JP2004338983A

JP2004338983A - ポルトランドセメントクリンカおよびそれを用いたセメント組成物

Info

Publication number: JP2004338983A
Application number: JP2003135905A
Authority: JP
Inventors: Minoru Morioka; 実盛岡
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-14
Also published as: JP4108533B2

Abstract

【課題】流動性保持能力に優れ、水和発熱量が小さく、しかも中性化抵抗性に非常に優れるポルトランドセメントクリンカおよびそれを用いたセメント組成物を提供する。
【解決手段】γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を１０％以上含有してなるポルトランドセメントクリンカおよびそれを用いたセメント組成物。本発明のポルトランドセメントクリンカを用いることによって、流動性保持能力に優れ、水和発熱量が小さく、しかも中性化抵抗性に非常に優れるセメント組成物が得られる。また、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含有してなるセメント混和材は、ポルトランドセメントクリンカ及びポルトランドセメントを別々に焼成する必要があったが、本発明では、焼成は１回でよく、低環境負荷型のポルトランドセメントクリンカおよびセメント組成物などとすることができるなどの効果を奏する。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に、土木・建築業界において使用されるポルトランドセメントクリンカおよびセメント組成物に関する。なお、本発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。また、本発明で言うセメントコンクリートとは、セメントペースト、モルタル、コンクリートを総称するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
セメント産業では、各種産業における副産物の積極的な受け入れと品質の確保を両立することが責務となっている。これは、副産物をポルトランドセメントの原料として利用することが社会的にも期待され大きな関心が寄せられていること、また、その反面、ポルトランドセメントに要求される性能は益々高度化し、多様化しているためである。
【０００３】
ポルトランドセメントの原料となるポルトランドセメントクリンカは、エーライトと呼ばれるトライカルシウムシリケート３ＣａＯ・ＳｉＯ_２と、ビーライトと呼ばれるα型やα’型やβ型のダイカルシウムシリケート２ＣａＯ・ＳｉＯ_２からなるカルシウムシリケートを主成分とし、アルミネート相と呼ばれる３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３と、フェライト相と呼ばれるカルシウムアルミノフェライト（４ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３、６ＣａＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３、６ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・２Ｆｅ_２Ｏ_３が知られている）を含んでいる。これらの化合物はいずれも水硬性を有することが知られている。
【０００４】
しかしながら、副産物を原料として積極的に利用すると、ポルトランドセメントクリンカの組成などが変化し、品質の確保が困難となっているのが実状である。例えば、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を主原料として製造される環境調和型セメントを例にとると、流動性の制御や中性化抵抗性が確保しにくいという課題を有している。これは、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰にアルミ分や鉄分が多く含まれるため、得られるポルトランドセメントクリンカは、アルミ分によるアルミネート相や鉄分によるフェライト相が通常のポルトランドセメントよりも著しく多くなるためである。アルミネート相やフェライト相は水和活性が高いため、これらの含有量が多くなると、そのポルトランドセメントクリンカを使用したセメントコンクリートの流動性の経時変化は大きくなる。また、アルミネート相やフェライト相が多いと中性化抵抗性も低下するという課題を有するものであった。
【０００５】
また、ダイカルシウムシリケート２ＣａＯ・ＳｉＯ_２にはα型、α’型、β型、およびγ型などの多形があることが知られている。その中で、γ型のダイカルシウムシリケート（以下γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２という）は、水硬性を持っていないため、これまでセメント業界でこの化合物が利用されることはなかった。むしろ、セメント製造において、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２の副生を抑制する製造方法の確立が図られてきた。通常、ポルトランドセメントクリンカ中に存在するダイカルシウムシリケートはβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を主体とし、そのほか、α’−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２あるいはα−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２など、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２以外のダイカルシウムシリケートを含むことが報告されている。
