特許 6753067 高炉スラグの選別方法及び高炉セメントの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6753067

(24)【登録日】2020年8月24日

(45)【発行日】2020年9月9日

(54)【発明の名称】高炉スラグの選別方法及び高炉セメントの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 33/24 20060101AFI20200831BHJP

   C04B 18/14 20060101ALI20200831BHJP

   C04B 7/19 20060101ALI20200831BHJP

   G01N 33/38 20060101ALI20200831BHJP

【ＦＩ】

   G01N33/24 A

   C04B18/14 A

   C04B7/19

   G01N33/38

【請求項の数】14

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2016-24389(P2016-24389)

(22)【出願日】2016年2月12日

(65)【公開番号】特開2016-180748(P2016-180748A)

(43)【公開日】2016年10月13日

【審査請求日】2018年12月20日

(31)【優先権主張番号】特願2015-59996(P2015-59996)

(32)【優先日】2015年3月23日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000000206

【氏名又は名称】宇部興産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】特許業務法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】三隅 英俊

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 貴康

(72)【発明者】

【氏名】高橋 俊之

【審査官】 西浦 昌哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−２４７７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０１１９１１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−２９１３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０１６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３６７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３１６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１８８６７０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３３／２４

Ｇ０１Ｎ ３３／３８

Ｃ０４Ｂ １８／１４

Ｃ０４Ｂ ２／００−３２／０２

Ｃ０４Ｂ ４０／００−４０／０６

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モルタル材齢７日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程を含むことを特徴とする高炉スラグの選別方法。

【請求項2】

前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値である、請求項１記載の高炉スラグの選別方法。

【請求項3】

前記選別工程は、高炉スラグの塩基度が、前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、請求項１又は２記載の高炉スラグの選別方法。

【請求項4】

モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程を含むことを特徴とする高炉スラグの選別方法。

【請求項5】

前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値である、請求項４記載の高炉スラグの選別方法。

【請求項6】

前記選別工程は、高炉スラグの塩基度が、前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、請求項４又は５記載の高炉スラグの選別方法。

【請求項7】

モルタル材齢７日の高炉スラグの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含み、前記式（１）により算出される高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値であり、前記選別工程において、高炉スラグの塩基度が、前記塩基度Ｂｕ（７日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記塩基度Ｂｕ（７日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含むことを特徴とする高炉セメントの製造方法。

【請求項8】

モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含み、前記式（２）により算出された高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、前記選別工程において、高炉スラグの塩基度が、前記塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記塩基度Ｂｕ（２８日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含むことを特徴とする高炉セメントの製造方法。

【請求項9】

高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）もしくは塩基度Ｂｕ（２８日）を算出する指標算出工程と、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを低活性スラグと高活性スラグとに選別する選別工程と、前記低活性スラグと前記高活性スラグとセメントとを混合する混合工程とを含む高炉セメントの製造方法であって、
前記指標算出工程が、モルタル材齢７日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する工程と、
モルタル材齢２８日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記選別工程が、０〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（７日）の閾値により低活性スラグと高活性スラグとに選別する工程と、−０．２〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（２８日）の閾値により低活性スラグと高活性スラグとに選別する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記混合工程が、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）が前記閾値以上となるように、前記低活性スラグと前記高活性スラグとを配合する工程を更に含むことを特徴とする、
高炉セメントの製造方法。

【請求項10】

高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）もしくは塩基度Ｂｕ（２８日）を算出する指標算出工程と、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグから低活性スラグを選別する選別工程と、前記低活性スラグとセメントとを混合する混合工程と、強度補完工程とを含む高炉セメントの製造方法であって、
前記指標算出工程が、モルタル材齢７日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する工程と、
モルタル材齢２８日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−d×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量（質量％）であり、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記算出工程における低活性スラグの塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０もしくはＢｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、
前記選別工程が、０〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（７日）の閾値により低活性スラグを選別する工程と、−０．２〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（２８日）の閾値により低活性スラグを選別する工程との少なくともいずれか一方を含む事を特徴とする、
高炉セメントの製造方法。

【請求項11】

前記混合工程におけるセメントがポルトランドセメントであり、
前記強度補完工程が、高炉スラグの粉末度を調整する工程と、ポルトランドセメントの粉末度を調整する工程と、高炉セメントの粉末度を調整する工程とからなる群より選ばれた少なくとも一つ以上の工程を含むことを特徴とする、請求項１０に記載の高炉セメントの製造方法。

【請求項12】

前記強度補完工程が、高炉セメント中の塩素含有量が３０〜３５０ｍｇ／ｋｇになるよう塩素を含む無機物質を添加する工程を含むことを特徴とする、請求項１０または１１に記載の高炉セメントの製造方法。

【請求項13】

前記強度補完工程が、高炉セメント中の石膏含有量がＳＯ_３ベースで１．４〜２．３％になるよう石膏を添加する工程を含むことを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の高炉セメントの製造方法。

【請求項14】

前記強度補完工程が、高炉セメント中の石灰石含有量が１〜６質量％になるよう石灰石を添加する工程を含むことを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の高炉セメントの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、従来の予測指標よりも精度良く活性度指数を予測して高炉スラグを選別する高炉スラグの選別方法及び選別した高炉スラグとセメントを混合する高炉セメントの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

製鉄所から生産される高炉水砕スラグは、２０１３年度でおよそ２千万ｔであり、そのうちのおよそ９０％はセメント原料に利用されている。中でも、高炉セメントに利用されるスラグの品質はその高炉セメントの品質に大きく影響を及ぼし、ＪＩＳ（ＪＩＳ Ａ ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」）に定められている下記式（Ｓ）により算出される塩基度（（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２）が高炉スラグの品質管理指標値として扱われている。下記式（Ｓ）により算出される塩基度は、本明細書においてＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）と称する場合がある。
ＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２・・・（Ｓ）

【0003】

ＪＩＳ（ＪＩＳ Ａ ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」）に定められている高炉スラグを含むセメントの活性度指数は、普通ポルトランドセメントに対する高炉スラグ微粉末の割合が１：１（普通ポルトランドセメント：高炉スラグ微粉末＝１：１）となるように作製したセメントのモルタル圧縮強さと普通ポルトランドセメント単独のモルタル圧縮強さとの比（モルタル材齢７日及びモルタル材齢２８日）で表される。原料として高炉スラグを用いたセメントの活性度指数が高いほど、品質が良好な高炉スラグが使用されていると考えられる。一般的に、先述した高炉スラグの塩基度は高炉セメントの活性度指数の指標として用いられており、塩基度が高いほど活性度指数は高まる傾向にある。
しかしながら、従来の塩基度で高炉セメントの活性度指数を予測しても、実測値と比べてばらつきがある場合が多い。このため、実際の製造現場において、高炉スラグの塩基度が高いため、活性度指数が高いと判断し、品質を確保するための製造時のアクションをとらず、製造した高炉セメントの品質が目標のレベルに達しない場合がある。

【0004】

一方で、既往の検討では、具体的に式（Ａ）に示すようにＪＩＳの塩基度にＴｉＯ_２量及びＭｎＯ量を加えて、高炉セメントの活性度指数の指標（Ｂｍ）を導き出す式（Ａ）が提案されている（特許文献１）。特許文献１においては、式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）に基づき、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数を予測する方法が提案されている。また、既に様々な塩基度（Ｂ_Ｂ）〜（Ｂ_Ｆ）を導き出すための式（Ｂ）〜（Ｆ）が報告されている（非特許文献１〜３）。

【0005】

指標（Ｂｍ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−０．１３×ＴｉＯ_２−ＭｎＯ・・・（Ａ）

【0006】

塩基度（Ｂ_Ｂ）＝ＣａＯ＋（２／３）×ＭｇＯ−ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３・・・（Ｂ）

