JPH0686318B2

JPH0686318B2 - 水硬性舗装材

Info

Publication number: JPH0686318B2
Application number: JP23019789A
Authority: JP
Inventors: 武夫花塚; 久夫大川; 純二末次; 秀夫井上
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-09-05
Filing date: 1989-09-05
Publication date: 1994-11-02
Anticipated expiration: 2009-11-02
Also published as: JPH0393657A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、水硬性舗装材に係り、さらに詳しくは、道
路、歩道および駐車場等の舗装材料であって鉄鋼業で発
生する副生物である各種スラグおよびその加工物を利用
した、施工が簡便で、長期強度が発現する舗装材料に関
する。

〔従来の技術〕道路の駐車場等の表層部に使用する材料としては、アス
ファルト合材や生コンクリート等が一般的であるが、こ
れらは多額の投資により作られたプラントにより製造さ
れる工場製品であるとともに、材料自体が高価であるた
め、利用に戸惑うことがある。

そこで、鉄鋼業の副生物である各種スラグを使用して舗
装材料とする方法は、従来、いくつか提案されている。

例えば（１）特開昭53−61129号公報には、高炉水砕ス
ラグを主成分とし、２〜16％（以下％は全て重量％であ
る）の硬化促進材（石灰類、セメントなど）を添加し、
敷均し、転圧した後、水性エマルジョンなどの表面処理
材を散布含浸させ透水性舗装材としたものが示されてい
る。

（２）特開昭55−148124号公報および特開昭55−148125
号公報には高炉スラグに、転炉スラグの粉砕物を添加
し、これに石膏類や生石灰を添加したものが示されてい
る。

また、（３）特開昭61−40902号公報には、高炉水砕ス
ラグを粉砕し、これにセメントや石灰などのアルカリ刺
激材を添加することが開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、（１）の方法では、高炉水砕スラグを主成分と
しているため、強度発現が弱く、養生に日数がかかるほ
か、高炉水砕スラグの粒度が単粒度であるために施工時
の転圧が難しい。

（２）の特開昭53−148124号や特開昭53−148125号など
では上記の欠点をカバーするため、粗骨材として転炉ス
ラグを用いたり、石膏やセメントを添加することによ
り、施工性を改善したり、強度を高める対策を施してい
るが舗装材の硬化時に膨張・収縮によりクラック（亀
裂）が生じる恐れがあり、表面性状を損なう問題があ
る。

また、一般に、高炉水砕スラグと転炉スラグの２種混合
する舗装材料では、転炉スラグのアルカリ分の溶出が生
石灰やセメントに比べて少なく、また、高炉水砕スラグ
が比較的粗粒であるために、水硬性の活性度が低く特に
初期における強度の発現が弱く、施工から養生後の使用
を遅らせる必要がある。

（３）の特開昭61−40902号では高炉水砕スラグの活性
を高めるため、クラッシャー等で破砕し、細粒化して、
セメント等のアルカリ刺激材を添加し、水硬性を高める
としているが、高炉水砕スラグ全体を所定の粒径に破砕
することを要するため不経済である。

また、その改良として特開昭62−123046号では、高炉水
砕スラグ（軽粉砕したもの）と製鋼スラグとの配合関係
を規定している。この発明は、特開昭61−40902号と同
様に、細粒度Ｆが20〜50の高炉水砕スラグをコーンクラ
ッシャーにより細粒度Ｆが50〜110となるまで軽粉砕し
て、これを製鋼スラグ粒子の空隙に充填し、バインダー
的に用いることにより強度の増大を図るものである。

しかし、高炉水砕スラグを軽粉砕し、これを８〜30％配
合したとしても、同公報４頁の第２表に記載のとおり、
14日強度は12〜28Kgf/cm²とさほど高くない。また、製
鋼スラグ−軽粉砕高炉水砕スラグ−高炉徐冷スラグの系
では、細粒度Ｆが110を超えると、第３図に示されてい
るとおり、製鋼スラグに対する膨張量吸収効果がなくな
り、かつ第４図に示されているとおり、強度の低下を生
じるものである。

そこで、本発明の主たる目的は、鉄鋼業における副生物
を利用しながら安価であるとともに、初期強度が高く、
クラックなどの発生がなく表面性状に優れ、また長期的
な強度も高く耐久性に富む水硬性舗装材を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

重量で：微粉末化しておらず細粒分が少ないままの最大
粒径5mm以下の高炉水砕スラグ75〜35％：比表面積3000
〜4500cm²/gの高炉水砕スラグ微粉末３〜10％、最大粒
径15mm以下で、ふるい目0.4mm通過が15〜20％、ふるい
目0.074mm通過が４〜10％の転炉スラグ20〜60％からな
ることで解決できる。

