JP2000281399A - Cement clinker and cement composition - Google Patents

Cement clinker and cement composition

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JP2000281399A
JP2000281399A JP11088460A JP8846099A JP2000281399A JP 2000281399 A JP2000281399 A JP 2000281399A JP 11088460 A JP11088460 A JP 11088460A JP 8846099 A JP8846099 A JP 8846099A JP 2000281399 A JP2000281399 A JP 2000281399A
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cement
cement clinker
clinker
raw material
coal ash
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JP11088460A
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Satoru Hirose
哲 廣瀬
Junichiro Ishii
準一郎 石井
Yukio Kaneko
行夫 金子
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/24Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/243Mixtures thereof with activators or composition-correcting additives, e.g. mixtures of fly ash and alkali activators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a cement clinker which is obtained by using, as a raw material, coal ash in a large amount and which is useful for producing a cement composition having stable quality and excellent in compatibility with a water reducer such as lignin or naphthalene sulfonic acid, or the like, and to provide a cement composition using the same. SOLUTION: The cement clinker is obtained by using coal ash as a raw material and has a hydraulic modulus(H.M.) of 1.8 to 2.0, a silica modulus(S.M.) of 1.8 to 2.0 and an iron modulus (I.M.) of 1.8 to 2.8 and contains water-soluble alkali in an amount of 0.2 to 0.5%. The cement composition is obtained by mixing gypsum and the cement clinker so that the total amount of SO3 becomes 2.0 to 10.0% and pulverizing, or independently pulverizing each raw material and mixing. Further, the cement composition is mixed with at least one inorganic powder selected from blast furnace slag powder, fly ash and limestone powder, and, if necessary, with gypsum.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭灰を原料とし
て利用したセメントクリンカとそのセメントクリンカを
用いたセメント組成物に関し、特に、化学組成が大きく
異なる石炭灰を原料として用いても、操業が安定し、か
つ品質設計を容易とするとともに、リグニン系およびナ
フタレンスルホン酸系等の減水剤との相性が良いセメン
ト組成物を製造することができるセメントクリンカと、
そのセメントクリンカを用いたセメント組成物に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cement clinker using coal ash as a raw material and a cement composition using the cement clinker. A cement clinker that is stable and facilitates quality design, and is capable of producing a cement composition having good compatibility with a water reducing agent such as lignin-based and naphthalenesulfonic acid-based,
The present invention relates to a cement composition using the cement clinker.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、未利用資源の開発、産業廃棄物の
利用等の問題の解決を図るために、火力発電所、各種工
場の燃焼炉等において石炭の燃焼の際に排出される石炭
灰を有効利用することが望まれている。セメントクリン
カ用として利用されている石炭灰は、クリンカ1ton当た
り50〜70kg程度である。この量を増加しようとすると、
石炭灰の化学組成の影響を受け、セメントクリンカの化
学組成が変化する。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to solve problems such as the development of unused resources and the use of industrial waste, coal ash discharged during the combustion of coal in thermal power plants, combustion furnaces of various factories, etc. It is desired to make effective use of. The amount of coal ash used for cement clinker is about 50 to 70 kg per ton of clinker. If you try to increase this amount,
The chemical composition of the cement clinker changes due to the influence of the chemical composition of the coal ash.

【0003】例えば、石炭灰を有効利用する方法とし
て、特殊セメントの製造に石炭灰を利用する方法が、特
公平1-49657号公報に開示されている。該特公平1-49657
号公報は、石炭灰をセメントクリンカ用の原料として利
用するものであり、具体的には、石炭燃焼時に精製した
石炭灰100重量部と石灰石200〜400重量部との粉砕混合
物を焼成することによって15〜25%の3CaO・Al2O3を含
有するクリンカーを形成し、次いで、このクリンカーに
SO3量が3〜21%となるように石膏を混合して粉砕する
か、互いに分離粉砕した後混合して、使用時にカルシウ
ムサルホアルミネート水和物である針状結晶のエトリン
ガイトが多量に形成されるセメントを得る特殊セメント
の製造法である。そして、クリンカを形成する際の目標
鉱物としては3CaO・SiO2(C3S)量を規定するのが良
く、その量を50〜60%程度にするのが望ましい、として
いる。
[0003] For example, as a method of effectively utilizing coal ash, a method of utilizing coal ash for producing special cement is disclosed in Japanese Patent Publication No. 1-49657. The Tokuhei 1-49657
The publication discloses the use of coal ash as a raw material for cement clinker.Specifically, by firing a crushed mixture of 100 parts by weight of coal ash and 200 to 400 parts by weight of limestone refined during coal combustion. A clinker containing 15-25% 3CaO.Al 2 O 3 is formed and then added to the clinker
Gypsum is mixed and pulverized so that the SO 3 content is 3 to 21%, or separated and pulverized and then mixed to form a large amount of ettringite of needle-like crystals of calcium sulfoaluminate hydrate when used. This is a method for producing special cement to obtain cement. And, as a target mineral when forming clinker, it is better to define the amount of 3CaO · SiO 2 (C 3 S), and it is desirable that the amount be about 50 to 60%.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記特公平1-49657号
公報では、セメントクリンカ1ton製造するのに、石炭灰
を300〜400kg使用するものではある(特公平1-49657号
公報第1表参照)。しかしながら、石炭灰は、その使用
した石炭の炭種や燃焼温度等の条件により、化学組成が
大きく異なることが知られている。例えば、現在主に使
用されている海外炭では、石炭灰の化学組成が、SiO2
44.6〜74.0%、Al2O3が16.4〜38.3%、CaOが0.1〜14.3
%、Fe2O3が0.6〜22.7%の範囲であることが報告されて
いる(日本フライアッシュ協会発行「石炭灰」平成10
年)。このような石炭灰を用いてセメントクリンカを製
造する場合、上記特公平1-49657号公報のように単にC3S
量を規定しても、他の鉱物(2CaO・SiO2、3CaO・Al
2O 3、4CaO・Al2O3・Fe2O3)の生成量は、石炭灰の化学
組成の影響を受け異なるものであり、一定の品質のセメ
ントクリンカ及びセメント組成物を得ることは不可能で
あった。
[Problems to be solved by the invention] Japanese Patent Publication No. 1-49657
According to the official gazette, to manufacture 1 ton cement clinker, coal ash
Is the one that uses 300-400kg (No. 1-449657)
Gazette Table 1). However, coal ash is
The chemical composition varies depending on the type of coal used and the combustion temperature.
It is known to differ greatly. For example, currently
In the overseas coal used, the chemical composition of coal ash is SiOTwoBut
44.6-74.0%, AlTwoOThree16.4-38.3%, CaO 0.1-14.3
%, FeTwoOThreeIs reported to be in the range of 0.6-22.7%
Yes (coal ash issued by Japan Fly Ash Association 1998
Year). A cement clinker is manufactured using such coal ash.
In the case of manufacturing, simply CThreeS
Even if the amount is specified, other minerals (2CaOTwo, 3CaO ・ Al
TwoO Three, 4CaO ・ AlTwoOThree・ FeTwoOThree) The amount of generated coal ash
It is different depending on the composition and has a certain quality
It is not possible to obtain tonklinker and cement compositions
there were.

