高炉水砕スラグ又はその粒度調整物の固結防止剤及び固結防止方法
【課題】
野積み状態で層外に放置する場合であっても、長期間に亘り高炉水砕スラグの固結を充分に防止することができる固結防止剤及び固結防止方法を提供する。
【解決手段】
固結防止剤として、水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体を用いた。このアクリル系架橋重合体は、１）アクリルアミド又はメタアクリルアミドから形成された構成単位、２）アクリル酸から形成された構成単位、３）アクリル酸塩から形成された構成単位及び４）架橋構造部分の構成単位を所定割合で有するものとした。
野積み状態で層外に放置する場合であっても、長期間に亘り高炉水砕スラグの固結を充分に防止することができる固結防止剤及び固結防止方法を提供する。
【解決手段】
固結防止剤として、水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体を用いた。このアクリル系架橋重合体は、１）アクリルアミド又はメタアクリルアミドから形成された構成単位、２）アクリル酸から形成された構成単位、３）アクリル酸塩から形成された構成単位及び４）架橋構造部分の構成単位を所定割合で有するものとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高炉水砕スラグ又はその粒度調整物の固結防止剤及び固結防止方法に関する。近年、天然砂が枯渇しつつあるなかで天然資源保護と環境保全の観点から、土木工事用材料やコンクリート用細骨材等に使用される天然砂の代替として、高炉水砕スラグやこれを粉砕して粒度調整した粒度調整物（以下、これらを単に高炉水砕スラグ等という）を使用する機会が増えてきている。高炉水砕スラグ等は、出荷待ちや使用待ちのために野積み状態で長期間貯蔵されたり、また船舶等で長期間輸送されることが多いが、これをそのまま長期間に亘って貯蔵したり、輸送すると、固結して遂には岩塊のようになってしまう。かかる固結は、気温の高い夏季において著しい。固結したものは前記のような天然砂の代替として使えず、それを敢えて天然砂の代替として使おうとすると、膨大な労力を要する。高炉水砕スラグ等を天然砂の代替として使用する場合には、その長期間に亘る貯蔵や輸送中にそれが固結しないようにすることが要求されるのである。本発明はかかる要求に応える高炉水砕スラグ等の固結防止剤及び固結防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高炉水砕スラグ等の固結防止剤として、１）脂肪族オキシカルボン酸やその塩（例えば特許文献１参照）、２）リグニンスルホン酸やその塩（例えば特許文献２参照）、３）糖類（例えば特許文献３参照）、４）脂肪族オキシカルボン酸やその塩のアルキレンオキサイド付加物（例えば特許文献４参照）、５）アクリル酸系重合体（例えば特許文献５参照）、６）マレイン酸系重合体（例えば特許文献６参照）、７）アクリル酸系重合体と脂肪族オキシカルボン酸との混合物（例えば特許文献７参照）等が提案されている。
【０００３】
ところが、前記１）〜４）の固結防止剤には、程度の差はあるものの、それらが発揮する固結防止効果が不充分で、とりわけそれらを使用した高炉水砕スラグ等を長期間に亘り貯蔵や輸送すると、もともと高炉水砕スラグ等の保水性が低く、これに使用した固結防止剤が希釈水や雨水により流れ落ちるためと推察されるが、所期の固結防止効果が発揮されなくなるという問題がある。また前記５）〜７）の固結防止剤には、前記１）〜４）の固結防止剤に比較して、相当な改善が認められるものの、現在求められるようになっている更に優れた固結防止効果を得るには不充分という問題がある。
【特許文献１】特開昭５４−１３０４９６号公報
【特許文献２】特開昭５８−８８０４６号公報
【特許文献３】特開昭５８−１０４０５０号公報
【特許文献４】特開２００１−５８８５５号公報
【特許文献５】特開２００３−１６０３６４号公報
【特許文献６】特開２００３−３０６３５７号公報
【特許文献７】特開２００４−９９３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、長期間に亘り高炉水砕スラグ等の固結を更に充分に防止できる固結防止剤及び固結防止方法を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決する本発明は、高炉水砕スラグ等の固結防止剤であって、全構成単位中に、下記の化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で８０モル％以上有し、且つ化１で示される構成単位を１４〜４８モル％、化２で示される構成単位を１〜４２モル％、化３で示される構成単位を１０〜８４モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．０５〜１モル％の割合で有する水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成ることを特徴とする固結防止剤に係る。
【０００６】
【化１】
【０００７】
【化２】
【０００８】
【化３】
【０００９】
化１〜化３において、
Ｒ：水素原子又はメチル基
Ｍ：アルカリ金属原子又は有機アンモニウム
【００１０】
また本発明は、高炉水砕スラグ等の固結防止方法であって、高炉水砕スラグ等１００質量部当たり、前記の本発明に係る固結防止剤を０．００２〜０．３質量部の割合となるよう混合することを特徴とする固結防止方法に係る。
【００１１】
先ず、本発明に係る固結防止剤について説明する。本発明に係る固結防止剤はアクリル系架橋重合体から成るものである。このアクリル系架橋重合体は、１）全構成単位中に化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で８０モル％以上有すること、２）全構成単位中に化１で示される構成単位を１４〜４８モル％、化２で示される構成単位を１〜４２モル％、化３で示される構成単位を１０〜８４モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．０５〜１モル％の割合で有すること、３）水不溶性であること、４）高吸水性であること、以上の１）〜４）の特性を備える架橋重合体である。かかるアクリル系架橋重合体は相当する単量体を共重合することにより得られ、それ自体としては公知のものも含めて各種が挙げられる。
【００１２】
化１で示される構成単位を形成することとなる単量体としては、アクリルアミド、メタアクリルアミドが挙げられるが、なかでもアクリルアミドが好ましい。化２で示される構成単位を形成することとなる単量体はアクリル酸である。化３で示される構成単位を形成することとなる単量体はアクリル酸塩である。アクリル酸塩としては、１）アクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、アクリル酸リチウム等のアクリル酸アルカリ金属塩、２）アクリル酸トリエタノールアミン塩、アクリル酸ジエタノールアミン塩等のアクリル酸有機アミン塩が挙げられる。化３で示される構成単位には、単量体としてアクリル酸を用いて重合した後、アルカリ金属水酸化物又は有機アミン等で中和したものも含まれる。かかるアクリル酸塩のなかでも、アクリル酸アルカリ金属塩が好ましく、アクリル酸ナトリウムがより好ましい。
