラグの固結防止方法とすることである。【解決手段】アミノ変性シリコーンオイルとストレートシリコーンオイルとの混合物またはアミノ変性シリコーンオイルと、アルコール系溶剤とを必須成分として含有する高炉スラグの固結防止剤とする。アルコール系溶剤から分離されたアミノ変性シリコーンオイルまたはアミノ変性シリコーンオイルとストレートシリコーンオイルの混合物は、高炉スラグの表面に付着して撥水性のあるシリコーン皮膜となり、固結を防止する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アミノ変性シリコーンオイルとストレートシリコーンオイルとの混合物またはアミノ変性シリコーンオイルと、アルコール系溶剤とを必須成分として含有する高炉スラグの固結防止剤。
【請求項２】
ストレートシリコーンオイルが、ジメチルシリコーンオイルもしくはアルキルハイドロジエンシリコーンオイルまたは両者からなるストレートシリコーンオイルである請求項１に記載の高炉スラグの固結防止剤。
【請求項３】
固結防止剤中のアミノ変性シリコーンオイルおよびストレートシリコーンオイルの配合量の合計が０．１〜８３重量％であり、アルコール系溶剤の配合量が９９．９〜１７重量％である請求項１に記載の高炉スラグの固結防止剤。
【請求項４】
高炉スラグ１ｍ３に対して、請求項３に記載の高炉スラグの固結防止剤を１０リットル以上散布する高炉スラグの固結防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高炉スラグの固結防止剤および高炉スラグの固結防止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高炉スラグは、溶銑から分離され、空冷法、水砕法または風砕法によって冷却処理されたものであるが、このうち、水砕法によって処理された高炉スラグは高炉水砕スラグと呼ばれ１０％前後の水分を含んでいる。
【０００３】
高炉水砕スラグは、粒径がおよそ６ｍｍ以下の粒状でカルシウムが主成分のガラス質であり、天然砂に似た物性があり、かつ水和反応によって硬化するという物性もある。
【０００４】
このような高炉水砕スラグは、利用の態様として微粉砕されて高炉セメント原料及びコンクリート用混和材などの土木建築用の代替砂（コンクリート用細骨材、モルタル用細骨材、ブロック用細骨材、魚介類の養殖用または海浜用人工砂など）等に利用されている。
【０００５】
このような高炉水砕スラグの利用に際し、できるだけ長期間、または所要時まで水和反応で硬化するという物性を抑制する必要があるため、無機酸または有機酸からなる固結防止剤が知られている。このような固結防止剤は、ｐＨ１０以上の強アルカリ製の高炉スラグを中和し、カルシウム塩類などの化合物を析出させて、それをスラグ粒子間に介在させることにより、固結を防止する（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５６３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記した従来の酸性固結防止剤は、大量に発生する高炉スラグが水分を不定量含有するため、その適量を添加する調整が容易でなく、過剰量に添加してしまうと余剰の酸が環境に負荷を及ぼす懸念がある。
【０００８】
また、一旦、固結防止剤によって処理された高炉スラグは、固結防止剤が未浸透な部分も存在する場合があり、未処理状態の部分が、残留する水分によって再び硬化を始める可能性があり、長期間確実に固結が防止されているとは言えない。
【０００９】
そこで、この発明の課題は上記した問題点を解決して、長期間安定して固結防止作用を発揮できる固結防止剤とし、しかも高炉スラグに対する添加量の調整が容易な固結防止剤であり、またそのような利点が確実に発揮される高炉スラグの固結防止方法とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、この発明においては、アミノ変性シリコーンオイルとストレートシリコーンオイルとの混合物またはアミノ変性シリコーンオイルと、アルコール系溶剤とを必須成分として含有する高炉スラグの固結防止剤としたのである。
【００１１】
