JP2011102214A - 混合セメントクリンカー及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】C3Sと、1〜10質量%のC2Sと、0.5〜7質量%のC3Aと、10〜30質量%のC4AFとを含むセメントクリンカー(A)と、C3Sと、40〜62質量%のC2Sと、12〜28質量%のC3Aと、1〜9質量%のC4AFとを含むセメントクリンカー(B)とを混合した混合セメントクリンカー及びその製造方法である。本発明の混合セメントクリンカーは、従来のポルトランドセメントクリンカーの鉱物組成を変えることなく、六価クロムの溶出を少なくすることができ、環境負荷低減に貢献できる。
【選択図】なし
Description
C3S量=(4.07×CaO)―(7.60×SiO2)―(6.72×Al2O3)―(1.43×Fe2O3)
C2S量=(2.87×SiO2)―(0.754×C3S)
C3A量=(2.65×Al2O3)―(1.69×Fe2O3)
C4AF量=3.04×Fe2O3
また、C3A量が7質量%を超えると、C4AF量の反応性が増し、六価クロムの溶出量が増加するほかセメントの流動性が低下するため好ましくない。
また、セメントクリンカー(A)中に含まれるC4AF量が30質量%を超えるとセメントの強度発現性が低下するため好ましくない。
セメントクリンカー(B)中のC2S量が40質量%未満、あるいはC3A量が12質量%未満であると、セメントクリンカー原料として使用する粘土代替廃棄物の使用量が少なくなり、資源循環型社会への貢献が小さくなるほかセメントの強度発現性が低下するため好ましくない。また、セメントクリンカー(B)中のC4AF量が9質量%を超えると、六価クロムの溶出量が増えるため好ましくない。
セメントクリンカー(B)中のC2S量及びC3A量の上限値は、特に制限されないが、セメントクリンカー(B)中に含まれるC2S量が62質量%を超えると、セメントの初期強度発現が低下するため好ましくなく、C3A量が28質量%を超えると、セメントの流動性が低下するため好ましくない。
その他の原料としては、通常のセメントクリンカーと同様に、石灰石や珪石等が挙げられる。
セメントクリンカー(A)中のアルカリ量は、より好ましくは0.4質量%以下、さらに好ましくは0.1〜0.4質量%である。アルカリの含有量は、JIS R 5202「ポルトランドセメントの化学分析方法」あるいはJIS R 5204「セメントの蛍光X線分析方法」により測定することができる。
セメントクリンカー(B)中のアルカリ量は、より好ましくは0.7質量%以上、さらに好ましくは0.8〜1.4質量%である。
混合セメントクリンカーが、セメントクリンカー(A)を30〜90質量%、セメントクリンカー(B)を10〜70質量%の範囲で含むものであれば、六価クロムの溶出量を抑制でき、強度発現性も確保できる。
セメントクリンカー(A)とセメントクリンカー(B)の混合方法は、特に制限されるものではなく、両者を同時に粉砕し混合する方法、あるいは粉砕後に混合する方法が挙げられる。
また、前記B工程におけるセメントクリンカー原料として、石灰石800〜1200kg/t‐クリンカー、珪石10〜120kg/t‐クリンカー、鉄源廃棄物0〜60kg/t‐クリンカー及び粘土代替廃棄物180〜400kg/t‐クリンカーを調合することが好ましい。
前記A工程におけるセメントクリンカー原料全体量中における鉄源廃棄物及び粘土代替廃棄物の合計の含有量は、好ましくは7.0〜55.0質量%であり、より好ましくは10.0〜52.0質量%であり、更に好ましくは15.0〜52.0質量%である。
前記B工程におけるセメントクリンカー原料全体量中における鉄源廃棄物及び粘土代替廃棄物の合計の含有量は、好ましくは5.0〜50.0質量%であり、より好ましくは7.0〜50.0質量%であり、更に好ましくは10.0〜48.0質量%である。
すなわち、本発明によれば、従来のポルトランドセメントクリンカーよりも、原料としてより大量の鉄源廃棄物及び/又は粘土代替廃棄物を使用して、特定の鉱物組成の二種のセメントクリンカーを製造し、この二種のセメントクリンカーを混合した混合セメントクリンカーを製造することにより、六価クロムの溶出量を、従来のポルトランドセメントクリンカーより低減することができる。