【0007】

塩基度（Ｂ_Ｃ）＝（ＣａＯ＋０．７×ＭｇＯ）／（０．９４×ＳｉＯ_２＋０．１８×Ａｌ_２Ｏ_３）・・・（Ｃ）

【0008】

塩基度（Ｂ_Ｄ）＝（ＣａＯ＋Ａｌ_２Ｏ_３＋ＭｇＯ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｓ）／（ＳｉＯ_２＋ＴｉＯ_２）・・・（Ｄ）

【0009】

塩基度（Ｂ_Ｅ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋（１／３）×Ａｌ_２Ｏ_３）／（ＳｉＯ_２＋（２／３）×Ａｌ_２Ｏ_３）・・・（Ｅ）

【0010】

塩基度（Ｂ_Ｆ）＝（Ｋｃ×ＣａＯ＋Ｋａ×Ａｌ₂Ｏ₃＋Ｋｍ×ＭｇＯ＋Ｋｎ×Ｎａ₂Ｏ＋Ｋｓｕ×Ｓ）／（ＳｉＯ₂＋Ｋｔ×ＴｉＯ₂）・・・（Ｆ）
但し、式（Ｆ）中、材齢７日の場合、Ｋｃは１．４２、Ｋａは１．２９、Ｋｍは１．７５、Ｋｔは４．９９、Ｋｎは３．３３、Ｋｓｕは２．６９であり、材齢２８日の場合、Ｋｃは０．２４、Ｋａは０．４２、Ｋｍは０．２３、Ｋｔは２．６３、Ｋｎは０．９９、Ｋｓｕは０．４５である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】特開２００８−２４７７１５号公報

【非特許文献】

【0012】

【非特許文献1】岩本信也、スラグの塩基度、溶接学会誌、pp.8-18、Vol.50（1981）

【非特許文献2】山内俊吉、近藤連一、セメント用スラグ判別法、セメント技術年報、Vol.7、pp.67-75（1953）

【非特許文献3】前田悦孝、長沼浩、橋本卓三、高炉水砕スラグの化学成分が高炉セメントの強さに及ぼす影響、セメント・コンクリート論文集、Vol.44、pp.180-185（1990）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

しかしながら、特許文献１の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）や非特許文献１〜３の式（Ｂ）〜（Ｆ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｂ）〜（Ｂ_Ｆ）よりも更に精度よく活性度指数を予測する指標が産業界から望まれている。
そこで、本発明は、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数を精度よく予測することができ、優れた活性度指数を有するセメント原料としての高炉スラグを選別する指標となる塩基度を導き出す式を提案し、この指標となる塩基度に基づく、高炉スラグの選別方法及び高炉セメントの製造方法を提供することを目的とする。

【0014】

また、混合セメントには、更なる強度発現性の向上と、将来の混合材利用量増加に対応するための低活性混合材の有効利用とが求められている。そこで、本発明は、前記指標により選別された高炉スラグを使用しながらより強度発現性に優れた高炉セメントを提供する事と、前記指標により選別された低活性なスラグも有効利用して強度発現性の良好な高炉セメントを提供する事も目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明者らは前記目的を達成すべく鋭意検討した結果、高炉スラグのＴｉＯ_２及びＭｎＯとともに、ＪＩＳ Ａ６２０６に定められている塩基度（（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２）に示される各化学成分のセメントの活性度指数に及ぼす影響を見直すことで、高炉スラグを選別する指標となる塩基度が算出される式を導き出すことができ、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数を精度良く予測でき、優れた活性度指数を有するセメント原料として高炉スラグを選別し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【0016】

本発明は、モルタル材齢７日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程を含む、高炉スラグの選別方法に関する。
本発明は、前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値である、高炉スラグの選別方法に関する。
本発明は、前記選別工程が、高炉スラグの塩基度が、前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、高炉スラグの選別方法に関する。

【0017】

本発明は、モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程を含む、高炉スラグの選別方法に関する。
本発明は、前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値である、高炉スラグの選別方法に関する。
本発明は、前記選別工程が、高炉スラグの塩基度が、前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、高炉スラグの選別方法に関する。

【0018】

本発明は、モルタル材齢７日の高炉スラグの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含み、前記式（１）により算出される高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値であり、前記選別工程において、高炉スラグの塩基度が、前記塩基度Ｂｕ（７日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記塩基度Ｂｕ（７日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、高炉セメントの製造方法に関する。

【0019】

本発明は、モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含み、前記式（２）により算出された高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、前記選別工程において、高炉スラグの塩基度が、前記塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、前記塩基度Ｂｕ（２８日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む、高炉セメントの製造方法に関する。

【0020】

本発明は、高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）もしくは塩基度Ｂｕ（２８日）を算出する指標算出工程と、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを低活性スラグと高活性スラグとに選別する選別工程と、前記低活性スラグと前記高活性スラグとセメントとを混合する混合工程とを含む高炉セメントの製造方法であって、
前記指標算出工程が、モルタル材齢７日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を前記式（１）により算出する工程と、モルタル材齢２８日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を前記式（２）により算出する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記選別工程が、０〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（７日）の閾値により低活性スラグと高活性スラグとに選別する工程と、−０．２〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（２８日）の閾値により低活性スラグと高活性スラグとに選別する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記混合工程が、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）が前記閾値以上となるように、前記低活性スラグと前記高活性スラグとを配合する工程を更に含むことを特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。

【0021】

本発明は、高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）もしくは塩基度Ｂｕ（２８日）を算出する指標算出工程と、前記塩基度Ｂｕ（７日）もしくは前記塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグから低活性スラグを選別する選別工程と、前記低活性スラグとセメントとを混合する混合工程と、強度補完工程とを含む高炉セメントの製造方法であって、
前記指標算出工程が、モルタル材齢７日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を前記式（１）により算出する工程と、モルタル材齢２８日の活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を前記式（２）により算出する工程との少なくともいずれか一方を含み、
前記算出工程における低活性スラグの塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０もしくはＢｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、
前記選別工程が、０〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（７日）の閾値により低活性スラグを選別する工程と、−０．２〜１．７０の範囲で設定した塩基度Ｂｕ（２８日）の閾値により低活性スラグを選別する工程との少なくともいずれか一方を含む事を特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。

【0022】

本発明は、前記高炉セメントの製造方法において、前記強度補完工程が、高炉スラグの粉末度を調整する工程と、ポルトランドセメントの粉末度を調整する工程と、高炉セメントの粉末度を調整する工程とからなる群より選ばれた少なくとも一つ以上の工程を含むことを特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。
本発明は、前記高炉セメントの製造方法において、前記強度補完工程が、塩素を含む無機物質の添加量を調整する工程を含むことを特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。
本発明は、前記高炉セメントの製造方法において、前記強度補完工程が、石膏の添加量を調整する工程を含むことを特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。
本発明は、前記高炉セメントの製造方法において、前記強度補完工程が、石灰石の添加量を調整する工程を含むことを特徴とする、高炉セメントの製造方法に関する。

【発明の効果】

【0023】

本発明の高炉スラグの選別方法によれば、高炉スラグの品質がばらついても、モルタル活性度指数を精度良く予測でき、優れた活性度指数を有するセメント原料として使用可能な良好な高炉スラグを選別する方法を提供することができる。また、本発明の高炉セメントの製造方法によれば、良好な高炉スラグを選別し、選別した高炉スラグをセメント原料として使用することによって、品質の良い高炉セメントを製造する製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）と、モルタル材齢７日の活性度指数の関係と、本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）と、モルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。

【図2】式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。

【図3】従来の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。

【図4】従来の式（Ｂ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｂ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。

