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JP2019172523A - Cement composition and manufacturing method therefor - Google Patents

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JP2019172523A JP2018064087A JP2018064087A JP2019172523A JP 2019172523 A JP2019172523 A JP 2019172523A JP 2018064087 A JP2018064087 A JP 2018064087A JP 2018064087 A JP2018064087 A JP 2018064087A JP 2019172523 A JP2019172523 A JP 2019172523A
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anhydrous gypsum
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cementitious composition
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丸屋 英二
Eiji Maruya
英二 丸屋
米田 修
Osamu Yoneda
修 米田
英喜 中田
Hideki Nakada
英喜 中田
正英 田邉
Masahide Tanabe
正英 田邉
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Ube Industries Ltd
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Abstract

To provide a manufacturing method of a cement composition capable of effectively using a waste gypsum, and a cement composition capable of exhibiting excellent flowability.SOLUTION: The manufacturing method of a cement composition includes a heating process for supplying waste gypsum to a burning flame of a heating device, and a mixing process for obtaining a mixture containing regenerated anhydrous gypsum obtained through the heating process, cement clinker, and blast furnace slag. The cement composition contains the cement clinker, the blast furnace slag, and gypsum, at least a part of the gypsum is the regenerated anhydrous gypsum, the regenerated anhydrous gypsum has unburned carbon amount of 0.2 mass% or less and free lime amount of 0.2 mass% or less based on mass of the regenerated anhydrous gypsum.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、再生無水石膏を含むセメント系組成物及びその製造方法に関する。   The present disclosure relates to a cementitious composition containing regenerated anhydrous gypsum and a method for producing the same.

石膏ボードが使用された家屋等の解体が年々増大するにつれて、廃石膏の発生量が増大している。それに伴い、廃石膏を処理する技術のニーズが高くなりつつある。このため、廃石膏を有効に活用する種々の検討がなされている。   As the dismantling of houses and the like where gypsum boards are used increases year by year, the amount of waste gypsum generated has increased. Accordingly, there is an increasing need for technology for treating waste gypsum. For this reason, various studies have been made to effectively use waste gypsum.

廃石膏中には、通常、二水石膏とともに、紙及び有機混和剤が含有されている。このため、そのままセメント系材料に添加すると、強度発現性が低下したり、凝結性状が変動したりすることが懸念される。そこで、廃石膏を加熱することで紙及び有機混和剤を炭化及び分解し、石膏分を無水石膏として回収する方法が提案されている(特許文献1〜6参照)。また、回収した再生無水石膏をセメント系材料と混合し、土壌の固化処理や、高強度セメント組成物用混和材として利用する方法も提案されている(特許文献7,8参照)。   Waste gypsum usually contains paper and organic admixture together with dihydrate gypsum. For this reason, there is a concern that, if it is added as it is to a cement-based material, the strength development property is lowered or the setting property is fluctuated. Then, the method of carbonizing and decomposing | disassembling paper and an organic admixture by heating waste gypsum and collect | recovering gypsum content as anhydrous gypsum is proposed (refer patent documents 1-6). In addition, a method has also been proposed in which the recovered recycled anhydrous gypsum is mixed with a cement-based material and used as a soil solidification treatment or as an admixture for a high-strength cement composition (see Patent Documents 7 and 8).

特開平10−036149号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-036149 特許第3108922号公報Japanese Patent No. 3108922 特許第4567164号公報Japanese Patent No. 4567164 特許第4735438号公報Japanese Patent No. 4735438 特許第4777058号公報Japanese Patent No. 4777058 特許第4838413号公報Japanese Patent No. 4838413 特許第5737812号公報Japanese Patent No. 5737812 特開2009−161377号公報JP 2009-161377 A

しかし、廃石膏を加熱して得られた無水石膏は、天然石膏や化学石膏とは異なる成分を含有する。具体的には、紙や有機混和剤の炭化に起因する未燃炭素や、石膏成分の部分的な分解に起因する遊離石灰(「f.CaO」又は「フリーライム」とも称される。)が挙げられる。また、廃石膏を収集する過程で混入するモルタルや土砂などの不純物成分も微量ながら含有しているケースが多い。このような再生無水石膏をセメント系材料に混合した場合は、得られた組成物の品質変動が大きくなるという懸念があった。   However, anhydrous gypsum obtained by heating waste gypsum contains components different from natural gypsum and chemical gypsum. Specifically, unburned carbon resulting from carbonization of paper and organic admixture and free lime (also referred to as “f.CaO” or “free lime”) resulting from partial decomposition of the gypsum component. Can be mentioned. In addition, there are many cases in which impurities such as mortar and earth and sand mixed in the process of collecting waste gypsum are contained in a trace amount. When such regenerated anhydrous gypsum is mixed with a cement-based material, there is a concern that the quality fluctuation of the obtained composition becomes large.

本開示は、廃石膏を有効利用できるセメント系組成物の製造方法及び優れた流動性を発現し得るセメント系組成物を提供することを目的とする。   An object of this indication is to provide the manufacturing method of the cementitious composition which can utilize waste gypsum effectively, and the cementitious composition which can express the outstanding fluidity | liquidity.

本発明者らは、過去に自らが発明した製造方法(特開2017−149619号公報)によって得られた再生無水石膏であって特定の条件を満たすものを石膏の少なくとも一部として使用することで、高炉スラグと併用した場合でも、流動性に優れるセメント系組成物が安定的に得られることを見出し、以下の発明を完成させるに至った。   The present inventors use regenerated anhydrous gypsum obtained by a manufacturing method invented in the past (Japanese Patent Laid-Open No. 2017-149619) and satisfying specific conditions as at least a part of gypsum. Even when used in combination with blast furnace slag, it has been found that a cementitious composition excellent in fluidity can be stably obtained, and the following invention has been completed.

すなわち、本開示に係るセメント系組成物の製造方法は、加熱装置の燃焼フレームに向けて廃石膏を供給する加熱工程と、加熱工程を経て得られた再生無水石膏とセメントクリンカーと高炉スラグとを含む混合物を得る混合工程とを含む。この製造方法によれば、廃石膏を有効利用できるとともに、十分に優れた品質のセメント系組成物を安定的に製造することができる。加熱装置の具体例としては、バーナを有するロータリーキルンが挙げられる。この製造方法は上記混合物を粉砕する工程を更に含むものであってもよい。   That is, a method for producing a cementitious composition according to the present disclosure includes a heating step of supplying waste gypsum toward a combustion frame of a heating device, a regenerated anhydrous gypsum obtained through the heating step, a cement clinker, and a blast furnace slag. And a mixing step to obtain a mixture. According to this production method, waste gypsum can be used effectively, and a sufficiently superior cementitious composition can be produced stably. A specific example of the heating device is a rotary kiln having a burner. This manufacturing method may further include a step of pulverizing the mixture.