上記したように構成されるこの発明の高炉スラグの固結防止剤は、アミノ変性シリコーンオイル等が、アルコール系溶剤に溶解または分散した状態で高炉スラグ表面の水分に接する。その際、アルコール系溶剤は高炉スラグ中の水分と混じり合って溶剤濃度は低下しているので、アルコール系溶剤から分離されやすくなっており、アミノ変性シリコーンオイルまたはアミノ変性シリコーンオイルとストレートシリコーンオイルの混合物が高炉スラグの表面に付着し、高炉スラグは撥水性のあるシリコーン皮膜で被覆される。
【００１２】
特に、アミノ変性シリコーンオイルは、反応性のアミノ基が高炉スラグの表面によく付着するため、皮膜が形成されやすく、さらに一旦形成された皮膜が、空気中の二酸化炭素と反応して増粘して経時的に硬化するため、長期間安定して固結防止作用が発揮される。
【００１３】
ストレートシリコーンオイルとしては、例えばジメチルシリコーンオイルもしくはアルキルハイドロジエンシリコーンオイルまたは両者からなるストレートシリコーンオイルを使用してもよく、そのようにすれば、上記の作用が充分に発揮される。
【００１４】
また、上記の作用が、できるだけ確実に発揮されるようにするため、固結防止剤中のアミノ変性シリコーンオイルおよびストレートシリコーンオイルの配合量の合計は、０．１〜８３重量％とし、かつアルコール系溶剤の配合量は９９．９〜１７重量％とした上記の高炉スラグの固結防止剤であることが好ましい。
【００１５】
固結防止剤中のアミノ変性シリコーンオイルおよびストレートシリコーンオイルの配合量の合計が０．１重量％未満では、高炉スラグに対して充分に固結防止性のあるような膜厚でシリコーンオイル皮膜を形成することが難しくなるので好ましくなく、また８３重量％を超える高濃度のシリコーンオイルでは、相対的に少ないアルコール系溶剤中でシリコーンオイルを溶解または均一に分散させることが困難になり、特にジメチルシリコーンオイルの粘度は７０ｍＰａ以上に急激に高まるので、シリコーンオイル皮膜の形成が均一にできない場合があり、固結防止処理の確実性を図る上に好ましくない。
【００１６】
前記した好ましい配合組成に調整された固結防止剤は、高炉スラグ１ｍ３に対して、１０リットル以上散布すると、長期間安定して固結防止作用を発揮できる固結防止剤高炉スラグの固結防止方法になる。
【００１７】
この発明における固結防止剤は、水分含量が不確定の高炉スラグに対して、万一、過剰量を添加したとしても、シリコーンオイルは生体や環境に大きな負荷を及ぼすものではないので、このような固結防止剤の配合やその使用は安全である。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、アミノ変性シリコーンオイルとアルコール系溶剤とを必須成分として含有する高炉スラグの固結防止剤としたので、長期間安定して固結防止作用を発揮できる固結防止剤となり、しかも高炉スラグに対する添加量の調整が容易な固結防止剤である。
また、そのような固結防止剤を所定量使用する高炉スラグの固結防止方法の発明においては、長期間安定して固結防止作用を発揮できる固結防止方法となり、しかも高炉スラグに対する添加量の調整が容易な高炉スラグの固結防止方法となる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明に用いるアミノ変性シリコーンオイルは、液状のオルガノポリシロキサンであるシリコーンオイルのメチル基の一部を反応性官能基であるアミノ基で置換した変性シリコーンオイルであり、例えばアミノ／ポリエーテル変性シリコーンオイルなどのように、アミノ基を含めてその他の官能基（エポキシ基、カルボキシル基、アルコール性水酸基など）を兼備したアミノ変性シリコーンオイルであってもよい。
【００２０】
このようなアミノ変性シリコーンオイルは、水に対する溶解性もあり、汎用の攪拌機を用いて乳化やマイクロエマルジョン化も容易にできるものであり、乳化安定性も良好であるため、アルコール系溶剤に溶解しない場合でも、エマルジョン化して配合することができる。
【００２１】
市販のアミノ変性シリコーンオイルの例としては、信越化学工業社製のアミノ変性反応性シリコーンオイル：Ｘ−２２−１６１ＡＳ（アミン当量４５０）、Ｘ−２２−１６１Ａ（アミン当量８４０）、Ｘ−２２−１６１Ｂ（アミン当量１５００）などが挙げられる。
