JP2001518876A - セメントクリンカーの処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 管状ミル中で、水及び石膏を、またできるだけ減水剤をも同時に加えながら、セメントクリンカーを粉砕することによって、セメントクリンカーを処理する方法。本発明によれば、水は約９〜１３のｐＨを有し、それをクリンカーの粉砕中に管状ミルに注入する。１つの好ましい態様によれば、ミクロフィル剤及び／又は減水剤の一部を、高いｐＨ値を有する該水と混合してスラリーを形成する。このスラリーは粉砕工程中、乾燥状態のミクロフィル剤及び／又は減水剤と共に注入する。

Description

【発明の詳細な説明】 セメントクリンカーの処理方法 本発明は、セメントクリンカーの処理方法、更に具体的に言えば、セメントク リンカーを粉砕する工程で同セメントクリンカーを処理する方法に関する。 本発明に係るセメントクリンカーは、ポルトランドセメントのクリンカーであ るのが好ましいが、但し、ポルトランドセメントに制限されるものではなく、他 のセメントクリンカーにも適用することができる。 本発明に最も近い従来法は、欧州特許出願ＥＰ０ ０８１ ８６１号および国 際公開ＷＯ９４／００４０３号明細書に記載されるもので、これらにはポルトラ ンドセメントのクリンカーを鉱物質の添加剤及び有機質の減水剤（water reduct ion agent）と共に粉砕する方法が教示される。最後に述べた国際公開明細書に よれば、最後のミルチャンバには、温度を調整する意図から、水も加えられる。 クリンカー粒子に対する減水剤分子の物理吸着及び化学吸着の結果として、標 準的なポルトランドセメントと比較して、得られる粉砕セメントの所要水量が低 下し、またその強さも大きくなっている。この方法の１つの決定的な欠点は、最 終セメントの性質の不安定性に直接的な影響を及ぼす、ポルトランドセメント・ クリンカーと減水剤との反応の程度を制御することが困難なことである。 所要水量の同じ低下は、常用の方法に従って、水を含むコンクリートに減水剤 を直接加えることによっても達成することができる。これらの方法によっては、 ポルトランドセメント・クリンカーの化学的反応性に認め得るほどの増加を達成 することはできない。 本発明は、製造されるセメントの強度的性質を向上させるために、セメントク リンカーを粉砕し、次いでその粉砕クリンカーに別の物質を添加しながらそのセ メントクリンカーを処理する方法に関する。 本発明は、しかして、セメントクリンカーを、管状ミル中で、水および石膏を 、そして恐らくは減水剤も加えながら粉砕することによるセメントクリンカーの 処 理法において、そのクリンカーの粉砕中に約９〜１３のｐＨを有する水をそのミ ルに注入することを特徴とする、上記の方法に関する。 ここで、本発明をその各種態様を参照してさらに詳細に説明する。 セメントクリンカーは、普通、そのクリンカーをまずキルン中で９００〜１４ ５０℃の温度において加熱、即ち焼成することにより処理して、３ＣａＯ Ｓｉ Ｏ₂、２ＣａＯ ＳｉＯ₂、３ＣａＯ Ａｌ₂Ｏ₃及び４ＣａＯ Ａｌ₂Ｏ₃ＳｉＯ₂ なる化合物を形成する。この処理プロセスで標準のポルトランドセメントがもた らされる。 第二段階で、そのクリンカーは石膏と一緒に鋼製ボールが入っている管状ミル 中で１０〜２０μｍの粒度まで粉砕される。この粉砕プロセス中に水が加えられ る。本発明はこの第二段階に関する。 本発明によれば、上記の水は約９〜１３のｐＨを有し、その水がクリンカーの 粉砕中に上記ミルに注入される。 本発明の１つの非常に好ましい態様によれば、注入される水は電気分解により 上記のｐＨ値にもたらされる。 上記ミルには、従って、ＯＨ^-イオンが注入される。これらのイオンは、水和 されていないセメント粒子の表面にしっかり結び付き、そしてｑＣａＯ・ｍＳｉ Ｏ₂・ｎＨ₂Ｏなる錯体の形成を促進する高度に反応性のラジカルを構成する。こ の錯体はそれらセメント粒子の表面上に形成される。 管状ミル中でクリンカーを粉砕すると、かくして、直径１０〜２０μｍのセメ ント粒子を含む乾燥製品がもたらされる。これらのセメント粒子は、それらの表 面が上記錯体を含む前もって水和されたコーティングで完全に又は一部被覆され るほど予備水和される。 上記セメント粒子は予備水和されているので、それら粒子は非常に反応性であ る。このクリンカー粒子の表面におけるＯＨ^-1ラジカルの吸着は、その粒子上で のヒドロシリケート膜の形成により、上記錯体の形成と活性化をもたらす。