本開示に係る製造方法は、加熱装置から排出される再生無水石膏の未燃炭素量及び遊離石灰量の少なくとも一方を測定する工程を更に含んでもよい。加熱装置から排出される再生無水石膏の未燃炭素量及び/又は遊離石灰量を測定し、これらの量の変動を把握することで、例えば、原料である廃石膏に含まれる有機成分が変動しても、加熱装置への廃石膏の供給量を調整したり、加熱の条件を変更したりすることによって優れた品質のセメント系組成物を安定的且つ連続的に製造することができる。なお、再生無水石膏に含まれる未燃炭素量(全炭素量)はJIS R1603「ファインセラミックス用窒化けい素微粉末の化学分析方法」の赤外吸収法によって測定される。遊離石灰量(f.CaO量)は、セメント協会標準試験方法JCAS I−01「遊離酸化カルシウムの定量方法」によって測定される。   The production method according to the present disclosure may further include a step of measuring at least one of the amount of unburned carbon and the amount of free lime of the regenerated anhydrous gypsum discharged from the heating device. By measuring the amount of unburned carbon and / or free lime in the regenerated anhydrous gypsum discharged from the heating device, and grasping the fluctuations in these amounts, for example, the organic components contained in the waste gypsum that is the raw material will fluctuate. However, it is possible to stably and continuously produce an excellent quality cementitious composition by adjusting the amount of waste gypsum supplied to the heating device or changing the heating conditions. The amount of unburned carbon (total carbon amount) contained in the regenerated anhydrous gypsum is measured by the infrared absorption method of JIS R1603 “Chemical analysis method of fine silicon nitride powder for fine ceramics”. The amount of free lime (f.CaO amount) is measured by the Cement Association standard test method JCAS I-01 “Quantitative method of free calcium oxide”.

例えば、加熱装置から排出される再生無水石膏の未燃炭素量が当該再生無水石膏の質量基準で0.2質量%を超える場合、加熱装置における被加熱物の温度が高くなるように条件を変更すればよい。加熱装置から排出される再生無水石膏の遊離石灰量が当該再生無水石膏の質量基準で0.2質量%を超える場合、加熱装置における被加熱物の滞留時間が短くなるように条件を変更すればよい。   For example, if the amount of unburned carbon in the regenerated anhydrous gypsum discharged from the heating device exceeds 0.2% by mass based on the mass of the regenerated anhydrous gypsum, the conditions are changed so that the temperature of the object to be heated in the heating device becomes high do it. If the amount of free lime in the regenerated anhydrous gypsum discharged from the heating device exceeds 0.2% by mass based on the mass of the regenerated anhydrous gypsum, the conditions should be changed so that the residence time of the object to be heated in the heating device is shortened. Good.

加熱装置から排出される再生無水石膏は、当該再生無水石膏の質量基準で、未燃炭素量が0.2質量%以下であり且つ遊離石灰量が0.2質量%以下であることが好ましい。これらの条件を満たす再生無水石膏を含むセメント系組成物と水とを混合することで、優れた流動性を有するスラリーを得ることができる。   The regenerated anhydrous gypsum discharged from the heating device preferably has an unburned carbon amount of 0.2% by mass or less and a free lime content of 0.2% by mass or less based on the mass of the regenerated anhydrous gypsum. By mixing a cementitious composition containing regenerated anhydrous gypsum that satisfies these conditions and water, a slurry having excellent fluidity can be obtained.

本開示に係るセメント系組成物は、セメントクリンカーと、高炉スラグと、石膏とを含み、石膏の少なくとも一部が再生無水石膏であり、再生無水石膏は当該再生無水石膏の質量基準で、未燃炭素量が0.2質量%以下であり且つ遊離石灰量が0.2質量%以下である。このセメント組成物と水とを混合することで、優れた流動性を有するスラリーを得ることができる。上記再生無水石膏は、例えば、廃石膏の加熱物である。   The cementitious composition according to the present disclosure includes cement clinker, blast furnace slag, and gypsum, and at least a part of the gypsum is regenerated anhydrous gypsum, and the regenerated anhydrous gypsum is based on the mass of the regenerated anhydrous gypsum and is unburned. The amount of carbon is 0.2% by mass or less and the amount of free lime is 0.2% by mass or less. By mixing this cement composition and water, a slurry having excellent fluidity can be obtained. The regenerated anhydrous gypsum is, for example, a heated product of waste gypsum.

上記セメント系組成物は、セメントクリンカーの含有量を100質量部としたとき、例えば、高炉スラグの含有量が20〜100質量部であり、石膏の含有量がSO換算で5〜25質量部である。セメント系組成物を含むスラリーの流動性及び廃石膏の有効利用の観点から、石膏の全質量を基準とする再生無水石膏の割合は、例えば、30〜100質量%である。 When the cement clinker content is 100 parts by mass, for example, the blast furnace slag content is 20 to 100 parts by mass, and the gypsum content is 5 to 25 parts by mass in terms of SO 3. It is. From the viewpoint of fluidity of the slurry containing the cementitious composition and effective utilization of the waste gypsum, the ratio of the regenerated anhydrous gypsum based on the total mass of the gypsum is, for example, 30 to 100% by mass.

本開示に係るセメント系組成物の質量cに対する水の質量wの比(w/c)が0.6となるように、当該セメント系組成物と水とを混合して得られるスラリーを測定対象とし、マーシュファンネル粘度計を使用し且つ上記スラリーの温度が35℃の条件で測定される流下時間が35秒以下であることが好ましい。本開示に係るセメント系組成物の用途の一つは、地盤改良固化材である。   A slurry obtained by mixing the cement-based composition and water so that the ratio (w / c) of the mass w of water to the mass c of the cement-based composition according to the present disclosure is 0.6. It is preferable that the flow-down time measured using a Marsh Funnel viscometer and the temperature of the slurry is 35 ° C. or less is 35 seconds or less. One of the uses of the cementitious composition according to the present disclosure is a ground improvement solidified material.

本開示によれば、廃石膏を有効利用できるセメント系組成物の製造方法及び優れた流動性を発現し得るセメント系組成物が提供される。   According to the present disclosure, a method for producing a cement-based composition that can effectively use waste gypsum and a cement-based composition that can exhibit excellent fluidity are provided.

図1は廃石膏から再生無水石膏を得るための加熱装置の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a heating device for obtaining regenerated anhydrous gypsum from waste gypsum. 図2は、図1に示す加熱装置のII−II線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the heating apparatus shown in FIG. 図3(a)は廃石膏の加熱に伴う未燃炭素量(C量)の変化を示すグラフであり、図3(b)は廃石膏の加熱に伴う遊離石灰量(f.CaO量)の変化を示すグラフである。Fig. 3 (a) is a graph showing the change in the amount of unburned carbon (C amount) accompanying heating of the waste gypsum, and Fig. 3 (b) is the amount of free lime (f. CaO amount) accompanying heating of the waste gypsum. It is a graph which shows a change.

以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments.

<セメント系組成物の製造方法>
本実施形態に係るセメント系組成物の製造方法は、加熱装置の燃焼フレームに向けて廃石膏を供給する加熱工程と、加熱工程を経て得られた再生無水石膏とセメントクリンカーと高炉スラグとを含む混合物を得る混合工程とを含む。この製造方法によれば、廃石膏を有効利用できるとともに、十分に優れた品質のセメント系組成物を安定的に製造することができる。
<Method for producing cement-based composition>
The manufacturing method of the cementitious composition which concerns on this embodiment contains the heating process which supplies waste gypsum toward the combustion flame | frame of a heating apparatus, the regenerated anhydrous gypsum obtained through the heating process, cement clinker, and blast furnace slag. Mixing step to obtain a mixture. According to this production method, waste gypsum can be used effectively, and a sufficiently superior cementitious composition can be produced stably.