【００１３】
架橋構造部分の構成単位を形成することとなる単量体としては、１）Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドのようなアミド系架橋性単量体、２）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等のエステル系架橋性単量体、３）グリセリンジアリルエーテル、グリセリントリアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル等のエーテル系架橋性単量体、４）エチレングリコールジグリジジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル等の多価グリシジル化合物系架橋性単量体等が挙げられるが、なかでもアミド系架橋性単量体、多価グリシジル化合物系架橋性単量体が好ましい。
【００１４】
前記のアクリル系架橋重合体は、化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位以外に他の構成単位を有することができる。かかる他の構成単位を形成することとなる単量体としては、１）メタクリル酸、メタクリル酸の塩、クロトン酸、クロトン酸の塩、マレイン酸、マレイン酸の塩、フマル酸、フマル酸の塩等のα，β−不飽和カルボン酸又はその塩、２）２−ヒドロキシエチル−（メタ）アクリレート、ω−ヒドロキシポリエトキシエチル（メタ）アクリレート等の水溶性ビニル単量体等が挙げられるが、なかでもα，β−不飽和カルボン酸又はその塩が好ましく、メタクリル酸がより好ましい。
【００１５】
本発明に係る固結防止剤として用いるアクリル系架橋重合体それ自体は、公知の方法で合成できる。これには例えば、特開平３−５６５１３号公報や特開平１０−１０１３９２号公報に記載の方法等が挙げられる。より具体的には例えば、ステンレス製圧力反応容器に、先ずアクリル酸水溶液及び水酸化ナトリウム水溶液を加えてアクリル酸を部分中和し、次にアクリルアミド及びＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドを加え、更に窒素雰囲気下に過硫酸塩及び促進剤を加えた後、加圧下に６０〜１１０℃の温度で重合反応を行なうことにより合成できる。
【００１６】
本発明に係る固結防止剤として用いるアクリル系架橋重合体は、全構成単位中に、化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で８０モル％以上有し、且つ化１で示される構成単位を１４〜４８モル％、化２で示される構成単位を１〜４２モル％、化３で示される構成単位を１０〜８４モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．０５〜１モル％の割合で有するものであり、したがって他の構成単位を０〜２０モル％の割合で有するものであるが、なかでも、全構成単位中に、化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で９０モル％以上有し、且つ化１で示される構成単位を２０〜４０モル％、化２で示される構成単位を３〜３０モル％、化３で示される構成単位を３０〜７６．５モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．１〜０．５モル％の割合で有するもの、したがって他の構成単位を０〜１０モル％の割合で有するものが好ましい。
【００１７】
本発明に係る固結防止剤として用いるアクリル系架橋重合体は、水不溶性で高吸水性の架橋重合体である。なかでも、かかるアクリル系架橋重合体としては、０．９質量％食塩水の吸水量が１０〜６０ｇ／ｇのものが好ましい。ここで０．９質量％食塩水の吸水量は、アクリル系架橋重合体の試料０．５ｇを３００mlのビーカーに精秤し、０．９質量％食塩水２００mlを加えて３時間攪拌した後、目開き１４７μｍ（１００メッシュ）の金網で濾過し、５分間放置して、金網の水をペーパータオルで拭き取り、かくして吸水処理した後の試料及び金網の合計質量を測定して、次の式で算出したものである。０．９質量％食塩水の吸水量（ｇ／ｇ）＝［吸水処理後の試料及び金網の合計質量（ｇ）−金網の質量（ｇ）］／０．５（ｇ）
【００１８】
また本発明に係る固結防止剤として用いるアクリル系架橋重合体としては、純水の吸水量が２０〜１０００ｇ／ｇのものが好ましい。ここで純水の吸水量は、アクリル系架橋重合体の試料０．１ｇを３００mlのビーカーに精秤し、純水２００mlを加えて３時間攪拌した後、目開き１４７μｍ（１００メッシュ）の金網で濾過し、５分間放置して、金網の水をペーパータオルで拭き取り、かくして吸水処理した後の試料及び金網の合計質量を測定して、次の式で算出したものである。純水の吸水量（ｇ／ｇ）＝［吸水処理後の試料及び金網の合計質量（ｇ）−金網の質量（ｇ）］／０．１（ｇ）
【００１９】
更に本発明に係る固結防止剤として用いるアクリル系架橋重合体としては、質量平均粒子径１０〜２０００μｍの粉粒状のものが好ましく、５０〜１０００μｍの粉粒状のものがより好ましい。ここで質量平均粒子径は、ロータップ試験篩振とう機及び標準篩（ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１：２０００）を用いて、ペリーズ・ケミカル・エンジニアーズ・ハンドブック第６版（マックグローヒル・ブック・カンパニー、１９８４，２１頁）に記載の方法で測定した値である。
【００２０】
以上のような０．９質量％食塩水の吸水量、純水の吸収量及び質量平均粒子径を有するアクリル系架橋重合体は、前記したように合成したアクリル系架橋重合体を反応系から分離し、細断、乾燥及び粉砕した後、篩等で分級することにより得ることができる。
【００２１】
次に本発明に係る固結防止方法について説明する。本発明に係る固結防止方法は、高炉水砕スラグ等１００質量部当たり前記した本発明に係る固結防止剤を０．００２〜０．３質量部、好ましくは０．００５〜０．１質量部の割合となるよう混合する方法である。高炉水砕スラグ等１００質量部当たり本発明に係る固結防止剤が０．００２質量部未満であると、固結防止効果が充分に発揮されず、逆に０．３質量部超としても、その割には固結防止効果が発揮されず、非経済的になるからである。高炉水砕スラグ等に本発明に係る固結防止剤を用いる場合、通常は高炉水砕スラグ等と本発明に係る固結防止剤とを乾式混合して用いる。この際、高炉水砕スラグ等に本発明に係る固結防止剤を予め高濃度で混合してマスターバッチ化したものを用いることもできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の固結防止剤及び固結防止方法によると、野積み状態で屋外に放置する場合であっても、長期間に亘り高炉水砕スラグの固結を充分に防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の固結防止剤の実施形態としては、次の１）〜６）が挙げられる。