【図5】従来の式（Ｃ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｃ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。

【図6】従来の式（Ｄ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｄ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。

【図7】従来の式（Ｅ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｅ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。

【図8】従来の式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢７日の塩基度（Ｂ_Ｆ７）とモルタル材齢７日の活性度指数の関係を示すグラフ。

【図9】従来の式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢２８日の塩基度（Ｂ_Ｆ２８）とモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフ。

【図10】分離粉砕で作製した高炉セメントのブレーン比表面積と、基準に対する強度比との関係を示すグラフ。

【図11】分離粉砕で作製したスラグ粉中の石膏に由来するＳＯ_３量と、該スラグ粉を使用して作製した高炉セメントの基準に対する強度比との関係を示すグラフ。

【図12】分離粉砕で作製したスラグ粉中の石灰石量と、該スラグ粉を使用して作製した高炉セメントの基準に対する強度比との関係を示すグラフ。

【図13】混合粉砕で作製した高炉セメントのブレーン比表面積と、基準に対する強度比との関係を示すグラフ。

【図14】混合粉砕で作製した高炉セメント中の石膏に由来するＳＯ_３量と、基準に対する強度比との関係を示すグラフ。

【図15】混合粉砕で作製した高炉セメント中の石灰石量と、基準に対する強度比との関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

【0026】

＜高炉スラグの選別方法＞
本実施形態の高炉スラグの選別方法は、高炉スラグの化学成分に基づき、モルタル材齢７日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を式（１）により算出する指標算出工程と、その指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程とを含む。
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）

【0027】

高炉スラグの化学成分は、高炉スラグを原料として用いたセメントの強度発現性に影響を及ぼす。高炉スラグを原料として用いたセメントの強度発現性の指標として、例えば、ＪＩＳ Ａ ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」にモルタルの活性度指数が示されている。活性度指数は、標準モルタルの圧縮強度に対する試験モルタルの圧縮強度の比を百分率で表した数値である。標準モルタルは、通常、普通ポルトランドセメントを使用したモルタルである。試験モルタルは、高炉スラグ（高炉水砕スラグ（微粉末））と普通ポルトランドセメントを１：１で配合した高炉セメントを使用したモルタルである。この高炉セメントを使用した試験モルタルの圧縮強度Ｓ１（Ｎ／ｍｍ^２）と、普通ポルトランドセメントを使用した標準モルタルの圧縮強度Ｓ（Ｎ／ｍｍ^２）から下記式（３）に示すように、活性度指数（％）を算出することができる。
活性度指数（％）＝Ｓ１（試験モルタルの圧縮強度）／Ｓ（標準モルタルの圧縮強度）×１００・・・（３）

【0028】

高炉スラグを原料として用いたセメントの強度発現性等の活性度指数を予測する指標として、ＪＩＳ Ａ ６２０６「コンクリート用高炉スラグ微粉末」には、高炉スラグの化学成分に基づいて算出される下記式（Ｓ）で示すＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）が示されている。このＪＩＳ塩基度は、高炉スラグを原料として用いたセメントの活性度指数の代表的な指標として、知られている。ＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）は、高炉スラグ中の化学成分のうち、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３の含有量から求めることができる。
ＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２・・・（Ｓ）

【0029】

本明細書において、高炉スラグのＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＭｎＯ等の化学成分の含有量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２「ポルトランドセメントの化学分析方法」又はＪＩＳ Ｒ ５２０４「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に準拠して測定することができる。

【0030】

高炉スラグのＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）と、この高炉スラグを原料として用いたセメントの活性度指数との相関は、ばらつきが大きく、ＪＩＳ Ａ ６２０２「コンクリート用高炉スラグ微粉末」では、塩基度が１．６０以上と下限値が高めに設定されている。高炉スラグのＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）と活性度指数との関係では、活性度指数が十分に高い場合であっても、高炉スラグのＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）の下限値が高めに設定されているため、高めに設定されたＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）の下限値を下回る高炉スラグは、セメント原料として使用することができない。

【0031】

活性度指数と相関の強い塩基度群を予測して高炉スラグを選別するために、高炉スラグ中のＴｉＯ_２量及びＭｎＯ量の活性度指数への影響を考慮し、下記式（Ａ）により算出した指標（Ｂｍ）を選別基準に用いた高炉スラグの選別方法が提案されている。
指標（Ｂｍ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−０．１３×ＴｉＯ_２−ＭｎＯ・・・（Ａ）

【0032】

しかしながら、式（Ａ）により算出された指標（Ｂｍ）を選別基準に用いた場合、活性度指数と指標（Ｂｍ）との関係にはばらつきが見られる。そのため活性度指数と相関の強い指標が求められている。本発明は、セメントの活性度指数と相関が強く、優れた活性度指数を有するセメントの原料としての高炉スラグを選別することができる指標として、式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）を規定し、この指標となる塩基度Ｂｕ（７日）又は塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて、高炉スラグを精度よく選別することができる。

【0033】

本発明は、高炉スラグを選別する指標として用いる塩基度を導く式において、セメントの活性度指数に強く影響する高炉スラグの化学成分を見出した。本発明は、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数と強い相関を有する高炉スラグの塩基度群を予測することができ、活性度の高いセメントの原料として使用し得る高炉スラグを精度よく選別し得る式（１）及び式（２）を規定した。

【0034】

本発明の指標算出工程において、下記式（１）により算出する塩基度Ｂｕ（７日）群は、モルタル材齢７日の活性度指数と相関が強く、活性度指数を精度よく予測するための指標として用いることができる。本発明の指標算出工程は、下記式（１）により高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を算出し、この塩基度Ｂｕ（７日）の値から、優れた活性度指数を有する高炉セメントを得るための高炉スラグを選別することができる。
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ ・・・（１）
（但し、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）

【0035】

式（１）中、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量である。また、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、好ましくはａは０．２０〜０．６０、より好ましくはａは０．３５〜０．５５、最も好ましくはａは０．３７〜０．５０である。式（１）中、ｂは０．０５〜０．９５、好ましくはｂは０．１０〜０．７０、より好ましくはｂは０．２０〜０．６０、最も好ましくはｂは０．２０〜０．３１である。式（１）中、ｃは０．１５〜２．００、好ましくはｃは０．２５〜１．００、より好ましくはｃは０．３０〜０．５５、最も好ましくはｃは０．３５〜０．５２である。式（１）中、ｄは０．０５〜０．９５、好ましくはｄは０．０８〜０．５０、より好ましくはｄは０．１３〜０．３５、最も好ましくはｄは０．１５〜０．３５である。

【0036】

式（１）中、ＭｇＯ量の係数ａが０．０５〜０．６５、最も好ましくは０．３７〜０．５０、Ａｌ_２Ｏ_３量の係数ｂが０．０５〜０．９５、最も好ましくは０．２０〜０．３１、ＴｉＯ_２量の係数ｃが０．１５〜２．００、最も好ましくは０．３５〜０．５２、ＭｎＯ量の係数ｄが０．０５〜０．９５、最も好ましくは０．１５〜０．３５であると、モルタル材齢７日において、優れた活性度指数を有するセメントの原料として高炉スラグを選別することができる。本発明は、高炉スラグの少量の化学成分であるＴｉＯ_２量及びＭｎＯ量を考慮するとともに、ＭｇＯ量及びＡｌ_２Ｏ_３量が、高炉セメントの活性度指数に及ぼす影響を見直し、活性度指数を精度よく予測するための指標を新たに見出した。本発明は、塩基度Ｂｕ（７日）を導く式（１）において、高炉スラグのＴｉＯ_２量及びＭｎＯ量がセメントの活性度指数に及ぼす影響を考慮して、ＴｉＯ_２量の係数ｃ及びＭｎＯ量の係数ｄを新たに見出した。また、本発明は、塩基度Ｂｕ（７日）を導く式（１）において、高炉スラグのＭｇＯ量及びＡｌ_２Ｏ_３量が、セメントの活性度指数へ及ぼす影響を見直し、活性度指数を精度よく予測するためのＭｇＯ量の係数ａ及びＡｌ_２Ｏ_３量の係数ｂを新たに見出した。本発明は、モルタル材齢７日の活性度指数と強い相関がある高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を式（１）により算出することができ、この高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を指標として、優れた活性度指数を有するセメントの原料として、良好な高炉スラグを選別することができる。

