特許 7216462 吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材及びそれを用いた吹き付け用モルタル並びに吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法

(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】

(24)【登録日】2023-01-24

(45)【発行日】2023-02-01

(54)【発明の名称】吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材及びそれを用いた吹き付け用モルタル並びに吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 18/14 20060101AFI20230125BHJP

   C04B 28/02 20060101ALI20230125BHJP

   C04B 5/00 20060101ALI20230125BHJP

   C04B 20/00 20060101ALI20230125BHJP

   F27D 15/00 20060101ALI20230125BHJP

   F27D 15/02 20060101ALI20230125BHJP

   E21D 11/10 20060101ALI20230125BHJP

【ＦＩ】

C04B18/14 F

C04B28/02

C04B5/00 B

C04B5/00 C

C04B20/00 B

F27D15/00 C

F27D15/02 A

E21D11/10 D

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018213274

(22)【出願日】2018-11-13

(65)【公開番号】P2020079183

(43)【公開日】2020-05-28

【審査請求日】2021-08-16

(73)【特許権者】

【識別番号】503378420

【氏名又は名称】日鉄ステンレス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】片山 賢一

(72)【発明者】

【氏名】小林 徹

(72)【発明者】

【氏名】小川 幸子

(72)【発明者】

【氏名】田村 節男

【審査官】手島 理

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－００１３５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２５４９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５２０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２４１１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１８５０５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０４Ｂ １８／１４

Ｃ０４Ｂ ２８／０２

Ｃ０４Ｂ ５／００

Ｃ０４Ｂ ２０／００

Ｆ２７Ｄ １５／００

Ｆ２７Ｄ １５／０２

Ｅ２１Ｄ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

製鋼スラグから生成され、粒径が０ｍｍより大きくかつ３ｍｍ以下の範囲内にある砂状スラグからなる、
吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材。

【請求項2】

前記砂状スラグは、０質量％超過０．４質量％未満のＦ、３５質量％以上かつ６５質量％以下のＣａＯ、２０質量％以上かつ５５質量％以下のＳｉＯ₂及び１質量％以上かつ１５質量％以下のＡｌ₂Ｏ₃を含み、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂）が０．７以上かつ１．７以下である、
請求項１記載の吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のスラグ細骨材、セメント及び水が混練された吹き付け用モルタル。

【請求項4】

混練時の水／セメント比が５５％以上かつ６２％以下であり、セメント単位量が３００ｋｇ／ｍ³以上かつ４１０ｋｇ／ｍ³以下であり、スラグ細骨材／セメント比が５．０以上かつ６．８以下である、
請求項３記載の吹き付け用モルタル。

【請求項5】

前記セメント単位量が３００ｋｇ／ｍ ³ 以上かつ３５０ｋｇ／ｍ ³ 以下である、
請求項４記載の吹き付け用モルタル。

【請求項6】

請求項１記載の吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造するための方法であって、
溶融状態の製鋼スラグを得る製鋼工程と、
前記製鋼工程で得られた溶融状態の前記製鋼スラグを冷却固化させる冷却固化工程と、
前記冷却固化工程の後に、前記製鋼スラグに対して破砕、選鉱及び分級を行い、粒径が０ｍｍより大きくかつ３ｍｍ以下の範囲内にある砂状スラグを得る砂状化工程と
を含む、
吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法。

【請求項7】

前記冷却固化工程は、２４時間以上かけて前記製鋼スラグを冷却固化するとともに、前記製鋼スラグが７００℃以上のとき、前記製鋼スラグの温度を毎分１℃以下で低下させる、
請求項６記載の吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法。

【請求項8】

前記砂状スラグは、０質量％超過０．４質量％未満のＦ、３５質量％以上かつ６５質量％以下のＣａＯ、２０質量％以上かつ５５質量％以下のＳｉＯ₂及び１質量％以上かつ１５質量％以下のＡｌ₂Ｏ₃を含み、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂）が０．７以上かつ１．７以下である、
請求項６又は請求項７に記載の吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、製鋼工程で生成される製鋼スラグから生成される吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材及びそれを用いた吹き付け用モルタル並びに吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、土砂崩れ等の事象を防止することを目的として、法面又は法枠にモルタルを吹き付けることが行われる。従来、モルタルに配合される細骨材として、海砂、山砂、又は砕石を加工して製造した砕砂等の天然砂が使用されてきた。しかしながら、天然砂、特に海砂の採取は禁止されつつある。このため、輸入や遠方からの輸送などで天然砂の使用コストは高くなりつつある。また、これらの天然砂を使用し続ける事は自然環境の破壊をもたらす。このような状況に対し、天然砂の代替材の開発が進められている。例えば下記の特許文献１，２等に示されるように、代替材として、ゴミ溶融スラグ及び鉄鋼スラグなどを活用することが検討されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００５－６７９３８号公報