１）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてアクリルアミドから形成された構成単位を２９．８モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を１０モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を６０モル％及び架橋構造部分の構成単位としてＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドから形成された構成単位を０．２モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が３７ｇ／ｇであり、純水の吸水量が２５０ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が４５０μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２４】
２）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてアクリルアミドから形成された構成単位を２０．９モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を５モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を７４モル％及び架橋構造部分の構成単位としてＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドから形成された構成単位を０．１モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が３４ｇ／ｇであり、純水の吸水量が４００ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が４００μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２５】
３）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてアクリルアミドから形成された構成単位を３９．７モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を２５モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を３５モル％及び架橋構造部分の構成単位としてＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドから形成された構成単位を０．３モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が３２ｇ／ｇであり、純水の吸水量が２００ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が２５０μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２６】
４）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてアクリルアミドから形成された構成単位を１５．９モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を３５モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を４４モル％、架橋構造部分の構成単位としてジエチレングリコールジグリシジルエーテルから形成された構成単位を０．１モル％及び他の構成単位としてメタアクリル酸から形成された構成単位を５モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が３０ｇ／ｇであり、純水の吸水量が４５０ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が１５０μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２７】
５）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてメタアクリルアミドから形成された構成単位を２０．８モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を１５モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を６４モル％及び架橋構造部分の構成単位としてジエチレングリコールジグリシジルエーテルから形成された構成単位を０．２モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が２６ｇ／ｇであり、純水の吸水量が３５０ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が７００μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２８】
６）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてメタアクリルアミドから形成された構成単位を１４．７モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を３０モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を４０モル％、架橋構造部分の構成単位としてペンタエリスリトールトリアリルエーテルから形成された構成単位を０．３モル％及び他の構成単位としてメタアクリル酸から形成された構成単位を１５モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が２８ｇ／ｇであり、純水の吸水量が７００ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が３００μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２９】
また本発明に係る固結防止方法の実施形態としては、次の７）が挙げられる。
７）前記した１）〜６）のうちでいずれかの固結防止剤を、高炉スラグ１００質量部当たり０．０３質量部の割合となるよう混合して用いる固結防止方法。
【００３０】
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例等において、別に記載しない限り、部は質量部を、また％は質量％を意味する。
【実施例】
【００３１】
試験区分１（固結防止剤としてのアクリル系架橋重合体の合成）
・実施例１
ステンレス製圧力反応容器に、アクリルアミド２１２部、水２２１０部、アクリル酸５０５部、３０％水酸化ナトリウム水溶液２４０部をかき混ぜながら加えてアクリル酸を部分中和した。室温まで冷却した後、Ｎ，Ｎ−ビスアクリルアミド３部を加え、雰囲気を窒素ガスで置換して混合した。更に１０％過硫酸ナトリウム水溶液０．５部及び１０％ソルビン酸ナトリウム水溶液０．０２５部を加え、圧力３００ｋＰａ及び最高温度９０℃で１時間、重合反応を行なった。反応系から生成物を分離し、細断して、１２０℃の熱風乾燥機中で乾燥した後、粉砕し、篩で分級して、水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体（Ｐ−１）を得た。