セメントクリンカーの原料としては、石灰石、珪石と、粘土代替廃棄物として石炭灰及び高炉スラグ、鉄源廃棄物として鉄精鉱、脱鉄スラグを使用した。また、セメントクリンカー中のSO3量とアルカリ量を調整するため、各種試薬を併用した。以下に使用したセメント組成物原料をまとめて記す。
(i)セメントクリンカー原料
・石灰石(CaO含有量=55.5質量%)
・珪石(SiO2含有量=96.9質量%)
・高炉スラグ(Al2O3含有量=14.6質量%)
・石炭灰(Al2O3含有量=25.7質量%)
・鉄精鉱(Fe2O3含有量=64.3質量%)
・脱鉄スラグ(Fe2O3含有量=10.5質量%)
・硫酸カルシウム二水和物(試薬特級、関東化学(株)製)
・炭酸ナトリウム(試薬特級、和光純薬鉱業(株)製)
・炭酸カリウム(試薬特級、和光純薬鉱業(株)製)
上記セメントクリンカー原料を表1に示す割合で調合し、調合したセメントクリンカー(A)又は(B)の各原料を、それぞれ電気炉にて1500℃で30分間焼成し、セメントクリンカー(A)及び(B)を試製した。なお、表1中のNo.1は比較例として普通ポルトランドセメントクリンカーに相当する原料の調合割合を記載した。
表2のセメントクリンカーを、ブレーン比表面積で3200±50cm2/gとなるまで鉄製ボールミルを用いて粉砕した。No.2及びNo.3のセメントクリンカーは、質量比で0.74:0.26となるように混合して粉砕した。
得られた混合セメントクリンカー及びNo.1の普通ポルトランドセメントクリンカーについて、JIS R 5204「セメントの蛍光X線分析方法」による分析及びボーグ式に基づいて、鉱物組成(C3S量、C2S量、C3A量及びC4AF量)を、JCAS I−52:2000「ICP発光分光分析及び電気加熱式原子吸光分析によるセメント中の微量成分の定量方法」によりクロム量を、JCAS I−51:1981「セメント及びセメント原料中の微量成分の定量方法」により水溶性の六価クロム量を測定した。
Claims (8)
- C3Sと、1〜10質量%のC2Sと、0.5〜7質量%のC3Aと、10〜30質量%のC4AFとを含むセメントクリンカー(A)と、
C3Sと、40〜62質量%のC2Sと、12〜28質量%のC3Aと、1〜9質量%のC4AFとを含むセメントクリンカー(B)とを混合したことを特徴とする混合セメントクリンカー。 - 前記セメントクリンカー(A)のアルカリ量が、0.6質量%未満である、請求項1記載の混合セメントクリンカー。
- 前記セメントクリンカー(B)のアルカリ量が、0.6質量%以上である、請求項1又は2記載の混合セメントクリンカー。
- 前記セメントクリンカー(A)を30〜90質量%含む、請求項1〜3の何れか1項記載の混合セメントクリンカー。
- C3Sと、7〜55質量%のC2Sと、1〜15質量%のC3Aと、4〜18質量%のC4AFとを含む、請求項1〜4の何れか1項記載の混合セメントクリンカー。
- アルカリ量が、0.2〜1.0質量%である、請求項1〜5の何れか1項記載の混合セメントクリンカー。
- セメントクリンカー原料を調合し、C3Sと、1〜10質量%のC2Sと、0.5〜7質量%のC3Aと、10〜30質量%のC4AFとを含むセメントクリンカー(A)を焼成するA工程と、
セメントクリンカー原料を調合し、C3Sと、40〜62質量%のC2Sと、12〜28質量%のC3Aと、1〜9質量%のC4AFとを含むセメントクリンカー(B)を焼成するB工程と、
セメントクリンカー(A)と、セメントクリンカー(B)とを混合するC工程を含むことを特徴とする混合セメントクリンカーの製造方法。 - 前記A工程におけるセメントクリンカー原料として、石灰石800〜1200kg/t‐クリンカー、珪石10〜150kg/t‐クリンカー、鉄源廃棄物30〜180kg/t‐クリンカー及び粘土代替廃棄物100〜300kg/t‐クリンカーを調合し、
前記B工程におけるセメントクリンカー原料として、石灰石800〜1200kg/t‐クリンカー、珪石10〜120kg/t‐クリンカー、鉄源廃棄物0〜60kg/t‐クリンカー及び粘土代替廃棄物180〜400kg/t‐クリンカーを調合する、請求項7記載の混合セメントクリンカーの製造方法。
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JP5446752B2 (ja) | 2014-03-19 |
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