【文献】特開２０１７－２２２５３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

吹き付け用モルタルへの鉄鋼スラグの適用を試みたところ、以下のような課題が生じた。すなわち、鉄鋼スラグを材料として含むモルタルを法面又は法枠等の対象に吹き付けたところ、多くのモルタルが対象の表面でリバウンドする（跳ね返る）ことがあった。リバウンドしたモルタルは産業廃棄物として処分する必要があり、モルタルのリバウンド量を低減することが望まれる。

【0005】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モルタルを吹き付けた際のモルタルのリバウンド量を低減できる吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材及びそれを用いた吹き付け用モルタル並びに吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材は、製鋼スラグから生成され、粒径が０ｍｍより大きくかつ３ｍｍ以下の範囲内にある砂状スラグからなる。

【0007】

また、本発明に係る吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を用いた吹き付け用モルタルは、上述のスラグ細骨材、セメント及び水が混錬されたものである。

【0008】

また、本発明に係る吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法は、溶融状態の製鋼スラグを得る製鋼工程と、製鋼工程で得られた溶融状態の製鋼スラグを冷却固化させる冷却固化工程と、冷却固化工程の後に、製鋼スラグに対して破砕、選鉱及び分級を行い、粒径が０ｍｍより大きくかつ３ｍｍ以下の範囲内にある砂状スラグを得る砂状化工程とを含む。

【発明の効果】

【0009】

本発明の吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材及びそれを用いた吹き付け用モルタル並びに吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法によれば、スラグ細骨材を構成する砂状スラグの粒径が０ｍｍより大きくかつ３ｍｍ以下の範囲内にあるので、モルタルを吹き付けた際のモルタルのリバウンド量を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施の形態による吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法を示すフロチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【0012】

図１は、本発明の実施の形態による吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法を示すフロチャートである。図１の方法により製造されるスラグ細骨材は、吹き付け用モルタルの材料となるものである。吹き付け用モルタルとは、法面又は法枠等の対象に吹き付ける用途に使用されるモルタルを意味する。

【0013】

本実施の形態のスラグ細骨材は、図１に示す方法により製造される。図１に示すように、本発明の実施の形態によるスラグ細骨材を製造する方法には、製鋼工程（ステップＳ１）、冷却固化工程（ステップＳ２）及び砂状化工程（ステップＳ３）が含まれている。砂状化工程（ステップＳ３）には、破砕工程（ステップＳ３－１）、選鉱工程（ステップＳ３－２）及び分級工程（ステップＳ３－３）が含まれている。

【0014】

製鋼工程（ステップＳ１）は、溶融状態の製鋼スラグを得る工程である。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。

【0015】

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ＣａＦ₂（蛍石、フッ化カルシウム）を用いなくてもよい。

【0016】

製鋼スラグは、Ｆ、ＣａＯ、ＳｉＯ₂及びＡｌ₂Ｏ₃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、０質量％超過０．４質量％未満とする必要がある。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細骨材におけるＦの含有量も低減することができ、スラグ細骨材を含むモルタルにおいても土壌環境基準を満たすことが可能となる。

【0017】

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、３５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／ＳｉＯ₂）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、６５質量％以下とする必要がある。

【0018】

ＳｉＯ₂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ＳｉＯ₂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％以上かつ５５質量％以下とする必要がある。ＳｉＯ₂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、ＳｉＯ₂の含有量が５５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。

【0019】

Ａｌ₂Ｏ₃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、Ａｌ₂Ｏ₃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Ａｌ₂Ｏ₃の含有量は、製鋼スラグの流動性を確保する観点から、１質量％以上かつ１５質量％以下とする必要がある。Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が１質量％未満又は１５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。

【0020】

製鋼スラグは、上記成分の他に、ＭｇＯ、Ｆｅ₂Ｏ₃、ＭｎＯ、Ｃｒ₂Ｏ₃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／ＳｉＯ₂）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、０．７以上かつ１．７以下とする必要がある。製鋼スラグの塩基度が０．７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１．７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。

【0021】

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。

【0022】

冷却固化工程（ステップＳ２）は、製鋼工程（ステップＳ１）で得られた溶融状態の製鋼スラグを冷却固化する工程である。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。

【0023】

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（ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃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、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。

【0024】

破砕工程（ステップＳ３－１）は、冷却固化工程（ステップＳ２）において冷却固化された製鋼スラグを破砕する工程である。冷却固化した製鋼スラグを破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。

【0025】

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。

【0026】

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、微小粉状に破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。