この 錯体は水との後続の反応の核剤（nucleant,核を形成し始める物質又は粒子）と して作用する。これらを併せると、次の諸例から明らかであるように、セメント ペーストの強力の発現が著しく改善され、且つ多孔度が低下する結果となる。 １つの好ましい態様によれば、粉砕工程中にミクロフィル剤（microfill agen t，セメント混合物中で使用される微粒子）及び／又は減水剤が添加される。 本発明の１つの極めて好ましい態様によれば、前記ミクロフィル剤及び／又は 減水剤の一部が高いｐＨ値を有する前記の水と混合されてスラリーを形成し、こ のスラリーが粉砕工程中に前記ミルに注入され、同時にその粉砕工程中に乾燥ミ クロフィル剤及び／又は減水剤が添加される。 減水剤をスラリー化し、このスラリーを電気分解により前記ｐＨ値にもたらし た後にそのスラリーを前記ミルに注入するのが好ましい。 ［その乾燥物質／物質類］と［スラリー］との比は、［９５重量％／５重量％ ］〜［８５重量％／１５重量％］の範囲にあるのが好ましい。 スラリーの液相はスラリーの重量に対して５０％を越えないことが好ましい。 本発明のもう１つの好ましい態様によれば、高炉スラグ、石灰石等の、ＳｉＯ₂ 含有物質の形をしたミクロフィル剤は、前記の管状ミルに、そのミルに送られ るミクロフィル剤、減水剤及び水の合計重量の８０％以下の量で送り込まれる。 本発明のもう１つの好ましい態様によれば、ナフタレン若しくはメラミンまた は両者の混合物を含有するリグノスルホネートベースポリマー等の、ポリマーの 形をした減水剤が、前記管状ミルに、そのミルに送られるミクロフィル剤、減水 剤及び水の合計重量の５％以下の量で送り込まれる。 次に、多数の例について説明する。後記の表は所要水量、圧縮強さ及び多孔度 に関して得られた結果を示す。 例１ 重量％でＣ₃Ｓ＝６４．５、Ｃ₂Ｓ＝１１．０、Ｃ₃Ａ＝９．５、Ｃ₄ＡＦ＝９． ０、Ｎａ₂Ｏ＝０．１０及びＫ₂Ｏ＝０．２５なる化学組成を有するポルトランド セメントのクリンカーを管状ミルに装填した。この組成において文字ＣはＣａＯ の略号であり、ＡはＡｌ₂Ｏ₃の略号であり、そしてＦはＦｅ₂Ｏ₃の略号である。 管状ミルを測定すると、直径１．５ｍ、長さ３．５ｍであった。石膏をポルトラ ンドセメント・クリンカーと一緒に、かつ標準の水供給系から採取した蒸留され ていない水と一緒に、上記クリンカーの重量に対して３％に相当する量 で装填した。この水は、１１．２のｐＨ値が得られるように、アンペア数１．７ ５Ａ／ｄｍ²及びボルト数３８０Ｖを有する直流電場中で２分間電気分解された ものであった。この水は分散形態で前記管状ミルに送り込まれた。生成したセメ ントは比表面積［ブレーン（Blaine）］が４８００ｃｍ²／ｇであった。 かくして得られたセメントをホバート（Hobart）ミキサー中で水と３分間混合 して標準稠度のセメントペーストを得た。このセメントペーストを各側面の高さ が２０ｍｍである立方体の鋼製金型に注入し、振動作業台上で詰めた。そのセメ ントペースト試料を水中で２０℃において硬化させ、次いで圧縮試験に付した。 例２ 例１に記載した処方によるポルトランドセメント・クリンカーを従来の方法で 粉砕し、上記例１に従ってセメントペースト試料を調製した。 例３ 例１で定義したクリンカーに相当するポルトランドセメント・クリンカーを、 ミクロフィル剤としての予備粉砕した石灰石と一緒に、例１に従って粉砕した。 ここで、石灰石は比表面積（ブレーン）が３０００ｃｍ²／ｇのものであった。 その予備粉砕済み石灰石の全重量は上記セメントの重量に対して１５重量％に相 当し、これを２つの異なる状態で、即ち固体乾燥状態で８０％、３５％の水でス ラリー化された状態で２０％装填した。 このスラリーの液相は、１１．５のｐＨを得るために、３．５Ａ／ｄｍ²及び ３８０Ｖを用いて２分間に渡って電気分解された水道水から成っていた。 このスラリーを分散状態で管状ミルに装填した。このスラリーはそのミルにク リンカー、石膏及び乾燥ミクロフィル剤と一緒に装填された。生成したセメント は、比表面積（ブレーン）が４７８０ｃｍ²／ｇであった。 例１に記載した方法でセメントペースト試料を調製した。 例４ ポルトランドセメント・クリンカー及び石灰石ミクロフィルを、例３の量と同 じ量で従来法に従って粉砕した。ミクロフィル剤は専ら乾燥状態で加えられた。 生成したセメントは、比表面積（ブレーン）が４８１３ｃｍ²／ｇであった。 例１に記載した方法でセメントペースト試料を作成した。