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JP6719987B2 - Cement admixture, cement composition and hardened cement - Google Patents

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JP6719987B2 JP2016118216A JP2016118216A JP6719987B2 JP 6719987 B2 JP6719987 B2 JP 6719987B2 JP 2016118216 A JP2016118216 A JP 2016118216A JP 2016118216 A JP2016118216 A JP 2016118216A JP 6719987 B2 JP6719987 B2 JP 6719987B2
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Description

本発明は、セメント混和材、セメント組成物及びセメント硬化体に関する。 The present invention relates to a cement admixture, a cement composition, and a hardened cement product.

近年、循環型社会への関心の高まりに伴い、廃棄物として処理されていた製鋼スラグの再資源化が進められている。製鋼スラグは、例えば、その再資源化の処理方法の一つとして、粉砕、選鉱及び分級処理などにより、金属分と粒状スラグと粉末状スラグとに分離される。このうち、金属分は製鋼原料として再利用することができる。また、粒状スラグは、建築資材の砂材などに利用することができる(例えば、特許文献1)けれども、その用途が限定されており、再資源化が十分でない。また、粉末状スラグは、γ−2CaO・SiOを含んでおり、セメント混和材などに利用することができる(例えば、特許文献2及び3)。しかしながら、粉末状スラグは、スラグの冷却過程などにおいて粉化するため、回収が困難である。また、粉末状スラグを湿式処理によってケーキ状の固形物として回収すると、水分量が多くなる。このような粉末状スラグをセメント混和材として用いるためには、特別な乾燥設備が要求されることから、コストがかかり、現実的でない。 In recent years, with increasing interest in a recycling-based society, recycling of steelmaking slag, which has been treated as waste, has been promoted. The steelmaking slag is separated into a metal component, granular slag, and powdery slag by, for example, crushing, beneficiation, and classification treatment as one of the recycling treatment methods. Of these, the metal component can be reused as a steelmaking raw material. Further, although granular slag can be used as a sand material for building materials (for example, Patent Document 1), its use is limited and recycling is not sufficient. The powdery slag contains γ-2CaO·SiO 2 and can be used as a cement admixture (for example, Patent Documents 2 and 3). However, powdery slag is difficult to collect because it is pulverized during the cooling process of the slag. Moreover, when the powdery slag is collected as a cake-like solid matter by a wet process, the amount of water increases. In order to use such powdery slag as a cement admixture, special drying equipment is required, which is costly and unrealistic.

他方、セメント混和材として、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、石灰石微粉末を用いることも知られている。しかしながら、高炉スラグ微粉末は、中性化を促進させたり、自己収縮が大きくなったりするなどの欠点がある。また、フライアッシュは、石炭の産地及びボイラーの燃焼特性によって品質が変化するため、品質が安定しないという欠点がある。さらに、石灰石微粉末は、製造コストがかかる上、中性化抑制効果も十分でないという欠点がある。 On the other hand, it is also known to use blast furnace slag fine powder, fly ash, and limestone fine powder as the cement admixture. However, blast furnace slag fine powder has drawbacks such as promoting neutralization and increasing self-shrinkage. Further, the quality of fly ash varies depending on the place of production of coal and the combustion characteristics of the boiler, so that the quality is not stable. Further, limestone fine powder has the drawbacks of high manufacturing cost and insufficient neutralization suppressing effect.

特開2014−185050号公報JP, 2014-185050, A 特開2003−206165号公報JP, 2003-206165, A 特開2004−51425号公報JP, 2004-51425, A

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、セメント混和材としての機能に優れ(特に、中性化及び自己収縮を抑制し且つ強度を高め)、粒状スラグの再資源化を高めることが可能なセメント混和材を提供することを目的とする。
また、本発明は、中性化及び自己収縮を抑制し且つ強度を高めることが可能なセメント組成物及びセメント硬化体を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above problems, excellent in function as a cement admixture (particularly suppresses neutralization and self-shrinkage and enhances strength), redispersion of granular slag It is an object of the present invention to provide a cement admixture capable of enhancing recycling.
Another object of the present invention is to provide a cement composition and a cement hardened product which can suppress neutralization and self-shrinkage and can enhance strength.

本発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を続けた結果、特定の組成を有する粒状スラグを特定の比表面積となるように粉砕して得られたスラグ微粉末が、セメント混和材に適した特性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of continuing intensive research to solve the above problems, the present inventors have found that slag fine powder obtained by pulverizing granular slag having a specific composition to have a specific specific surface area is a cement admixture. The inventors have found that they have characteristics suitable for, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、製鋼スラグ由来のスラグ微粉末からなるセメント混和材であって、2.0質量%未満のF、33〜53質量%のCaO、20〜35質量%のSiO、3〜16質量%のAl及び5〜10質量%のMgOを含み、塩基度(CaO/SiO)が1.0〜2.1であり、比表面積が4800〜8000cm/gであることを特徴とするセメント混和材である。 That is, the present invention is a cement admixture composed of slag fine powder derived from steelmaking slag, wherein F is less than 2.0 mass%, 33 to 53 mass% CaO, 20 to 35 mass% SiO 2 , and 3 to. It contains 16% by mass of Al 2 O 3 and 5 to 10% by mass of MgO, has a basicity (CaO/SiO 2 ) of 1.0 to 2.1 and a specific surface area of 4800 to 8000 cm 2 /g. It is a cement admixture characterized by.

また、本発明は、前記セメント混和材とセメントとを含むセメント組成物である。
さらに、本発明は、セメント組成物の硬化物であることを特徴とするセメント硬化体である。
The present invention is also a cement composition containing the cement admixture and cement.
Furthermore, the present invention is a hardened cement product, which is a hardened product of a cement composition.

本発明によれば、セメント混和材としての機能に優れ(特に、中性化及び自己収縮を抑制し且つ強度を高める)、粒状スラグの再資源化を高めることが可能なセメント混和材を提供することができる。
また、本発明によれば、中性化及び自己収縮を抑制し且つ強度を高めることが可能なセメント組成物及びセメント硬化体を提供することができる。
According to the present invention, there is provided a cement admixture excellent in function as a cement admixture (particularly suppressing neutralization and self-shrinkage and enhancing strength) and capable of enhancing recycling of granular slag. be able to.
Further, according to the present invention, it is possible to provide a cement composition and a cement hardened body which can suppress neutralization and self-shrinkage and can increase strength.

本発明のセメント混和材は、製鋼スラグから製造される。具体的には、本発明のセメント混和材は、所定の組成を有する溶融状態の製鋼スラグを冷却固化する工程と、冷却固化した製鋼スラグを粉砕、選鉱及び分級し、粒状分を分離する工程と、粒状分を比表面積が所定の範囲となるように粉砕する工程とを含む方法によって製造されたスラグ微粉末からなる。 The cement admixture of the present invention is manufactured from steelmaking slag. Specifically, the cement admixture of the present invention includes a step of cooling and solidifying a molten steel-making slag having a predetermined composition, a step of crushing the cooled and solidified steel-making slag, beneficiation and classification, and a step of separating granular components. And a fine powder of slag produced by a method including a step of pulverizing the granular component so that the specific surface area thereof falls within a predetermined range.