【0037】

高炉スラグ中のＭｎＯは、高炉スラグの活性低下に影響する。式（１）中の高炉スラグのＭｎＯ量の係数ｄが０．０５〜０．９５であると、高炉スラグの活性低下に影響するＭｎＯ量のモルタル材齢７日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を導き出すことができる。式（１）の高炉スラグのＭｎＯ量の係数ｄは、従来の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＭｎＯ量の係数よりも小さい値である。

【0038】

高炉スラグ中のＴｉＯ_２は、高炉スラグの活性低下に影響する。式（１）中の高炉スラグのＴｉＯ_２量の係数ｃが０．１５〜２．００であると、高炉スラグの活性低下に影響するＴｉＯ_２量のモルタル材齢７日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を導き出すことができる。高炉スラグ中のＴｉＯ_２量の活性度指数への影響は大きく、式（１）の高炉スラグのＴｉＯ_２量の係数ｃは、従来の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＴｉＯ_２量の係数よりも大きな値である。

【0039】

高炉スラグ中のＭｇＯは、高炉スラグの活性向上に寄与する。式（１）中の高炉スラグのＭｇＯ量の係数ａが０．０５〜０．６５であると、高炉スラグの活性向上に寄与するＭｇＯ量のモルタル材齢７日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を導き出すことができる。式（１）の高炉スラグのＭｇＯ量の係数ａは、従来の式（Ｓ）より算出されるＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）におけるＭｇＯ量の係数又は式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＭｇＯ量の係数よりも小さい値である。

【0040】

高炉スラグ中のＡｌ_２Ｏ_３は、高炉スラグの活性向上に寄与する。式（１）中の高炉スラグのＡｌ_２Ｏ_３量の係数ｂが０．０５〜０．９５であると、高炉スラグの活性向上に寄与するＡｌ_２Ｏ_３量のモルタル材齢７日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を導き出すことができる。式（１）の高炉スラグのＡｌ_２Ｏ_３量の係数ｂは、従来の式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）又は式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＡｌ_２Ｏ_３量の係数よりも小さい値である。

【0041】

例えば、式（１）の係数が、a＝０．４３、ｂ＝０．２８、ｃ＝０．４６、ｄ＝０．２７のときに算出される塩基度Ｂｕ（７日）を横軸に、モルタル材齢７日の活性度指数を縦軸にとった場合の回帰直線と実測値との活性度指数の差（活性度指数のばらつき）は−６．８〜５．６％であり、Ｂｕは活性度指数と強い相関を示す。

【0042】

式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）は、０〜１．７０であることが好ましい。式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）は、より好ましくは０．６０〜１．３０、さらに好ましくは０．８０〜１．３０、特に好ましくは０．９０〜１．３０である。式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）が、さらに好ましくは０．８０〜１．３０であると、セメントの活性度指数と高炉スラグの塩基度の相関が強く、高い活性度を有するセメントを得るための原料として、品質が良く、均質な高炉スラグを選別することができる。

【0043】

式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０である場合は、ＣａＯ／ＳｉＯ_２、ＭｇＯ／ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３／ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｎＯの各項を独立変数とし、セメントの活性度指数を従属変数とした場合の重回帰分析の結果から式（１）におけるＭｇＯの係数ａ、Ａｌ_２Ｏ_３の係数ｂ、ＴｉＯ_２の係数ｃ、ＭｎＯの係数ｄを定めることができる。式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）は、例えば、係数がa＝０．４３、ｂ＝０．２８、ｃ＝０．４６、ｄ＝０．２７のとき、この塩基度Ｂｕ（７日）と活性度指数との回帰直線から実測値を引いた値が−６．８〜５．６％であり、活性度指数と強い相関を有し、良好な高炉スラグを選別する指標として用いることができる。

【0044】

本実施形態の高炉スラグの選別方法は、高炉スラグの化学成分に基づき、モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を式（２）により算出する指標算出工程と、その指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程とを含む。
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）

【0045】

本発明の指標算出工程において、式（２）により算出する塩基度Ｂｕ（２８日）群は、モルタル材齢２８日の活性度指数と相関が強く、活性度指数を精度よく予測するための指標として用いることができる。本発明の指標算出工程は、式（２）により高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を算出し、この塩基度Ｂｕ（２８日）の値から、高い活性度指数を有する高炉セメントを得るための高炉スラグを選別することができる。

【0046】

式（２）中、ＣａＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２及びＭｎＯは高炉スラグ中の各化学成分の含有量である。また、式（２）中、ａは０．０５〜０．６５、好ましくはａは０．２５〜０．５５、より好ましくはａは０．３５〜０．５０、最も好ましくはａは０．３７〜０．５０である。式（２）中、ｂは−０．４０〜０．９５、好ましくはｂは−０．３０〜０．９０、より好ましくはｂは−０．２５〜０．８５、最も好ましくはｂは−０．２５〜０．３１である。式（２）中、ｃは０．１５〜２．００、好ましくはｃは０．４０〜１．３０、より好ましくはｃは０．５０〜０．８５、最も好ましくはｃは０．５０〜０．８０である。式（２）中、ｄは０．０５〜０．９５、好ましくはｄは０．０８〜０．５０、より好ましくはｄは０．１０〜０．２５、最も好ましくはｄは０．１０〜０．２３である。

【0047】

式（２）中、ＭｇＯ量の係数ａが０．０５〜０．６５、最も好ましくはａが０．３７〜０．５０、Ａｌ_２Ｏ_３量の係数ｂが−０．４０〜０．９５、最も好ましくはｂが−０．２５〜０．３１、ＴｉＯ_２量の係数ｃが０．１５〜２．００、最も好ましくはｃが０．５０〜０．８０、ＭｎＯ量の係数ｄが０．０５〜０．９５、最も好ましくはｄが０．１０〜０．２３であると、モルタル材齢２８日において、優れた活性度指数を有するセメントの原料として高炉スラグを選別することができる。本発明は、高炉スラグの微量の化学成分であるＴｉＯ_２量及びＭｎＯ量を考慮するとともに、ＭｇＯ量及びＡｌ_２Ｏ_３量が、高炉セメントの活性度指数に及ぼす影響を見直し、活性度指数を精度よく予測するための指標を新たに見出した。本発明は、塩基度Ｂｕ（２８日）を導く式（２）において、高炉スラグのＴｉＯ_２量及びＭｎＯ量がセメントの活性度指数に及ぼす影響を考慮して、ＴｉＯ_２量の係数ｃ及びＭｎＯ量の係数ｄを新たに見出した。また、本発明は、塩基度Ｂｕ（２８日）を導く式（２）において、高炉スラグのＭｇＯ量及びＡｌ_２Ｏ_３量が、セメントの活性度指数へ及ぼす影響を見直し、活性度指数を精度よく予測するためのＭｇＯ量の係数ａ及びＡｌ_２Ｏ_３量の係数ｂを新たに見出した。本発明は、モルタル材齢２８日の活性度指数と強い相関がある高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を式（２）により算出することができ、この高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を指標として、活性度指数の優れたセメントの原料として、良好な高炉スラグを選別することができる。