例５ この例で行った方法は例１で用いた方法と同じであった。但し、この場合その 系に液化剤が加えた。この液化剤はメラミンタイプの超可塑剤（superplasticiz ing agent）、即ちスウェーデン（Sweden）、セメンタＡＢ社 いた。この液化剤は総ミル装填物に対して１重量％に相当する量で加えた。 上記液化剤は、上記スラリーの液相に、同液相を電気分解に付す前に加えた。 例１に従ってセメントペースト試料を調製した。 例６ この例で行った方法は、例２で用いた方法、即ち従来の粉砕法と同じであった 。但し、例５による液化剤は、セメントペーストのキャスト成形中に、水と共に 、例５の場合と同じ量で、従来方法で加えた。 例１に記載した方法でセメントペースト試料を調製した。 例７ この例で行われた方法は例１で行われた方法と同じであった。得られたセメン トペーストを、次に、国際特許出願ＷＯ９４／２５４１１号(ＰＣＴ/ＳＥ９４/ ００３８９)明細書に記載される方法に従って処理した。この処理において、セ メントペーストは、直径１０ｍｍの振動円形形状物を備え、振動数１１０ｒ.ｐ. ｍ.で運転される振動ミル中で３０分間にわたって処理された。粉砕媒体−対− 混合物の重量比は９：１であった。 例１に従ってセメントペースト試料を調製した。 例８ この例で行った方法は例２で行った方法と同じであった。得られたセメントペ ーストを、次に、国際特許出願ＷＯ９４／２５４１１号（ＰＣＴ／ＳＥ９４／０ ０３８９）明細書に記載される方法に従って処理した。上記例７を参照されたい 。 表において、「所要水量」の欄は、標準稠度のセメントペーストを調製するの に必要とされる、セメント重量に対する百分率で表される水の量を示す。 上表から明らかな通り、本発明の方法に従い製造したセメントペーストは、一 層大きな機械的強さと低い多孔度を持つ。しかし、所要水量は大体同じである。 従って、本発明によれば、セメントペーストが所定の強さにおいてより速やか に硬化し、有意に大きい最終強さを与えるということに反映される、標準のポル トランドセメントの化学的反応性より相当に大きい化学的反応性を持つポルトラ ンドセメントが提供されることは明らかである。 本発明は、上記で色々な諸例を参照し、また各種態様を参照して説明したが、 当業者であれば、所望とされる性質を有するセメントを得るために、使用された 化合物に関する前記比率は、これらを適切な試験の助けをかりて修正し得ること は理解されるであろう。 従って、前記の諸態様は、次の請求の範囲内で色々な変更をなすことができる から、本発明の範囲を制限するものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 管状ミル中で、水及び石膏を、またできる限り減水剤をも同時に加えなが ら、セメントクリンカーを粉砕することによってセメントクリンカーを処理する 方法であって、該クリンカーの粉砕中に約９〜１３のｐＨを有する水を注入する ことを特徴とする、上記方法。 2. 電気分解して約９〜１３のｐＨ値に調整した水を注入する、請求項１記載 の方法。 3. 粉砕工程中にミクロフィル剤及び／又は減水剤を添加する、請求項１又は ２に記載の方法。 4. ミクロフィル剤及び／又は減水剤の一部を、約９〜１３の高いｐＨ値を有 する水と混合してスラリーを形成し、次いで該スラリーを、粉砕工程中、ミルの 中に、乾燥状態のミクロフィル剤及び／又は減水剤と一緒に注入する、請求項３ 記載の方法。 5. ［固形分］対［スラリー］の比が［９５重量％：５重量％］〜［８５重量 ％：１５重量％］の範囲内にある、請求項４記載の方法。 6. スラリーの液相が該スラリーの重量に対して５０％を越える、請求項４又 は５に記載の方法。 7. 高炉スラグ、石灰石等のＳｉＯ₂含有物質の形をしたミクロフィル剤を、 装填されるミクロフィル剤、減水剤及び水の合計重量の８０％以下に相当する量 で、ミルに装填する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。 8. ナフタレン、メラミン又は両者の混合物を含有するリグノスルホネートベ ースポリマー等の、ポリマー形態の減水剤を、装填されるミクロフィル剤、減水 剤及び水の合計重量の５％に相当する量で、ミルに装填する、請求項１〜７のい ずれか１項に記載の方法。 9. 減水剤をスラリー化し、次いで、得られたスラリーを電気分解して約９〜 １３のｐＨ値が得られるようにし、次いで、該スラリーを管状ミルに注入する、 請求項８記載の方法。