(加熱工程)
加熱工程は、加熱装置の燃焼フレームに向けて廃石膏を供給する工程である。廃石膏としては、その発生場所を選ばず、種々のものを使用でき、例えば、石膏ボード製造工場で発生する廃材、新築工事現場で発生する石膏ボードの端材、解体工事現場で発生する廃材等を使用することができる。ただし、解体工事現場で発生する廃材は、石膏以外の無機系の建築廃材が混入するため、それらを極力取り除くことが好ましい。加熱処理後に得られる再生無水石膏の品質の観点から、廃石膏における石膏以外の無機系の建築廃材の含有量は10質量%未満であることが好ましい。
(Heating process)
A heating process is a process of supplying waste gypsum toward the combustion flame | frame of a heating apparatus. Various types of waste plaster can be used regardless of the location of the waste.For example, waste materials generated at gypsum board manufacturing plants, gypsum board scraps generated at new construction sites, waste materials generated at demolition sites, etc. Can be used. However, since waste materials generated at the demolition work site are mixed with inorganic building waste materials other than gypsum, it is preferable to remove them as much as possible. From the viewpoint of the quality of the regenerated anhydrous gypsum obtained after the heat treatment, the content of inorganic building waste other than gypsum in the waste gypsum is preferably less than 10% by mass.

廃石膏の粒度は、加熱プロセス中で閉塞が起こらず、サイロやタンク等からの排出が容易な大きさが望ましい。廃石膏の粒径は好ましくは50mm以下であり、より好ましくは10mm以下であり、更に好ましくは5mm以下である。廃石膏の粒度がこの程度であれば、加熱装置への送入が容易であり、ハンドリング性も確保できる。   The particle size of the waste gypsum is preferably such that it does not clog during the heating process and can be easily discharged from a silo or tank. The particle size of the waste gypsum is preferably 50 mm or less, more preferably 10 mm or less, and still more preferably 5 mm or less. If the particle size of the waste gypsum is about this level, it can be easily fed into a heating device, and handling properties can be secured.

加熱装置は、バーナを有し、そのフレーム内に廃石膏を直接投入できるものであれば、形状や種類を限定されないが、並流式のロータリーキルンであれば送入・排出が容易で均質な加熱ができるため好ましい。なお、バーナの燃料は、気体(都市ガス等)・液体(重油等)・固体(微粉炭等)のいずれも使用することができる。   The heating device is not limited in shape and type as long as it has a burner and can directly put waste gypsum into its frame, but a co-current type rotary kiln is easy to feed and discharge and homogeneous heating Is preferable. The burner fuel can be any of gas (city gas, etc.), liquid (heavy oil, etc.), and solid (pulverized coal, etc.).

本実施形態においては、廃石膏を燃焼フレームに向けて廃石膏を供給することにより、廃石膏が燃焼フレームに接することが肝要である。これにより、紙や有機混和剤が極めて短時間のうちに燃焼し、未燃炭素量が0.2質量%以下であり且つ遊離石灰量が0.2質量%以下の再生無水石膏を効率よく製造できる。   In the present embodiment, it is important that the waste gypsum contacts the combustion frame by supplying the waste gypsum toward the combustion frame. As a result, paper and organic admixture burn in an extremely short time, and efficiently produce regenerated anhydrous gypsum with an unburned carbon content of 0.2% by mass or less and a free lime content of 0.2% by mass or less. it can.

図1は廃石膏から再生無水石膏を得るための加熱装置の一例を示す模式図である。加熱装置100は、バーナ12を有し、廃石膏30を加熱して無水石膏32に改質する並流式ロータリーキルン10と、廃石膏30を並流式ロータリーキルン10に供給する供給部20とを備える。   FIG. 1 is a schematic view showing an example of a heating device for obtaining regenerated anhydrous gypsum from waste gypsum. The heating device 100 includes a burner 12, and includes a cocurrent rotary kiln 10 that heats the waste gypsum 30 to reform it to anhydrous gypsum 32, and a supply unit 20 that supplies the waste gypsum 30 to the cocurrent rotary kiln 10. .

並流式ロータリーキルン10には、上流側から下流側に向かって、キルンフッド11、ドラム本体17及び沈降室14が連通して設けられている。並流式ロータリーキルン10のキルンフッド11には、バーナ12が取り付けられている。バーナ12には、燃料を供給する燃料供給部が接続されている(不図示)。燃料は、気体燃料(都市ガス等)、液体燃料(重油等)、及び固体燃料(微粉炭等)のいずれを使用してもよい。取扱いの容易性の観点からダストの発生が少ない液体燃料が好ましい。   The co-current rotary kiln 10 is provided with a kiln hood 11, a drum body 17, and a settling chamber 14 in communication from the upstream side to the downstream side. A burner 12 is attached to the kiln hood 11 of the parallel flow rotary kiln 10. A fuel supply unit for supplying fuel is connected to the burner 12 (not shown). As the fuel, any of gaseous fuel (such as city gas), liquid fuel (such as heavy oil), and solid fuel (such as pulverized coal) may be used. From the viewpoint of easy handling, a liquid fuel that generates less dust is preferable.

並流式ロータリーキルン10の形状及び大きさは特に限定されない。加熱装置の小型化と十分な生産能力とを両立させる観点から、回転軸方向に沿うドラム本体17の長さLは、好ましくは1〜10mであり、より好ましくは2〜6mである。並流式ロータリーキルン10のドラム本体17の内径φは、例えば1〜3mである。短時間で無水石膏を排出できるようにする観点から、ドラム本体17の水平面に対する傾斜角度は0.5〜8°、及び回転数は1〜10rpmであることが好ましい。同様の観点から、傾斜角度は1〜5°及び回転数は2〜7rpmであることがより好ましい。   The shape and size of the cocurrent rotary kiln 10 are not particularly limited. The length L of the drum main body 17 along the rotation axis direction is preferably 1 to 10 m, more preferably 2 to 6 m, from the viewpoint of achieving both a reduction in size of the heating device and sufficient production capacity. The inner diameter φ of the drum body 17 of the cocurrent rotary kiln 10 is, for example, 1 to 3 m. From the viewpoint of allowing anhydrous gypsum to be discharged in a short time, it is preferable that the inclination angle of the drum body 17 with respect to the horizontal plane is 0.5 to 8 ° and the rotation speed is 1 to 10 rpm. From the same viewpoint, it is more preferable that the tilt angle is 1 to 5 ° and the rotation speed is 2 to 7 rpm.

供給部20は、例えば、配管で構成される。配管は、キルンフッド11の上壁面から並流式ロータリーキルン10内に挿入され、その先端がドラム本体17の内部に配置されている。廃石膏30は、供給部20をなす配管を流通して、配管の先端の開口部から並流式ロータリーキルン10内に供給される。供給部20は、廃石膏を、ドラム本体17内における燃焼フレーム16に向かって供給する。供給部20は、廃石膏を重力で落下させることによって燃焼フレーム16に向かって供給するように構成されていてもよいし、廃石膏を流動させるガスとともに吐出することによって燃焼フレーム16に向かって供給するように構成されていてもよい。   The supply part 20 is comprised by piping, for example. The pipe is inserted into the co-current rotary kiln 10 from the upper wall surface of the kiln hood 11, and the tip thereof is disposed inside the drum body 17. The waste gypsum 30 flows through the piping that forms the supply unit 20 and is supplied into the co-current rotary kiln 10 from the opening at the tip of the piping. The supply unit 20 supplies waste gypsum toward the combustion frame 16 in the drum body 17. The supply unit 20 may be configured to supply the waste gypsum toward the combustion frame 16 by dropping the gypsum by gravity, or to supply the waste gypsum toward the combustion frame 16 by discharging the waste gypsum together with the flowing gas. It may be configured to.