【0048】

高炉スラグ中のＭｎＯは、高炉スラグの活性低下に寄与する。式（２）中の高炉スラグのＭｎＯ量の係数ｄが０．０５〜０．９５であると、高炉スラグの活性低下に寄与するＭｎＯ量のモルタル材齢２８日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出すことができる。式（２）の高炉スラグのＭｎＯ量の係数ｄは、従来の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＭｎＯ量の係数よりも小さい値である。

【0049】

高炉スラグ中のＴｉＯ_２は、高炉スラグの活性低下に寄与する。式（２）中の高炉スラグのＴｉＯ_２量の係数ｃが０．１５〜２．００であると、高炉スラグの活性低下に寄与するＴｉＯ_２量のモルタル材齢７日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出すことができる。高炉スラグ中のＴｉＯ_２量の活性度指数への影響は大きく、式（２）の高炉スラグのＴｉＯ_２量の係数ｃは、従来の式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＴｉＯ_２量の係数よりも大きな値である。

【0050】

高炉スラグ中のＭｇＯは、高炉スラグの活性向上に寄与する。式（２）中の高炉スラグのＭｇＯ量の係数ａが０．０５〜０．６５であると、高炉スラグの活性向上に寄与するＭｇＯ量のモルタル材齢２８日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出すことができる。式（２）の高炉スラグのＭｇＯ量の係数ａは、従来の式（Ｓ）より算出されるＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）又は式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＭｇＯ量の係数よりも小さい値である。

【0051】

高炉スラグ中のＡｌ_２Ｏ_３は、高炉スラグの活性向上に寄与する。式（２）中の高炉スラグのＡｌ_２Ｏ_３量の係数ｂが−０．４０〜０．９５であると、高炉スラグの活性向上に寄与するＡｌ_２Ｏ_３量のモルタル材齢２８日の活性度指数への影響を考慮し、活性度指数と強い相関があり、活性度指数のばらつきが最も小さくなる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出すことができる。式（２）の高炉スラグのＡｌ_２Ｏ_３量の係数ｂは、従来の式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）又は式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）におけるＡｌ_２Ｏ_３量の係数よりも小さい値である。

【0052】

例えば、式（２）の係数が、a＝０．４２、ｂ＝−０．１６、ｃ＝０．６０、ｄ＝０．１４のときに算出される塩基度Ｂｕ（２８日）を横軸に、モルタル材齢２８日の活性度指数を縦軸にとった場合の回帰直線から実測値を引いた値が−５．２〜５．２％であり、Ｂｕは活性度指数と強い相関を示す。

【0053】

式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）は、−０．２０〜１．７０であることが好ましい。式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）は、より好ましくは０．６０〜１．３０、さらに好ましくは０．６５〜１．２０、特に好ましくは０．６５〜１．１０である。式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）が、さらに好ましくは０．６５〜１．２０であると、セメントの活性度指数と高炉スラグの塩基度の相関が強く、高い活性度を有するセメントを得るための原料として、品質が良く、均質な高炉スラグを選別することができる。

【0054】

式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜０〜１．７０である場合は、ＣａＯ／ＳｉＯ_２、ＭｇＯ／ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３／ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｎＯの各項を独立変数とし、セメントの活性度指数を従属変数とした場合の重回帰分析の結果から式（２）におけるＭｇＯの係数ａ、Ａｌ_２Ｏ_３の係数ｂ、ＴｉＯ_２の係数ｃ、ＭｎＯの係数ｄを定めることができる。式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）は、例えば、係数がa＝０．４２、ｂ＝−０．１６、ｃ＝０．６０、ｄ＝０．１４のとき、この塩基度Ｂｕ（２８日）と活性度指数との回帰直線から実測値を引いた値が−５．２〜５．２％であり、活性度指数と強い相関を有し、良好な高炉スラグを選別する指標として用いることができる。

【0055】

本発明の選別工程において、式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて、高炉スラグを選別することができる。式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）から、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数を予測することができ、高い活性度指数を有するセメントの原料として高炉スラグを選別することができる。本発明の選別工程によれば、品質が良く、均質な高炉スラグを選別することが可能となる。選別工程における高炉スラグの選別は、任意の高炉スラグをサンプリングし、塩基度Ｂｕを求めた後、良好な塩基度Ｂｕを示した高炉スラグと同一のロットの高炉スラグを選別する等の方法が挙げられる。

【0056】

＜高炉セメントの製造方法＞
次に、本発明の高炉セメントの製造方法について説明する。
高炉セメントの製造方法は、選別工程までは、上述した高炉スラグの選別方法と同じ工程を経れば良い。

【0057】

本発明は、モルタル材齢７日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）を下記式（１）
Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（１）
（但し、式（１）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは０．０５〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（７日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含む。

【0058】

本発明の高炉セメントの製造方法は、式（１）により算出される高炉スラグの塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値であり、選別工程において、高炉スラグの塩基度が、塩基度Ｂｕ（７日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、塩基度Ｂｕ（７日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む。本発明の高炉セメントの製造方法によれば、高炉セメントに要求される活性度指数に応じて、高活性度高炉スラグと低活性度高炉スラグとの配合量を調整して、要求される活性度指数を有する高炉セメントを製造することができる。例えば、式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）が０〜１．７０のいずれかの値であり、この値未満の塩基度である低活性度高炉スラグは、塩基度Ｂｕ（７日）の値以上の塩基度である高活性度高炉スラグと混合して用いることができる。

【0059】

本発明は、モルタル材齢２８日のセメントの活性度指数の指標となる高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）を下記式（２）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯ・・・（２）
（但し、式（２）中、ａは０．０５〜０．６５、ｂは−０．４０〜０．９５、ｃは０．１５〜２．００、ｄは０．０５〜０．９５である。）
により算出する指標算出工程と、指標となる塩基度Ｂｕ（２８日）に基づいて高炉スラグを選別する選別工程と、前記選別された高炉スラグとセメントとを混合し高炉セメントを製造する製造工程とを含む。

【0060】

本発明の高炉セメントの製造方法は、式（２）により算出された高炉スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、選別工程において、高炉スラグの塩基度が、塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上である高炉スラグを高活性度高炉スラグとして選別し、塩基度Ｂｕ（２８日）の値未満である高炉スラグを低活性度高炉スラグとして選別する工程を含む。本発明の高炉セメントの製造方法によれば、高炉セメントに要求される活性度指数に応じて、高活性度高炉スラグと低活性度高炉スラグとの配合量を調整して、要求される活性度指数を有する高炉セメントを製造することができる。例えば、式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）が−０．２０〜１．７０のいずれかの値であり、この値未満の塩基度である低活性度高炉スラグは、塩基度Ｂｕ（２８日）の値以上の塩基度である高活性度高炉スラグと混合して用いることができる。

【0061】

本発明のセメントの製造工程の実施形態としては、選別した高炉スラグを粉砕した後、セメントを混合して高炉セメントを製造する方法や、選別された高炉スラグとセメントの混合と粉砕とを同時に行い高炉セメントを製造する方法等が挙げられる。セメント製造工程において、セメントと混合する高炉スラグの量を調整することによって、モルタル活性度指数を調節することも可能である。

【0062】

本発明の高炉セメントの製造方法は、さらに強度補完工程を含むことで、高炉セメントの強度発現性をより高めるとともに、塩基度Ｂｕの低い高炉スラグをも有効利用することができる。前記強度補完工程としては、高炉スラグの粉末度を調整する工程、ポルトランドセメントの粉末度を調整する工程、高炉セメントの粉末度を調整する工程、塩素を含む無機物質の添加量を調整する工程、石膏の添加量を調整する工程や石灰石の添加量を調整する工程などがあり、これらの２つ以上を組み合わせることもできる。なお、粉末度の調整には各種の粉砕方法を用いる事ができるが、例えばチューブミルや振動ミル、竪型ミル等を使用できる。

