鉄鋼スラグ水和固化体の基礎的性質と海洋環境下の耐久性

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(1)V‑445. 土木学会第58回年次学術講演会（平成15年9月）. 鉄鋼スラグ水和固化体の基礎的性質と海洋環境下の耐久性 JFE スチール. 正会員○小菊史男. JFE スチール. 正会員. 松永久宏. 遠藤公一. 新日本製鐵. 正会員. 中川雅夫. 港湾空港技術研究所. 正会員. 濵田秀則. 新日本製鐵. １．はじめにセメントおよび天然骨材を使用せず，製鋼スラグと高炉スラグ微粉末等，鉄鋼生産に伴い製造されるスラグを主原料に，全量リサイクル材を用いて，コンクリート代替が可能な固化体を開発した. 1，2). ．コンクリートと同様. に，練混ぜ，打設後，養生を経て，固化体となる．本報告では鉄鋼スラグ水和固化体の基礎的特性と，海洋環境下の耐久性について検討した結果について述べる．. ２．固化体の基礎的性質 2.1 硬化後の基礎的性質. 表1 鉄鋼スラグ水和固化体とコンクリートの特性比較ｽﾗｸﾞ水和ｺﾝｸﾘｰﾄ固化体引張強度* (N/mm2) 2.14 2.22 曲げ強度 *(N/mm2) 3.89 4.05 静弾性係数 *(N/mm2) 21500 26100 擦り減り係数* (cm3/cm2 ) 0.043 0.095 密度(g/cm3) 2.5 2.3 平均細孔径 (μm) 0.02 0.1 *圧縮強度30N/mm2における値. 鉄鋼スラグ水和固化体の特性値をコンクリートと比較して表. 項目. 1 にまとめた．圧縮強度が同程度の場合，引張強度や曲げ強度はコンクリート同様だが，静弾性係数は 2 割程度小さい．擦り減り係数(ASTM C418 で評価)が小さく，比重は大きく，細孔径が小さく，緻密である．. 2.2. スランプの経時変化 30. 図１に示したように，鉄鋼スラグ水和固化体のス. 25. 囲で少ない．通常の温度領域であれば，練混ぜ後 1 時間以上良好な流動性を確保できる．本報告で用いた配合例は表 2 に示した．. スランプ (cm). ランプの経時低下量は，温度が 10℃から 30℃の範. 20℃ 配合A. 20. 10℃ 配合A. 15 10. 30℃ 配合B 5. また，鉄鋼スラグ水和固化体のブリーディグ率は. 0. 0.1〜0.4%とコンクリートに比較して非常に小さい．. 0. 15. 30. なお高炉セメントを用いたコンクリート(18‑8‑40BB. 凝結特性. 1000 時間（分）. 間は始発，終結ともに低温になるほ. 120. 1200. は，コンクリートと同様に，温度に. 時間の温度依存性を示した．凝結時. 105. 1400. 鉄鋼スラグ水和固化体の凝結時間. よる影響を受けやすい．図 2 に凝結. 90. 図１静置状態におけるスランプの経時変化. W/C=64%)では 2.7%であった．. 2.3. 45 60 75 経過時間（分）. ど長くなる．普通ポルトランドセメントを用いたコンクリートと比べると低温で終結が遅くなる傾向にある．. 800. 配合D. 始発. 配合D. 終結. コンクリート（N）始発コンクリート（N）終結. 600 400 200 0 0. 10. 従って，寒中施工に際しては初期養. 20. 30. 40. 温度（℃）. 生での温度管理には注意する必要がある．. 図２凝結時間の温度依存性. キーワード：スラグ，固化体，スランプ，海洋環境，乾燥収縮連絡先：〒260‑0835 千葉市中央区川崎町１番地 JFE スチール(株) TEL:043‑262‑2593 FAX:043‑262‑2858. ‑889‑.