〔作用〕

本発明では、高炉水砕スラグの活性度が低いことに鑑
み、高炉水砕スラグとともに、比表面積3000〜4500cm²/
gの高炉水砕スラグ微粉末を用いている。これによっ
て、舗装材の活性度を高め、初期強度を高めることがで
きる。さらに、前述の特開昭61−40902号および特開昭6
2−123046号では、高炉水砕スラグを軽粉砕して、前者
においては、具体的にはセメントを添加し、後者におい
ては、製鋼スラグおよび高炉徐冷スラグとの３成分系と
しているが、強度がさほど高くないのに対して、本発明
においては、高炉水砕スラグ微粉末を３〜10％の少ない
配合量とし、特定のすなわち粒径が小さい転炉スラグを
用いることにより、強度の増大が、たとえ後述の第３表
および第４表に示されているとおり、14日強度は18〜44
kgf/cm²ときわめて高く、顕著なものとなる。

かかる高炉水砕スラグおよび高炉水砕スラグの微粉末に
対して所定量の転炉スラグを添加すると、その転炉スラ
グがアルカリ刺激材として作用し、水和物を生成して強
度の発現を示す。その際、転炉スラグとして粒径を適切
に選定しているので、水和物の生成が確実に行われると
ともに、優れた表面性状がもたらされる。

〔発明の具体的構成〕

以下本発明をさらに詳説する。

本発明では、高炉水砕スラグと、高炉水砕スラグの微粉
末（以下単に微粉末ともいう）と、転炉スラグとを主体
とする。

高炉水砕スラグの活性度を高めるために、未粉砕の高炉
水砕スラグ75〜35％に対して、比表面積3000〜4500cm²
／の高炉水砕スラグ微粉末を３〜10％添加する。これに
より、舗装体としての初期強度が高まる。

さらに、アルカリ刺激材として、最大粒径15mm以下で、
ふるい目0.4mm通過が15〜20％、ふるい目0.074mm通過が
４〜10％の転炉スラグを20〜60％の配合量で使用する。

高炉水砕スラグおよび微粉末はアルカリ刺激材の存在下
では、スラグのガラス質組織を構成する網目構造が切断
され、スラグ成分が溶解し、CaO−SiO₂−H₂O（Ｃ−Ｓ−
Ｈ系水和物）系の水和物を生成し、凝結硬化する。

しかし、高炉水砕スラグは第２表でも示すように細粒分
が少ないため反応が遅く、徐々にしか反応を示さないた
め、微粉末化した高炉水砕スラグを添加して表面積を増
大させることにより、水和反応を高めて、Ｃ−Ｓ−Ｈ系
水和物を早期に生成させ、初期強度を発現させることが
できる。

また、転炉スラグのアルカリ刺激効果も、その細粒分の
多少により変化する。すなわち、スラグ内のCaイオンが
溶出し、水と反応して水酸化カルシウムが生成するた
め、アルカリ性を示すのであるから、転炉スラグの比表
面積は大きいほど反応性が良好である。しかし、転炉ス
ラグの粒度があまりにも小さいと、転圧時の施工性およ
び表面性状等の仕上がり性を悪化させる。また、粒径が
大きすぎると骨材の膨張量が大きくなるので、転炉スラ
グの最大粒径は10〜15mmとする。

一方、高炉水砕スラグ、高炉水砕スラグ微粉末および転
炉スラグの量規定の理由は、上述の定性的な説明ととも
に、次記の実施例の結果から判明できるであろう。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を比較例とともに示し、本発明の効
果を明らかにする。

（実施例１）：スラグの配合の違いによる強度差高炉水砕スラグ、高炉水砕スラグ微粉末、転炉スラグの
配合を変化させ、それぞれについて強度と水浸膨張率に
ついて調査した結果を第３表、また、それぞれのスラグ
の成分、および粒度分布を第１表、第２表に示す。な
お、微粉末の比表面積は4300cm²/gである。

まず、第３表の配合No.4と５の比較において、スラグ微
粉末の配合の有無により初期における強度差が著しく生
ずることがわかった。

また供試体（10cmφ×12.7cmH）の強度は転炉スラグの
配合率により、大きく左右されるが、10〜60％までは配
合に比例して強度が増加するが、それ以上だとむしろ強
度は低下しており、これに理由は、高炉水砕スラグの配
合が相対的に少なくなることにより、高炉水砕スラグ成
分（CaO,SiO₂，Al₂O₃）の溶出が少なくなり、水和物の
生成が減少するためと考えられる。