【0005】また、セメントクリンカの化学組成が変化
すると、焼成時の操業条件(例えば、NSPキルンの燃
料使用量、生産量、プレヒーター出口温度等)を変える
ことが必要となり、実用的な方法とは言い難かった。
When the chemical composition of the cement clinker changes, it becomes necessary to change the operating conditions during firing (for example, the amount of fuel used in the NSP kiln, the amount of production, the outlet temperature of the preheater, etc.). Was hard to say.

【0006】また、一般に、水硬性結合材としてセメン
トを使用する水硬性配合物(ペースト、モルタル又はコ
ンクリート)を製造する際には、単位水量の低減、ある
いは軟度を増大させるために減水剤が配合されている。
そして、従来より、前記減水剤として、リグニン系およ
びナフタレンスルホン酸系の減水剤が広く使用されてい
る。しかしながら、上記特公平1-49657号公報に記載の
方法で製造された特殊セメントを用いた水硬性配合物で
は、リグニン系やナフタレンスルホン酸系等の減水剤の
使用量が多くなり、コストが高くなるという問題もあっ
た。
Generally, when producing a hydraulic compound (paste, mortar or concrete) using cement as a hydraulic binder, a water reducing agent is used to reduce the unit water volume or increase the softness. It is blended.
Conventionally, lignin-based and naphthalenesulfonic acid-based water reducing agents have been widely used as the water reducing agent. However, in a hydraulic compound using a special cement manufactured by the method described in Japanese Patent Publication No. 1-49657, the amount of a water reducing agent such as a lignin-based or naphthalenesulfonic acid-based is increased, resulting in a high cost. There was also the problem of becoming.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を鑑み石炭灰を原料として利用したセメントクリンカと
そのセメントクリンカを用いたセメント組成物に関し鋭
意研究した結果、石炭灰を原料としたセメントクリンカ
の水硬率、ケイ酸率及び鉄率を特定の範囲とし、特定量
の水溶性アルカリを含有させること、そして総SO3量が
特定の範囲となるように該セメントクリンカに石膏を混
合して粉砕するか/又は分離粉砕した後混合する、さら
には高炉スラグ粉末、フライアッシュ、石灰石粉末から
選ばれる1種以上の無機粉末を混合することによって上
記課題が解消することを見いだし、本発明を完成させた
ものである。
Means for Solving the Problems In view of the above problems, the present inventors have conducted intensive studies on a cement clinker using coal ash as a raw material and a cement composition using the cement clinker. hydraulic modulus of the cement clinker, a silicate ratio and iron ratio to a specific range, it is water-soluble alkali in the specified amounts, and gypsum to the cement clinker as total sO 3 content is within a specific range mixing The present invention has been found to solve the above-mentioned problems by mixing and then pulverizing and / or separating and pulverizing and then mixing one or more inorganic powders selected from blast furnace slag powder, fly ash and limestone powder. Is completed.