【０００６】
本発明者らは、セメント産業でこれまで利用されることがなかったγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２に着目し、この化合物が優れた中性化抵抗性があることを発見し、セメント混和材やセメント組成物として出願した（特許文献１参照）。
【０００７】
このセメント混和材はγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含むものであり、これをポルトランドセメントや各種の混合セメント、特に高炉セメントに混和してセメント組成物とすることで、中性化抵抗性に優れるセメント組成物とすることが可能であることを知見したのである。
【０００８】
しかしながら、この方法では、ポルトランドセメントクリンカを焼成し、それとは別に、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含むセメント混和材を別途焼成・調製し、それらを後で混合してセメント組成物やセメントコンクリートとする必要があった。もし、ポルトランドセメントクリンカを製造する際に、ポルトランドセメントクリンカ組成物中にγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含ませることができれば、上記のようにポルトランドセメントクリンカと、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含むセメント混和材を別々に焼成する必要がなくなり、一度の焼成で済むため、焼成の切替えが不要となり、また、混合操作も必要ないので、利便性や経済性に優れる製造方法となる。
【０００９】
そこで、本発明者は、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含むセメント組成物についてさらに研究を重ねた結果、ポルトランドセメントクリンカを製造する際に特定組成の配合とすることによって、ポルトランドセメントクリンカ中にγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含ませることができ、そのポルトランドセメントクリンカを原料としてポルトランドセメントやセメント組成物を調製すると、中性化抵抗性ばかりでなく、流動性保持能力にも優れ、しかも非常に低発熱性となることを知見した。
【００１０】
また、一方で、セメント業界では、セメント規格の国際化が検討されている。この国際規格はヨーロッパ規格（ＥＮ規格）を基本思想としている。ＥＮ規格は３２．５Ｎ／ｍｍ^２クラス、４２．５Ｎ／ｍｍ^２クラス、および５２．５Ｎ／ｍｍ^２クラスに大別されている（非特許文献１参照）。
【００１１】
一方、日本では、ＪＩＳ規格に基づいてポルトランドセメントの品質が設計されてきた。その結果、画一的な仕様の下で強度発現性が良好なポルトランドセメントが良いと評価されてきた。
【００１２】
その結果、日本のポルトランドセメントはＥＮ規格で分類すると、４２．５Ｎ／ｍｍ^２クラスあるいは５２．５Ｎ／ｍｍ^２クラスのポルトランドセメントに相当するものしか存在しない状態になっており、設計強度があまり高くないセメントコンクリートを配合設計しようとしても、多くの場合に過剰強度となる傾向にあるのが現状である。
【００１３】
過剰強度の防止は、それに伴う過剰な水和発熱を防止する観点から、また、硬化前後の収縮率をできる限り小さくし、硬化後のヒビ割れを防止する観点から重要である。
【００１４】
一方、強度発現性に優れるポルトランドセメントを用いて、単位重量あたりのセメント量を少なくすることにより、設計強度があまり高くないセメントコンクリートを配合設計することも考えられるが、この場合には、極度に単位セメント量が少ない配合とする必要があるため、材料分離しやすく、ブリーディング率の大きいセメントコンクリート、いわゆる「シャブコン」になりやすいという課題を有していた。
【００１５】
そして、このようなセメントコンクリートを用いてセメントコンクリート構造物を構築すると、巨視的な欠陥が発生しやすく、耐久性のあるセメントコンクリート構造物を構築することが困難になるという課題を有していた。
【００１６】
このように、ＥＮ規格は、設計強度があまり高くないセメントコンクリートを配合設計しやすい３２．５Ｎ／ｍｍ^２クラスのポルトランドセメントが準備されているのが特徴である。
【００１７】
現在のＥＮ規格品セメントの主流は石灰石混合セメントである。石灰石混合セメントは、ポルトランドセメントに多量の石灰石微粉末を混合したもので、過剰強度の防止と材料分離抵抗性の向上の両立を実現できるセメントである。つまり、このようなセメント組成物を得るためには、ある種のフィラーを含むことが欠かすことのできない材料設計手法となっている。
【００１８】
つまり、水硬性を持たないγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２をポルトランドセメントに含有させることによって、設計強度があまり高くないセメントコンクリートを配合設計しやすい３２．５Ｎ／ｍｍ^２クラスのセメントが材料設計できるのである。
【００１９】