ここで、本明細書において「セメント混和材」とは、セメントペースト、モルタル、コンクリートなどの、セメントを含む組成物(セメント組成物)に用いられる混和材を意味する。
また、本明細書において「製鋼スラグ」とは、製鋼プロセスで生じるスラグのことを意味する。例えば、ステンレス鋼の製鋼プロセスでは、ステンレス鋼を溶製する際に発生するスラグを指す。このスラグには、電気炉で原料を溶解してステンレス鋼の溶銑を生成する溶解工程で生成した溶製スラグと、生成した溶銑から含有される硫黄を除去する脱硫処理工程で生成した脱硫スラグと、脱硫処理後の溶銑に対して転炉及び真空脱ガス処理装置で溶銑に含有される炭素を除去する精錬工程で生成した精錬スラグとが含まれる。また、このスラグには、原料内の不純物、製鋼プロセスにおける生成物、有用金属の地金も含まれる。
As used herein, the term “cement admixture” means an admixture used for a composition containing cement (cement composition) such as cement paste, mortar, and concrete.
Moreover, in this specification, "steel making slag" means the slag which arises in a steel making process. For example, in the steelmaking process of stainless steel, it refers to the slag generated during the melting of stainless steel. In this slag, the molten slag generated in the melting step of melting the raw material in the electric furnace to generate the hot metal of stainless steel, and the desulfurization slag generated in the desulfurization treatment step of removing the sulfur contained from the generated hot metal, The refining slag produced in the refining step of removing carbon contained in the hot metal by a converter and a vacuum degassing apparatus with respect to the hot metal after desulfurization treatment is included. The slag also contains impurities in the raw material, products in the steelmaking process, and ingots of useful metals.

なお、上記のステンレス鋼の製鋼プロセスでは、溶銑の脱硫処理方法として、機械駆動される攪拌翼で溶銑を攪拌しつつ脱硫剤を添加することにより、溶銑に含有される硫黄をスラグ化して除去するKR法を用いることができる。KR法では、攪拌することによって溶銑と脱硫剤との脱硫反応が促進されるため、CaO(生石灰、酸化カルシウム)を主成分とした脱硫剤を用いることができる。そのため、脱硫反応を促進するために有用であるとして公知のCaF(蛍石、フッ化カルシウム)を用いなくてもよい。 In the above-described stainless steel steelmaking process, as a method for desulfurizing hot metal, by adding a desulfurizing agent while stirring the hot metal with a mechanically driven stirring blade, the sulfur contained in the hot metal is slagged and removed. The KR method can be used. In the KR method, the desulfurization reaction between the hot metal and the desulfurization agent is promoted by stirring, so that a desulfurization agent containing CaO (quick lime, calcium oxide) as a main component can be used. Therefore, it is not necessary to use CaF 2 (fluorite, calcium fluoride) known to be useful for promoting the desulfurization reaction.

製鋼スラグは、F、CaO、SiO、Al及びMgOを含む。
製鋼スラグにおけるFの含有量は、土壌環境基準に規定される水に対するFの溶出量の基準を満足するため、2.0質量%未満、好ましくは0質量%超過1.5質量%以下、より好ましくは0質量%超過0.4質量%以下とする必要がある。本発明では、脱硫処理に蛍石を使用しなくてもよいため、製鋼スラグにおけるFの含有量を低減することができる。したがって、製鋼スラグから製造されるスラグ微粉末におけるFの含有量も低減することができ、スラグ微粉末からなるコンクリート混和材が使用される各種用途においても土壌環境基準を満たすことが可能となる。
The steelmaking slag contains F, CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 and MgO.
The content of F in the steelmaking slag satisfies the standard of the elution amount of F with respect to water specified in the soil environmental standard, and therefore is less than 2.0% by mass, preferably more than 0% by mass and 1.5% by mass or less, Preferably, it should be more than 0 mass% and 0.4 mass% or less. In the present invention, since it is not necessary to use fluorite in the desulfurization treatment, the F content in the steelmaking slag can be reduced. Therefore, the content of F in the slag fine powder produced from the steelmaking slag can be reduced, and the soil environmental standard can be satisfied even in various applications where the concrete admixture made of the slag fine powder is used.

CaOは、脱硫剤の主成分であり且つ脱硫反応に必須の成分である。したがって、製鋼スラグにおけるCaOの含有量は、33質量%以上、好ましくは35質量%以上、より好ましくは40質量%以上とする必要がある。一方、製鋼スラグにおけるCaOの含有量が過剰になると、塩基度(CaO/SiO)が高くなり過ぎてスラグの流動性が低下し、脱硫反応が促進されなくなる。したがって、製鋼スラグにおけるCaOの含有量は、53質量%以下、好ましくは50質量%以下とする必要がある。 CaO is a main component of the desulfurization agent and an essential component for the desulfurization reaction. Therefore, the content of CaO in the steelmaking slag needs to be 33% by mass or more, preferably 35% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more. On the other hand, when the content of CaO in the steelmaking slag is excessive, the basicity (CaO/SiO 2 ) becomes too high, the fluidity of the slag is lowered, and the desulfurization reaction is not promoted. Therefore, the content of CaO in the steelmaking slag needs to be 53 mass% or less, preferably 50 mass% or less.

SiOは、ステンレス鋼の原料から発生し、或いは還元剤による脱酸反応生成物としても発生する。製鋼スラグにおけるSiOの含有量は、ステンレス鋼の溶銑の脱硫処理を効率的に実施する観点から、20質量%〜35質量%、好ましくは25質量%〜30質量%とする必要がある。SiOの含有量が20質量%未満であると、脱硫処理時の塩基度が高くなり過ぎてしまい、脱硫反応を促進させることができない。一方、SiOの含有量が35質量%を超えると、脱硫処理時の塩基度が低くなり過ぎてしまい、十分な脱硫反応が得られない。 SiO 2 is generated from a raw material of stainless steel or is also generated as a deoxidation reaction product by a reducing agent. The content of SiO 2 in the steelmaking slag needs to be 20% by mass to 35% by mass, preferably 25% by mass to 30% by mass, from the viewpoint of efficiently performing the desulfurization treatment of the hot metal of stainless steel. When the content of SiO 2 is less than 20% by mass, the basicity during desulfurization treatment becomes too high, and the desulfurization reaction cannot be accelerated. On the other hand, when the content of SiO 2 exceeds 35 mass %, the basicity during desulfurization treatment becomes too low, and a sufficient desulfurization reaction cannot be obtained.

Alは、製鋼スラグの流動性を確保するために必須の成分である。また、Alは、製鋼に使用する各鍋の耐火煉瓦、ステンレス鋼の原料からも混入する。製鋼スラグにおけるAlの含有量は、製鋼スラグの流動性を確保する観点から、3質量%〜16質量%、好ましくは5質量%〜10質量%とする必要がある。Alの含有量が3質量%未満又は16質量%超過であると、製鋼スラグの融点が上昇し、製鋼スラグの流動性が低下する。 Al 2 O 3 is an essential component for ensuring the fluidity of the steelmaking slag. Al 2 O 3 is also mixed from the refractory bricks of each pot used for steelmaking and the raw material of stainless steel. The content of Al 2 O 3 in the steelmaking slag needs to be 3% by mass to 16% by mass, preferably 5% by mass to 10% by mass, from the viewpoint of ensuring the fluidity of the steelmaking slag. When the content of Al 2 O 3 is less than 3% by mass or more than 16% by mass, the melting point of the steelmaking slag increases and the fluidity of the steelmaking slag decreases.