【００３２】
・実施例２〜６及び比較例１〜８
実施例１と同様にして、実施例２〜６及び比較例１〜８のアクリル系架橋重合体を得た。以上の各例で合成したアクリル系架橋重合体の内容を表１及び表２にまとめて示した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１において、
ａ−１：アクリルアミドから形成された構成単位
ａ−２：メタアクリルアミドから形成された構成単位
ｂ−１：アクリル酸から形成された構成単位
ｂ−２：アクリル酸ナトリウムから形成された構成単位
ｃ−１：メタアクリル酸から形成された構成単位
ｄ−１：Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドから形成された構成単位
ｄ−２：ジエチレングリコールジグリシジルエーテルから形成された構成単位
ｄ−３：ペンタエリスリトールトリアリルエーテルから形成された構成単位
【００３５】
【表２】
【００３６】
試験区分２（固結防止性の評価その１）
バットに高炉水砕スラグ細骨材｛ＪＦＥミネラル社製福山産高炉水砕スラグをＪＩＳ−Ａ５０１１（コンクリート用スラグ骨材）に準じて５mm高炉水砕スラグ細骨材の粒度分布に調整したもの｝を広げ、試験区分１で合成したアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤を表３記載の添加量となるよう加えてハンドスコップで混合した。更に可傾式ミキサーで５分間混合した後、含水率１０％となるように水を加え、再び可傾式ミキサーで５分間混合して固結防止剤を付着させた高炉水砕スラグ細骨材を得た。かくして固結防止剤を付着させた高炉水砕スラグ細骨材を内径１００mmの円筒状容器に高さ１２５mmまで充填し、これに高炉水砕スラグの貯蔵高さ１０ｍに相当する０．１５ＭＰａの圧力を載荷して供試体とした。水分の蒸発を防ぐため円筒状容器を密封し、８０℃の恒温室で最長２６週間まで供試体を養生した。所定期間養生後、供試体を脱枠し、粒度測定を行なった。粒度測定は、目開き５mm篩を用いて行ない、篩を通過しないで篩上に残存したものの質量を測定し、供試体中におけるその割合を求めた（表３中の５mm篩上割合）。結果を表３にまとめて示した。表３において、５mm篩上割合（％）の数値が低いほど、高炉水砕スラグ細骨材の固結が防止されていることを意味する。
【００３７】
【表３】
【００３８】
表３において、
添加量：高炉水砕スラグ細骨材１００質量部当たりの固結防止剤の添加質量部
Ｒ−９：ポリアクリル酸ナトリウム（分子量１００００の水溶性重合体）
Ｒ−１０：グルコン酸ナトリウム
Ｒ−１１：ポリアクリルアミド（分子量１００００の水溶性重合体）
Ｒ−１２：マレイン酸系重合体（分子量５０００の水溶性重合体）
Ｒ−１３：アクリル酸系重合体（分子量１００００の水溶性重合体）／脂肪族オキシカルボン酸＝７０／３０（質量比）の混合物
【００３９】
試験区分３（固結防止性の評価その２）
高炉水砕スラグをクラッシャーで破砕し、その破砕物に試験区分１で示した固結防止剤を表４記載の添加量となるよう加えてミキサーで乾式混合した後、スクリーンで篩分け、粒度分布５mmの高炉水砕スラグ細骨材に調整した高炉水砕スラグ細骨材８０トンを得た。得られた高炉水砕スラグ細骨材を屋外に高さ３ｍの小山状にして２６週間に亘り野積みし、野積み期間中に表４記載に記載した所定の期間で、下記の方法により貫入抵抗係数を求め、固結防止性を評価した。ここで、貫入抵抗係数が０．４５以下の場合、実用上固結による問題なしと判断されている。結果を表４にまとめて示した。
・貫入抵抗係数
高炉スラグ骨材コンクリート施工指針に記載の貫入抵抗測定器を野積みの小山に貫入し、下記の計算式により貫入抵抗係数を算出した。（コンクリートライブラリー第７６号 高炉スラグ骨材コンクリート施工指針 Ｐ．２１ 土木学会 １９９３）
貫入抵抗係数＝（１／９．８）×［１ｍ貫入時のばねばかりの荷重（Ｎ）／貫入長さ１ｍ］｛この貫入抵抗係数は１００cm貫入時のばねばかりの荷重（kgf）／貫入長さ１００（cm）に相当する｝又は、貫入抵抗係数＝（１００／９．８）×［ばねばかり最大荷重１９６Ｎ／ばねばかり最大荷重１９６Ｎ時の貫入長さ（ｍ）］｛この貫入抵抗係数はばねばかり最大荷重２０kgf／ばねばかり最大荷重２０kgf時の貫入長さ（cm）に相当する｝
【００４０】
試験区分４（保水性の評価）
試験区分３で調製した高炉水砕スラグ細骨材を屋外に高さ３ｍの小山状にして２６週間に亘り野積みし、野積み期間中に表４に記載した所定の期間でサンプリングした。サンプリングした高炉水砕スラグ細骨材を、遠心力１９．６km／s２×６０分間の条件で遠心脱水し、遠心脱水後の高炉水砕スラグ細骨材の含水比（％）を測定した。結果を表４にまとめて示した。ここで、遠心脱水後の含水比（％）の数値が大きいほど、調製した高炉水砕スラグ細骨材の保水性が高いことを意味する。
【００４１】
【表４】
【００４２】
表４において、
添加量：高炉水砕スラグ細骨材１００質量部当たりの固結防止剤の添加質量部
【技術分野】
【０００１】
本発明は高炉水砕スラグ又はその粒度調整物の固結防止剤及び固結防止方法に関する。近年、天然砂が枯渇しつつあるなかで天然資源保護と環境保全の観点から、土木工事用材料やコンクリート用細骨材等に使用される天然砂の代替として、高炉水砕スラグやこれを粉砕して粒度調整した粒度調整物（以下、これらを単に高炉水砕スラグ等という）を使用する機会が増えてきている。高炉水砕スラグ等は、出荷待ちや使用待ちのために野積み状態で長期間貯蔵されたり、また船舶等で長期間輸送されることが多いが、これをそのまま長期間に亘って貯蔵したり、輸送すると、固結して遂には岩塊のようになってしまう。かかる固結は、気温の高い夏季において著しい。固結したものは前記のような天然砂の代替として使えず、それを敢えて天然砂の代替として使おうとすると、膨大な労力を要する。高炉水砕スラグ等を天然砂の代替として使用する場合には、その長期間に亘る貯蔵や輸送中にそれが固結しないようにすることが要求されるのである。本発明はかかる要求に応える高炉水砕スラグ等の固結防止剤及び固結防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高炉水砕スラグ等の固結防止剤として、１）脂肪族オキシカルボン酸やその塩（例えば特許文献１参照）、２）リグニンスルホン酸やその塩（例えば特許文献２参照）、３）糖類（例えば特許文献３参照）、４）脂肪族オキシカルボン酸やその塩のアルキレンオキサイド付加物（例えば特許文献４参照）、５）アクリル酸系重合体（例えば特許文献５参照）、６）マレイン酸系重合体（例えば特許文献６参照）、７）アクリル酸系重合体と脂肪族オキシカルボン酸との混合物（例えば特許文献７参照）等が提案されている。
【０００３】
ところが、前記１）〜４）の固結防止剤には、程度の差はあるものの、それらが発揮する固結防止効果が不充分で、とりわけそれらを使用した高炉水砕スラグ等を長期間に亘り貯蔵や輸送すると、もともと高炉水砕スラグ等の保水性が低く、これに使用した固結防止剤が希釈水や雨水により流れ落ちるためと推察されるが、所期の固結防止効果が発揮されなくなるという問題がある。また前記５）〜７）の固結防止剤には、前記１）〜４）の固結防止剤に比較して、相当な改善が認められるものの、現在求められるようになっている更に優れた固結防止効果を得るには不充分という問題がある。