しかしながら、石灰石微粉末を用いたＥＮ規格品セメントは、中性化により劣化しやすいものであり、また、ポルトランドセメントの原料となる石灰石を消費するため、他の材料を使用すべきとの声が多かった。
【００２０】
そこで本発明者は、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含有するポルトランドセメントクリンカに着目し、該ポルトランドセメントクリンカおよびそれを用いたセメント組成物について検討を加えた結果、熱ひびわれを抑制することができる。また、乾燥収縮も低減することができることを知見し、本発明を完成するに至った。
【００２１】
【特許文献１】国際公開第ＪＰ０２／０８３８２号パンフレット
【非特許文献１】後藤孝治、羽原俊祐、セメント規格の国際化−欧州規格の概要と方向性−、セメント・コンクリート、Ｎｏ．６３１、ｐｐ１〜８、１９９９
【００２２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を１０％以上含有してなるポルトランドセメントクリンカであり、Ａｌ_２Ｏ_３含有量およびＦｅ_２Ｏ_３含有量の合計が５％以下であることを特徴とする該ポルトランドセメントクリンカであり、間隙相量が１０％以下であり、かつ、Ｆｅ_２Ｏ_３量が２％以下であることを特徴とする該ポルトランドセメントクリンカであり、該ポルトランドセメントクリンカおよびセッコウ類からなるセメント組成物であり、ブレーン比表面積が２，５００ｃｍ^２／ｇ以上であることを特徴とする該セメント組成物であり、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカより選ばれる１種または２種以上を配合してなる該セメント組成物である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００２４】
本発明者らは、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含有するポルトランドセメントであれば、中性化抵抗性や流動性保持能力などの本発明の効果があることを見出した。すなわち、２ＣａＯ・ＳｉＯ_２であっても、β−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含有してγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含有しないものについては本発明の対象とはならず、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含有することが必要である。
【００２５】
本発明のポルトランドセメントクリンカは少なくとも１０％のγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含有することが必要であり、２０％以上含有することが好ましい。また、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２の含有量の上限値は特に限定されないが、通常、７０％程度である。γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２の含有量が７０％を超えると、初期強度発現性が悪くなる傾向にある。
【００２６】
γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２や他の化合物の組成は、得られたポルトランドセメントクリンカを構成する化合物を粉末Ｘ線回折法によって同定し、さらに、化学成分値からボーグ式によって算出すことができる。また、粉末Ｘ線回折法を用いた内部標準法により、あるいは、リートベルト法などによって求めることも可能である。
【００２７】
本発明のポルトランドセメントクリンカの成分は特に限定されるものではないが、具体的には、ＣａＯ、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３などを主要な化学成分とし、その他、ＭｇＯ、ＴｉＯ_２、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｓ、塩素などが挙げられる。ただし、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｓの存在はクリンカ中にγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含有させる観点から好ましくない。すなわち、これらの不純物はγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２の生成を阻害し、β−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２、α’−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２あるいはα−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２などのγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２以外のダイカルシウムシリケートの生成を促すためである。
【００２８】
特に、Ａｌ_２Ｏ_３とＦｅ_２Ｏ_３の合計量は、５％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。Ａｌ_２Ｏ_３とＦｅ_２Ｏ_３の合計量が５％を超えると、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２が生成しにくくなる。また、流動性保持能力が充分でなくなる場合もある。