MgOは、製鋼スラグの流動性を確保するための一つの成分である。MgOは、溶解炉の内壁に用いられる耐火物が損耗してスラグ中に溶解してくる成分であるため、意図的に添加しなくてもよい。通常、一般的な品質の低コストの耐火物を使用していれば、製鋼スラグにおけるMgOの含有量は、5質量%〜10質量%、好ましくは7質量%〜9質量%となる。MgOの含有量を5質量%未満に制御しようとすると、損耗の少ない高コストの耐火物の使用や補修管理が必要となってしまう。一方、MgOの含有量が10質量%を超えると、スラグの流動性が低下し、精錬機能の低下を引き起す。 MgO is one component for ensuring the fluidity of the steelmaking slag. Since MgO is a component in which the refractory used for the inner wall of the melting furnace is worn and melted in the slag, it is not necessary to intentionally add MgO. Usually, if low-cost refractories of general quality are used, the content of MgO in the steelmaking slag will be 5% by mass to 10% by mass, preferably 7% by mass to 9% by mass. If the content of MgO is controlled to be less than 5% by mass, it is necessary to use a refractory material which is less expensive and has high cost, and repair management. On the other hand, when the content of MgO exceeds 10% by mass, the fluidity of the slag is reduced and the refining function is reduced.

製鋼スラグは、上記成分の他に、Fe、MnO、Crなどの成分をさらに含むことができる。これらの成分の製鋼スラグにおける含有量は、特に限定されない。
製鋼スラグの塩基度(CaO/SiO)は、溶銑の脱硫反応に大きな影響を及ぼす。特に、脱硫処理方法を機械攪拌式のKR法とし、スラグの流動性を向上させるために用いられてきた蛍石を使用しない場合には、製鋼スラグの塩基度を調節して製鋼スラグの流動性を確保しなければならない。そのため、製鋼スラグの塩基度は、1.0〜2.1、好ましくは1.3〜1.6とする必要がある。製鋼スラグの塩基度が1.0未満であると、脱硫処理時に製鋼スラグに含まれるCaOと溶銑に含まれるSとの間で十分な脱硫反応が起こらない。一方、製鋼スラグの塩基度が2.1を超えると、脱硫処理時に製鋼スラグの流動性が低くなり、溶銑と製鋼スラグとの接触界面が減少して脱硫反応を促進させることができない。
The steelmaking slag may further contain components such as Fe 2 O 3 , MnO, and Cr 2 O 3 in addition to the above components. The contents of these components in the steelmaking slag are not particularly limited.
The basicity (CaO/SiO 2 ) of the steelmaking slag has a great influence on the desulfurization reaction of hot metal. In particular, if the desulfurization treatment method is the mechanical stirring KR method and fluorite that has been used to improve the fluidity of slag is not used, the basicity of the steelmaking slag is adjusted to improve the fluidity of the steelmaking slag. Must be secured. Therefore, the basicity of the steelmaking slag needs to be 1.0 to 2.1, preferably 1.3 to 1.6. When the basicity of the steelmaking slag is less than 1.0, a sufficient desulfurization reaction does not occur between CaO contained in the steelmaking slag and S contained in the hot metal during the desulfurization treatment. On the other hand, if the basicity of the steelmaking slag exceeds 2.1, the fluidity of the steelmaking slag becomes low during the desulfurization treatment, and the contact interface between the hot metal and the steelmaking slag decreases, and the desulfurization reaction cannot be accelerated.

製鋼スラグの組成は、原料の配合比、及びスラグとステンレス鋼との間の元素分配比についての経験則に基づき、溶製する鋼種ごとにスラグ発生源の原料の種類及び配合比を調節することによって、組成及び塩基度を制御することができる。 The composition of steelmaking slag should be adjusted according to the mixing ratio of the raw materials and the empirical rule about the element distribution ratio between the slag and the stainless steel, and the type and mixing ratio of the raw materials of the slag generation source should be adjusted for each steel type to be melted. The composition and basicity can be controlled by.

溶融状態の製鋼スラグを冷却固化する方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、溶融状態の製鋼スラグは、スラグ鍋に入れられ、大気中での自然冷却による空冷と、スラグ鍋に散水して冷却する散水冷却とを組み合わせた冷却方法により、24時間以上かけて冷却される。この製鋼スラグの冷却過程において、製鋼スラグがスラグ鍋へ投入され、固化が開始する約1100℃からγ−2CaO・SiOなどの結晶構造の変化(すなわち、相変態)がほぼ終了する約700℃に温度が低下するまでの間(すなわち、約1100℃〜約700℃の間)、1.0℃/分以下の速度で降温するように徐冷することが好ましい。製鋼スラグの温度が約700℃以上の時に、例えば、散水量を増加させる又は製鋼スラグに直接散水するなどすることにより、1.0℃/分を超える速度で製鋼スラグを降温させると、冷却固化後に内部の密度が低く脆いスラグが得られることがある。なお、次の破砕処理において十分な破砕を行うことができるように製鋼スラグを十分に冷却固化させるためには、外気温に応じて28〜30時間にわたって或いはそれよりも長時間にわたって製鋼スラグを冷却することが好ましい。 The method for cooling and solidifying the molten steel-making slag is not particularly limited, and a method known in the art can be used. For example, molten steelmaking slag is put in a slag pan and cooled over 24 hours by a cooling method that combines air cooling by natural cooling in the atmosphere and water spray cooling in which water is cooled in a slag pan. It In the cooling process of the steelmaking slag, the steelmaking slag is put into a slag pan and solidification starts from about 1100°C to about 700°C at which the change in the crystal structure of γ-2CaO·SiO (ie, phase transformation) is almost completed. It is preferable to perform gradual cooling so that the temperature decreases at a rate of 1.0° C./min or less until the temperature decreases (that is, between about 1100° C. and about 700° C.). When the temperature of the steelmaking slag is about 700° C. or higher, when the temperature of the steelmaking slag is lowered at a rate of more than 1.0° C./minute, for example, by increasing the amount of water sprayed or by directly spraying water on the steelmaking slag, cooling and solidification occurs. A brittle slag with a low internal density may be obtained later. In order to sufficiently cool and solidify the steelmaking slag so that it can be sufficiently crushed in the next crushing treatment, the steelmaking slag is cooled for 28 to 30 hours or longer depending on the outside air temperature. Preferably.