【特許文献１】特開昭５４−１３０４９６号公報
【特許文献２】特開昭５８−８８０４６号公報
【特許文献３】特開昭５８−１０４０５０号公報
【特許文献４】特開２００１−５８８５５号公報
【特許文献５】特開２００３−１６０３６４号公報
【特許文献６】特開２００３−３０６３５７号公報
【特許文献７】特開２００４−９９３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、長期間に亘り高炉水砕スラグ等の固結を更に充分に防止できる固結防止剤及び固結防止方法を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の課題を解決する本発明は、高炉水砕スラグ等の固結防止剤であって、全構成単位中に、下記の化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で８０モル％以上有し、且つ化１で示される構成単位を１４〜４８モル％、化２で示される構成単位を１〜４２モル％、化３で示される構成単位を１０〜８４モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．０５〜１モル％の割合で有する水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成ることを特徴とする固結防止剤に係る。
【０００６】
【化１】
【０００７】
【化２】
【０００８】
【化３】
【０００９】
化１〜化３において、
Ｒ：水素原子又はメチル基
Ｍ：アルカリ金属原子又は有機アンモニウム
【００１０】
また本発明は、高炉水砕スラグ等の固結防止方法であって、高炉水砕スラグ等１００質量部当たり、前記の本発明に係る固結防止剤を０．００２〜０．３質量部の割合となるよう混合することを特徴とする固結防止方法に係る。
【００１１】
先ず、本発明に係る固結防止剤について説明する。本発明に係る固結防止剤はアクリル系架橋重合体から成るものである。このアクリル系架橋重合体は、１）全構成単位中に化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で８０モル％以上有すること、２）全構成単位中に化１で示される構成単位を１４〜４８モル％、化２で示される構成単位を１〜４２モル％、化３で示される構成単位を１０〜８４モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．０５〜１モル％の割合で有すること、３）水不溶性であること、４）高吸水性であること、以上の１）〜４）の特性を備える架橋重合体である。かかるアクリル系架橋重合体は相当する単量体を共重合することにより得られ、それ自体としては公知のものも含めて各種が挙げられる。
【００１２】
化１で示される構成単位を形成することとなる単量体としては、アクリルアミド、メタアクリルアミドが挙げられるが、なかでもアクリルアミドが好ましい。化２で示される構成単位を形成することとなる単量体はアクリル酸である。化３で示される構成単位を形成することとなる単量体はアクリル酸塩である。アクリル酸塩としては、１）アクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、アクリル酸リチウム等のアクリル酸アルカリ金属塩、２）アクリル酸トリエタノールアミン塩、アクリル酸ジエタノールアミン塩等のアクリル酸有機アミン塩が挙げられる。化３で示される構成単位には、単量体としてアクリル酸を用いて重合した後、アルカリ金属水酸化物又は有機アミン等で中和したものも含まれる。かかるアクリル酸塩のなかでも、アクリル酸アルカリ金属塩が好ましく、アクリル酸ナトリウムがより好ましい。
【００１３】
架橋構造部分の構成単位を形成することとなる単量体としては、１）Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドのようなアミド系架橋性単量体、２）エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート等のエステル系架橋性単量体、３）グリセリンジアリルエーテル、グリセリントリアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテル等のエーテル系架橋性単量体、４）エチレングリコールジグリジジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル等の多価グリシジル化合物系架橋性単量体等が挙げられるが、なかでもアミド系架橋性単量体、多価グリシジル化合物系架橋性単量体が好ましい。
【００１４】
前記のアクリル系架橋重合体は、化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位以外に他の構成単位を有することができる。かかる他の構成単位を形成することとなる単量体としては、１）メタクリル酸、メタクリル酸の塩、クロトン酸、クロトン酸の塩、マレイン酸、マレイン酸の塩、フマル酸、フマル酸の塩等のα，β−不飽和カルボン酸又はその塩、２）２−ヒドロキシエチル−（メタ）アクリレート、ω−ヒドロキシポリエトキシエチル（メタ）アクリレート等の水溶性ビニル単量体等が挙げられるが、なかでもα，β−不飽和カルボン酸又はその塩が好ましく、メタクリル酸がより好ましい。
【００１５】
本発明に係る固結防止剤として用いるアクリル系架橋重合体それ自体は、公知の方法で合成できる。これには例えば、特開平３−５６５１３号公報や特開平１０−１０１３９２号公報に記載の方法等が挙げられる。より具体的には例えば、ステンレス製圧力反応容器に、先ずアクリル酸水溶液及び水酸化ナトリウム水溶液を加えてアクリル酸を部分中和し、次にアクリルアミド及びＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドを加え、更に窒素雰囲気下に過硫酸塩及び促進剤を加えた後、加圧下に６０〜１１０℃の温度で重合反応を行なうことにより合成できる。
【００１６】
本発明に係る固結防止剤として用いるアクリル系架橋重合体は、全構成単位中に、化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で８０モル％以上有し、且つ化１で示される構成単位を１４〜４８モル％、化２で示される構成単位を１〜４２モル％、化３で示される構成単位を１０〜８４モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．０５〜１モル％の割合で有するものであり、したがって他の構成単位を０〜２０モル％の割合で有するものであるが、なかでも、全構成単位中に、化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で９０モル％以上有し、且つ化１で示される構成単位を２０〜４０モル％、化２で示される構成単位を３〜３０モル％、化３で示される構成単位を３０〜７６．５モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．１〜０．５モル％の割合で有するもの、したがって他の構成単位を０〜１０モル％の割合で有するものが好ましい。