バーナ12は、燃焼フレーム16の向きを任意に調節可能な可変バーナであってもよい。廃石膏30の粒度に応じてフレームの向きを最適な位置に調節することによって、最適加熱条件を見出すことが容易となる。これによって、一層効率的に無水石膏に改質することができる。可変バーナの例としては、バーナ管本体の軸線に対してバーナの先端部が曲がっており、バーナ管本体を軸線まわりに回転することによって、燃焼フレームの向きを変更できるものが挙げられる。可変バーナはこのような形態に限定されず、燃焼フレーム16の向きが変えられるものであれば特に限定されない。   The burner 12 may be a variable burner capable of arbitrarily adjusting the direction of the combustion frame 16. By adjusting the direction of the frame to the optimum position according to the particle size of the waste gypsum 30, it becomes easy to find the optimum heating condition. As a result, it can be more efficiently modified to anhydrous gypsum. As an example of the variable burner, there is one in which the tip of the burner is bent with respect to the axis of the burner tube main body, and the direction of the combustion frame can be changed by rotating the burner tube main body around the axis. The variable burner is not limited to such a form, and is not particularly limited as long as the direction of the combustion frame 16 can be changed.

供給部20は、バーナ12の燃焼フレーム16に向かって廃石膏30を供給する。並流式ロータリーキルン10内に供給された廃石膏30の大部分は、並流式ロータリーキルン10の内壁面に接触する前に、燃焼フレーム16に接触する。廃石膏30は、燃焼フレーム16内を通過するように供給されてもよい。ただし、供給される廃石膏30の全てが燃焼フレーム16に接触すること、又は、燃焼フレーム16内を通過することは必須ではない。   The supply unit 20 supplies waste gypsum 30 toward the combustion frame 16 of the burner 12. Most of the waste gypsum 30 supplied into the co-current rotary kiln 10 contacts the combustion frame 16 before contacting the inner wall surface of the co-current rotary kiln 10. The waste gypsum 30 may be supplied so as to pass through the combustion frame 16. However, it is not essential that all of the supplied waste gypsum 30 contacts the combustion frame 16 or passes through the combustion frame 16.

バーナ12の燃焼フレーム16に向かって供給された廃石膏30は、十分に大きい昇温速度で昇温される。これにより、バーナ12の燃焼フレーム16に接触した廃石膏30に含まれる紙及び有機混和剤は、速やかに炭化及び分解される。そして、廃石膏30に含まれる二水石膏の大部分は、速やかに無水石膏に改質される。これらの反応は石膏が分解する前に完了させることができる。したがって、石膏の分解に伴って生じるSOxの発生を抑制しつつ、二水石膏を効率的に無水石膏に改質することができると考えられる。   The waste gypsum 30 supplied toward the combustion frame 16 of the burner 12 is heated at a sufficiently high heating rate. As a result, the paper and the organic admixture contained in the waste gypsum 30 in contact with the combustion frame 16 of the burner 12 are quickly carbonized and decomposed. And most of the dihydrate gypsum contained in the waste gypsum 30 is promptly modified into anhydrous gypsum. These reactions can be completed before the gypsum decomposes. Therefore, it is considered that dihydrate gypsum can be efficiently modified to anhydrous gypsum while suppressing the generation of SOx generated with the decomposition of gypsum.

図2は、図1に示す加熱装置100のII−II線断面図である。並流式ロータリーキルン10のドラム本体17の上流側の径方向における中心付近には、燃焼フレーム16が形成されている。供給部20から燃焼フレーム16に向かって供給された廃石膏30は、燃焼フレーム16内を通過し、ドラム本体17の上流側の底部付近に堆積する。   2 is a cross-sectional view taken along line II-II of the heating apparatus 100 shown in FIG. A combustion frame 16 is formed in the vicinity of the center in the radial direction on the upstream side of the drum body 17 of the parallel flow rotary kiln 10. The waste gypsum 30 supplied from the supply unit 20 toward the combustion frame 16 passes through the combustion frame 16 and accumulates near the bottom on the upstream side of the drum body 17.

燃焼フレーム16内を通過した廃石膏30は、ドラム本体17の底部付近に堆積した後も、燃焼フレーム16の周囲を離れるまでの間、燃焼フレーム16の高温下に晒される。燃焼フレーム16に接しない廃石膏30も、ドラム本体17の底部付近に堆積した後、燃焼フレーム16の周囲で燃焼フレーム16の高温下に晒される。このように高温下に晒されることによって、紙及び有機混和剤の炭化及び分解と、無水石膏への改質が速やかに進行する。   The waste gypsum 30 that has passed through the combustion frame 16 is exposed to the high temperature of the combustion frame 16 until it has left the periphery of the combustion frame 16 even after being deposited near the bottom of the drum body 17. Waste gypsum 30 that does not come into contact with the combustion frame 16 is also deposited near the bottom of the drum body 17 and then exposed to the high temperature of the combustion frame 16 around the combustion frame 16. By being exposed to high temperature in this way, carbonization and decomposition of paper and organic admixture and reforming to anhydrous gypsum proceed rapidly.

ドラム本体17は方向Pの向きに連続的に回転している。ドラム本体17の回転軸は、水平面に対して0.5〜8°傾斜しているため、上流側の方が下流側の方よりも高くなっている。このため、廃石膏30は、並流式ロータリーキルン10のドラム本体17の回転によって掻き混ぜながら、ドラム本体17の下流側に徐々に移動する。   The drum body 17 continuously rotates in the direction P. Since the rotation axis of the drum body 17 is inclined by 0.5 to 8 ° with respect to the horizontal plane, the upstream side is higher than the downstream side. For this reason, the waste gypsum 30 gradually moves to the downstream side of the drum body 17 while being agitated by the rotation of the drum body 17 of the cocurrent rotary kiln 10.

燃焼フレーム16の外炎は、例えば、石膏分解温度である1200℃以上の温度を有する。石膏の分解反応は瞬時には生じないため、外炎に接触した廃石膏30及び外炎近辺を通過した廃石膏30に含まれる紙及び有機混和剤の炭化及び分解を速やかに進行させることができる。廃石膏30は、供給部20によって燃焼フレーム16に向かって供給される。このため、廃石膏30が微粒分を含んでいても、ドラム本体17内の気流によって微粒分が浮遊して燃焼フレーム16と接触することなく排ガス中のダストとして排出されることを十分に抑制することができる。微粒分は、燃焼フレーム16と接触するか、燃焼フレーム16の近傍を通過することによって、瞬時に改質される。   The external flame of the combustion flame | frame 16 has the temperature of 1200 degreeC or more which is a gypsum decomposition temperature, for example. Since the decomposition reaction of gypsum does not occur instantaneously, the carbonization and decomposition of the paper and the organic admixture contained in the waste gypsum 30 in contact with the external flame and the waste gypsum 30 that has passed through the vicinity of the external flame can be rapidly advanced. . The waste gypsum 30 is supplied toward the combustion frame 16 by the supply unit 20. For this reason, even if the waste gypsum 30 contains fine particles, the fine particles are suspended by the air flow in the drum body 17 and are sufficiently prevented from being discharged as dust in the exhaust gas without contacting the combustion frame 16. be able to. The fine particles are instantly reformed by coming into contact with the combustion flame 16 or passing through the vicinity of the combustion flame 16.