上記のような冷却速度で製鋼スラグを冷却固化させると、製鋼スラグに含まれ且つ水和反応を起こすことが可能なフリーライム(f−CaO)、フリーマグネシア(f−MgO)、γ−2CaO・SiOなどを含む軟質な部分と、密度が高く硬質な鉱物相(SiO、Alなどから形成される)とが、互いに分離した異なる相が形成される。そして、冷却過程において、γ−2CaO・SiOなどを含む軟質な部分は、γ−2CaO・SiOなどの結晶構造の変化による体積膨張によって粉化する。また、冷却固化した製鋼スラグが後述する湿式での破砕処理を受けると、硬質な鉱物相の間の軟質な部分が細かく砕けることにより、硬質な鉱物相の多くが互いに分離して塊状になり、さらにこの塊状の鉱物相が破砕されると粒状になる。したがって、粉砕処理では、軟質な部分が主に粉化し、硬質な鉱物相は粉化し難いため、後述する分級処理によって軟質な部分から、γ−2CaO・SiOなどを含まない硬質な鉱物相(粒状分)を分離、回収することができる。 When the steel-making slag is cooled and solidified at the cooling rate as described above, free lime (f-CaO), free magnesia (f-MgO), γ-2CaO. contained in the steel-making slag and capable of causing a hydration reaction. A soft portion containing SiO and the like and a dense and hard mineral phase (formed of SiO 2 , Al 2 O 3, etc.) form different phases separated from each other. Then, in the cooling process, the soft portion containing γ-2CaO·SiO and the like is pulverized by volume expansion due to the change in the crystal structure of γ-2CaO·SiO and the like. Further, when the cooled and solidified steelmaking slag undergoes a wet crushing treatment described below, the soft portion between the hard mineral phases is finely crushed, so that many of the hard mineral phases are separated from each other and become lumpy, Further, when the massive mineral phase is crushed, it becomes granular. Therefore, in the pulverizing process, the soft part is mainly powdered, and the hard mineral phase is hard to be powdered. Therefore, the soft part is hardened by the classification process described later from the soft part to the hard mineral phase (granular Min) can be separated and collected.

冷却固化した製鋼スラグを粉砕する方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、冷却固化した製鋼スラグをジョークラッシャー破砕処理した後、ロッドミル破砕処理すればよい。
ジョークラッシャー破砕処理では、製鋼スラグは、気中にある状態で、ジョークラッシャーにおける固定歯と固定歯に対して接近及び離脱するように可動な可動歯との間に挟まれて押圧されることによって圧縮破砕される。製鋼スラグは、この処理によって、大まかに乾式破砕される。このとき、製鋼スラグでは、硬質な鉱物相の間にある軟質な部分が崩壊することにより、硬質な鉱物相が多数の塊状に分離する。
The method for pulverizing the cooled and solidified steelmaking slag is not particularly limited, and a method known in the art can be used. For example, the steel slag cooled and solidified may be crushed by the jaw crusher and then crushed by the rod mill.
In the jaw crusher crushing process, the steelmaking slag is sandwiched and pressed between the fixed teeth of the jaw crusher and the movable teeth that move toward and away from the fixed teeth in the air. Compressed and crushed. The steelmaking slag is roughly dry-crushed by this treatment. At this time, in the steelmaking slag, the hard mineral phase is separated into a large number of lumps due to the collapse of the soft portion between the hard mineral phases.

ロッドミル破砕処理では、製鋼スラグは、内部に水を含むロッドミル内に投入されて水中に浸漬された状態となり、ロッドミルを回転させることにより、さらに細かく湿式破砕される。この湿式破砕の過程では、製鋼スラグに含まれる軟質な部分は、水和反応してさらに脆くなり、微小粉状に粉砕されて水中に懸濁する。このようにして微小粉状に破砕された軟質な部分を以下では「微小粉状分」という。他方、塊状の硬質な鉱物相は、ロッドミル内で粒状に破砕される。このようにして粒状に破砕された硬質な鉱物相を以下では「粒状分」という。 In the rod mill crushing process, the steelmaking slag is put into a rod mill containing water and is immersed in water, and is further finely wet crushed by rotating the rod mill. In the process of this wet crushing, the soft part contained in the steelmaking slag becomes more brittle by the hydration reaction, and is crushed into fine powder and suspended in water. The soft portion thus crushed into fine powder is called "fine powder" below. On the other hand, the massive hard mineral phase is crushed into particles in the rod mill. The hard mineral phase thus crushed into particles is referred to as "granular content" below.

また、上記の破砕処理により、製鋼スラグに含まれる地金が、軟質な部分と共に粒状分から分離される。このとき、製鋼スラグが冷却によって十分に固化していれば、破砕処理時に地金の分離が容易になる。 Further, the crushing treatment separates the metal contained in the steelmaking slag from the granular portion together with the soft portion. At this time, if the steel-making slag is sufficiently solidified by cooling, the metal can be easily separated during the crushing process.

粉砕処理を行った製鋼スラグを選鉱する方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、粉砕処理を行った製鋼スラグを比重選鉱処理及び磁力選鉱処理すればよい。比重選鉱処理では、製鋼スラグを処理水中に投入し、比重選別機によって鉱物の比重の違いを利用した選別を行うことができる。比重選鉱処理により、高比重であるとして選別された製鋼スラグについては、続いて磁力選鉱処理が行われる。一方、低比重であるとして選別された製鋼スラグについては、続いて分級処理が行われる。分級処理としては、特に限定されないが、篩い分級処理を用いることができる。 The method for beneficiating the crushed steelmaking slag is not particularly limited, and a method known in the art can be used. For example, the steelmaking slag that has been subjected to the pulverization treatment may be subjected to a specific gravity separation treatment and a magnetic separation treatment. In the gravity separation treatment, steelmaking slag can be put into treated water and a specific gravity sorter can be used to sort using the difference in specific gravity of minerals. The steelmaking slag that has been selected as having high specific gravity by the specific gravity separation treatment is subsequently subjected to magnetic separation processing. On the other hand, the steelmaking slag selected as having low specific gravity is subsequently subjected to classification treatment. The classification treatment is not particularly limited, but a sieve classification treatment can be used.

磁力選鉱処理では、地金を含む高比重の製鋼スラグに対して、磁選機によって地金を分離・回収することができる。
篩い分級処理では、比重選別機から取り出されて処理水中に含まれた状態の低比重の製鋼スラグが、振動篩い機の振動するスクリーン(篩い)上に供給され、そのうちのスクリーンの目開きの大きさ(例えば、5mm)以下のものが選別される。スクリーンを通過しなかった粒径5mmを超える製鋼スラグについては、処理水と共にロッドミル破砕処理32に再び戻され、湿式破砕処理が行われる。
In the magnetic separation process, the ingot can be separated and recovered by the magnetic separator with respect to the steelmaking slag having a high specific gravity including the ingot.
In the sieving and classifying process, the steelmaking slag with a low specific gravity taken out from the specific gravity sorter and contained in the treated water is supplied onto the vibrating screen (sieve) of the vibrating sieving machine, and the size of the screen opening is increased. Those (for example, 5 mm) or less are selected. The steelmaking slag that has not passed through the screen and has a particle size of more than 5 mm is returned to the rod mill crushing process 32 together with the treated water, and the wet crushing process is performed.

スクリーンを通過した粒径5mm以下の製鋼スラグは、粒状分、微小粉状分及び処理水が混在したサンドスライム状態であり、エーキンス分級処理を行うことにより、粒状分を分離することができる。つまり、処理水に含まれた状態の製鋼スラグは、処理水と共にスパイラル型分級機であるエーキンス分級機に送られて分級されることにより、特定の粒径(0.15mm程度)以上の粒状分が水中に懸濁する微小粉状分から分離される。これにより、0.15mm以上5mm以下の粒径を有する粒状分が選別される。 The steelmaking slag having a particle diameter of 5 mm or less that has passed through the screen is in a sand slime state in which the granular content, the fine powdery content and the treated water are mixed, and the granular content can be separated by performing the Akins classification treatment. In other words, the steelmaking slag contained in the treated water is sent together with the treated water to the Akins classifier, which is a spiral type classifier, to be classified, whereby granular particles with a specific particle size (about 0.15 mm) or more are obtained. Are separated from the finely divided particles suspended in water. As a result, granular particles having a particle size of 0.15 mm or more and 5 mm or less are selected.