【0008】即ち、本発明は、石炭灰を原料として使用
し、水硬率(H.M.)が1.8〜2.0、ケイ酸率(S.M.)が1.
8〜2.3、鉄率(I.M.)が1.8〜2.8であり、かつ水溶性ア
ルカリを0.2〜0.5%含有することを特徴とするセメント
クリンカ(請求項1)である。そして、クリンカ1ton当
たり、石炭灰を100kg以上原料として使用するのが好ま
しく(請求項2)、また、原料としてアルカリを含有す
るケイ酸塩系廃棄物を使用するのが好ましい(請求項
3)。また、本発明は、前記セメントクリンカに、総SO
3量が2.0〜10.0%となるように石膏を混合して粉砕する
か/又は互いに分離粉砕した後混合することを特徴とす
るセメント組成物(請求項4)である。そしてさらに、
前記セメント組成物と、高炉スラグ粉末、フライアッシ
ュ、石灰石粉末から選ばれる1種以上の無機粉末、およ
び必要に応じて石膏を混合したことを特徴とするセメン
ト組成物(請求項5)である。
[0008] That is, the present invention uses coal ash as a raw material, has a hydraulic hardness (HM) of 1.8 to 2.0, and a silicic acid ratio (SM) of 1.
A cement clinker (claim 1), characterized in that the cement clinker has an iron content (IM) of 1.8 to 2.8 and a water-soluble alkali of 0.2 to 0.5%. Preferably, 100 kg or more of coal ash is used as a raw material per ton of clinker (claim 2), and silicate waste containing alkali is preferably used as a raw material (claim 3). The present invention also provides the cement clinker with a total SO.
3 weight of cement composition characterized by mixing after gypsum was mixed with either / or separated from each other pulverized pulverized so that 2.0 to 10.0% (claim 4). And furthermore,
A cement composition characterized by mixing the cement composition, one or more inorganic powders selected from blast furnace slag powder, fly ash, and limestone powder, and, if necessary, gypsum (claim 5).

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のセメントクリンカは、石炭灰を原料として使用
し、水硬率(H.M.)、ケイ酸率(S.M.)および鉄率(I.
M.)が一定範囲のものであり、かつ水溶性アルカリを一
定量含有するものである。一般に、セメントクリンカの
製造においては、原料の水硬率(H.M.)、ケイ酸率(S.
M.)および鉄率(I.M.)で管理されている。それゆえ
に、セメントクリンカの品質を管理し、操業条件を安定
させるには、前記各係数(H.M.、S.M.、I.M.)を一定範
囲とすることが不可欠である。クリンカの各係数(H.
M.、S.M.、I.M.)を一定範囲とすることによって、化学
組成が大きく異なる石炭灰を原料として使用した場合で
も、セメントクリンカの品質を安定化させること、また
操業条件も安定化させることが可能となる。そして、セ
メントクリンカの品質が安定しているため、該セメント
クリンカを用いたセメント組成物も安定した品質のもの
が得られる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The cement clinker of the present invention uses coal ash as a raw material, and has a hydraulic modulus (HM), a silicate ratio (SM), and an iron ratio (I.
M.) is within a certain range, and contains a certain amount of a water-soluble alkali. Generally, in the production of cement clinker, the hydraulic hardness (HM) and the silicic acid ratio (S.
M.) and iron rate (IM). Therefore, in order to control the quality of the cement clinker and stabilize the operating conditions, it is indispensable to keep the above coefficients (HM, SM, IM) within a certain range. Clinker coefficients (H.
(M., SM, IM) within a certain range can stabilize the quality of cement clinker and stabilize the operating conditions even when coal ash with a significantly different chemical composition is used as a raw material. Becomes Since the quality of the cement clinker is stable, a cement composition using the cement clinker can also have a stable quality.

【0010】石炭灰は粘土の代替材料として使用される
ものであるが、石炭灰は粘土に比べてアルカリの含有率
が低い。そのため、該石炭灰を原料としたセメントクリ
ンカでは、水溶性アルカリ含有量が少なくなる。そこ
で、一定量の水溶性アルカリを含有させることにより、
リグニン系やナフタレンスルホン酸系等の減水剤(高性
能減水剤・高性能AE減水剤も含む)との相性が良くな
る。なお、本発明でいう「減水剤との相性が良い」と
は、同じ減水剤の添加量では流動性が向上し、同じ流動
性が得られる添加量を低減できることをいう。
[0010] Coal ash is used as an alternative material to clay, but coal ash has a lower alkali content than clay. Therefore, in the cement clinker using the coal ash as a raw material, the content of the water-soluble alkali is reduced. Therefore, by including a certain amount of water-soluble alkali,
Compatibility with water reducing agents such as lignin and naphthalene sulfonic acid (including high performance water reducing agents and high performance AE water reducing agents) is improved. The phrase "compatible with the water reducing agent" in the present invention means that the same amount of the water reducing agent can improve the fluidity and reduce the amount of the same fluidity that can be obtained.