【００１７】
本発明に係る固結防止剤として用いるアクリル系架橋重合体は、水不溶性で高吸水性の架橋重合体である。なかでも、かかるアクリル系架橋重合体としては、０．９質量％食塩水の吸水量が１０〜６０ｇ／ｇのものが好ましい。ここで０．９質量％食塩水の吸水量は、アクリル系架橋重合体の試料０．５ｇを３００mlのビーカーに精秤し、０．９質量％食塩水２００mlを加えて３時間攪拌した後、目開き１４７μｍ（１００メッシュ）の金網で濾過し、５分間放置して、金網の水をペーパータオルで拭き取り、かくして吸水処理した後の試料及び金網の合計質量を測定して、次の式で算出したものである。０．９質量％食塩水の吸水量（ｇ／ｇ）＝［吸水処理後の試料及び金網の合計質量（ｇ）−金網の質量（ｇ）］／０．５（ｇ）
【００１８】
また本発明に係る固結防止剤として用いるアクリル系架橋重合体としては、純水の吸水量が２０〜１０００ｇ／ｇのものが好ましい。ここで純水の吸水量は、アクリル系架橋重合体の試料０．１ｇを３００mlのビーカーに精秤し、純水２００mlを加えて３時間攪拌した後、目開き１４７μｍ（１００メッシュ）の金網で濾過し、５分間放置して、金網の水をペーパータオルで拭き取り、かくして吸水処理した後の試料及び金網の合計質量を測定して、次の式で算出したものである。純水の吸水量（ｇ／ｇ）＝［吸水処理後の試料及び金網の合計質量（ｇ）−金網の質量（ｇ）］／０．１（ｇ）
【００１９】
更に本発明に係る固結防止剤として用いるアクリル系架橋重合体としては、質量平均粒子径１０〜２０００μｍの粉粒状のものが好ましく、５０〜１０００μｍの粉粒状のものがより好ましい。ここで質量平均粒子径は、ロータップ試験篩振とう機及び標準篩（ＪＩＳ−Ｚ８８０１−１：２０００）を用いて、ペリーズ・ケミカル・エンジニアーズ・ハンドブック第６版（マックグローヒル・ブック・カンパニー、１９８４，２１頁）に記載の方法で測定した値である。
【００２０】
以上のような０．９質量％食塩水の吸水量、純水の吸収量及び質量平均粒子径を有するアクリル系架橋重合体は、前記したように合成したアクリル系架橋重合体を反応系から分離し、細断、乾燥及び粉砕した後、篩等で分級することにより得ることができる。
【００２１】
次に本発明に係る固結防止方法について説明する。本発明に係る固結防止方法は、高炉水砕スラグ等１００質量部当たり前記した本発明に係る固結防止剤を０．００２〜０．３質量部、好ましくは０．００５〜０．１質量部の割合となるよう混合する方法である。高炉水砕スラグ等１００質量部当たり本発明に係る固結防止剤が０．００２質量部未満であると、固結防止効果が充分に発揮されず、逆に０．３質量部超としても、その割には固結防止効果が発揮されず、非経済的になるからである。高炉水砕スラグ等に本発明に係る固結防止剤を用いる場合、通常は高炉水砕スラグ等と本発明に係る固結防止剤とを乾式混合して用いる。この際、高炉水砕スラグ等に本発明に係る固結防止剤を予め高濃度で混合してマスターバッチ化したものを用いることもできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の固結防止剤及び固結防止方法によると、野積み状態で屋外に放置する場合であっても、長期間に亘り高炉水砕スラグの固結を充分に防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の固結防止剤の実施形態としては、次の１）〜６）が挙げられる。
１）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてアクリルアミドから形成された構成単位を２９．８モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を１０モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を６０モル％及び架橋構造部分の構成単位としてＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドから形成された構成単位を０．２モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が３７ｇ／ｇであり、純水の吸水量が２５０ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が４５０μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２４】
２）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてアクリルアミドから形成された構成単位を２０．９モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を５モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を７４モル％及び架橋構造部分の構成単位としてＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドから形成された構成単位を０．１モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が３４ｇ／ｇであり、純水の吸水量が４００ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が４００μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２５】
３）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてアクリルアミドから形成された構成単位を３９．７モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を２５モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を３５モル％及び架橋構造部分の構成単位としてＮ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドから形成された構成単位を０．３モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が３２ｇ／ｇであり、純水の吸水量が２００ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が２５０μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２６】
４）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてアクリルアミドから形成された構成単位を１５．９モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を３５モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を４４モル％、架橋構造部分の構成単位としてジエチレングリコールジグリシジルエーテルから形成された構成単位を０．１モル％及び他の構成単位としてメタアクリル酸から形成された構成単位を５モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が３０ｇ／ｇであり、純水の吸水量が４５０ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が１５０μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２７】