【００２２】
また、この発明に用いるストレートシリコーンオイルは、オルガノポリシロキサンにメチル基、フェニル基または水素原子を置換基として結合したシリコーンオイルである。
【００２３】
ストレートシリコーンオイルのうち、ジメチルシリコーンオイルは、液状のポリジメチルシロキサンからなり、市販品としては信越化学工業社製：ＫＦ９６、ＫＦ７６−１００ＣＳなどを挙げることができる。
【００２４】
また、アルキルハイドロジエンシリコーンオイルは、メチルハイドロジエンポリシロキサンシリコーンオイルなどを使用することができる。市販のメチルハイドロジエンポリシロキサンシリコーンオイルとしては、信越化学工業社製：ＫＦ９９などが挙げられる。
【００２５】
この発明に用いるアルコール系溶剤は、アミノ変性シリコーンオイルとストレートシリコーンオイルとの混合物またはアミノ変性シリコーンオイルが溶解または均一に乳化分散できるものであればよく、特に種類を限定することなく採用できる。例えば、アルコール系溶剤の具体例としては、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどが挙げられる。
【００２６】
そして、前述のように、固結防止剤中のアミノ変性シリコーンオイルおよびストレートシリコーンオイルの配合量の合計は、０．１〜８３重量％であり、かつアルコール系溶剤の配合量は９９．９〜１７重量％となるように混合された固結防止剤とする。ジメチルシリコーンオイルが、８３重量％を超えて配合されると、７０ｍＰａ以上の高粘度の液体になるので、シリコーンオイル皮膜の形成が不均一になるので好ましくない。０．１重量％未満では、高炉スラグに対して充分に固結防止性のあるような膜厚を形成できないため、好ましくない。
【００２７】
このように配合調整された固結防止剤は、例えば高炉から流出させた溶融スラグを水砕して製造された高炉水砕スラグをベルトコンベアで搬送する際、スプリンクラーなどの噴霧器から固結防止剤を高炉スラグ１ｍ３に対して１０リットル以上を散布することが、好ましい。ドラム型混合機やスクリューコンベアを通過させる際に固結防止剤を散布し、高炉スラグに混合するなど周知の混合工程を採用することもでき、さらに必要な場合は乾燥工程を設けることも可能である。
【００２８】
因みに、高炉水砕スラグの化学成分は、ＳｉＯ2：３０〜４０質量％、ＣａＯ：３５〜５０質量％、Ａｌ2Ｏ3：１０〜２０質量％、ＭｇＯ：３〜１０質量％、ＦｅＯ：２質量％以下であり、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）はおよそ１．１〜１．４である。
【００２９】
前記の固結防止剤を高炉水砕スラグ１ｍ３に対し、１０リットル以上を散布することにより、スラグ中の水分をアルコール系溶剤に代替することによって減らし、水和反応を抑制して固結要因を減らす。その後、アミノ変性シリコーンオイルが容易かつ確実にコーティングされて、長期に亘り高炉水砕スラグの固結は防止される。
【実施例１】
【００３０】
アミノ変性シリコーンオイル４０重量％をイソプロピルアルコールの配合量が６０重量％に攪拌混合により乳化させて固結防止剤と調製しておき、ベルトコンベアで搬送される水分１０％含有の高炉水砕スラグ１ｍ３に対して前記の固結防止剤を１０リットル散布し、回転式混合機にて混合して固結防止処理を行なった。
得られた固結防止処理済の高炉水砕スラグは、１ヶ月以上の長期間、安定して固結が防止されており、所期した作用を発揮できることが確認された。
【実施例２】
【００３１】
アミノ変性シリコーンオイル３重量％とメチルハイドロジエンポリシロキサンシリコーンオイル（信越化学工業社製：ＫＦ９９）８０重量％との混合シリコーンオイルに、イソプロピルアルコールの配合量が２０重量％を攪拌混合して乳化された固結防止剤を調製しておき、ベルトコンベアで搬送される水分１０％含有の高炉水砕スラグ１ｍ３に対して前記の固結防止剤を２０リットル散布し、回転式混合機にて混合して固結防止処理を行なった。
得られた固結防止処理済の高炉水砕スラグは、１ヶ月以上の長期間、安定して固結が防止されており、所期した作用を発揮できることが確認された。