【0011】セメントクリンカの各係数は、石炭灰の有
効利用の推進、セメントクリンカ及びセメント組成物の
生産性(焼成温度、焼成のし易さ、粉砕性等)、セメン
ト組成物の品質(減水剤添加量、発熱量、凝結、強度発
現性等)を考慮して、水硬率(H.M.)を1.8〜2.0、ケイ
酸率(S.M.)を1.8〜2.3、鉄率(I.M.)を1.8〜2.8とす
るのが好ましい。なお、セメントクリンカの各係数は、
後述するセメントクリンカ用原料を前記範囲となるよう
に混合することで調整することができる。水硬率(H.
M.)が小さくなると、セメントクリンカ中の間隙相(3C
aO・Al2O3、4CaO・Al2O3・Fe2O3)の含有量が多くな
り、該セメントクリンカを用いたセメント組成物では、
減水剤の使用量が増加する傾向にある。また、間隙相の
生成量が多くなりすぎると、キルン内の液相が増加し、
安定したクリンカの焼成が困難となる。一方、水硬率
(H.M.)が大きくなると、初期の発熱量が増加する傾向
にある。そのため、水硬率(H.M.)は1.8〜2.0が好まし
い。ケイ酸率(S.M.)が小さくなると、セメントクリン
カ中の間隙相(3CaO・Al2O 3、4CaO・Al2O3・Fe2O3)の
含有量が多くなり、該セメントクリンカを用いたセメン
ト組成物では、減水剤の使用量が増加する傾向にある。
また、間隙相の生成量が多くなりすぎると、キルン内の
液相が増加し、安定したクリンカの焼成が困難となる。
一方、ケイ酸率(S.M.)が大きくなると、石炭灰をクリ
ンカ用の原料として大量に使用することが困難となり、
石炭灰の有効利用を推進するという本願発明の目的を達
成することが困難となる。そのため、ケイ酸率(S.M.)
は1.8〜2.3が好ましい。鉄率(I.M.)が大きくなると、
セメントクリンカ中の3CaO・Al2O3の含有量が多くな
り、該セメントクリンカを用いたセメント組成物では、
減水剤の使用量が増加する。また、初期の発熱量が増加
する。一方、鉄率(I.M.)が小さくなると、セメントク
リンカの粉砕性が低下し、セメント組成物の生産性が悪
くなる。そのため、鉄率(I.M.)は1.8〜2.8が好まし
い。
[0011] Each coefficient of the cement clinker is determined by the existence of coal ash.
Promotion of effective use of cement clinker and cement composition
Productivity (firing temperature, ease of firing, crushability, etc.), cement
Quality of the composition (amount of water reducing agent added, calorific value, coagulation, strength
Considering the actuality, etc.), the hydraulic coefficient (H.M.) is 1.8 to 2.0,
The acid ratio (S.M.) is 1.8-2.3 and the iron ratio (I.M.) is 1.8-2.8.
Preferably. In addition, each coefficient of cement clinker is
The raw material for cement clinker described below is in the above range.
Can be adjusted by mixing. Hydraulic modulus (H.
M.) becomes smaller, the pore phase (3C
aO ・ AlTwoOThree, 4CaO ・ AlTwoOThree・ FeTwoOThree) High content
In the cement composition using the cement clinker,
The amount of water reducing agent used tends to increase. In addition, the gap phase
If the production is too large, the liquid phase in the kiln will increase,
Stable baking of the clinker becomes difficult. On the other hand, hydraulic
(H.M.) tends to increase the initial calorific value
It is in. Therefore, the hydraulic setting (H.M.) is preferably 1.8 to 2.0.
No. When the silicic acid ratio (S.M.) decreases, cement clean
Interstitial phase in mosquito (3CaO ・ AlTwoO Three, 4CaO ・ AlTwoOThree・ FeTwoOThree)of
Content is increased, cement cement using the cement clinker
In the composition, the amount of the water reducing agent used tends to increase.
Also, if the amount of generated interstitial phase becomes too large,
The liquid phase increases, making it difficult to sinter the clinker stably.
On the other hand, when the silicic acid ratio (S.M.) increases, coal ash is cleared.
It becomes difficult to use in large quantities as a raw material for coal,
Achieved the purpose of the present invention to promote the effective use of coal ash
It is difficult to achieve. Therefore, the silicic acid rate (S.M.)
Is preferably 1.8 to 2.3. When the iron ratio (I.M.) increases,
3CaO ・ Al in cement clinkerTwoOThreeHigh content of
In the cement composition using the cement clinker,
Use of water reducing agent increases. Also, the initial calorific value increases
I do. On the other hand, when the iron ratio (I.M.)
The crushability of the linker is reduced, and the productivity of the cement composition is poor.
It becomes. Therefore, the iron ratio (I.M.) is preferably 1.8 to 2.8.
No.

【0012】水溶性アルカリ量は、0.2〜0.5%であるこ
とが好ましく、より好ましくは0.25〜0.40%である。水
溶性アルカリ量が0.2〜0.5%以外では、リグニン系やナ
フタレンスルホン酸系の減水剤の使用量が多くなる。
The amount of the water-soluble alkali is preferably from 0.2 to 0.5%, more preferably from 0.25 to 0.40%. When the amount of the water-soluble alkali is other than 0.2 to 0.5%, the amount of the lignin-based or naphthalenesulfonic acid-based water reducing agent increases.

【0013】セメントクリンカ用原料の石炭灰として
は、火力発電所、各種工場等において石炭を燃焼した際
に発生する石炭灰、例えば、フライアッシュ、シンダー
アッシュ、ボトムアッシュ、クリンカーアッシュ等を使
用することができる。本発明においては、セメントクリ
ンカの化学組成を前記範囲に調整するのに前記石炭灰以
外に、CaO原料、SiO2原料及びFe2O3原料を使用する必要
がある。ここで、CaO原料としては、石灰石、生石灰、
消石灰等を使用することができる。また、SiO2原料とし
ては、珪石、粘土等を使用することができる。さらに、
Fe2O 3原料としては、鉄滓、鉄ケーキ等を使用すること
ができる。
As coal ash as a raw material for cement clinker
Means when coal is burned in thermal power plants, various factories, etc.
Coal ash generated in, for example, fly ash, cinder
Ash, bottom ash, clinker ash, etc.
Can be used. In the present invention,
In order to adjust the chemical composition of coal to the above range,
Outside, CaO raw material, SiOTwoRaw materials and FeTwoOThreeNeed to use raw materials
There is. Here, limestone, quicklime,
Slaked lime or the like can be used. In addition, SiOTwoAs raw material
For example, silica stone, clay or the like can be used. further,
FeTwoO ThreeUse iron slag, iron cake, etc. as raw materials
Can be.