【0063】

前記塩素を含む無機物質とは、塩素バイパスダストや電気集塵ダスト、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ_２等、塩素を含有するものである。
無機物質の添加量は、高炉セメント中の塩素含有量が好ましくは３０〜３５０ｍｇ／ｋｇ、より好ましくは４０〜３２０ｍｇ／ｋｇ、さらに好ましくは５０〜３００ｍｇ／ｋｇ、特に好ましくは６０〜２５０ｍｇ／ｋｇになるよう調整する。

【0064】

本発明の高炉セメントの製造方法によって得られる高炉セメントは、ブレーン比表面積が、好ましくは３０００〜４８００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは３１００〜４７００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは３２００〜４６００ｃｍ^２／ｇ、特に好ましくは３３００〜４５００ｃｍ^２／ｇである。
高炉セメントのブレーン比表面積は、強度発現性に影響し、本発明の製造方法によって得られる高炉セメントのブレーン比表面積がさらに好ましくは３２００〜４６００ｃｍ^２／ｇとなるように、十分粉砕することによって、活性度指数の良好な高炉セメントを得ることができる。

【0065】

本発明の高炉セメントの製造方法においては、高炉スラグと混合するセメントとして種々のポルトランドセメントを使用することができるが、入手のし易さから、普通ポルトランドセメントを用いることが好ましい。また、セメントのブレーン比表面積の下限値は、強度発現性の観点から、好ましくは２８００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは３０００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは３３００ｃｍ^２／ｇ、特に好ましくは３５００ｃｍ^２／ｇである。また、セメントのブレーン比表面積の上限値は、流動性保持の観点から、好ましくは５０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは４５００ｃｍ^２／ｇ、特に好ましくは４０００ｃｍ^２／ｇである。

【0066】

本発明の高炉セメントの製造方法によって得られる高炉セメントは、強度発現性の観点から、高炉スラグのブレーン比表面積の下限値が好ましくは３０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは３５００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは４１００ｃｍ^２／ｇ、特に好ましくは４３００ｃｍ^２／ｇである。また、流動性保持の観点から、その上限値は好ましくは９０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは７０００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは５０００ｃｍ^２／ｇ、特に好ましくは４６００ｃｍ^２／ｇである。

【0067】

本発明の高炉セメントの製造方法は、セメントクリンカーを製造する工程と、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグとを混合し、粉砕してセメントを得る工程を含んでいてもよい。セメントを得る工程において使用される高炉スラグは、式（１）により算出された塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出された塩基度Ｂｕ（２８日）を指標として選別された高炉スラグを除く。

【0068】

本発明の高炉セメントの製造方法によって得られる高炉セメントは、石膏の添加量がＳＯ_３ベースで１．４〜２．３％、好ましくは１．４５〜２．０質量％、より好ましくは１．５〜１．８％、さらに好ましくは１．５５〜１．７質量％である。この範囲であれば強度発現性に優れる高炉セメントを提供することができる。

【0069】

本発明の高炉セメントの製造方法として、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグを混合する工程において、さらに少量の混合材を添加してもよい。混合材は、ＪＩＳ Ｒ ５２１１「高炉セメント」に規定される高炉スラグ、ＪＩＳ Ｒ ５２１２「シリカセメント」に規定されるシリカ質混合材、ＪＩＳ Ａ ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に規定されるフライアッシュ、ＪＩＳ Ｒ ５２１０「ポルトランドセメント」に規定される石灰石を利用することができる。

【0070】

本発明の高炉セメントの製造方法によって得られる高炉セメントは、石灰石の添加量が１〜６質量％、好ましくは１．５〜５．５質量％、より好ましくは２〜５質量％、さらに好ましくは２．５〜４．５質量％である。この範囲であれば強度発現性に優れる高炉セメントを提供することができる。

【0071】

セメントクリンカーを製造する工程は、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、銅からみ及び焼却灰からなる群より選ばれる原料を混合し、焼成してセメントクリンカーを製造する。

【0072】

セメントクリンカーは、ＳＰ方式（多段サイクロン予熱方式）又はＮＳＰ方式（仮焼炉を併設した多段サイクロン予熱方式）等の既存のセメント製造設備を用いて、製造することができる。

【0073】

本発明のセメントクリンカーと石膏と高炉スラグと少量混合物などを混合する方法としては、特に制限されるものではなく、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグとを混合粉砕する方法や、セメントクリンカーと石膏とを混合粉砕後、別粉砕したスラグとを混合する方法等があげられる。

【実施例】

【0074】

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

【0075】

○試製スラグでの評価
１．試製の水砕スラグの製造
表１に示す化学成分が異なる水砕スラグを電気炉で加熱して作製した。表１の化学成分は、水砕スラグを製造するための試薬の量（質量％）である。水砕スラグの原料には試薬を用い（ＣａＣＯ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＴｉＯ_２、ＭｎＯ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ）、調合した原料はカーボン坩堝に入れてカーボン製の蓋をし、１０００℃で１５分間脱炭酸した後、５０℃／分で１５００℃まで昇温し、その温度で３０分間加熱した。その後、溶融した試料を水中に投入し、水砕スラグとした。水中から取り出した水砕スラグは１０５℃で乾燥し、ブレーン比表面積が４３００±１００ｃｍ^２／ｇとなるようにボールミルで粉砕した。製造した水砕スラグは試製スラグとした。
本例において、試製スラグの化学成分は、試薬の量（質量％）を表１に示したが、水砕スラグの化学成分の含有量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２「ポルトランドセメントの化学分析方法」又はＪＩＳ Ｒ ５２０４「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に準拠して測定することができる。

【0076】

２．試製スラグを用いた高炉セメントの製造
各試製スラグと市販のポルトランドセメントを１：１の割合で混合し、各高炉セメントを製造した。高炉セメントは、ブレーン比表面積が４３００±１００ｃｍ^２／ｇである。

【0077】

３．モルタル活性度指数
各試製スラグを用いて製造した高炉セメントに、更に砂、水を加え混合してモルタルを製造した。砂は、セメント試験用標準砂を使用した。水は、水道水を使用した。高炉セメント４５０ｇ、砂１３５０ｇ、水２２５ｇを配合し、モルタルを製造した。材齢７日モルタル、材齢２８日モルタルの活性度指数は、ＪＩＳ Ａ ６２０６：２０１３「コンクリート用高炉スラグ微粉末」の付属書に記載されている「高炉スラグ微粉末のモルタルによる活性度指数およびフロー値比の試験方法」に準拠して測定した。結果を表１に示す。

【0078】

【表1】

【0079】

各試製スラグの各化学成分に基づき、ＣａＯ／ＳｉＯ_２、ＭｇＯ／ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３／ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＭｎＯの各項を独立変数とし、モルタル材齢７日の活性度指数又はモルタル材齢２８日の活性度指数を従属変数として重回帰分析を行った。重回帰分析から求めた独立変数の各項の係数について、ＣａＯ／ＳｉＯ_２の係数ですべての項の係数を除し、その値を（ＣａＯ＋ａ×ＭｇＯ＋ｂ×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−ｃ×ＴｉＯ_２−ｄ×ＭｎＯの係数として、モルタル材齢７日又はモルタル材齢２８日に分けて、それぞれ求めた。式（１）は、モルタル材齢７日の活性度指数を使用して重回帰分析から各化学成分の係数を求めた。式（２）は、モルタル材齢２８日の活性度指数を使用して重回帰分析から各化学成分の係数を求めた。式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）は、ＪＩＳ Ａ ６２０２に規定される式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）や従来の式（Ａ）により算出される塩基度（Ｂｍ）よりも、ＭｇＯの係数ａ、Ａｌ_２Ｏ_３の係数ｂ及びＭｎＯ係数ｄが小さいことから、これらの高炉スラグ中の化学成分の活性度指数に及ぼす影響は小さい。また、式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）は、従来の式（Ａ）により算出される塩基度（Ｂｍ）よりも、ＴｉＯ_２の係数ｃが大きいことから、高炉スラグ中のＴｉＯ_２の活性度指数に及ぼす影響は大きい。