５）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてメタアクリルアミドから形成された構成単位を２０．８モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を１５モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を６４モル％及び架橋構造部分の構成単位としてジエチレングリコールジグリシジルエーテルから形成された構成単位を０．２モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が２６ｇ／ｇであり、純水の吸水量が３５０ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が７００μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２８】
６）全構成単位中に、化１で示される構成単位としてメタアクリルアミドから形成された構成単位を１４．７モル％、化２で示される構成単位としてアクリル酸から形成された構成単位を３０モル％、化３で示される構成単位としてアクリル酸ナトリウムから形成された構成単位を４０モル％、架橋構造部分の構成単位としてペンタエリスリトールトリアリルエーテルから形成された構成単位を０．３モル％及び他の構成単位としてメタアクリル酸から形成された構成単位を１５モル％（合計１００モル％）の割合で有する、０．９質量％食塩水の吸水量が２８ｇ／ｇであり、純水の吸水量が７００ｇ／ｇであって、質量平均粒子径が３００μｍの粉粒状である水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤。
【００２９】
また本発明に係る固結防止方法の実施形態としては、次の７）が挙げられる。
７）前記した１）〜６）のうちでいずれかの固結防止剤を、高炉スラグ１００質量部当たり０．０３質量部の割合となるよう混合して用いる固結防止方法。
【００３０】
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例等において、別に記載しない限り、部は質量部を、また％は質量％を意味する。
【実施例】
【００３１】
試験区分１（固結防止剤としてのアクリル系架橋重合体の合成）
・実施例１
ステンレス製圧力反応容器に、アクリルアミド２１２部、水２２１０部、アクリル酸５０５部、３０％水酸化ナトリウム水溶液２４０部をかき混ぜながら加えてアクリル酸を部分中和した。室温まで冷却した後、Ｎ，Ｎ−ビスアクリルアミド３部を加え、雰囲気を窒素ガスで置換して混合した。更に１０％過硫酸ナトリウム水溶液０．５部及び１０％ソルビン酸ナトリウム水溶液０．０２５部を加え、圧力３００ｋＰａ及び最高温度９０℃で１時間、重合反応を行なった。反応系から生成物を分離し、細断して、１２０℃の熱風乾燥機中で乾燥した後、粉砕し、篩で分級して、水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体（Ｐ−１）を得た。
【００３２】
・実施例２〜６及び比較例１〜８
実施例１と同様にして、実施例２〜６及び比較例１〜８のアクリル系架橋重合体を得た。以上の各例で合成したアクリル系架橋重合体の内容を表１及び表２にまとめて示した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１において、
ａ−１：アクリルアミドから形成された構成単位
ａ−２：メタアクリルアミドから形成された構成単位
ｂ−１：アクリル酸から形成された構成単位
ｂ−２：アクリル酸ナトリウムから形成された構成単位
ｃ−１：メタアクリル酸から形成された構成単位
ｄ−１：Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミドから形成された構成単位
ｄ−２：ジエチレングリコールジグリシジルエーテルから形成された構成単位
ｄ−３：ペンタエリスリトールトリアリルエーテルから形成された構成単位
【００３５】
【表２】
【００３６】
試験区分２（固結防止性の評価その１）
バットに高炉水砕スラグ細骨材｛ＪＦＥミネラル社製福山産高炉水砕スラグをＪＩＳ−Ａ５０１１（コンクリート用スラグ骨材）に準じて５mm高炉水砕スラグ細骨材の粒度分布に調整したもの｝を広げ、試験区分１で合成したアクリル系架橋重合体から成る固結防止剤を表３記載の添加量となるよう加えてハンドスコップで混合した。更に可傾式ミキサーで５分間混合した後、含水率１０％となるように水を加え、再び可傾式ミキサーで５分間混合して固結防止剤を付着させた高炉水砕スラグ細骨材を得た。かくして固結防止剤を付着させた高炉水砕スラグ細骨材を内径１００mmの円筒状容器に高さ１２５mmまで充填し、これに高炉水砕スラグの貯蔵高さ１０ｍに相当する０．１５ＭＰａの圧力を載荷して供試体とした。水分の蒸発を防ぐため円筒状容器を密封し、８０℃の恒温室で最長２６週間まで供試体を養生した。所定期間養生後、供試体を脱枠し、粒度測定を行なった。粒度測定は、目開き５mm篩を用いて行ない、篩を通過しないで篩上に残存したものの質量を測定し、供試体中におけるその割合を求めた（表３中の５mm篩上割合）。結果を表３にまとめて示した。表３において、５mm篩上割合（％）の数値が低いほど、高炉水砕スラグ細骨材の固結が防止されていることを意味する。
【００３７】
【表３】
【００３８】
表３において、
添加量：高炉水砕スラグ細骨材１００質量部当たりの固結防止剤の添加質量部
Ｒ−９：ポリアクリル酸ナトリウム（分子量１００００の水溶性重合体）
Ｒ−１０：グルコン酸ナトリウム
Ｒ−１１：ポリアクリルアミド（分子量１００００の水溶性重合体）
Ｒ−１２：マレイン酸系重合体（分子量５０００の水溶性重合体）
Ｒ−１３：アクリル酸系重合体（分子量１００００の水溶性重合体）／脂肪族オキシカルボン酸＝７０／３０（質量比）の混合物
【００３９】
試験区分３（固結防止性の評価その２）
高炉水砕スラグをクラッシャーで破砕し、その破砕物に試験区分１で示した固結防止剤を表４記載の添加量となるよう加えてミキサーで乾式混合した後、スクリーンで篩分け、粒度分布５mmの高炉水砕スラグ細骨材に調整した高炉水砕スラグ細骨材８０トンを得た。得られた高炉水砕スラグ細骨材を屋外に高さ３ｍの小山状にして２６週間に亘り野積みし、野積み期間中に表４記載に記載した所定の期間で、下記の方法により貫入抵抗係数を求め、固結防止性を評価した。ここで、貫入抵抗係数が０．４５以下の場合、実用上固結による問題なしと判断されている。結果を表４にまとめて示した。
・貫入抵抗係数
高炉スラグ骨材コンクリート施工指針に記載の貫入抵抗測定器を野積みの小山に貫入し、下記の計算式により貫入抵抗係数を算出した。（コンクリートライブラリー第７６号 高炉スラグ骨材コンクリート施工指針 Ｐ．２１ 土木学会 １９９３）