【0014】上記各原料はアルカリの含有量が少ないの
で、上記原料だけで、クリンカ中の水溶性アルカリ量を
0.2〜0.5%に調整することは困難である。そこで、本発
明においては、アルカリ源をさらに加える必要がある。
従来のポルトランドセメント中の水溶性アルカリの大部
分は、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム又はその固溶体で
あることから、本発明においてはアルカリ源として、Na
2O原料及び/又はK2O原料を加えることが好ましい。ア
ルカリ源としては、Na2CO3やK2CO3等も挙げられるが、
廃ガラス、パーライト屑等のアルカリを含有するケイ酸
塩系廃棄物を使用することは、さらなる産業廃棄物の有
効利用にもなり、好ましいものである。なお、本発明に
おいて、水溶性アルカリ含有量は、「ASTM C-114 S17.
2」に準じて測定されるものである。
Since each of the above-mentioned raw materials has a low alkali content, the amount of the water-soluble alkali in the clinker can be reduced only by the above-mentioned raw materials.
It is difficult to adjust to 0.2-0.5%. Therefore, in the present invention, it is necessary to further add an alkali source.
Most of the water-soluble alkali in conventional Portland cement is sodium sulfate, potassium sulfate or a solid solution thereof.
It is preferable to add 2 O feed and / or K 2 O feed. Examples of the alkali source include Na 2 CO 3 and K 2 CO 3 ,
It is preferable to use silicate-based waste containing alkali such as waste glass and pearlite waste, because this also leads to further effective use of industrial waste. In the present invention, the content of the water-soluble alkali is `` ASTM C-114 S17.
2 ".

【0015】本発明のセメントクリンカは、上記各原料
を所定のH.M.、S.M.、I.M.および水溶性アルカリ量とな
るように混合し、焼成することによって得られるもので
ある。なお、原料中のアルカリ量を概ね0.6〜1.0%程度
にすれば所定の水溶性アルカリ量が得られる。本発明に
おいて、各原料を混合する方法は、特に限定するもので
はなく、慣用の装置等で行えばよい。また、セメントク
リンカの焼成も、慣用の装置(ポルトランドセメントク
リンカの焼成に用いられているNSPキルン、SPキル
ン等)で行えばよい。
The cement clinker of the present invention is obtained by mixing the above-mentioned raw materials so as to have predetermined HM, SM, IM and water-soluble alkali amounts, and firing the mixture. If the amount of alkali in the raw material is approximately 0.6 to 1.0%, a predetermined amount of water-soluble alkali can be obtained. In the present invention, the method of mixing the respective raw materials is not particularly limited, and may be performed using a conventional apparatus or the like. Also, the firing of the cement clinker may be performed by a conventional apparatus (NSP kiln, SP kiln, etc. used for firing Portland cement clinker).

【0016】本発明においては、石炭灰の有効利用を推
進するという観点から、上記セメントクリンカ1ton当た
り、石炭灰を100kg以上原料として使用するのが好まし
く、より好ましくは150〜350kgである。なお、石炭灰の
使用量が350kgを超えると、セメントクリンカの水硬率
(H.M.)、ケイ酸率(S.M.)及び鉄率(I.M.)を所定の
範囲に調整することが困難となる。
In the present invention, from the viewpoint of promoting the effective use of coal ash, it is preferable to use 100 kg or more of coal ash as a raw material per 1 ton of the cement clinker, and more preferably 150 to 350 kg. If the amount of coal ash used exceeds 350 kg, it becomes difficult to adjust the hydraulic modulus (HM), the silicate ratio (SM) and the iron ratio (IM) of the cement clinker to predetermined ranges.

【0017】次に、本発明のセメント組成物について説
明する。本発明のセメント組成物は、上記セメントクリ
ンカに総SO3量が2.0〜10.0%となるように石膏を混合し
て粉砕するか/又は互いに分離粉砕した後混合したもの
である。セメント組成物の生産性の点からは、セメント
クリンカに石膏を混合して粉砕するのが好ましい。総SO
3量が2.0%未満では、急結等の異常凝結が生じることが
あり好ましくない。一方、総SO3量が10.0%を超える
と、凝結が遅延するので好ましくない。石膏としては2
水、半水、無水石膏およびこれらの混合物が挙げられ
る。粉砕に用いる装置は、特に限定されず、従来よりポ
ルトランドセメントクリンカの粉砕に用いられているボ
ールミル等を用いることができる。セメント組成物のブ
レーン比表面積は3000〜4500cm2/gであることが好まし
い。
Next, the cement composition of the present invention will be described. The cement composition of the present invention is obtained by mixing gypsum with the above-mentioned cement clinker so that the total SO 3 content is 2.0 to 10.0%, and then pulverizing the mixture, or after mutually separating and pulverizing, mixing. From the viewpoint of the productivity of the cement composition, it is preferable to mix gypsum with the cement clinker and grind it. Total SO
If the amount is less than 2.0%, abnormal setting such as rapid setting may occur, which is not preferable. On the other hand, if the total SO 3 amount exceeds 10.0%, the setting is undesirably delayed. 2 for plaster
Water, hemihydrate, anhydrous gypsum and mixtures thereof. The apparatus used for pulverization is not particularly limited, and a ball mill or the like conventionally used for pulverizing Portland cement clinker can be used. The cement composition preferably has a Blaine specific surface area of 3000 to 4500 cm 2 / g.