なお、粒状分が除去された後の製鋼スラグは、微小粉状分及び処理水が混在したスライム状態であり、シックナー・脱水処理を行うことにより、微小粉状分を処理水から分離することができる。この処理では、処理水に含まれた状態の製鋼スラグが、処理水と共にシックナーに送られて分級され、微小粉状分がスライムから分離される。さらに、水分を含んだ状態で分離された微小粉状分は、脱水処理が行われ、脱水ケーキ状で回収することができる。 In addition, the steelmaking slag after the removal of particulates is in a slime state in which fine powder and treated water are mixed, and it is possible to separate the fine powder from treated water by performing a thickener/dewatering treatment. it can. In this treatment, the steelmaking slag contained in the treated water is sent to a thickener together with the treated water for classification, and fine powder components are separated from the slime. Further, the fine powdery matter separated in the state of containing water is subjected to dehydration treatment and can be recovered in the form of dehydrated cake.

粒状分を粉砕する方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の方法を用いることができる。例えば、微粉砕が可能な竪型ローラーミルを用いて粉砕すればよい。また、粒状分の粉砕は、竪型ローラーミルに熱風を吹き込むことにより、粒状分を乾燥させながら行うことが好ましい。このようにして粉砕することにより、得られるスラグ微粉末の水分量が少なくなり、各種用途の原料として用いた場合に造粒性を飛躍的に向上させることができる。
粒状分の粉砕は、セメント混和材としての使用を考慮し、比表面積が4800cm/g〜8000cm/g、好ましくは4800cm/g〜5800cm/gとなるまで行う。比表面積が4800cm/g未満であると、セメント硬化体の緻密化が不十分となり、中性化抑制効果が十分に得られない。一方、比表面積が8000cm/gを超えると、粉砕コストが著しく上昇してしまう。
The method for pulverizing the granular material is not particularly limited, and a method known in the art can be used. For example, it may be pulverized using a vertical roller mill capable of fine pulverization. Further, it is preferable that the pulverization of the granules is performed by blowing hot air into the vertical roller mill while drying the granules. By pulverizing in this way, the amount of water in the obtained slag fine powder is reduced, and when used as a raw material for various purposes, the granulating property can be dramatically improved.
Milling of the particulate matter is taken into consideration for use as a cement admixture, a specific surface area of 4800cm 2 / g~8000cm 2 / g, carried out preferably to a 4800cm 2 / g~5800cm 2 / g. If the specific surface area is less than 4800 cm 2 /g, the densification of the hardened cement will be insufficient and the effect of suppressing neutralization will not be sufficiently obtained. On the other hand, if the specific surface area exceeds 8000 cm 2 /g, the crushing cost will increase significantly.

上記のようにして製造されるスラグ微粉末は、原料に用いた製鋼スラグとほぼ同じ組成及び塩基度を有する。すなわち、スラグ微粉末は、2.0質量%未満のF、33〜53質量%のCaO、20〜35質量%のSiO、3〜16質量%のAl及び5〜10質量%のMgOを含み、塩基度(CaO/SiO)が1.0〜2.1である。
また、スラグ微粉末は、微小粉状分から分離させた粒状分から形成されているため、γ−2CaO・SiOを含まない。ここで、本明細書において「γ−2CaO・SiOを含まない」とは、γ−2CaO・SiOが全く含まれないことを意味するわけではなく、不純物として混入する程度のγ−2CaO・SiOが含まれていてもよいことを意味する。
本発明のセメント混和材は、スラグ微粉末からなるため、粒状スラグの再資源化を高めることができ、しかも優れた中性化抑制効果を有する。
The slag fine powder produced as described above has substantially the same composition and basicity as the steelmaking slag used as the raw material. That is, the slag fine powder contains less than 2.0 mass% F, 33 to 53 mass% CaO, 20 to 35 mass% SiO 2 , 3 to 16 mass% Al 2 O 3 and 5 to 10 mass%. It contains MgO and has a basicity (CaO/SiO 2 ) of 1.0 to 2.1.
Further, since the slag fine powder is formed of the granular component separated from the fine powdery component, it does not contain γ-2CaO·SiO 2 . Here, in the present specification, “does not include γ-2CaO·SiO 2 ”does not mean that γ-2CaO·SiO 2 is not contained at all, and γ-2CaO· that is mixed as an impurity. It means that SiO 2 may be contained.
Since the cement admixture of the present invention is made of slag fine powder, it can enhance the recycling of granular slag and has an excellent neutralization suppressing effect.

本発明のセメント混和材は、セメントに添加して用いられる。すなわち、本発明のセメント混和材は、セメント組成物に用いることができる。
セメント組成物は、セメント混和材とセメントと水とを一般に含む。
セメントとしては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。セメントの例としては、普通、早強、超早強、低熱、中庸熱などの各種ポルトランドセメント、混合セメント、エコセメントなどを用いることができる。
The cement admixture of the present invention is used by adding it to cement. That is, the cement admixture of the present invention can be used in a cement composition.
The cement composition generally comprises a cement admixture, cement and water.
The cement is not particularly limited, and cement known in the art can be used. As examples of cement, various types of portland cement such as normal, early strength, ultra-early strength, low heat, and moderate heat, mixed cement, ecocement and the like can be used.

セメント混和材及びセメントの総量に対するセメント混和材の割合は、特に限定されないが、一般的には5質量%〜55質量%、好ましくは25質量%〜40質量%である。
また、セメント混和材及びセメントの総量に対するセメントの割合は、特に限定されないが、一般的には45質量%〜95質量%、好ましくは60質量%〜75質量%である。
セメント混和材の割合が5質量%未満及びセメントの割合が95質量%超過であると、セメント混和材の量が少なすぎてしまい、セメント混和材による効果が十分に得られないことがある。一方、セメント混和材の割合が55質量%超過及びセメントの割合が45質量%未満であると、セメント組成物から得られるセメント硬化体の強度が十分に確保されないことがある。
The ratio of the cement admixture to the cement admixture and the total amount of cement is not particularly limited, but is generally 5% by mass to 55% by mass, preferably 25% by mass to 40% by mass.
The ratio of cement to the total amount of cement admixture and cement is not particularly limited, but is generally 45% by mass to 95% by mass, preferably 60% by mass to 75% by mass.
When the proportion of the cement admixture is less than 5% by mass and the proportion of the cement is more than 95% by mass, the amount of the cement admixture is too small, and the effect of the cement admixture may not be sufficiently obtained. On the other hand, if the proportion of the cement admixture exceeds 55% by mass and the proportion of cement is less than 45% by mass, the strength of the hardened cement product obtained from the cement composition may not be sufficiently ensured.