燃焼フレーム16に接触しない場合、紙及び有機混和剤の炭化及び分解に要する時間は長くなる傾向にある。加熱する時間が長くなると、石膏の分解反応が進行する傾向にある。このため、廃石膏30は、燃焼フレーム16に接触することが好ましい。   Without contact with the combustion flame 16, the time required for carbonization and decomposition of the paper and organic admixture tends to be longer. When the time for heating becomes longer, the decomposition reaction of gypsum tends to proceed. For this reason, it is preferable that the waste gypsum 30 contacts the combustion frame 16.

加熱工程における加熱時間は、短いほど石膏の分解を抑制しつつ生産性を向上することができる。このような観点から、加熱時間は20分間以下であることが好ましく、10分間未満であることがより好ましく、7分間未満であることがさらに好ましく、5分間未満であることが特に好ましい。加熱時間の下限に特に制限はないが、無水石膏への改質を十分に進行させる観点から、1分間以上であることが好ましく、2分間以上であることがより好ましい。   As the heating time in the heating step is shorter, productivity can be improved while suppressing decomposition of gypsum. From such a viewpoint, the heating time is preferably 20 minutes or less, more preferably less than 10 minutes, further preferably less than 7 minutes, and particularly preferably less than 5 minutes. Although there is no restriction | limiting in particular in the minimum of heating time, From a viewpoint of fully progressing the modification | reformation to an anhydrous gypsum, it is preferable that it is 1 minute or more, and it is more preferable that it is 2 minutes or more.

廃石膏30が燃焼フレーム16と接触した後、並流式ロータリーキルン10内において石膏を十分に脱水させるため、並流式ロータリーキルン10における窯尻温度は500〜1000℃であることが好ましい。並流式ロータリーキルン10は、上述の加熱時間及び窯尻温度を維持できる構造を有していることが好ましい。   After the waste gypsum 30 comes into contact with the combustion frame 16, the kiln bottom temperature in the cocurrent rotary kiln 10 is preferably 500 to 1000 ° C. in order to sufficiently dehydrate the gypsum in the cocurrent rotary kiln 10. The cocurrent rotary kiln 10 preferably has a structure capable of maintaining the above-described heating time and kiln bottom temperature.

ドラム本体17の上流側の底部に堆積した無水石膏32(廃石膏30)は、掻き混ぜられながら、ドラム本体17の下流側に移動する。図1に示すように、ドラム本体17内で加熱されて生成した無水石膏32は、ドラム本体17の下流側に接続された沈降室14を経由して並流式ロータリーキルン10の外部に排出される。このようにして、無水石膏を製造することができる。この無水石膏はII型無水石膏に分類される。   The anhydrous gypsum 32 (waste gypsum 30) deposited on the bottom of the drum body 17 on the upstream side moves to the downstream side of the drum body 17 while being stirred. As shown in FIG. 1, the anhydrous gypsum 32 generated by heating in the drum body 17 is discharged to the outside of the cocurrent rotary kiln 10 via the settling chamber 14 connected to the downstream side of the drum body 17. . In this way, anhydrous gypsum can be produced. This anhydrous gypsum is classified as type II anhydrous gypsum.

本実施形態に係る製造方法は、加熱装置から排出される再生無水石膏の未燃炭素量及び遊離石灰量の少なくとも一方を測定する工程を更に含んでもよい。加熱装置から排出される再生無水石膏の未燃炭素量及び/又は遊離石灰量を測定し、これらの量の変動を把握することで、例えば、原料である廃石膏に含まれる有機成分が変動しても、加熱装置への廃石膏の供給量を調整したり、加熱の条件(例えば、加熱温度及び滞留時間)を変更したりすることによって優れた品質のセメント系組成物を安定的且つ連続的に製造することができる。   The manufacturing method according to the present embodiment may further include a step of measuring at least one of the amount of unburned carbon and the amount of free lime of the regenerated anhydrous gypsum discharged from the heating device. By measuring the amount of unburned carbon and / or free lime in the regenerated anhydrous gypsum discharged from the heating device, and grasping the fluctuations in these amounts, for example, the organic components contained in the waste gypsum that is the raw material will fluctuate. Even if the amount of waste gypsum supplied to the heating device is adjusted or the heating conditions (for example, heating temperature and residence time) are changed, an excellent quality cementitious composition can be produced stably and continuously. Can be manufactured.

本実施形態においては、再生無水石膏の未燃炭素量が0.2質量%以下であり且つ遊離石灰量が0.2質量%以下であることが肝要である。本発明者らの検討によると、これらの条件を満たす再生無水石膏を石膏の少なくとも一部として使用してセメント系組成物を製造することで、セメント系組成物が安定して優れた流動性を示す。このメカニズムは、再生無水石膏の有機不純物量と石膏自身の反応性に起因すると考えられる。すなわち、廃石膏を加熱した際、未燃炭素量は有機物の分解度の指標となり、遊離石灰量は石膏の分解度の指標となることから、上記条件は、再生無水石膏の不純物を抑えつつ良好な反応性を確保する最適加熱条件の指標になっているものと考えられる。かかる指標は発明者らの独自の知見に基づくものであり、廃石膏を加熱することによって、セメント系材料用の再生無水石膏を得る場合に有用である。   In the present embodiment, it is important that the amount of unburned carbon in the regenerated anhydrous gypsum is 0.2% by mass or less and the amount of free lime is 0.2% by mass or less. According to the study by the present inventors, by using a regenerated anhydrous gypsum satisfying these conditions as at least a part of gypsum to produce a cement-based composition, the cement-based composition has stable and excellent fluidity. Show. This mechanism is thought to result from the amount of organic impurities in the regenerated anhydrous gypsum and the reactivity of the gypsum itself. That is, when waste gypsum is heated, the amount of unburned carbon is an indicator of the degree of decomposition of organic matter, and the amount of free lime is an indicator of the degree of decomposition of gypsum, so the above conditions are good while suppressing impurities in regenerated anhydrous gypsum This is considered to be an index of the optimum heating condition for ensuring a good reactivity. Such an index is based on the inventors' unique knowledge, and is useful when reclaimed anhydrous gypsum for cement-based materials is obtained by heating waste gypsum.

図3(a)は廃石膏の加熱に伴う未燃炭素量(C量)の変化を示すグラフであり、図3(b)は廃石膏の加熱に伴う遊離石灰量(f.CaO量)の変化を示すグラフである。これらのグラフに示されたとおり、加熱温度が高いほど、未燃炭素は短時間で減少するのに対し、遊離石灰は急増する傾向にある。加熱温度と加熱時間(加熱装置における被加熱物の滞留時間)を最適にすることで、未燃炭素量が0.2質量%以下であり且つ遊離石灰量が0.2質量%以下の再生無水石膏を得ることができる。なお、図3(a)及び図3(b)における温度600℃、700℃及び800℃は並流式ロータリーキルンにおける窯尻温度である。   Fig. 3 (a) is a graph showing the change in the amount of unburned carbon (C amount) accompanying heating of the waste gypsum, and Fig. 3 (b) is the amount of free lime (f. CaO amount) accompanying heating of the waste gypsum. It is a graph which shows a change. As shown in these graphs, as the heating temperature increases, unburned carbon decreases in a short time, whereas free lime tends to increase rapidly. By optimizing the heating temperature and heating time (residence time of the object to be heated in the heating device), the amount of unburned carbon is 0.2% by mass or less and the amount of free lime is 0.2% by mass or less. Gypsum can be obtained. In addition, the temperature 600 degreeC, 700 degreeC, and 800 degreeC in FIG. 3 (a) and FIG.3 (b) is the kiln bottom temperature in a cocurrent type rotary kiln.