【0018】また、本発明のセメント組成物は、前記セ
メント組成物と、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、石
灰石粉末から選ばれる1種以上の無機粉末、および必要
に応じて石膏を混合したものである。この場合、混合す
る無機粉末は、目的とするセメントの性能や、無機粉末
の種類により、その細かさや混合割合が異なる。例え
ば、高炉スラグ粉末であれば、ブレーン比表面積2500〜
10000cm2/g、好ましくは3500〜8000cm2/gのものを、80
%以下内割りで混合することが好ましい。また、石灰石
粉末であれば、ブレーン比表面積2500〜20000cm2/g、好
ましくは3000〜10000cm2/gのものを、50%以下内割りで
混合することが好ましい。また、前記無機粉末を含むセ
メント組成物においても、総SO3量は2.0〜10.0%である
ことが好ましいことから、無機粉末と混合することによ
り総SO3量が2.0%未満となる場合は、石膏も添加する必
要がある。石膏としては、2水、半水、無水石膏および
これらの混合物が挙げられ、ブレーン比表面積3000〜45
00cm2/gのものを使用するのが好ましい。なお、無機粉
末(必要に応じて石膏も)を混合する方法は、特に限定
するものではない。
The cement composition of the present invention is a mixture of the cement composition, one or more inorganic powders selected from blast furnace slag powder, fly ash, and limestone powder, and, if necessary, gypsum. . In this case, the fineness and mixing ratio of the inorganic powder to be mixed differ depending on the performance of the intended cement and the type of the inorganic powder. For example, if the blast furnace slag powder, the specific surface area of the brane 2500 ~
10000 cm 2 / g, preferably those of 3500~8000cm 2 / g, 80
It is preferable to mix them in percentages of not more than%. Also, if limestone powder, the Blaine specific surface area 2500~20000cm 2 / g, preferably those 3000~10000cm 2 / g, preferably be mixed in an inner split 50% or less. Also, in the cement composition containing the inorganic powder, since the total SO 3 amount is preferably 2.0 to 10.0%, when the total SO 3 amount is less than 2.0% by mixing with the inorganic powder, Gypsum also needs to be added. Gypsum includes dihydrate, hemihydrate, anhydrous gypsum and mixtures thereof, with a Blaine specific surface area of 3000-45.
It is preferred to use one of 00 cm 2 / g. The method of mixing the inorganic powder (and gypsum as necessary) is not particularly limited.

【0019】本発明のセメント組成物は、ペースト、モ
ルタル又はコンクリートの状態で使用される。減水剤と
しては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系の減水剤
(高性能減水剤・高性能AE減水剤も含む)を使用する
のが好ましい。モルタル又はコンクリートの状態で使用
する場合は、通常モルタル、コンクリートの製造に使用
されている細・粗骨材、すなわち、川砂、山砂、海砂、
砕砂等や、川砂利、山砂利、海砂利、砕石等を使用する
ことができる。また、必要に応じて、支障のない範囲内
で、空気連行剤、消泡剤等を添加することができる。
The cement composition of the present invention is used in the form of paste, mortar or concrete. As the water reducing agent, it is preferable to use a lignin-based or naphthalenesulfonic acid-based water reducing agent (including a high-performance water reducing agent and a high-performance AE water reducing agent). When used in the form of mortar or concrete, mortar, fine and coarse aggregate used in the production of concrete, namely river sand, mountain sand, sea sand,
Crushed sand, river gravel, mountain gravel, sea gravel, crushed stone, etc. can be used. If necessary, an air entraining agent, an antifoaming agent, and the like can be added within a range that does not cause any trouble.

【0020】[0020]

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。 1.セメントクリンカ用原料 セメントクリンカ用原料として、表1に示す化学成分を
有する石炭灰(2種)、石灰石、珪石、鉄ケーキ、廃ガ
ラスを使用した。
The present invention will be described below with reference to examples. 1. Raw materials for cement clinker As raw materials for cement clinker, coal ash (two types), limestone, silica stone, iron cake, and waste glass having the chemical components shown in Table 1 were used.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】上記原料を、表2に示す水硬率(H.M.)、
ケイ酸率(S.M.)及び鉄率(I.M.)および水溶性アルカ
リ量となるように慣用の方法で配合し混合し、NSPキ
ルンを用いて1400℃で焼成し、セメントクリンカを調製
した。「ASTM C-114 S17.2」に準じて測定した各セメン
トクリンカ中の水溶性アルカリ含有量を表2に併記す
る。
The above raw materials were subjected to hydraulic set (HM) shown in Table 2;
The silica content (SM), iron content (IM), and water-soluble alkali content were blended and mixed by a conventional method, and the mixture was fired at 1400 ° C. using an NSP kiln to prepare a cement clinker. Table 2 also shows the water-soluble alkali content in each cement clinker measured according to “ASTM C-114 S17.2”.

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】各セメントクリンカに総SO3量が3.7%とな
るように石膏を添加し、混合粉砕してブレーン比表面積
約3300cm2/gのセメント組成物を製造した。また、前記
セメント組成物にセラメント(第一セメント(株)製、
高炉スラグ粉末)を内割りで50%添加し、さらに総SO3
量が3.5%となるように無水石膏を添加したセメント組
成物も製造した。
Gypsum was added to each cement clinker so that the total SO 3 amount was 3.7%, and mixed and pulverized to produce a cement composition having a Blaine specific surface area of about 3300 cm 2 / g. In addition, the cement composition may be treated with a cement (Daiichi Cement Co., Ltd.,
Was added 50% inner dividing the blast furnace slag powder), further total SO 3
A cement composition to which anhydrous gypsum was added so that the amount was 3.5% was also produced.