セメント混和材及びセメントの総量に対する水の割合は、セメント組成物の種類に応じて適宜設定すればよく、特に限定されない。例えば、水の割合は一般に25質量%〜65質量%である。特に、耐久性に優れたセメント硬化体を与えるセメント組成物を得る観点からは、セメント混和材及びセメントの総量に対する水の割合を25質量%〜55質量%とすることが好ましい。この水の割合が25質量%未満になると、水和熱が高くなり、乾燥収縮ひずみが大きくなって経済性も低下し易い。一方、この水の割合が65質量%を超えると、ブリーディング量が多くなり、コンクリート混和材による効果が十分に得られないことがある。 The ratio of water to the total amount of cement admixture and cement may be appropriately set according to the type of cement composition and is not particularly limited. For example, the proportion of water is generally 25% to 65% by weight. In particular, from the viewpoint of obtaining a cement composition that gives a hardened cement product having excellent durability, the proportion of water relative to the total amount of cement admixture and cement is preferably 25% by mass to 55% by mass. When the proportion of this water is less than 25% by mass, the heat of hydration becomes high, the drying shrinkage strain becomes large, and the economical efficiency is likely to decrease. On the other hand, if the proportion of this water exceeds 65% by mass, the amount of bleeding increases and the effect of the concrete admixture may not be sufficiently obtained.

セメント組成物は、強度を向上させる観点から、細骨材及び粗骨材の少なくとも1種をさらに含むことができる。細骨材及び粗骨材としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。細骨材の例としては、川砂、山砂、海砂、天然軽量細骨材(例えば、パーライト、ヒル石)などの天然細骨材、砕砂、人工軽量細骨材、高炉スラグ細骨材などの人工細骨材、副産軽量細骨材などが挙げられる。粗骨材の例としては、砕石、川砂利、天然軽量粗骨材(例えば、パーライト、ヒル石)、副産軽量粗骨材、人工軽量粗骨材、再生骨材などが挙げられる。これらは、単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。 From the viewpoint of improving the strength, the cement composition may further include at least one kind of fine aggregate and coarse aggregate. The fine aggregate and the coarse aggregate are not particularly limited, and those known in the art can be used. Examples of fine aggregates include natural fine aggregates such as river sand, mountain sand, sea sand, and natural lightweight fine aggregates (for example, perlite and leech stone), crushed sand, artificial lightweight fine aggregates, blast furnace slag fine aggregates, and the like. Artificial fine aggregate, lightweight by-product fine aggregate, and the like. Examples of the coarse aggregate include crushed stone, river gravel, natural lightweight coarse aggregate (for example, pearlite and leeved stone), by-product lightweight coarse aggregate, artificial lightweight coarse aggregate, recycled aggregate, and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

セメント組成物における細骨材の配合量は、特に限定されないが、セメント100質量部に対して、好ましくは100質量部〜500質量部である。
細骨材の配合量が100質量部未満であると、細骨材を配合することによる効果が十分に得られないことがある。また、水和熱が高くなり、乾燥収縮ひずみが大きくなって経済性が低下することもある。一方、細骨材の配合量が500質量部を超えると、セメント組成物から得られるセメント硬化体の強度が低下することがある。
セメント組成物における粗骨材の配合量は、特に限定されず、細骨材の使用量に応じて適宜設定すればよい。
The blending amount of fine aggregate in the cement composition is not particularly limited, but is preferably 100 parts by mass to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement.
If the amount of the fine aggregate is less than 100 parts by mass, the effect of adding the fine aggregate may not be sufficiently obtained. In addition, the heat of hydration becomes high, the drying shrinkage strain becomes large, and the economical efficiency may decrease. On the other hand, when the amount of the fine aggregate added exceeds 500 parts by mass, the strength of the hardened cement product obtained from the cement composition may decrease.
The blending amount of the coarse aggregate in the cement composition is not particularly limited, and may be appropriately set according to the amount of the fine aggregate used.

また、細骨材の少なくとも一部として、製鋼スラグ由来の粗粒スラグを用いてもよい。特に、本発明のセメント混和材(スラグ微粉末)を製造する際に途中で得られる粒状スラグ(粒状分)を細骨材の少なくとも一部として用いることにより、製鋼スラグから得られる粗粒スラグの再資源化をより一層高めることが可能になる。また、この粗粒スラグは、セメント混和材と同じ組成及び塩基度を有する(すなわち、2.0質量%未満のF、33〜53質量%のCaO、20〜35質量%のSiO、3〜16質量%のAl及び5〜10質量%のMgOを含み、塩基度(CaO/SiO)が1.0〜2.1である)ため、セメント混和材との相性も良好である。 Further, coarse slag derived from steelmaking slag may be used as at least a part of the fine aggregate. In particular, by using the granular slag (granular content) obtained during the production of the cement admixture (fine slag powder) of the present invention as at least a part of the fine aggregate, the coarse grain slag obtained from the steelmaking slag It becomes possible to further enhance recycling. Also, this coarse-grained slag has the same composition and basicity as the cement admixture (that is, less than 2.0 wt% F, 33-53 wt% CaO, 20-35 wt% SiO 2 , 3-). Since it contains 16% by mass of Al 2 O 3 and 5 to 10% by mass of MgO and has a basicity (CaO/SiO 2 ) of 1.0 to 2.1), it has good compatibility with a cement admixture. ..

セメント組成物における粗粒スラグの配合量は、特に限定されないが、セメント混和材及びセメントの総量100質量部に対して、好ましくは30質量部〜80質量部、より好ましくは30質量部〜60質量部である。粗粒スラグの配合量が30質量部未満であると、単位水量が増大したり、ブリーディング量が多くなったりすることがある。一方、粗粒スラグの配合量が80質量部を超えると、セメント混和材による効果が低下することがある。 The amount of the coarse-grained slag in the cement composition is not particularly limited, but is preferably 30 parts by mass to 80 parts by mass, more preferably 30 parts by mass to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the cement admixture and the cement. It is a department. If the amount of the coarse-grained slag is less than 30 parts by mass, the unit water amount may increase or the bleeding amount may increase. On the other hand, if the amount of the coarse slag compounded exceeds 80 parts by mass, the effect of the cement admixture may be reduced.

セメント組成物は、上記の成分の他に、本発明の効果を阻害しない範囲において、公知の添加材をさらに含むことができる。公知の添加材の例としては、粗骨材、減水剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、低収縮剤、膨張材、分散剤などが挙げられる。また、凍結の恐れがある場所でセメント組成物を用いる場合は、市販のAE剤をセメント組成物に配合して空気量を調整してもよい。 The cement composition may further contain known additives in addition to the components described above, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of known additives include coarse aggregate, water reducing agent, defoaming agent, thickening agent, rust preventive, low shrinking agent, expanding agent, dispersant and the like. Further, when the cement composition is used in a place where there is a risk of freezing, a commercially available AE agent may be blended with the cement composition to adjust the amount of air.

セメント組成物は、当該技術分野において公知の方法に準じて製造することができる。具体的には、セメントにセメント混和材を加え、これに水及び細骨材を加えて混合すればよい。混合方法としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の混合装置を用いて混合すればよい。 The cement composition can be produced according to a method known in the art. Specifically, a cement admixture may be added to cement, and water and fine aggregate may be added and mixed. The mixing method is not particularly limited, and mixing may be performed using a mixing device known in the art.