「アスファルト舗装要綱」には水硬性粒度調整鉄鋼スラ
グの一軸圧縮強さ（14日）は12kgf/cm²以上と定められ
ており、したがって舗装体の転炉スラグの配合率は強度
面から20％以上にする必要があることが判った。

また、転炉スラグの強度および亀裂の発生について、転
炉スラグの配合を増加させることにより、膨張率が大き
くなる。特に70％配合以上だと成型乾燥法による試験で
は試供体に亀裂が発生する。

「アスファルト舗装要綱」には鉄鋼スラグ路盤材の水浸
膨張率は1.5％以下と定められており、本舗装体の転炉
スラグの配合率は60％以下にする必要があることも判っ
た。

（実施例２）：微粉末の配合量高炉水砕スラグ微粉末の配合量については、第４表に示
すとおり、転炉スラグの配合を一定にして、高炉水砕微
粉末の量を１〜20％まで変えて、強度を調べた。

その結果、３％未満での配合では、強度発現が弱く、ま
た、混合ムラも生じていることが考えられる。

また10％を超えると、強度の伸びもあまり期待できず、
不経済であるばかりでなく、細粒分が多くなりすぎて、
施工性に問題がでてくることが判った。

転炉スラグの細粒分については、アルカリ刺激材として
の効果面より0.4mmふるい通過量が15〜20％、0.074mmふ
るい通過量が４〜10％のものが好ましいことも判明し
た。

（実施例３）上記基礎的実験の後、以下の通りの実施工を行った。

配合・高炉水砕スラグ 5mm〜０ 45％・高炉水砕スラグ微粉末 4300cm²/g ５％・転炉スラグ 15mm〜０ 50％施工厚Ａ＝15cm Ｂ＝30cm 面積Ａ＝290m² Ｂ＝290m² 配合後の舗装材料の物性・単位容積質量 1.540kg/l ・最大乾燥密度 1.956g/cm³ ・最適含水比 15.3％・水浸膨張率 1.40％（80℃×6H×10日）施工上記舗装材料を駐車場を表層材料として、砂地盤上に用
いた。施工は次の順序により実施した。

（イ）敷均し、ブルトーザー（ロ）一次転圧鉄輪ローラー散水実施（ハ）仕上転圧タイヤローラー散水実施なお、A,Bとも敷均しは一層で行い、施工状況はいずれ
も良好であった。

施工後の調査状況（イ）一軸圧縮強度およびすべり抵抗性の調査結果は第
５表および第６表の通りであった。

いずれも日本道路公団の規格である60BPNを上廻ってい
る。

さらに、平坦性についても調べたところ、ひびわれ等の
以上もなく良好であった。

（実施例４）他方、さらに他の個所で実施工を行った。

配合・高炉水砕スラグ 5mm〜０ 50％・高炉水砕スラグ微粉末 4000cm²/g ３％・転炉スラグ 15mm〜０ 47％ 0.4mmフルイ 15.2％通過 0.074mmフルイ 4.4％通過施工厚 20cm 面積 10,000m² 施工上記舗装材料を大型トラックの駐車場用上層路盤材とし
て、関東ローム層の路床上に用い、表層には密粒度アス
ユンを5cm厚で施工した。

約１年経過後の状況はクラックや支持力の低下もなく良
好であった。

混合後の舗装材の物性値結果は、第７表および第８表の通りであった。

第７表の通り、実施例３および４共に、優れた舗装体を
得ることができた。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、鉄鋼業における副生物を
利用しながら安価であるとともに、初期強度が高く、ク
ラックなどの発生がなく表面性状に優れ、また長期的な
強度も高く耐久性に富む水硬性舗装材を得ることができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 18:14 Ｃ 2102−4Ｇ）Ｆ 2102−4Ｇ (72)発明者末次純二茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (72)発明者井上秀夫茨城県鹿島郡鹿島町大字光３番地住友金属工業株式会社鹿島製鉄所内 (56)参考文献特開昭62−123046（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−96754（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量で：微粉末化しておらず細粒分が少な
いままの最大粒径5mm以下の高炉水砕スラグ75〜35％：
比表面積3000〜4500cm²/gの高炉水砕スラグ微粉末３〜1
0％、最大粒径15mm以下で、ふるい目0.4mm通過が15〜20
％、ふるい目0.074mm通過が４〜10％の転炉スラグ20〜6
0％からなることを特徴とする水硬性舗装材。