【0025】前記各セメント組成物を用いて、以下の
1)〜2)の特性を測定した。 1)流動性 水/セメント=0.33、細骨材/セメント=3.0、高性能
減水剤/セメント=0.012の配合で、モルタルを混練
し、混練直後のモルタルフローを「JIS R 5201(ポルト
ランドセメントの物理試験方法)」に準じて測定した。
なお、混練方法は、「JIS R 5201(ポルトランドセメン
トの物理試験方法)」に準じた(高性能減水剤は水と予
め混合しておいた)。 2)圧縮強度 水/セメント=0.5、細骨材/セメント=3.0の配合(高
性能減水剤無添加)で、「JIS R 5201(ポルトランドセ
メントの物理試験方法)」に準じて、4×4×16cmの供試
体を作成し、圧縮強度を測定した。材令は、1、7、28日
とした。それらの結果を表3に示す。なお、高性能減水
剤、細骨材および水は、以下のものを使用した。 高性能減水剤;「マイティ150」(花王(株)製、ナフ
タレンスルホン酸系) 細骨材 ;青梅砕砂 水 ;水道水
The following properties 1) and 2) were measured using each of the cement compositions. 1) Fluidity Water / cement = 0.33, fine aggregate / cement = 3.0, high performance water reducing agent / cement = 0.012, mortar is kneaded, and the mortar flow immediately after kneading is defined by JIS R 5201 (Physics of Portland Cement). Test method) ".
The kneading method conformed to "JIS R 5201 (physical test method for Portland cement)" (the high-performance water reducing agent was previously mixed with water). 2) Compression strength Water / cement = 0.5, fine aggregate / cement = 3.0 (without adding a high performance water reducing agent), 4 × 4 × according to “JIS R 5201 (Physical test method of Portland cement)” A 16 cm specimen was prepared, and the compressive strength was measured. The material age was 1, 7, and 28 days. Table 3 shows the results. The following were used as the high-performance water reducing agent, fine aggregate and water. High performance water reducing agent; "Mighty 150" (Kao Corporation, naphthalene sulfonic acid type) Fine aggregate; Ome ground sand Water; Tap water

【0026】[0026]

【表3】 [Table 3]

【0027】表3より、化学組成が大きく異なる石炭灰
を原料として使用した場合でも、安定した品質のセメン
ト組成物が得られていることが分かる。また、水溶性ア
ルカリを0.3%含有するセメントクリンカを用いたセメ
ント組成物では、本発明で規定する量よりも水溶性アル
カリ含有量の少ないセメントクリンカを用いたセメント
組成物に比べて、高性能減水剤の添加量が同じでもフロ
ーが大きかった。
Table 3 shows that even when coal ash having a significantly different chemical composition was used as a raw material, a cement composition of stable quality was obtained. In addition, a cement composition using a cement clinker containing 0.3% of a water-soluble alkali has a higher water-reduction performance than a cement composition using a cement clinker having a smaller water-soluble alkali content than the amount specified in the present invention. The flow was large even with the same amount of agent added.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のセメント
クリンカは、水硬率(H.M.)、ケイ酸率(S.M.)及び鉄
率(I.M.)を一定範囲に調整したものであるので、化学
組成が大きく異なる石炭灰を原料として使用した場合で
も、焼成時の操業条件(例えば、NSPキルンの燃料使
用量、生産量、プレヒーター出口温度等)を変えること
なく、セメントクリンカの品質を安定化させることが可
能となり実用的である。そして、セメントクリンカの品
質が安定しているため、該セメントクリンカを用いたセ
メント組成物も安定した品質のものが得られる。
As described above, the cement clinker of the present invention has a hydraulic composition (HM), a silicic acid rate (SM) and an iron rate (IM) which are adjusted to a certain range. Stabilizes the quality of cement clinker without changing operating conditions during firing (for example, NSP kiln fuel consumption, production, preheater outlet temperature, etc.) It is possible and practical. Since the quality of the cement clinker is stable, a cement composition using the cement clinker can also have a stable quality.