セメント組成物は、当該技術分野において公知の方法によって硬化させることにより、セメント硬化体となる。このセメント硬化体は、優れた中性化抑制効果を与えるセメント混和材を用いたセメント組成物から形成されているため、優れた中性化抑制効果を有する。これにより、鉄筋の腐食によるセメント硬化体のひび割れ、剥離などを軽減することができるため、鉄筋に対するセメント硬化体のかぶり厚さを薄くすることが可能になる。 The cement composition becomes a hardened cement product by being hardened by a method known in the art. Since this cement hardened product is formed from a cement composition using a cement admixture that gives an excellent neutralization suppressing effect, it has an excellent neutralization suppressing effect. As a result, cracking and peeling of the hardened cement body due to corrosion of the reinforcing bar can be reduced, so that the covering thickness of the hardened cement body on the reinforcing bar can be reduced.

以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
(実施例1:セメント混和材)
ステンレス鋼の製鋼プロセスにおいて、CaOを主成分とした脱硫剤を用いたKR法により、溶銑の脱硫処理を行った。この製鋼プロセスにおいて発生した溶融状態の製鋼スラグをスラグ鍋に収集した。溶融状態の製鋼スラグは、1.1質量%のF、38.7質量%のCaO、25.8質量%のSiO、8.7質量%のAl及び9.4質量%%のMgO、3.4質量%のFe、2.3質量%のMnO、3.3質量%のCrを含み、塩基度(CaO/SiO)が1.5であった。次に、スラグ鍋に入れられた溶融状態の製鋼スラグを、大気中での自然冷却による空冷と、スラグ鍋に散水して冷却する散水冷却とを組み合わせた冷却方法により、約1100℃〜約700℃の間を0.8℃/分以下の速度で7.8時間かけて冷却した。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
(Example 1: Cement admixture)
In the steelmaking process of stainless steel, the hot metal was desulfurized by the KR method using a desulfurizing agent containing CaO as a main component. The molten steelmaking slag generated in this steelmaking process was collected in a slag pan. The steelmaking slag in the molten state comprises 1.1% by mass of F, 38.7% by mass of CaO, 25.8% by mass of SiO 2 , 8.7% by mass of Al 2 O 3 and 9.4% by mass. MgO, 3.4 wt% of Fe 2 O 3, 2.3 wt% of MnO, wherein the Cr 2 O 3 3.3 wt%, basicity (CaO / SiO 2) was 1.5. Next, the molten steelmaking slag placed in the slag pan is cooled at about 1100° C. to about 700° C. by a cooling method that combines air cooling by natural cooling in the atmosphere and sprinkling cooling for spraying and cooling the slag pan. The temperature was cooled at a rate of 0.8° C./minute or less during 7.8 hours.

次に、冷却固化した製鋼スラグをジョークラッシャー破砕処理した後、ロッドミル破砕処理した。次に、粉砕処理を行った製鋼スラグを比重選鉱処理した後、高比重であるとして選別された製鋼スラグについては、磁力選鉱処理を行って地金を分離・回収すると共に、低比重であるとして選別された製鋼スラグについては、目開きの大きさが5mmのスクリーンを用いて篩い分級処理を行った。次に、スクリーンを通過した粒径5mm以下の製鋼スラグをエーキンス分級処理して0.15mm以上5mm以下の粒径を有する粒状分を選別した。なお、粒状分が除去された後の製鋼スラグは、シックナー・脱水処理を行うことにより、微小粉状分を脱水ケーキ状で回収した。次に、選別された粒状分(粗粒スラグ)を、竪型ローラーミルを用いて比表面積が4950cm/gとなるまで粉砕することにより、スラグ微粉末からなるセメント混和材Aを得た。また、選別された粒状分を、竪型ローラーミルを用いて比表面積が5010cm/gとなるまで粉砕することにより、スラグ微粉末からなるセメント混和材Bを得た。 Next, the cooled and solidified steelmaking slag was crushed by a jaw crusher and then crushed by a rod mill. Next, after subjecting the steelmaking slag that has been subjected to crushing treatment to specific gravity separation treatment, for the steelmaking slag that has been selected as having high specific gravity, magnetic separation is performed to separate and recover the metal, and it is also assumed that the specific gravity is low. The selected steelmaking slag was subjected to sieving and classification treatment using a screen having a mesh size of 5 mm. Next, the steelmaking slag having a particle diameter of 5 mm or less that passed through the screen was subjected to Akins classification treatment to select a granular component having a particle diameter of 0.15 mm or more and 5 mm or less. The steel-making slag from which the particulate matter had been removed was subjected to a thickener/dewatering treatment to recover fine powdery matter in the form of a dehydrated cake. Next, the selected granules (coarse-grained slag) were pulverized by using a vertical roller mill until the specific surface area became 4950 cm 2 /g to obtain a cement admixture A made of fine slag powder. Moreover, the selected admixture was pulverized by using a vertical roller mill until the specific surface area became 5010 cm 2 /g to obtain a cement admixture B composed of fine slag powder.

(実施例2:セメント組成物)
普通ポルトランドセメントに実施例1で得られたセメント混和材A又はBを加え、これに水、粗骨材及び細骨材を加えて混合することにより、サンプルNo.1及び2のセメント組成物を作製した。粗骨材としては砕石を用い、細骨材としては砕砂を用いた。また、サンプルNo.2のセメント組成物では、砕砂の一部を、実施例1のセメント混和材の製造において途中で得られた粒状分(粗粒スラグ)に代えた。各成分の配合量及び割合、水セメント比については表1に示す。
(Example 2: Cement composition)
Sample No. 1 was prepared by adding the cement admixture A or B obtained in Example 1 to ordinary Portland cement, and adding water, coarse aggregate and fine aggregate to the mixture and mixing. Cement compositions 1 and 2 were prepared. Crushed stone was used as the coarse aggregate, and crushed sand was used as the fine aggregate. In addition, the sample No. In the cement composition of No. 2, a part of the crushed sand was replaced with the granular component (coarse-grained slag) obtained during the production of the cement admixture of Example 1. The compounding amount and ratio of each component and the water cement ratio are shown in Table 1.

(比較例1)
普通ポルトランドセメントに石灰石微粉末(比表面積4850cm/g)を加え、これに水、粗骨材及び細骨材を加えて混合することにより、サンプルNo.3のセメント組成物を作製した。粗骨材としては砕石を用い、細骨材としては砕砂を用いた。各成分の配合量及び割合、水セメント比については表1に示す。
(Comparative Example 1)
Fine limestone powder (specific surface area 4850 cm 2 /g) was added to ordinary Portland cement, and water, coarse aggregate and fine aggregate were added to and mixed with each other to obtain Sample No. A cement composition No. 3 was prepared. Crushed stone was used as the coarse aggregate, and crushed sand was used as the fine aggregate. The compounding amount and ratio of each component and the water cement ratio are shown in Table 1.

(比較例2)
普通ポルトランドセメントに水、粗骨材及び細骨材を加えて混合することにより、サンプルNo.4のセメント組成物を作製した。粗骨材としては砕石を用い、細骨材としては砕砂を用いた。各成分の配合量及び割合、水セメント比については表1に示す。
(Comparative example 2)
Sample No. 1 was prepared by adding water, coarse aggregate and fine aggregate to ordinary Portland cement and mixing them. A cement composition of No. 4 was prepared. Crushed stone was used as the coarse aggregate, and crushed sand was used as the fine aggregate. The compounding amount and ratio of each component and the water cement ratio are shown in Table 1.