【００２９】
さらに、Ａｌ_２Ｏ_３とＦｅ_２Ｏ_３の合計量は５％以下かつＦｅ_２Ｏ_３の含有量が２％以下であることが好ましく、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が１％以下であることがより好ましい。これは、特にＦｅ_２Ｏ_３の存在がγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２の生成を阻害し、β−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２、α’−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２あるいはα−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２などのγ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２以外のダイカルシウムシリケートの生成を促すためである。
【００３０】
本発明のポルトランドセメントクリンカは、その構成化合物として、エーライトおよび／またはビーライトと、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を必須としている。γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２の含有量は前述した通り、１０％以上が好ましく、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２の含有量は２０％以上がより好ましい。ただし、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２の含有量が１０％以上を確保していれば、ビーライトが含まれていても何ら差し支えない。また、アルミネート相と、フェライト相も含まれる。
【００３１】
また、本発明のポルトランドセメントクリンカに含まれるアルミネート相（３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３）とフェライト相（４ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３、６ＣａＯ・２Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３、６ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・２Ｆｅ_２Ｏ_３）の合計が１０％以下であることが好ましく、７％以下であることがより好ましい。アルミネート相とフェライト相を総称して間隙相と呼ばれる。間隙相の量が１０％を超えると、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２が生成しにくくなる。
【００３２】
本発明では、間隙相の量やＦｅ_２Ｏ_３量は特に限定されないが、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２の含有量が高いポルトランドセメントクリンカを得るためには、間隙相の量が１０％以下であり、かつ、Ｆｅ_２Ｏ_３量が２％以下の両方の条件を満たすことが好ましい。
【００３３】
通常、現在市販されている普通、早強、超早強、低熱、中庸熱などの各種ポルトランドセメントのアルミネート相とフェライト相の含有量はそれぞれ５〜１０％程度であり、アルミネート相とフェライト相からなる間隙相は少なくとも１５％程度含まれている。ビーライトを主体とする低熱ポルトランドセメントは、間隙相の少ないセメンとして知られているが、それでも間隙相は１０％以上含まれ、ことに、フェライト相は８％以上含まれている。すなわち、フェライト相が４ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３を主体とするのであれば、Ｆｅ_２Ｏ_３量が２．６％以上含まれていることになる。これは、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２への変態を抑制するために勘案された組成となっている。
【００３４】
したがって、本発明のポルトランドセメントクリンカはアルミネート相とフェライト相からなる間隙相が少ないという特徴を有しており、特にフェライト相の含有量と深く関連するＦｅ_２Ｏ_３量は通常２％以下とすることが好ましい。
【００３５】
本発明のポルトランドセメントクリンカは、ＣａＯ原料とＳｉＯ_２原料を配合して焼成することによって得られる。ＣａＯ原料としては、例えば、石灰石、生石灰、及び消石灰などが挙げられる。また、ＳｉＯ_２原料としては、例えば、シリカヒュームや籾殻灰やシリカダストなどのシリカ質副産物やケイ石などが挙げられる。これらの原料にＣａＯ原料やＳｉＯ_２原料を配合して原料調製を行い、これを焼成することによって、工業的に安価な本発明のポルトランドセメントクリンカが製造可能である。
【００３６】
本発明のポルトランドセメントクリンカの焼成方法は特に限定されるものではないが、通常、ロータリーキルンや電気炉などによって行うことができる。特に電気炉を用いることによって、ビーライトの生成を抑制することができる。ただし、ロータリーキルンでも充分に本発明の目的とする化合物組成のポルトランドセメントクリンカを得ることが可能である。そして、電気炉はバッチ操業であるのに対して、ロータリーキルンは連続操業が可能であり、製造コストが安価であるという好ましい面もあり、一義的に製造設備の優劣を論じるものではなく、目的や状況に応じて適宜選択できる。