【0080】

Ｂｕ（７日）＝（ＣａＯ＋０．４３×ＭｇＯ＋０．２８×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−０．４６×ＴｉＯ_２−０．２７×ＭｎＯ・・・（１’）
Ｂｕ（２８日）＝（ＣａＯ＋０．４２×ＭｇＯ−０．１６×Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−０．６０×ＴｉＯ_２−０．１４×ＭｎＯ・・・（２’）

【0081】

試製スラグは、試製スラグの各化学成分の含有量及び式（１’）により、塩基度Ｂｕ（７日）を求めた。また、試製スラグは、試製スラグの各化学成分の含有量及び式（２’）により、塩基度Ｂｕ（２８日）を求めた。また、試製スラグは、試製スラグの各化学成分の含有量と各式に基づき、式（Ｓ）によりＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）、式（Ａ）により指標（Ｂｍ）、式（Ｂ）により塩基度（Ｂ_Ｂ）、式（Ｃ）により塩基度（Ｂ_Ｃ）、式（Ｄ）により塩基度（Ｂ_Ｄ）、式（Ｆ）によりモルタル材齢７日の塩基度（Ｂ_Ｆ７）、式（Ｆ）によりモルタル材齢２８日の塩基度（Ｂ_Ｆ２８）を求めた。表２に各式により算出された各試製スラグの塩基度を示す。

【0082】

ＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２・・・（Ｓ）
指標（Ｂｍ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋Ａｌ_２Ｏ_３）／ＳｉＯ_２−０．１３×ＴｉＯ_２−ＭｎＯ・・・（Ａ）
塩基度（Ｂ_Ｂ）＝ＣａＯ＋（２／３）×ＭｇＯ−ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３・・・（Ｂ）
塩基度（Ｂ_Ｃ）＝（ＣａＯ＋０．７×ＭｇＯ）／（０．９４×ＳｉＯ_２＋０．１８×Ａｌ_２Ｏ_３）・・・（Ｃ）
塩基度（Ｂ_Ｄ）＝（ＣａＯ＋Ａｌ_２Ｏ_３＋ＭｇＯ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｓ）／（ＳｉＯ_２＋ＴｉＯ_２）・・・（Ｄ）
塩基度（Ｂ_Ｅ）＝（ＣａＯ＋ＭｇＯ＋（１／３）×Ａｌ_２Ｏ_３）／（ＳｉＯ_２＋（２／３）×Ａｌ_２Ｏ_３）・・・（Ｅ）
塩基度（Ｂ_Ｆ７）＝（Ｋｃ×ＣａＯ＋Ｋａ×Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｋｍ×ＭｇＯ＋Ｋｎ×Ｎａ_２Ｏ＋Ｋｓｕ×Ｓ）／（ＳｉＯ_２＋Ｋｔ×ＴｉＯ_２）・・・（Ｆ）
（但し、材齢７日の場合、Ｋｃは１．４２、Ｋａは１．２９、Ｋｍは１．７５、Ｋｔは４．９９、Ｋｎは３．３３、Ｋｓｕは２．６９である。）
塩基度（Ｂ_Ｆ２８）＝（Ｋｃ×ＣａＯ＋Ｋａ×Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｋｍ×ＭｇＯ＋Ｋｎ×Ｎａ_２Ｏ＋Ｋｓｕ×Ｓ）／（ＳｉＯ_２＋Ｋｔ×ＴｉＯ_２）・・・（Ｆ）
（但し、材齢２８日の場合、Ｋｃは０．２４、Ｋａは０．４２、Ｋｍは０．２３、Ｋｔは２．６３、Ｋｎは０．９９、Ｋｓｕは０．４５である。

【0083】

【表2】

【0084】

図１は、本発明の式（１’）により算出される各試製スラグの塩基度Ｂｕ（７日）とモルタル材齢７日の活性度指数の関係と、本発明の式（２’）により算出される各試製スラグの塩基度Ｂｕ（２８日）とモルタル材齢２８日の活性度指数の関係とを示すグラフである。
図１に示すように、式（１’）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−６．８〜５．６％であり、活性度指数との相関が強く、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）を指標として、精度よくモルタル材齢７日の活性度指数を予測することができ、優れた活性度指数を有するセメント原料として使用可能な良好な高炉スラグを選別できることが確認できた。
図１に示すように、式（２’）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）と、モルタル材齢２８日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−５．２〜５．２％であり、活性度指数との相関が強く、本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）を指標として、精度よくモルタル材齢２８日の活性度指数を予測することができ、優れた活性度指数を有するセメント原料として使用可能な良好な高炉スラグを選別できることが確認できた。

【0085】

図２は、式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）とモルタル材齢７日の活性度指数又はモルタル材齢２８日の活性度指数との関係では、図２中、丸で囲ったデータはＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）に対してモルタル材齢７日の活性度指数又はモルタル材齢２８日の活性度指数が低く、ＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）と活性度指数とのばらつきが大きく、ＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）から活性度指数を予測できず、要求される活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｓ）により算出されるＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）に基づいて選別できない場合がある。

【0086】

図３は、式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）とモルタル材齢７日の活性度指数又はモルタル材齢２８日の活性度指数との関係では、図３中、丸で囲ったデータは式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）に対してモルタル材齢７日の活性度指数又はモルタル材齢２８日の活性度指数が高く、式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）と活性度指数とのばらつきが大きく、式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ａ）により算出される指標（Ｂｍ）に基づいて選別できない場合がある。

【0087】

図４は、式（Ｂ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｂ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図４に示すように、式（Ｂ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｂ）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−１１．７〜１８．７％であり、材齢２８日では−６．３〜１４．８％であり、式（Ｂ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｂ）と活性度指数とのばらつきが、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）よりも大きく、式（Ｂ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｂ）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｂ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｂ）に基づいて選別できない場合がある。

【0088】

図５は、式（Ｃ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｃ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図５に示すように、式（Ｃ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｃ）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−９．９〜１８．８％であり、材齢２８日では−６．４〜１４．８％であり、式（Ｃ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｃ）と活性度指数とのばらつきが、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）よりも大きく、式（Ｃ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｃ）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｃ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｃ）に基づいて選別できない場合がある。

【0089】

図６は、式（Ｄ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｄ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図６に示すように、式（Ｄ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｄ）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−８．３〜１５．８％であり、材齢２８日では−７．１〜１２．９％であり、式（Ｄ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｄ）と活性度指数とのばらつきが、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）よりも大きく、式（Ｄ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｄ）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｄ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｄ）に基づいて選別できない場合がある。

【0090】

図７は、式（Ｅ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｅ）と、モルタル材齢７日の活性度指数及びモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図７に示すように、式（Ｅ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｅ）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−１０．８〜１８．６％であり、材齢２８日では−６．４〜１４．７％であり、式（Ｅ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｅ）と活性度指数とのばらつきが、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）又は本発明の式（２）により算出される塩基度Ｂｕ（２８日）よりも大きく、式（Ｅ）の塩基度（Ｂ_Ｅ）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｅ）により算出される塩基度（Ｂ_Ｅ）に基づいて選別できない場合がある。