加熱装置から排出される再生無水石膏の未燃炭素量が当該再生無水石膏の質量基準で0.2質量%を超える場合、加熱装置における被加熱物の温度が高くなるように条件を変更すればよい。加熱装置から排出される再生無水石膏の遊離石灰量が当該再生無水石膏の質量基準で0.2質量%を超える場合、加熱装置における被加熱物の滞留時間が短くなるように条件を変更すればよい。   If the amount of unburned carbon in the regenerated anhydrous gypsum discharged from the heating device exceeds 0.2% by mass based on the mass of the regenerated anhydrous gypsum, the conditions should be changed so that the temperature of the object to be heated in the heating device becomes high. Good. If the amount of free lime in the regenerated anhydrous gypsum discharged from the heating device exceeds 0.2% by mass based on the mass of the regenerated anhydrous gypsum, the conditions should be changed so that the residence time of the object to be heated in the heating device is shortened. Good.

なお、加熱装置における被加熱物の加熱温度及び/又は滞留時間を調節しても、未燃炭素量が0.2質量%以下であり且つ遊離石灰量が0.2質量%以下の再生無水石膏を得ることができないときは、例えば、廃石膏と燃焼フレームの接触時間を調節したり、加熱処理を実施している廃石膏にこれもよりも有機混和剤等の有機成分が少ない廃石膏を配合して有機成分を希釈したりすることによって、上記条件を満たす再生無水石膏を製造し得る。   In addition, even if the heating temperature and / or residence time of the article to be heated in the heating device are adjusted, the regenerated anhydrous gypsum having an unburned carbon content of 0.2% by mass or less and a free lime content of 0.2% by mass or less. For example, if the contact time between the waste gypsum and the combustion flame is adjusted, or waste gypsum that is heat-treated is mixed with waste gypsum with less organic components such as organic admixtures. Then, regenerated anhydrous gypsum satisfying the above conditions can be produced by diluting the organic component.

加熱装置から排出される再生無水石膏は、当該再生無水石膏の質量基準で、未燃炭素量が0.2質量%以下であり且つ遊離石灰量が0.2質量%以下であることが好ましい。これらの条件を満たす再生無水石膏を含むセメント系組成物と水とを混合することで、優れた流動性を有するスラリーを得ることができる。   The regenerated anhydrous gypsum discharged from the heating device preferably has an unburned carbon amount of 0.2% by mass or less and a free lime content of 0.2% by mass or less based on the mass of the regenerated anhydrous gypsum. By mixing a cementitious composition containing regenerated anhydrous gypsum that satisfies these conditions and water, a slurry having excellent fluidity can be obtained.

(混合工程)
混合工程は、加熱工程を経て得られた再生無水石膏と、必要に応じてその他の石膏と、セメントクリンカーと、高炉スラグとを含む混合物を得る工程である。本実施形態に係る製造方法は上記混合物を粉砕する工程を更に含むことが、粉末度を管理するうえで好ましい。得られた再生無水石膏とセメントクリンカー、高炉スラグを混合する工程や、これらの混合物を粉砕する工程では、使用する装置の種類は特に限定されない。また、混合後に粉砕することや、粉砕後に混合することが可能であり、例えばボールミル等を用いて粉砕と混合を同時に行うことも可能である。
(Mixing process)
A mixing process is a process of obtaining the mixture containing the regenerated anhydrous gypsum obtained through the heating process, and other gypsum as needed, cement clinker, and blast furnace slag. The production method according to the present embodiment preferably further includes a step of pulverizing the mixture in terms of controlling the fineness. In the step of mixing the obtained regenerated anhydrous gypsum, cement clinker and blast furnace slag, and the step of pulverizing the mixture, the type of apparatus to be used is not particularly limited. Further, it can be pulverized after mixing or mixed after pulverization. For example, pulverization and mixing can be simultaneously performed using a ball mill or the like.

セメントクリンカーは、普通セメントクリンカー、早強セメントクリンカー、中庸熱セメントクリンカー、低熱セメントクリンカー、油井セメントクリンカー等のセメントクリンカーが使用できる。この中でも、強度特性や入手のしやすさを考慮すると、普通セメントクリンカー、早強セメントクリンカーが好適に使用できる。   As the cement clinker, a cement clinker such as an ordinary cement clinker, an early-strength cement clinker, a medium heat cement clinker, a low heat cement clinker, and an oil well cement clinker can be used. Among these, ordinary cement clinker and early-strength cement clinker can be preferably used in consideration of strength characteristics and availability.

高炉スラグは、通常市販されているものであれば特に制限はなく、JIS A 6206「コンクリート用高炉スラグ微粉末」で規定される高炉スラグ微粉末を利用することができる。セメント系組成物におけるセメントクリンカーの含有量を100質量部としたとき、高炉スラグの含有量は、20〜100質量部であることが好ましく、25〜80質量部であることがより好ましく、30〜70質量部であることが更に好ましい。高炉スラグの含有量が上記範囲であると、セメント系組成物を含むスラリーが優れた流動性を有するとともに、セメント系組成物を地盤改良固化材として使用したときに優れた強度特性を達成し得る。   The blast furnace slag is not particularly limited as long as it is commercially available, and blast furnace slag fine powder defined in JIS A 6206 “Blast furnace slag fine powder for concrete” can be used. When the content of the cement clinker in the cement-based composition is 100 parts by mass, the content of the blast furnace slag is preferably 20 to 100 parts by mass, more preferably 25 to 80 parts by mass, and 30 to 30 parts by mass. More preferably, it is 70 mass parts. When the content of the blast furnace slag is in the above range, the slurry containing the cement-based composition has excellent fluidity and can achieve excellent strength characteristics when the cement-based composition is used as a ground improvement solidifying material. .

セメント系組成物における石膏の含有量(再生無水石膏及びその他の石膏の合計)は、セメントクリンカーの含有量を100質量部とすると、SO換算で、5〜25質量部であることが好ましく、7〜23質量部であることがより好ましく、10〜20質量部であることが更に好ましい。石膏の含有量が上記範囲であると、セメント系組成物を含むスラリーが優れた流動性を有するとともに、セメント系組成物を地盤改良固化材として使用したときに優れた強度特性を達成し得る。 The content of gypsum in the cement-based composition (total of regenerated anhydrous gypsum and other gypsum) is preferably 5 to 25 parts by mass in terms of SO 3 when the content of cement clinker is 100 parts by mass, More preferably, it is 7-23 mass parts, and it is still more preferable that it is 10-20 mass parts. When the gypsum content is in the above range, the slurry containing the cement-based composition has excellent fluidity, and excellent strength characteristics can be achieved when the cement-based composition is used as a ground improvement solidifying material.