【００３７】
焼成温度は特に限定されるものではないが、通常、１，０００℃〜１，８００℃程度で行うことが好ましく、１，２００℃〜１，６００℃程度がより好ましい。１，０００℃未満では、原料の焼成反応が充分でなく、目的とする化合物組成のセメントクリンカが得られない場合があり、逆に、１，８００℃を超えるような条件では、製造コストが高くなり、また、焼成設備への負荷が大きくなるので好ましくない。
【００３８】
本発明において、本発明のポルトランドセメントクリンカを粉砕し、セッコウ類などを添加することによってセメント組成物とすることができる。また、さらに、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒュームなどの潜在水硬性物質を配合してもよい。セッコウ類の配合量は特に限定されるものではないが、通常、本発明のポルトランドセメントクリンカ、セッコウ類および潜在水硬性物質の合計１００部に対して１〜７部の範囲が好ましく、２〜５部がより好ましい。セッコウ類の配合量が１部未満では流動性保持能力が不足したり、強度発現性が不足する場合があり、セッコウ類の配合量が７部を超えると寸法安定性が悪くなる場合がある。潜在水硬性物質の使用量は、特に限定されるものではないが、通常、５０部以下の範囲で配合することが好ましく、３０部以下の範囲で配合することがより好ましい。５０部を越えて配合すると、初期の強度発現性や中性化抵抗性が充分に得られない場合がある。
【００３９】
本発明に用いるセッコウ類としては、無水セッコウ、半水セッコウ、および二水セッコウのいずれも使用可能であるが、二水セッコウが広く用いられている。また、セッコウ類の粒度は特に限定されないが、ブレーン比表面積で２，０００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましく、３，０００〜８，０００ｃｍ^２／ｇがより好ましい。ブレーン比表面積２，０００ｃｍ^２／ｇ未満では強度発現性が不足することがあり、８，０００ｃｍ^２／ｇを超えると、過剰な粉砕動力が必要となることがある。
【００４０】
本発明のセメント組成物の混合方法は特に限定されず、ポルトランドセメントクリンカ、セッコウ類、および潜在水硬性物質類の一部、あるいは全部を別々に粉砕した後に混合しても良い。
【００４１】
本発明のセメント組成物のブレーン比表面積は特に限定されるものではないが、２，５００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましく、３，０００ｃｍ^２／ｇ〜８，０００ｃｍ^２／ｇがより好ましく、４，０００ｃｍ^２／ｇ〜６，０００ｃｍ^２／ｇが最も好ましい。ブレーン比表面積が２，５００ｃｍ^２／ｇ未満では、材料分離抵抗性が得られなかったり、中性化抵抗性が充分でない場合がある。また、８，０００ｃｍ^２／ｇを超えるように粉砕するには、粉砕動力が大きくなり不経済であり、また、セメントが風化しやすくなり、品質の経時的な劣化が大きくなる傾向がある。
【００４２】
本発明において水の使用量は特に限定されるものではなく、通常の使用範囲が使用される。具体的には、本発明のセメント組成物１００部に対して水の量は２５〜６０部が好ましい。２５部未満では充分な作業性が得られない場合があり、６０部を超えると強度発現性が充分でないばかりか、中性化抵抗性が顕著に認められない場合がある。
【００４３】
本発明のセメント組成物を公知のセメントと併用することは何ら差し支えない。その具体例としては、例えば、普通、早強、超早強、低熱、および中庸熱などの各種ポルトランドセメント、これらポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ、またはシリカを混合した各種混合セメント、都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰などを原料として製造された廃棄物利用セメント、いわゆるエコセメント（Ｒ）、および石灰石粉末などを混合したフィラーセメントなどが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が使用可能である。
【００４４】
本発明では、本発明のセメント組成物のほかに、砂や砂利などの骨材、石灰石微粉末、高炉徐冷スラグ微粉末や都市ゴミや下水汚泥の焼却灰やそれらの溶融スラグなどの混和材料、膨張材、急硬材、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、収縮低減剤、高分子エマルジョン、凝結調整剤、ベントナイトなどの粘土鉱物、および、ハイドロタルサイトなどのアニオン交換体などの添加剤など、通常のセメント材料に用いられる公知公用の添加剤、混和材料、および骨材などを１種または２種以上、本発明の目的を阻害しない範囲で使用することが可能である。
【００４５】
【実施例】
以下、本発明の実験例に基づいてさらに説明する。
【００４６】
実験例１