【0091】

図８は、式（Ｆ）のモルタル材齢７日の塩基度（Ｂ_Ｆ７）とモルタル材齢７日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図８に示すように、式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢７日の塩基度（Ｂ_Ｆ７）と、モルタル材齢７日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−７．９〜８．５％であり、式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢７日の塩基度（Ｂ_Ｆ７）とモルタル活性度指数とのばらつきが、本発明の式（１）により算出される塩基度Ｂｕ（７日）よりも大きく、式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢７日の塩基度（Ｂ_Ｆ７）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢７日の塩基度（Ｂ_Ｆ７）に基づいて選別できない場合がある。

【0092】

図９は、式（Ｆ）のモルタル材齢２８日の塩基度（Ｂ_Ｆ２８）とモルタル材齢２８日の活性度指数の関係を示すグラフである。
図９に示すように、式（Ｆ）のモルタル材齢２８日の塩基度（Ｂ_Ｆ２８）と、モルタル材齢２８日の活性度指数とは、回帰直線から実測値を引いた値が−７．４〜１１．１％であり、式（Ｆ）のモルタル材齢２８日の塩基度（Ｂ_Ｆ２８）とモルタル活性度指数とのばらつきが、本発明の式（２）の塩基度Ｂｕ（２８日）よりも大きく、式（Ｆ）のモルタル材齢２８日の塩基度（Ｂ_Ｆ２８）から活性度指数を的確に予測できず、求められる活性度指数を示す高炉セメントの原料として使用される高炉スラグを式（Ｆ）により算出されるモルタル材齢２８日の塩基度（Ｂ_Ｆ２８）に基づいて選別できない場合がある。

【0093】

本発明は、高炉スラグの各化学成分の活性度指数への影響を見直し、ＪＩＳ塩基度（Ｂ_ＪＩＳ）を導き出す式（Ｓ）や従来の指標（Ｂｍ）を導き出す式（Ａ）における各化学成分の係数に比べて、塩基度Ｂｕ（７日）を導き出す式（１）又は塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出す式（２）におけるＭｇＯの係数ａ、Ａｌ_２Ｏ_３の係数ｂ、ＭｎＯの係数ｄを小さくし、ＴｉＯ_２の係数ｃを大きくしたことで、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数を予測する精度が高まったと考えられる。また、従来の塩基度（Ｂ_Ｂ）を導く式（Ｂ）、塩基度（Ｂ_Ｃ）を導く式（Ｃ）、モルタル材齢２８日の塩基度（Ｂ_Ｆ２８）を導く式（Ｆ）では、ＭｇＯの係数やＡｌ_２Ｏ_３の係数を１よりも小さくしているものもあるが、本発明の塩基度Ｂｕ（７日）を導く式（１）又は塩基度Ｂｕ（２８日）を導く式（２）では、ＭｇＯの係数ａ及びＡｌ_２Ｏ_３の係数ｂを、従来の式（Ｂ）、式（Ｃ）又は式（Ｆ）よりも小さくすることによって、高炉スラグを用いたセメントの活性度指数の予測精度をより高めることができた。

【0094】

○Ｂｕを用いた高炉セメントの製造方法
１．低活性スラグと高活性スラグを混合した高炉セメントの試験方法
選別された低活性スラグを利用するための方法として、表３に示すＢｕが低い高炉スラグ（Ｎｏ．１）とＢｕが高い高炉スラグ（Ｎｏ．２）をＢｕ（７日）が１．００以上となるように１：１で混合した場合、Ｂｕは７日で１．０７、２８日で０．８４となり、活性度指数は、７日で８２．５％、２８日で１０３．０％となる。低活性スラグと高活性スラグの両者を組み合わせることで、低活性スラグ単独の場合よりもＢｕが高まり、強度発現性が良好な高炉セメントを得ることができる。更に、塩基度Ｂｕを用いることで活性度指数を精度よく予測することが可能となり、低活性スラグをより有効に使いこなすことができる。

【0095】

【表3】

【0096】

２．各種補完策による高炉セメントの強度改善
各種補完策を実施した場合の高炉セメントの強度改善への影響を調査した。

【0097】

２．１ 試験方法
評価は、高炉スラグ粉とポルトランドセメント（ＮＣ）とを別々に製造する分離粉砕の水準と、高炉スラグ、クリンカー、石膏及び石灰石を混合して同時に粉砕する混合粉砕の水準とで評価した。

【0098】

本試験に使用した材料のキャラクターを表４〜７に示す。また、表８および表９に分離粉砕および混合粉砕の粉砕時における材料の配合を示す。これらの材料に対して、粉砕助剤を添加し、所定のボールミルで粉砕した。強度補完策としては、粉末度の増加（分離粉砕：Ｎとスラグ，混合粉砕：高炉セメント）や石膏添加量、石灰石添加量を調製することによって強度改善を試みた。混合粉砕では、予めスラグをブレーン比表面積が３６００ｃｍ^２／ｇとなるように粉砕し、その他材料と混合して粉砕を行った。分離粉砕の場合は、製造した高炉スラグ粉をポルトランドセメントに対して４４．５質量％添加した。
これらの作製したセメントを用いて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に準拠して、モルタル供試体の作製および圧縮強さ（材齢７日、２８日）の測定を行い、モルタル圧縮強さの基準との比によって強度発現性を評価した。
強度発現性は、分離粉砕と混合粉砕でそれぞれ基準（Ｎｏ．１とＮｏ．９）に対する強さ比で評価した。

【0099】

【表4】

【0100】

【表5】

【0101】

【表6】

【0102】

【表7】

【0103】

【表8】

【0104】

【表9】

【0105】

２．２ 試験結果
（１）分離粉砕時の補完策
図１０〜１２にそれぞれ、高炉スラグもしくはポルトランドセメントのブレーン比表面積の影響（丸のプロットは高炉スラグのブレーンを増加した場合、三角のプロットはＮＣのブレーンを増加した場合を示す）、石膏添加量の影響、石灰石添加量の影響を調べた結果を示す。スラグもしくはＮＣの粉末度を大きくすることで、高炉セメントの強度発現性は高くなった。特に、スラグの粉末度を高めた方が強度改善の効果は大きかった。また、石灰石添加量が増加するほど強度発現性は大きくなる傾向であった。石膏添加量の影響は、ＳＯ_３基準で１．６質量％付近が最大となった。

【0106】

（２）混合粉砕時の補完策
図１３〜１５にそれぞれ、高炉セメントのブレーン比表面積の影響、石膏添加量の影響、石灰石添加量の影響を調べた結果を示す。粉末度を大きくすることで、強度発現性は高くなった。石膏添加量の影響は、ＳＯ_３基準で１．６質量％付近が最大となった。また、石灰石添加量の影響は、添加量の増加に従って強度発現性は大きくなる傾向であり、特に材齢７日では優れた強度改善効果が認められた。

【産業上の利用可能性】

【0107】

本発明は、高炉スラグのＴｉＯ_２及びＭｎＯとともに、ＭｇＯ及びＡｌ_２Ｏ_３の各化学成分の活性度指数に及ぼす影響を見直し、活性度指数を精度よく予測するための指標となる塩基度Ｂｕ（７日）を導き出す式（１）又は塩基度Ｂｕ（２８日）を導き出す式（２）を規定し、この塩基度Ｂｕ（７日）又は塩基度Ｂｕ（２８日）を指標として、優れた活性度指数を有するセメントの原料として高炉スラグを選別することができ、産業上有用である。また、本発明は、選別した高炉スラグを用いて高炉セメントを製造することができ、産業上有用である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】