JP2007186359A - セメント組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】産業廃棄物等を原料として多く使用することができるとともに、練り混ぜ後の流動性が良好で、かつ、硬化後の耐久性(耐硫酸塩性)が良好なセメント質硬化体を製造することができるセメント組成物を提供する。
【解決手段】セメントクリンカー粉末、石膏及び炭酸カルシウムを含有し、該セメントクリンカー粉末は3CaO・Al2O3量が12〜40質量%、好ましくは16〜40質量%であるセメント組成物。
上記セメント組成物において、石膏の含有量はSO3換算で0.5〜30質量%であることが好ましく、炭酸カルシウムの含有量は0.5〜30質量%であることが好ましい。
Description
また、セメントクリンカー中のC3A量が多くなると、所定の流動性を得るには、減水剤を多量に使用する必要があり、しかも流動性の経時変化が大きくなるという問題がある。
上記発明においては、石膏の含有量はSO3換算で0.5〜30質量%であることが好ましく(請求項2)、炭酸カルシウムの含有量は0.5〜30質量%であることが好ましい(請求項3)。
本発明のセメント組成物は、セメントクリンカー原料として、一般のポルトランドセメントクリンカー原料、すなわち石灰石、生石灰、消石灰等のCaO原料、珪石、粘土等のSiO2原料、粘土等のAl2O3原料、鉄滓、鉄ケーキ等のFe2O3原料の他に、産業廃棄物や一般廃棄物、さらには建設発生土を使用することができる。産業廃棄物としては、例えば、生コンスラッジ、各種汚泥(例えば、下水汚泥、浄水汚泥、建設汚泥、製鉄汚泥等)、建設廃材、コンクリート廃材、ボーリング廃土、各種焼却灰(例えば、石炭灰、焼却飛灰、溶融飛灰等)、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉2次灰等が挙げられる。一般廃棄物としては、例えば、下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。建設発生土としては、建設現場や工事現場等から発生する土壌や残土、さらには廃土壌等が挙げられる。セメントクリンカーの原料として、産業廃棄物や一般廃棄物、建設発生土を使用することは、廃棄物の有効利用を促進させることができ好ましいことである。
なお、本発明において、セメントクリンカー粉末中のC3A、C3S、C2S、C4AF量は、ボーグ式により算出することができる。
炭酸カルシウムの含有量は、セメントクリンカー粉末、石膏(SO3換算)及び炭酸カルシウムの合量に対して、0.5〜30質量%であることが好ましく、特に、セメントクリンカー粉末中のAl2O3及びFe2O3量に応じて、炭酸カルシウム量=セメントクリンカー粉末中の(Al2O3+Fe2O3)量×0.1〜1.0(質量%)となる量にすることが好ましい。
炭酸カルシウムの配合量が上記範囲未満であると、セメント質硬化体の耐久性が低下するおそれがあり、上記範囲を超えると、セメント質硬化体の強度発現性が低下するおそれがある。
(1)セメントクリンカーの粉砕時に石膏および炭酸カルシウムを添加する方法、
(2)セメントクリンカーと石膏の粉砕物に炭酸カルシウムを後添加する方法、
(3)セメントクリンカー粉砕物に石膏および炭酸カルシウムを後添加する方法
等があげられる。
れるものではない。
普通ポルトランドセメントクリンカー製造用原料である石灰石粉、粘土、鉄原料及び表1に示す乾燥した都市ゴミ焼却灰を配合して成分調整した原料を、ロータリーキルンを用いて1300〜1450℃で焼成した。得られたクリンカーはブレーン比表面積が3200cm2/gになるよう粉砕した。得られたセメントクリンカー粉末の鉱物組成(ボーグ式より算出)を表2に示した。
上記セメントクリンカー粉末100質量部に対し、ブレーン比表面積6000cm2/gの無水石膏およびブレーン比表面積5300cm2/gの石灰石粉末(炭酸カルシウム含有量97質量%)を表3に示す混合量に従って添加・混合してセメント組成物を製造した。
(1)流動性
表3の各セメント組成物、ポリカルボン酸系高性能減水剤(NMB社製レオビルドSP-8HU)、小笠陸砂(F.M.2.73、絶乾比重2.57、吸水率1.7%)および水道水を、水/セメント比が0.3(質量比)、高性能減水剤/セメント比が0.003(質量比)の条件でホバートミキサーに投入して、120秒間低速で練り混ぜてモルタルを調製した。該モルタルのフロー値(練り混ぜ直後、30分経過後および60分経過後)を「JIS R 5201」に準じて測定した。
その結果を表4に示す。
表3の各セメント組成物を使用して、「JIS R 5201」に準じて圧縮強度測定用の供試体を作製した。
(A)得られた供試体を3ケ月間標準水中養生(20℃)した後、圧縮強度を測定した。
(B)得られた供試体を7日間標準水中養生(20℃)し、次いで、材齢3ケ月まで10%硫酸マグネシウム水溶液中で養生(20℃)した後、圧縮強度を測定した。また、養生後の供試体を目視観察した。さらに、養生後の供試体中のモノサルフェートの有無を、X線回折で調べた。
その結果を表5に示す。
一方、比較例1のセメント組成物を使用したセメント硬化体は、硫酸マグネシウム水溶液中で養生したところ強度が落ちたため、耐硫酸塩性が低いということができる。
Claims (3)
- セメントクリンカー粉末、石膏及び炭酸カルシウムを含有し、該セメントクリンカー粉末は3CaO・Al2O3量が12〜40質量%であることを特徴とするセメント組成物。
- 石膏の含有量が、SO3換算で0.5〜30質量%である請求項1記載のセメント組成物。
- 炭酸カルシウムの含有量が、0.5〜30質量%である請求項1又は2に記載のセメント組成物。
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