セメント系組成物における石膏の全質量(再生無水石膏及びその他の石膏の合計)を基準として、再生無水石膏の割合は30〜100質量%であることが好ましく、40〜100質量%であることがより好ましく、50〜100質量%であることが更に好ましく、60〜100質量%であることが特に好ましい。再生無水石膏の使用量が多いほど、セメント系組成物を含むスラリーが優れた流動性を有するとともに、セメント系組成物を地盤改良固化材として使用したときに優れた強度特性を達成し得る。   Based on the total mass of gypsum in the cementitious composition (total of regenerated anhydrous gypsum and other gypsum), the ratio of regenerated anhydrous gypsum is preferably 30 to 100% by mass, and preferably 40 to 100% by mass. More preferably, it is 50-100 mass%, More preferably, it is 60-100 mass%. The larger the amount of regenerated anhydrous gypsum used, the more excellent the fluidity of the slurry containing the cementitious composition, and the better the strength characteristics when the cementitious composition is used as a ground improvement solidifying material.

再生無水石膏以外の石膏としては、通常入手可能な二水石膏(排脱二水石膏、リン酸二水石膏等)や半水石膏(二水石膏を熱処理したもの等)、通常入手可能な二水石膏を焼成して得られる無水石膏、天然無水石膏、フッ酸無水石膏等を任意に使用することができる。   As gypsum other than regenerated anhydrous gypsum, normally available dihydrate gypsum (exhaust dihydrate gypsum, phosphate dihydrate gypsum, etc.) and hemihydrate gypsum (heated dihydrate gypsum, etc.) Anhydrous gypsum obtained by baking water gypsum, natural anhydrous gypsum, hydrofluoric acid anhydrous gypsum, and the like can be arbitrarily used.

上記実施形態に係るセメント組成物の製造方法によれば、原料である廃石膏の種類や物性の変動に伴って品質が変動しやすい再生無水石膏を使用しても、特定成分(未燃炭素量及び遊離石灰量)を制御するという簡便な操作で、優れた流動性を安定して発揮し得るセメント組成物を効率的且つ安定して得ることができる。セメント系組成物の質量cに対する水の質量wの比(w/c)が0.6となるように、当該セメント系組成物と水とを混合して得られるスラリーを測定対象とし、マーシュファンネル粘度計を使用し且つ上記スラリーの温度が35℃の条件で測定される流下時間は35秒以下であることが好ましく、10〜34秒又は15〜33秒であってもよい。   According to the method for producing a cement composition according to the above embodiment, even if regenerated anhydrous gypsum whose quality tends to fluctuate in accordance with changes in the types and properties of waste gypsum as a raw material, a specific component (amount of unburned carbon) And the amount of free lime) can be efficiently and stably obtained by a simple operation of controlling the amount of free lime). A slurry obtained by mixing the cement-based composition and water so that the ratio (w / c) of the weight w of water to the weight c of the cement-based composition is 0.6, and the target is a Marsh funnel. The flow-down time measured using a viscometer and the temperature of the slurry at 35 ° C. is preferably 35 seconds or less, and may be 10 to 34 seconds or 15 to 33 seconds.

以下、実施例及び比較例を挙げて本開示についてより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present disclosure will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In addition, this invention is not limited to a following example.

[使用材料]
廃石膏ボードを4mm以下に破砕し、紙の一部を除去することにより、表1に示す品質の廃石膏試料(粒状)を得た。
[Materials used]
The waste gypsum board was crushed to 4 mm or less, and a portion of the paper was removed to obtain waste gypsum samples (granular) of the quality shown in Table 1.

Figure 2019172523
Figure 2019172523

[廃石膏の加熱]
上記廃石膏試料を、小型の並流式ロータリーキルン(φ1.4m×L4.0m、傾斜5%)に投入し、加熱処理を行った。燃料には再生重油を用い、窯尻温度は680℃と設定した。ここで、試料の送入量は1.1t/hとし、燃焼フレーム内へ直接投入した(図2参照)。
[Heating waste gypsum]
The waste gypsum sample was put into a small cocurrent rotary kiln (φ1.4 m × L4.0 m, inclination 5%) and subjected to heat treatment. Recycled heavy oil was used as the fuel, and the kiln bottom temperature was set at 680 ° C. Here, the amount of the sample fed was 1.1 t / h and was directly put into the combustion flame (see FIG. 2).

表2に加熱処理によって得られた再生無水石膏の品質及び物性を示す。なお、遊離石灰量(f.CaO量)は、セメント協会標準試験方法JCAS I−01「遊離酸化カルシウムの定量方法」によって定量した。表2に示されたとおり、再生無水石膏の炭素量(未燃炭素量)及び遊離石灰量はいずれも0.2質量%以下であった。   Table 2 shows the quality and physical properties of the regenerated anhydrous gypsum obtained by the heat treatment. The amount of free lime (f.CaO amount) was quantified by Cement Association standard test method JCAS I-01 “Quantification method of free calcium oxide”. As shown in Table 2, the carbon content (unburned carbon content) and free lime content of the regenerated anhydrous gypsum were both 0.2% by mass or less.

Figure 2019172523
Figure 2019172523

<実施例1〜4及び比較例1>
[セメント系組成物の調製]
表3に示す質量割合で、セメントクリンカーと、高炉スラグ微粉末(千葉リバーメント製)と、石膏(SO換算量)とを混合することによって実施例及び比較例に係るセメント系組成物を調製した。すなわち、試験用ボールミル(伊藤製作所製LA−PO1、ポット内径10cm)に各材料を投入し、粉砕と混合を同時に行った。セメント系組成物のブレーン比表面積は、4410〜4510cm/gの範囲で概ね一定とした。なお、実施例1〜4においては、石膏として、上記再生無水石膏と、排脱二水石膏(中国電力電新小野田発電所産)とを併用し、比較例1においては、石膏として、排脱二水石膏(中国電力電新小野田発電所産)を単独で使用した。
<Examples 1-4 and Comparative Example 1>
[Preparation of cementitious composition]
Cement clinker, blast furnace slag fine powder (manufactured by Chiba Riverment), and gypsum (SO 3 equivalent) are mixed at a mass ratio shown in Table 3 to prepare cement-based compositions according to Examples and Comparative Examples. did. That is, each material was put into a test ball mill (LA-PO1, manufactured by Ito Seisakusho, pot inner diameter 10 cm), and pulverization and mixing were simultaneously performed. The brane specific surface area of the cementitious composition was generally constant in the range of 4410 to 4510 cm 2 / g. In Examples 1 to 4, the above regenerated anhydrous gypsum and drained dihydrate gypsum (produced by Chugoku Electric Power New Onoda Power Plant) were used in combination as gypsum. Suigetsu (manufactured by Shinden Onoda Power Plant, Chugoku Electric Power Company) was used alone.

[セメント系組成物の流動性の評価]
マーシュファンネル粘度計((株)丸東製、型番:SF−1013)を使用し、実施例及び比較例に係るセメント系組成物を含むスラリーの流下時間を測定することによって流動性を評価した。本測定では、流下時間が短いほど粘度が低く、流動性が良好と判断される。測定用スラリーは、セメント系組成物の質量cに対する水の質量wの比(w/c)が0.6となるように、セメント系組成物に水を加えて、ミキサーで3分間混合することによって得た。流下時間の測定はスラリー温度35℃の条件で行い、調製から15分後のスラリーを測定対象とした。表3に結果を示す。
[Evaluation of fluidity of cementitious composition]
Using a Marsh funnel viscometer (manufactured by Maruto Co., Ltd., model number: SF-1013), fluidity was evaluated by measuring the flow time of the slurry containing the cementitious compositions according to Examples and Comparative Examples. In this measurement, the shorter the flow-down time, the lower the viscosity and the better the fluidity. The measurement slurry is prepared by adding water to the cementitious composition and mixing with a mixer for 3 minutes so that the ratio (w / c) of the mass w of water to the mass c of the cementitious composition is 0.6. Obtained by. The flow-down time was measured under the condition of a slurry temperature of 35 ° C., and the slurry after 15 minutes from the preparation was used as a measurement target. Table 3 shows the results.