【0027】

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。

【0028】

選鉱工程（ステップＳ３－２）は、破砕工程（ステップＳ３－１）で破砕された選鉱スラグを選鉱する工程である。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、破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。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。

【0029】

分級工程（ステップＳ３－３）は、選鉱工程（ステップＳ３－２）において低比重であるとして選別された製鋼スラグについて分級処理を行う工程である。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。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、３ｍｍ）以下のものが選別される。これにより、粒径が０ｍｍより大きくかつ３ｍｍ以下の範囲内にある砂状スラグからなるスラグ細骨材が得られる。スクリーンを通過しなかった粒径３ｍｍ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に再び戻され、湿式破砕処理が行われる。

【0030】

上記のようにして製造される砂状スラグからなるスラグ細骨材は、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、スラグ細骨材は、０質量％超過０．４質量％未満のＦ、３５質量％以上かつ６５質量％以下のＣａＯ、２０質量％以上かつ５５質量％以下のＳｉＯ₂及び１質量％以上かつ１５質量％以下のＡｌ₂Ｏ₃を含み、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ₂）が０．７以上かつ１．７以下である。

【0031】

本発明のスラグ細骨材は、セメント及び水と混練されて吹き付け用モルタルを形成する。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。

【0032】

混練時の水／セメント比（セメントに対する水の重量比）は、特に限定されないが、本発明のスラグ細骨材に適正な量として５５％以上かつ６２％以下である。水／セメント比が５５％未満であると、モルタルが固くなり、圧送が不安定になる。一方、水／セメント比が６２％超であると、モルタルの強度が不十分となる。

【0033】

また、混練時のセメント単位量は、特に限定されないが、本発明のスラグ細骨材に適正な量として３００ｋｇ／ｍ³以上かつ４１０ｋｇ／ｍ³以下である。セメント単位量比が３００ｋｇ／ｍ³未満であると、モルタルの強度が不十分となる。一方、セメント単位量比が４１０ｋｇ／ｍ³超であると、モルタルが固くなり、圧送が不安定になる。

【0034】

さらに、混練時のスラグ細骨材／セメント比（セメントに対するスラグ細骨材の重量比）は、特に限定されないが、一般的には５．０以上かつ６．８以下である。スラグ細骨材／セメント比が５．０未満であると、圧送が不安定になる。一方、スラグ細骨材／セメント比が６．８超であると、モルタルの強度が不十分となる。

【0035】

吹き付け用モルタルは、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、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吹き付け用モルタルを用いる場合は、市販のＡＥ剤を吹き付け用モルタルに配合して空気量を調整してもよい。

【0036】

吹き付け用モルタルは、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、セメントに水及びスラグ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。

【実施例】

【0037】

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。
（スラグ細骨材）
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、０．２質量％のＦ、３８．７質量％のＣａＯ、２７．３質量％のＳｉＯ₂、８．７質量％のＡｌ₂Ｏ₃及び９．４質量％のＭｇＯ、３．４質量％のＦｅ₂Ｏ₃、２．３質量％のＭｎＯ、３．３質量％のＣｒ₂Ｏ₃を含み、塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が１．４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、さらに７００℃から常温（８０℃以下）まで約１８時間かけて冷却した。

【0038】

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３ｍｍのスクリーンを用いて篩い分級処理を行い、粒径が０ｍｍより大きくかつ３ｍｍ以下の範囲内にある砂状スラグ（砂状スラグＡ）を得た。また、比較例として、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い、粒径が０ｍｍより大きくかつ５ｍｍ以下の範囲内にある砂状スラグ（砂状スラグＢ）を得た。

【0039】

（細骨材粒度の影響）
実施例で得られた砂状スラグＡ（粒径が０ｍｍより大きくかつ３ｍｍ以下の範囲内）及び水を普通ポルトランドセメントに加えて混練することにより以下の表１に示すテストＮｏ．１～５の吹き付け用モルタルを作製した。比較例として、実施例で得られた砂状スラグＢ（粒径が０ｍｍより大きくかつ５ｍｍ以下の範囲内）又は砕砂（粒径が０ｍｍより大きくかつ５ｍｍ以下の範囲内）と水とを普通ポルトランドセメントに加えて混練することにより以下の表１に示すテストＮｏ．６，７の吹き付け用モルタルを作製した。各成分の配合量及び割合などについては表１に示す。また、使用した砕砂の吸水率は０．８６％であり、その絶乾密度は２．６９ｇ／ｃｍ³であった。テストＮｏ．６の配合量等は、テストＮｏ．１の配合量等と同じである。テストＮｏ．７の配合量等は、テストＮｏ．４の配合量等と同じである。