貫入抵抗係数＝（１／９．８）×［１ｍ貫入時のばねばかりの荷重（Ｎ）／貫入長さ１ｍ］｛この貫入抵抗係数は１００cm貫入時のばねばかりの荷重（kgf）／貫入長さ１００（cm）に相当する｝又は、貫入抵抗係数＝（１００／９．８）×［ばねばかり最大荷重１９６Ｎ／ばねばかり最大荷重１９６Ｎ時の貫入長さ（ｍ）］｛この貫入抵抗係数はばねばかり最大荷重２０kgf／ばねばかり最大荷重２０kgf時の貫入長さ（cm）に相当する｝
【００４０】
試験区分４（保水性の評価）
試験区分３で調製した高炉水砕スラグ細骨材を屋外に高さ３ｍの小山状にして２６週間に亘り野積みし、野積み期間中に表４に記載した所定の期間でサンプリングした。サンプリングした高炉水砕スラグ細骨材を、遠心力１９．６km／s２×６０分間の条件で遠心脱水し、遠心脱水後の高炉水砕スラグ細骨材の含水比（％）を測定した。結果を表４にまとめて示した。ここで、遠心脱水後の含水比（％）の数値が大きいほど、調製した高炉水砕スラグ細骨材の保水性が高いことを意味する。
【００４１】
【表４】
【００４２】
表４において、
添加量：高炉水砕スラグ細骨材１００質量部当たりの固結防止剤の添加質量部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉水砕スラグ又はその粒度調整物の固結防止剤であって、全構成単位中に、下記の化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で８０モル％以上有し、且つ化１で示される構成単位を１４〜４８モル％、化２で示される構成単位を１〜４２モル％、化３で示される構成単位を１０〜８４モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．０５〜１モル％の割合で有する水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成ることを特徴とする固結防止剤。
【化１】
【化２】
【化３】
（化１〜化３において、
Ｒ：水素原子又はメチル基
Ｍ：アルカリ金属原子又は有機アンモニウム）
【請求項２】
化１で示される構成単位が、化１中のＲが水素原子である場合のものである請求項１記載の固結防止剤。
【請求項３】
架橋構造部分の構成単位が、アミド系架橋性単量体又は多価グリシジル化合物系架橋性単量体から形成されたものである請求項１又は２記載の固結防止剤。
【請求項４】
アクリル系架橋重合体が、全構成単位中に、化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で９０モル％以上有し、且つ化１で示される構成単位を２０〜４０モル％、化２で示される構成単位を３〜３０モル％、化３で示される構成単位を３０〜７６．５モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．１〜０．５モル％の割合で有するものである請求項１〜３のいずれか一つの項記載の固結防止剤。
【請求項５】
アクリル系架橋重合体が、更にメタクリル酸から形成された構成単位を有するものである請求項１〜４のいずれか一つの項記載の固結防止剤。
【請求項６】
アクリル系架橋重合体が、０．９質量％食塩水の吸水量が１０〜６０ｇ／ｇのものである請求項１〜５のいずれか一つの項記載の固結防止剤。
【請求項７】
アクリル系架橋重合体が、純水の吸水量が２０〜１０００ｇ／ｇのものである請求項１〜６のいずれか一つの項記載の固結防止剤。
【請求項８】
アクリル系架橋重合体が、質量平均粒子径１０〜２０００μｍの粉粒状のものである請求項１〜７のいずれか一つの項記載の固結防止剤。
【請求項９】
高炉水砕スラグ又はその粒度調整物の固結防止方法であって、高炉水砕スラグ又はその粒度調整物１００質量部当たり請求項１〜８のいずれか一つの項記載の固結防止剤を０．００２〜０．３質量部の割合となるよう混合することを特徴とする固結防止方法。
【請求項１】
高炉水砕スラグ又はその粒度調整物の固結防止剤であって、全構成単位中に、下記の化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で８０モル％以上有し、且つ化１で示される構成単位を１４〜４８モル％、化２で示される構成単位を１〜４２モル％、化３で示される構成単位を１０〜８４モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．０５〜１モル％の割合で有する水不溶性で高吸水性のアクリル系架橋重合体から成ることを特徴とする固結防止剤。
【化１】
【化２】
【化３】
（化１〜化３において、
Ｒ：水素原子又はメチル基
Ｍ：アルカリ金属原子又は有機アンモニウム）
【請求項２】
化１で示される構成単位が、化１中のＲが水素原子である場合のものである請求項１記載の固結防止剤。
【請求項３】
架橋構造部分の構成単位が、アミド系架橋性単量体又は多価グリシジル化合物系架橋性単量体から形成されたものである請求項１又は２記載の固結防止剤。
【請求項４】
アクリル系架橋重合体が、全構成単位中に、化１で示される構成単位、化２で示される構成単位、化３で示される構成単位及び架橋構造部分の構成単位を合計で９０モル％以上有し、且つ化１で示される構成単位を２０〜４０モル％、化２で示される構成単位を３〜３０モル％、化３で示される構成単位を３０〜７６．５モル％及び架橋構造部分の構成単位を０．１〜０．５モル％の割合で有するものである請求項１〜３のいずれか一つの項記載の固結防止剤。
【請求項５】
アクリル系架橋重合体が、更にメタクリル酸から形成された構成単位を有するものである請求項１〜４のいずれか一つの項記載の固結防止剤。
【請求項６】
アクリル系架橋重合体が、０．９質量％食塩水の吸水量が１０〜６０ｇ／ｇのものである請求項１〜５のいずれか一つの項記載の固結防止剤。
【請求項７】
アクリル系架橋重合体が、純水の吸水量が２０〜１０００ｇ／ｇのものである請求項１〜６のいずれか一つの項記載の固結防止剤。
【請求項８】
アクリル系架橋重合体が、質量平均粒子径１０〜２０００μｍの粉粒状のものである請求項１〜７のいずれか一つの項記載の固結防止剤。
【請求項９】
高炉水砕スラグ又はその粒度調整物の固結防止方法であって、高炉水砕スラグ又はその粒度調整物１００質量部当たり請求項１〜８のいずれか一つの項記載の固結防止剤を０．００２〜０．３質量部の割合となるよう混合することを特徴とする固結防止方法。
【公開番号】特開２００６−１８８３８１（Ｐ２００６−１８８３８１Ａ）
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７５９（Ｐ２００５−７５９）
【出願日】平成１７年１月５日（２００５．１．５）
【出願人】（０００２００３０１）ＪＦＥミネラル株式会社 (79)
【出願人】（０００２１０６５４）竹本油脂株式会社 (138)
【出願人】（０００００２２８８）三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月５日（２００５．１．５）
【出願人】（０００２００３０１）ＪＦＥミネラル株式会社 (79)
【出願人】（０００２１０６５４）竹本油脂株式会社 (138)
【出願人】（０００００２２８８）三洋化成工業株式会社 (1,719)
【Ｆターム（参考）】
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