Figure 2019172523
Figure 2019172523

表3に示したとおり、石膏として再生無水石膏を含まない比較例1では流下時間が36秒であったのに対し、石膏の少なくとも一部として再生無水石膏を含む実施例1〜4では比較例1よりも流下時間が短縮され、良好な流動性が得られた。更に石膏中の再生無水石膏の割合が大きくなるにつれて、流下時間が短くなっており、より流動性が良くなることがわかった。   As shown in Table 3, the flow-down time was 36 seconds in Comparative Example 1 which did not contain regenerated anhydrous gypsum as a gypsum, whereas Comparative Examples 1 to 4 which contained regenerated anhydrous gypsum as at least a part of gypsum The flow time was shorter than 1, and good fluidity was obtained. Furthermore, it was found that as the proportion of regenerated anhydrous gypsum in the gypsum increases, the flow-down time becomes shorter and the fluidity becomes better.

以上のことから、本開示によれば、廃石膏から製造された再生無水石膏をセメント系組成物に使用しても、安定して優れた流動性を確保することができる。これにより、社会的に問題となっている廃石膏のリサイクル体制の構築へ貢献することができる。   From the above, according to the present disclosure, even when regenerated anhydrous gypsum produced from waste gypsum is used for a cement-based composition, stable and excellent fluidity can be secured. This can contribute to the construction of a recycling system for waste gypsum, which is a social problem.

10…並流式ロータリーキルン、12…バーナ、16…燃焼フレーム、30…廃石膏、32…無水石膏、100…加熱装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cocurrent type rotary kiln, 12 ... Burner, 16 ... Combustion flame, 30 ... Waste gypsum, 32 ... Anhydrous gypsum, 100 ... Heating apparatus

Claims (12)

加熱装置の燃焼フレームに向けて廃石膏を供給する加熱工程と、
前記加熱工程を経て得られた再生無水石膏と、セメントクリンカーと、高炉スラグとを含む混合物を得る混合工程と、
を含むセメント系組成物の製造方法。
A heating process for supplying waste gypsum toward the combustion frame of the heating device;
A mixing step of obtaining a mixture containing the regenerated anhydrous gypsum obtained through the heating step, a cement clinker, and a blast furnace slag;
The manufacturing method of the cementitious composition containing this.
前記加熱装置から排出される再生無水石膏の未燃炭素量及び遊離石灰量の少なくとも一方を測定する工程を更に含む、請求項1に記載のセメント系組成物の製造方法。   The method for producing a cementitious composition according to claim 1, further comprising a step of measuring at least one of an unburned carbon amount and a free lime amount of the regenerated anhydrous gypsum discharged from the heating device. 前記再生無水石膏の未燃炭素量が当該再生無水石膏の質量基準で0.2質量%を超える場合、前記加熱装置における被加熱物の温度が高くなるように条件を変更する工程を更に含む、請求項2に記載のセメント系組成物の製造方法。   When the amount of unburned carbon of the regenerated anhydrous gypsum exceeds 0.2% by mass based on the mass of the regenerated anhydrous gypsum, the method further includes a step of changing conditions so that the temperature of the heated object in the heating device is increased. The manufacturing method of the cementitious composition of Claim 2. 前記再生無水石膏の遊離石灰量が当該再生無水石膏の質量基準で0.2質量%を超える場合、前記加熱装置における被加熱物の滞留時間が短くなるように条件を変更する工程を更に含む、請求項2又は3に記載のセメント系組成物の製造方法。   When the amount of free lime of the regenerated anhydrous gypsum exceeds 0.2% by mass on the basis of the mass of the regenerated anhydrous gypsum, it further includes a step of changing the conditions so that the residence time of the object to be heated in the heating device is shortened. The manufacturing method of the cementitious composition of Claim 2 or 3. 前記再生無水石膏は、当該再生無水石膏の質量基準で、未燃炭素量が0.2質量%以下であり且つ遊離石灰量が0.2質量%以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のセメント系組成物の製造方法。   The regenerated anhydrous gypsum according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount of unburned carbon is 0.2% by mass or less and the amount of free lime is 0.2% by mass or less, based on the mass of the regenerated anhydrous gypsum. A method for producing a cementitious composition according to one item. 前記混合物を粉砕する工程を更に含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のセメント系組成物の製造方法。   The manufacturing method of the cementitious composition as described in any one of Claims 1-5 which further includes the process of grind | pulverizing the said mixture. 前記加熱装置は、バーナを有するロータリーキルンである、請求項1〜6のいずれか一項に記載のセメント系組成物の製造方法。   The said heating apparatus is a manufacturing method of the cementitious composition as described in any one of Claims 1-6 which is a rotary kiln which has a burner. セメントクリンカーと、高炉スラグと、石膏とを含むセメント系組成物であって、
前記石膏の少なくとも一部が再生無水石膏であり、
前記再生無水石膏は、当該再生無水石膏の質量基準で、未燃炭素量が0.2質量%以下であり且つ遊離石灰量が0.2質量%以下であるセメント系組成物。
A cement-based composition comprising cement clinker, blast furnace slag, and gypsum,
At least a portion of the gypsum is regenerated anhydrous gypsum,
The regenerated anhydrous gypsum is a cement-based composition having an unburned carbon content of 0.2% by mass or less and a free lime content of 0.2% by mass or less, based on the mass of the regenerated anhydrous gypsum.
前記セメントクリンカーの含有量を100質量部としたとき、前記高炉スラグの含有量が20〜100質量部であり、前記石膏の含有量がSO換算で5〜25質量部である、請求項8に記載のセメント系組成物。 The content of the blast furnace slag is 20 to 100 parts by mass when the content of the cement clinker is 100 parts by mass, and the content of the gypsum is 5 to 25 parts by mass in terms of SO 3. The cementitious composition as described in 2. 前記石膏の全質量を基準として、前記再生無水石膏の割合が30〜100質量%である、請求項8又は9に記載のセメント系組成物。   The cementitious composition of Claim 8 or 9 whose ratio of the said reproduction | regeneration anhydrous gypsum is 30-100 mass% on the basis of the total mass of the said gypsum. 当該セメント系組成物の質量cに対する水の質量wの比(w/c)が0.6となるように、当該セメント系組成物と水とを混合して得られるスラリーを測定対象とし、
マーシュファンネル粘度計を使用し且つ前記スラリーの温度が35℃の条件で測定される流下時間が35秒以下である、請求項8〜10のいずれか一項に記載のセメント系組成物。
The slurry is obtained by mixing the cement-based composition and water so that the ratio (w / c) of the mass w of water to the mass c of the cement-based composition is 0.6.
The cementitious composition according to any one of claims 8 to 10, wherein a flow-down time measured using a Marsh funnel viscometer and a temperature of the slurry of 35 ° C is 35 seconds or less.
地盤改良固化材である、請求項8〜11のいずれか一項に記載のセメント系組成物。   The cementitious composition as described in any one of Claims 8-11 which is a ground improvement solidification material.
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