【0040】

これらのテストＮｏ．１～７の吹き付け用モルタルを法面又は法枠等の対象に吹き付けて、リバウンド率（％）の測定を行った。その結果を表１に示す。なお、リバウンド率（％）は、法面の施工面直下にブルーシートを敷き、吹付け機で２５０ｋｇ／バッチを２バッチ分の合計５００ｋｇのモルタルを法面の施工面に吹付け、ブルーシート上に落下したモルタルを回収して重量を測定し、リバウンド率（％）＝（落下回収量／５００）×１００）により算出した。

【0041】

【表1】

【0042】

表１に示すように、粒径が０ｍｍより大きくかつ３ｍｍ以下の範囲内の砂状スラグＡを用いたテストＮｏ．１～５のリバウンド率は８．２％等と１０％を下回っていた。これに対して、粒径が３ｍｍ超のものを含む砂状スラグＢ又は砕砂を用いたテストＮｏ．６，７のリバウンド率は１７．９％及び１８．１％と高かった。これらの結果から、粒径が０ｍｍより大きくかつ３ｍｍ以下の範囲内の砂状スラグを用いることにより、モルタルを吹き付けた際のモルタルのリバウンド量を低減できることが確認された。

【0043】

（配合条件の影響）
次に、上述のテストＮｏ．１～５のサンプルを用いて、７日強度（Ｎ／ｍｍ²）、２８日強度（Ｎ／ｍｍ²）の測定、及び施工性の評価を行った。上述のテストＮｏ．１～５は、好ましいと考えられる配合条件（混練時の水／セメント比が５５％以上かつ６２％以下であり、セメント単位量が３００ｋｇ／ｍ³以上かつ４１０ｋｇ／ｍ³以下であり、スラグ細骨材／セメント比が５．０以上かつ６．８以下）で作製されている。また、比較例として、この好ましいと考えられる配合条件から外れた条件にて配合を行って、テストＮｏ．８～１４の吹き付け用モルタルのサンプルを作製した。テストＮｏ．８～１４の配合条件については表２に示す。これらテストＮｏ．８～１４のサンプルを用いて、７日強度（Ｎ／ｍｍ²）、２８日強度（Ｎ／ｍｍ²）の測定、及び施工性の評価を行った。その結果を表２に示す。

【0044】

【表2】

【0045】

なお、７日及び２８日強度（Ｎ／ｍｍ²）は、ＪＩＳＡ１１０８土木学会基準ＪＳＣＥ Ｆ５６１－１９９４に準拠して測定した。具体的には、施工時に法面とは別にサンプル用型枠に吹付け材を充填し、吹付け材の固化後、３本のサンプル供試体をコア抜きサンプリングし、３本の圧縮強度試験を実施して３測定値の平均値をとった。７日強度が１８Ｎ／ｍｍ²以上、２８日強度が２１Ｎ／ｍｍ²以上であることを目標視した。
施工性は、モルタル湿式ホース（内径７０φ）を１００ｍ長さに連結して使用し、モルタルガンによる圧送した際の吐出安定性（詰まり又は変動等）で評価した。

【0046】

テストＮｏ．１～５については、良好な強度及び施工性が得られた。これに対して、細骨材／セメント比が低いサンプルＮｏ．８，９については、閉塞気味又は吐出不安定となり、良好な施工評価が得られなかった。また、細骨材／セメント比が高いテストＮｏ．１０については、目標とする強度が得られなかった。水／セメント比が低いテストＮｏ．１１については、閉塞気味となり、良好な施工評価が得られなかった。水／セメント比が高いテストＮｏ．１２については、目標とする強度が得られなかった。テストＮｏ．１３，１４では上述の好ましいと考えられる配合条件の範囲内で天然砂である砕砂を用いたが、テストＮｏ．１３は閉塞気味でリバウンドも多く施工不可能であり、またテストＮｏ．１４は目標とする強度が得られなかった。

【0047】

このような吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材及びそれを用いた吹き付け用モルタル並びに吹き付け用モルタルに用いるスラグ細骨材を製造する方法では、スラグ細骨材を構成する砂状スラグの粒径が０ｍｍより大きくかつ３ｍｍ以下の範囲内にあるので、モルタルを吹き付けた際のモルタルのリバウンド量を低減できる。

【0048】

また、モルタル混練時の水／セメント比が５５％以上かつ６２％以下であり、セメント単位量が３００ｋｇ／ｍ³以上かつ４１０ｋｇ／ｍ³以下であり、スラグ細骨材／セメント比が５．０以上かつ６．８以下であるので、良好な強度及び施工性を確保することができる。

【0049】

さらに、冷却固化工程は、２４時間以上かけて前記製鋼スラグを冷却固化するとともに、前記製鋼スラグが７００℃以上のとき、前記製鋼スラグの温度を毎分１℃以下で低下させるので、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を回避することができる。

【図1】