石灰石と珪石微粉末を主原料とし、さらに副原料を添加して表１に示す組成のポルトランドセメントクリンカを製造した。ポルトランドセメントクリンカの製造はロータリーキルンを用いて、焼点温度１，５００℃で熱処理することによって行った。得られたポルトランドセメントクリンカの構成化合物を粉末Ｘ線回折法によって同定し、さらに、化学成分値からボーグ式によって算出した。なお、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２とβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２が共生したポルトランドセメントクリンカでは、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２とβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２の標準物質を合成し、それを用いて内部標準法によって存在比率を求めた。その結果を表１に併記した。
【００４７】
＜使用材料＞
石灰石：青海鉱山産、比重２．７１ｇ／ｃｍ^３。
珪石微粉末：新潟県姫川産。
副原料：Ａｌ_２Ｏ_３原料はアルミ残灰を使用し、Ｆｅ_２Ｏ_３原料はカラミを使用した。
【００４８】
【表１】

注：化合物組成欄の化合物名について
Ａｌｉｔｅ：３ＣａＯ・ＳｉＯ_２、γＣ_２Ｓ：γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２、βＣ_２Ｓ：β−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２
Ｃ_３Ａ：３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃ_４ＡＦ：４ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３
【００４９】
実験例２
実験例１で合成したポルトランドセメントクリンカをブレーン比表面積４，０００ｃｍ^２／ｇに粉砕し、このポルトランドセメントクリンカ粉末とセッコウ類と混和材を表２に示す割合で混合してセメント組成物を調製した。表２に示すセメント組成物を使用し、単位セメント組成物量が３３０ｋｇ／ｍ^３、空気量４．５±１．０％、スランプ１８±２．５ｃｍ、材齢２８日の圧縮強度が３０±１．０Ｎ／ｍｍ^２となるように、水／セメント組成物比、ｓ／ａ（細骨材率）、および減水剤使用量を設定してコンクリートを調製した。このコンクリートを用いて、促進中性化を行い、中性化深さをもとに中性化抵抗性を評価した。また、スランプの経時変化（スランプロス）によって流動性保持能力を評価し、さらに、断熱温度上昇量を測定して水和発熱量を評価した。
【００５０】
＜使用材料＞
混和材イ：高炉水砕スラグ微粉末、関東エスメント社製、ブレーン比表面積４，０００ｃｍ^２／ｇ。比重２．９０。
混和材ロ：フライアッシュ、東北フライアッシュ社製、ＩＩ種、ブレーン比表面積４，０００ｃｍ^２／ｇ。比重２．４０。
混和材ハ：シリカヒューム、ＳＫＷ社製、ブレーン比表面積１７０，０００ｃｍ^２／ｇ。比重２．２０。
混和材ニ：石灰石微粉末、青海鉱山産石灰石の粉砕品、ブレーン比表面積４，０００ｃｍ^２／ｇ。比重２．７１。
混和材ホ：γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２、試薬の炭酸カルシウムと二酸化ケイ素を２対１のモル比で混合し、１，４５０℃で３時間焼成し、炉内で徐冷することにより合成、ブレーン比表面積４，０００ｃｍ^２／ｇ。比重２．９９。
水：水道水
セッコウ類：二水セッコウ、市販品
減水剤：リグニン系、市販品
細骨材：新潟県姫川産、比重２．６２。
粗骨材：新潟県姫川産、比重２．６４。
【００５１】
＜測定方法＞
圧縮強度：ＪＩＳＡ１１０８に準じて測定した。
断熱温度上昇量：空気循環式の断熱温度上昇試験装置（東京理工社製）を用いて断熱温度上昇量を測定し、水和発熱量を評価した。ただし、練り上がり温度を２０±２℃とし、練り上がり温度から最高到達温度の差で評価した。
中性化深さ：材齢２８日まで２０℃水中養生を施した後、３０℃・相対湿度６０％・炭酸ガス濃度５％の環境で１２週間促進中性化を行った。促進中性化後、モルタル断面にフェノールフタレイン１％アルコール溶液を噴霧して表面から着色部までの深さを測定して中性化深さを確認し、中性化抵抗性を評価した。
スランプロス：練り上がりのスランプ値から９０分経過後のスランプ値を差し引いて、スランプロス量と定義し、流動性保持能力を評価した。
【００５２】
【表２】

【００５３】
【発明の効果】
本発明のポルトランドセメントクリンカを用いることによって、流動性保持能力に優れ、水和発熱量が小さく、しかも中性化抵抗性に非常に優れるセメント組成物が得られる。また、γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を含有してなるセメント混和材は、ポルトランドセメントクリンカ及びポルトランドセメントを別々に焼成する必要があったが、本発明では、焼成は１回でよく、低環境負荷型のポルトランドセメントクリンカおよびセメント組成物などとすることができるなどの効果を奏する。

Claims

γ−２ＣａＯ・ＳｉＯ_２を１０％以上含有してなるポルトランドセメントクリンカ。
Ａｌ_２Ｏ_３含有量およびＦｅ_２Ｏ_３含有量の合計が５％以下であることを特徴とする請求項１記載のポルトランドセメントクリンカ。
間隙相量が１０％以下であり、かつ、Ｆｅ_２Ｏ_３量が２％以下であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のポルトランドセメントクリンカ。
請求項１〜３のうちの１項に記載のポルトランドセメントクリンカおよびセッコウ類からなるセメント組成物。
ブレーン比表面積が２，５００ｃｍ^２／ｇ以上であることを特徴とする請求項４記載のセメント組成物。
高炉スラグ、フライアッシュ、シリカより選ばれる１種または２種以上を配合してなる請求項４または請求項５記載のセメント組成物。