Figure 0006719987
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上記で得られたセメント組成物について、促進中性化試験、材齢28日の圧縮強度試験、及び乾燥収縮ひずみを評価した。
促進中性化試験を行った。試験方法は、JIS A1153に準じて行った。具体的には、各セメント組成物について、10cm×10cm×40cmの角柱供試体を3本ずつ作製し、材齢1日で脱型後、材齢28日(4週)まで水中養生を行い、材齢56日(8週)まで室温20℃、湿度60%の恒温高湿室にて静置した後、促進中性化試験機にて促進中性化を行った。試験機内温度は20℃±2度、湿度60℃±5%、二酸化炭素濃度は5±0.2%とした。中性化深さの測定日に供試体を切断し、その断面にフェノールフタレイン溶液を塗布した後、断面の端面から赤紫色に呈色している部分までの距離を中性化深さとして測定した。測定日は、促進中性化試験機に供試体を静置した後、1週、4週、8週、13週、26週とした。中性化深さは、1.0mm以下を合格とした。
The accelerated neutralization test, the 28-day compressive strength test, and the drying shrinkage strain of the cement composition obtained above were evaluated.
An accelerated neutralization test was conducted. The test method was performed according to JIS A1153. Specifically, for each cement composition, three 10 cm×10 cm×40 cm prismatic specimens were prepared, demolded at a material age of 1 day, and then cured in water until a material age of 28 days (4 weeks), After standing still in a constant temperature and high humidity room at room temperature of 20° C. and humidity of 60% for 56 days (8 weeks), accelerated neutralization was performed using an accelerated neutralization tester. The temperature inside the tester was 20° C.±2 degrees, the humidity was 60° C.±5%, and the carbon dioxide concentration was 5±0.2%. On the day of measuring the neutralization depth, cut the specimen, apply the phenolphthalein solution to the cross section, and then use the distance from the end surface of the cross section to the part colored red purple as the neutralization depth. It was measured. The measurement days were 1 week, 4 weeks, 8 weeks, 13 weeks, and 26 weeks after the test specimen was left standing in the accelerated neutralization tester. The neutralization depth of 1.0 mm or less was accepted.

材齢28日の圧縮強度試験は、JIS A1108に準じて測定した。具体的には、各セメント組成物について、材齢28日まで水中養生して試験用供試体を作製し、圧縮強度測定装置によって圧縮強度を測定した。圧縮強度は、40N/mm以上を合格とした。
乾燥収縮ひずみは、JIS A1129に準じて測定した。乾燥収縮ひずみは、800×10−6以下を合格とした。
上記の各評価結果を表2に示す。なお、表2では、促進中性化試験、材齢28日の圧縮強度試験、及び乾燥収縮ひずみの結果が全て合格であったものを○、促進中性化試験、材齢28日の圧縮強度試験、及び乾燥収縮ひずみのいずれかの結果が不合格であったものを×とした総合評価も示す。
The compressive strength test of 28 days old was measured according to JIS A1108. Specifically, each cement composition was aged in water for 28 days to prepare a test specimen, and the compressive strength was measured by a compressive strength measuring device. A compressive strength of 40 N/mm 2 or more was passed.
The dry shrinkage strain was measured according to JIS A1129. A drying shrinkage strain of 800×10 −6 or less was regarded as acceptable.
Table 2 shows the evaluation results. In Table 2, the results of the accelerated neutralization test, the compressive strength test of 28-day-old material, and the drying shrinkage strain that passed all are ◯, the accelerated neutralization test, the compressive strength of 28-day-old material. Also shown is a comprehensive evaluation, in which the test and the result of any one of the dry shrinkage strains were unacceptable as x.

Figure 0006719987
Figure 0006719987

表2に示されているように、サンプルNo.1及び2のセメント組成物(実施例)は、サンプルNo.3及び4(比較例)のセメント組成物に比べて、中性化抑制効果に優れており、28日圧縮強度が高く、乾燥収縮ひずみも小さかった。 As shown in Table 2, sample No. Cement compositions 1 and 2 (Examples) were sample No. Compared with the cement compositions of 3 and 4 (comparative example), the effect of suppressing neutralization was excellent, the 28-day compressive strength was high, and the dry shrinkage strain was also small.

以上の結果からわかるように、本発明によれば、セメント混和材としての機能に優れ特に、中性化及び自己収縮を抑制し且つ強度を高め)、粒状スラグの再資源化を高めることが可能なセメント混和材を提供することができる。また、本発明によれば、中性化及び自己収縮を抑制し且つ強度を高めることが可能なセメント組成物及びセメント硬化体を提供することができる。 As can be seen from the above results, according to the present invention, it is possible to enhance the function as a cement admixture, in particular, suppress neutralization and self-shrinkage and increase the strength), and enhance the recycling of granular slag. Cement admixture can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a cement composition and a cement hardened body which can suppress neutralization and self-shrinkage and can increase strength.

Claims (7)

製鋼スラグ由来のスラグ微粉末からなるセメント混和材であって、
2.0質量%未満のF、33〜50質量%のCaO、20〜30質量%のSiO、3〜16質量%のAl及び5〜10質量%のMgOを含み、塩基度(CaO/SiO)が1.0〜2.1であり、比表面積が4800〜8000cm/gであることを特徴とするセメント混和材。
A cement admixture consisting of slag fine powder derived from steelmaking slag,
F less than 2.0 wt%, 33-50 wt% of CaO,. 20 to 30 mass% of SiO 2, comprising 3 to 16 wt% of Al 2 O 3 and 5-10 wt% of MgO, basicity ( CaO / SiO 2) is 1.0-2.1, cement admixture having a specific surface area, characterized in that a 4800~8000cm 2 / g.
γ−2CaO・SiOを含まないことを特徴とする、請求項1に記載のセメント混和材。 The cement admixture according to claim 1, wherein the cement admixture does not contain γ-2CaO·SiO 2 . 請求項1又は2に記載のセメント混和材とセメントとを含むセメント組成物。 A cement composition comprising the cement admixture according to claim 1 or 2 and cement. 前記セメント混和材及び前記セメントの総量に対して、前記セメント混和材の割合が5〜55質量%、前記セメントの割合が45〜95質量%であることを特徴とする請求項3に記載のセメント組成物。 4. The cement according to claim 3, wherein the ratio of the cement admixture is 5 to 55 mass% and the ratio of the cement is 45 to 95 mass% with respect to the total amount of the cement admixture and the cement. Composition. 前記セメント混和材及び前記セメントの総量に対する割合が25〜65質量%の水を含むことを特徴とする請求項3又は4に記載のセメント組成物。 The cement composition according to claim 3 or 4, wherein the cement admixture contains water in a proportion of 25 to 65 mass% with respect to the total amount of the cement. 細骨材及び粗骨材の少なくとも1種をさらに含むことを特徴とする請求項3〜5のいずれか一項に記載のセメント組成物。 The cement composition according to any one of claims 3 to 5, further containing at least one kind of fine aggregate and coarse aggregate. 請求項3〜6のいずれか一項に記載のセメント組成物の硬化物であることを特徴とするセメント硬化体。 A hardened cement product, which is a hardened product of the cement composition according to any one of claims 3 to 6.
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