(2) V‑445. 35. 圧縮強度と粉体水比の関係. 図３に材齢 28 日の圧縮強度と粉体水比の関係を示した．ここで，BP：高炉スラグ微粉末，CH：消石灰，FA:フライアッシュ，W:水である．フライアッシュの寄与を他の粉体の 0.35 とすると，圧縮強度と粉体水比においてよい相関が得られた．鉄鋼スラグ水和固化体は粉体水比を適当に設定することにより，強度設計が可能である．. ３．海洋環境下における耐久性 3.1. 材齢28日圧縮強度（N/mm2). 2.3. 土木学会第58回年次学術講演会（平成15年9月）. 空気量 0.5〜3.0%. 30 25 20 15 10 5. 海洋環境曝露における圧縮強度の変化. 0. 飛沫帯，干満帯，海中にそれぞれ円柱供試体を曝露して，. 0.0. 1.0. 1 ヶ月後と，13 ヶ月後に圧縮強度と静弾性係数を評価した．. (a) 圧縮強度. は，圧縮強度，静弾性係数いず. 同様であるが，鉄鋼スラグ水和. 30 25 20 15 10 5. 固化体は普通コンクリートより. 飛沫帯干満帯海中. 35000. 配合 C. 静弾性係数（ N/mm 2). 果を図 5 に示した．質量変化は. 圧縮強度（ N/mm 2). 35. 化と，質量変化を評価した．結. 30000. 配合 C. 25000 20000 15000 10000 5000. 0. 0 1ヶ月. も，長さ変化率が小さく，乾燥. 13 ヶ月. 1ヶ月. 海水暴露時間. 後湿潤状態に戻した場合元の長. 13ヶ月. 海水暴露時間. 図４海洋曝露による圧縮強度と静弾性係数の変化. さに戻りやすい．. （c ）コンクリート. 0. 0. -1. -1. 気中. 水中. 気中水中. 気中. -2 -3. 気中. -4. -4. 長さ変化率 (×10 ) 質量変化率 (%). -5. 変化率. 0. -2. 水中. 気中水中. 気中. 14. 28. 42. 56. 70. 84. 材齢（日）. 98. 気中. 水中. 気中水中. 気中. -6 0. 112. -3. -5. -6 0. -2. -4. -4. 長さ変化率 (×10 ) 質量変化率 (%). -5. -6. 長さ変化率 (×10 ) 重量変化率 (%). 1. -1 変化率. 変化率. -4. 1. 1. -4. （ W/C=65% ）. （b）鉄鋼スラグ水和固化体配合 F. （ a ）鉄鋼スラグ水和固化体配合 E. -3. (質量比). (b) 静弾性係数. 飛沫帯干満帯海中. 40. れも低下せず，上昇していた．. 乾湿繰り返しにおける長さ変. 4.0. 図３圧縮強度と粉体水比の関係. に曝露したものでも 13 ヶ月後に. 乾湿繰り返し試験. 3.0. (BP+CH+0.35FA)/W. 結果を図 4 に示した．どの位置. 3.2. 2.0. 14. 28. 42. 56. 70. 84. 98. 112. 0. 14. 28. 42. 材齢（日）. 56. 70. 84. 98. 112. 材齢（日）. 図５乾湿繰り返しによる長さと質量の変化. ４．まとめ鉄鋼スラグ水和固化体の基礎特性と海洋環境下における耐久性を評価した結果，海洋構造物としての適用が可能であることがわかった．〈参考文献〉1) 小菊史男ら，港湾技研資料 No.990， (2001.6). 2)小菊史男ら，土木学会第 56 回年次学術講. 演会講演概要集，Ⅴ‑p.408(2001.10). 表2. 鉄鋼スラグ水和固化体の配合例. 配合製鋼スラスランプ空気 No. グの最大 (cm) 量粒径 (%) (mm) A 40 17.5 B 40 15.0 C 40 22.0 2.1 D 40 21.0 E 20 19.0 1.1 F 20 12.5 2.1 G 20 22.0 3.1. ‑890‑. 3. 単位量（kg/m ）水 240 240 196 186 259 240 227. 高炉スラグフライ製鋼消石灰混和剤微粉末アッシュスラグ 350 350 374 371 410 439 618. 250 250 276 273 205 0 0. 1401 1401 1497 1527 1436 1757 1461. 36 36 39 37 41 44 62. 0.0 0.0 3.9 2.7 2.5 1.7 3.1.

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