【0029】また、本発明においては、該セメントクリ
ンカ1ton当たり石炭灰を100kg以上原料として使用する
ので、石炭灰の有効利用を推進することができる。さら
に、本発明のセメントクリンカは、特定量の水溶性アル
カリを含有するものでもあり、該セメントクリンカを用
いたセメント組成物では、リグニン系やナフタレンスル
ホン酸系等の減水剤との相性に優れるものである。
Further, in the present invention, since 100 kg or more of coal ash is used as a raw material per 1 ton of the cement clinker, the effective use of coal ash can be promoted. Furthermore, the cement clinker of the present invention also contains a specific amount of a water-soluble alkali, and a cement composition using the cement clinker has excellent compatibility with a lignin-based or naphthalenesulfonic acid-based water reducing agent. It is.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 石炭灰を原料として使用し、水硬率(H.
M.)が1.8〜2.0、ケイ酸率(S.M.)が1.8〜2.3、鉄率
(I.M.)が1.8〜2.8であり、かつ水溶性アルカリを0.2
〜0.5%含有することを特徴とするセメントクリンカ。
(1) Coal ash is used as a raw material and has a hydraulic coefficient (H.
M.) is 1.8 to 2.0, silicic acid ratio (SM) is 1.8 to 2.3, iron ratio (IM) is 1.8 to 2.8, and water-soluble alkali is 0.2
A cement clinker characterized by containing 0.5% to 0.5%.
【請求項2】 クリンカ1ton当たり、石炭灰を100kg以
上原料として使用する請求項1記載のセメントクリン
カ。
2. The cement clinker according to claim 1, wherein 100 kg or more of coal ash is used as a raw material per ton of clinker.
【請求項3】 原料としてアルカリを含有するケイ酸塩
系廃棄物を使用する請求項1又は2記載のセメントクリ
ンカ。
3. The cement clinker according to claim 1, wherein a silicate waste containing alkali is used as a raw material.
【請求項4】 請求項1〜3記載のセメントクリンカ
に、総SO3量が2.0〜10.0%となるように石膏を混合して
粉砕するか/又は互いに分離粉砕した後混合することを
特徴とするセメント組成物。
4. The cement clinker according to claim 1, wherein gypsum is mixed and pulverized so as to have a total SO 3 content of 2.0 to 10.0% and / or separated and pulverized and then mixed. Cement composition.
【請求項5】 請求項4記載のセメント組成物と、高炉
スラグ粉末、フライアッシュ、石灰石粉末から選ばれる
1種以上の無機粉末、および必要に応じて石膏を混合し
たことを特徴とするセメント組成物。
5. A cement composition comprising the cement composition according to claim 4, and one or more inorganic powders selected from blast furnace slag powder, fly ash, and limestone powder, and, if necessary, gypsum. object.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005087681A1 (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Taiheiyo Cement Corporation Hydraulic composition
JP2007169141A (en) * 2005-11-22 2007-07-05 Taiheiyo Cement Corp Method for producing burnt products
WO2009142349A1 (en) * 2008-05-21 2009-11-26 Hi-Dong Shin Inorganic cement clinker, its preparation and inorganic cement comprising the clinker
CN104030589A (en) * 2014-06-16 2014-09-10 江苏固维特材料科技有限公司 Curing agent for dry iron tailing stack and preparation method of curing agent
JP2014201479A (en) * 2013-04-04 2014-10-27 宇部興産株式会社 Method for producing cement clinker to be fired at low temperature
JP2015501720A (en) * 2011-12-16 2015-01-19 ラファルジュ Crushing method, crushing equipment and related hydraulic binder manufacturing method
CN104496219A (en) * 2014-11-25 2015-04-08 广西鱼峰水泥股份有限公司 Method for improving doping amount of mining ore-dressing detrital mullock in P.C32.5 cement
CN104496211A (en) * 2014-11-25 2015-04-08 广西鱼峰水泥股份有限公司 Method for improving doping amount of mining mullock in cement
KR101862698B1 (en) 2011-03-22 2018-05-30 디씨 컴퍼니 리미티드 High active cement clinker and high active cement
CN111196689A (en) * 2020-01-11 2020-05-26 登封市嵩基水泥有限公司 Energy-saving cement and preparation method thereof
CN115448620A (en) * 2022-10-28 2022-12-09 辽宁银盛水泥集团有限公司 High-performance cement using waste residues and preparation method thereof

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7722717B2 (en) 2004-03-11 2010-05-25 Taiheiyo Cement Corporation Hydraulic composition
KR101176184B1 (en) * 2004-03-11 2012-08-22 다이헤이요 세멘토 가부시키가이샤 hydraulic composition
WO2005087681A1 (en) * 2004-03-11 2005-09-22 Taiheiyo Cement Corporation Hydraulic composition
JP2007169141A (en) * 2005-11-22 2007-07-05 Taiheiyo Cement Corp Method for producing burnt products
WO2009142349A1 (en) * 2008-05-21 2009-11-26 Hi-Dong Shin Inorganic cement clinker, its preparation and inorganic cement comprising the clinker
CN102119132A (en) * 2008-05-21 2011-07-06 申熙栋 Inorganic cement clinker, its preparation and inorganic cement comprising the clinker
KR101862698B1 (en) 2011-03-22 2018-05-30 디씨 컴퍼니 리미티드 High active cement clinker and high active cement
JP2015501720A (en) * 2011-12-16 2015-01-19 ラファルジュ Crushing method, crushing equipment and related hydraulic binder manufacturing method
JP2014201479A (en) * 2013-04-04 2014-10-27 宇部興産株式会社 Method for producing cement clinker to be fired at low temperature
CN104030589A (en) * 2014-06-16 2014-09-10 江苏固维特材料科技有限公司 Curing agent for dry iron tailing stack and preparation method of curing agent
CN104030589B (en) * 2014-06-16 2016-01-06 安徽固维特材料科技有限公司 A kind of iron tailings does heap solidifying agent and preparation method thereof
CN104496211A (en) * 2014-11-25 2015-04-08 广西鱼峰水泥股份有限公司 Method for improving doping amount of mining mullock in cement
CN104496219A (en) * 2014-11-25 2015-04-08 广西鱼峰水泥股份有限公司 Method for improving doping amount of mining ore-dressing detrital mullock in P.C32.5 cement
CN111196689A (en) * 2020-01-11 2020-05-26 登封市嵩基水泥有限公司 Energy-saving cement and preparation method thereof
CN115448620A (en) * 2022-10-28 2022-12-09 辽宁银盛水泥集团有限公司 High-performance cement using waste residues and preparation method thereof

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