JP2007537125A - 二酸化炭素放出の少ない複合体セメント状材料を製造するための処理システム - Google Patents

Abstract

著しく減少したポートランドクリンカー鉱物含有量及びそれに伴って増大した量の、コンクリート中のポートランドセメントの直接的代替物のための、補助的セメント質材料、例えば、フライアッシュ、溶鉱炉スラグ、微粒石英、花崗岩採石微粒子等、及び極めて反応性のある火山灰又は鉱物充填剤、例えば、フライアッシュ、溶鉱炉スラグ、微粒石英、花崗岩採石微粒子等との混合水硬性セメントのような複合セメント質材料を製造するための処理装置であって、ポートランドセメントのためのサイロ、フライアッシュ又は他の種類の補助的材料のためのサイロ、セメントキルン塵又は他の種類の凝結時間調節剤のためのサイロ、重合体添加剤のための保存ユニット、配分手段、混合手段、粉砕機構、及び放出手段を含んで成る処理装置。本発明は、前記補助的材料を予め粉砕するための粉砕ユニット（６）、前記ポートランドセメントを予め粉砕するための粉砕設備（９）を具え、それら予め粉砕する設備（６、９）に続いて、前記予め粉砕された成分を粉砕するための粉砕設備（１３）が存在し、前記予め粉砕する設備（６、９）が、粉砕される材料のための開口回路又は閉回路として働くのに適合することを特徴としている。

Description

本発明は、著しく減少したポートランドクリンカー鉱物含有量及びそれに伴って増大した量の、コンクリート混合物中のポートランドセメントの一部分の直接的代替物のための、補助的セメント質（ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓ）材料、例えば、フライアッシュ、溶鉱炉スラグ、微粒石英、花崗岩採石微粒子等、及び極めて反応性の火山灰又は鉱物充填剤、例えば、フライアッシュ、溶鉱炉スラグ、微粒石英、花崗岩採石微粒子等との混合水硬性セメントのような複合セメント材料を製造するための処理装置、従って、著しく改良された環境的プロファイルを特徴とする処理装置に関する。

標準ポートランドセメント１ｔの製造は、約１ｔの二酸化炭素の放出を伴い、その約半分はキルン中での石灰石の脱炭から生じ、他の半分はエネルギー消費、主にキルン中での消費により生ずることはよく知られている。

セメント工業で放出される二酸化炭素の有意義な減少を達成することができる唯一の方法は、ポートランドクリンカーの生成を減少させることと、充填剤の使用量を増大させることによるものであると言える。

混合セメントを製造するための慣用的プラントは、ポートランドセメントクリンカーを、異なった種類の微細充填剤、例えば、溶鉱炉スラグ、フライアッシュ、石灰石等を主に回転ボールミル中で混合粉砕することを含んでいる。そのような方法では、凝結時間の鋭い増加、０〜２８日の硬化時間中の強度発生が非常に低い等のセメントの性能に著しいマイナスの影響を与えずに、フライアッシュによるポートランドクリンカーの代替は２０〜２５％以下であり、溶鉱炉スラグでは約３０〜５０重量％以下である。慣用的にポートランドセメントコンクリートの２８日の強度を達成するためには、３倍の長い時間、例えば、２〜３ヶ月までかかる。

同時に、大量フライアッシュ（ＨＶＦＡ）セメントは、慣用的なポートランドセメントと比較して大きな利点を有する。

コンクリートミキサー中に直接ポートランドセメントの代替物として、フライアッシュ又は他の種類の充填剤、例えば、花崗岩採石からの微粒子、又は微粒石英砂を１５〜２０％より多い量で導入することは効果的ではなく、コンクリートの性能にマイナスの影響を与えることがある（強度の減少等）。

そのような充填剤を粉砕し、機械的に活性化する現存する方法は、米国特許第６，６３０，０２２号明細書に記載されているように、幾らかの改良を与えることができるであろうが、経済的には効果的ではないように見え、コンクリートの圧縮強度を減少させずにポートランドセメントの代替物として僅か２０％しか置き換えることができない。

出願ＰＣＴ／ＳＥ２００３／００１００９には、混合セメントを製造する方法が記載されており、この場合セメントは、微粒充填剤と、恐らく乾燥セメント混合物にするための減水剤、及び溶鉱炉スラグ、フライアッシュ、石英、シリカ、及び無定形二酸化珪素の材料から選択された微細な補助的セメント材料と完全に混合されたポートランドセメントを含有する。前記出願によれば、補助的材料を乾燥状態で粉砕にかけ、次にその補助的粉砕材料を全粉砕物質の少なくとも２０重量％の高反応性のセメント混合物と一緒に乾燥状態で粉砕にかける。粉末減水剤の形の重合体も添加する。

そのようなセメント混合物を製造する時の一つの問題は、希望の結果を得るために、成分の微細度を厳密に調節しなければならないことである。このことは、セメント混合物が連続的方法で製造されるプラントの場合に特に当てはまる。

本発明は、そのようなプラントを提供する。

従って、本発明は、著しく減少したポートランドクリンカー鉱物含有量及びそれに伴って増大した量の、コンクリート中のポートランドセメントの直接的代替物のための、補助的セメント質材料、例えば、フライアッシュ、溶鉱炉スラグ、微粒石英、花崗岩採石微粒子等、及び極めて反応性の火山灰又は鉱物充填剤、例えば、フライアッシュ、溶鉱炉スラグ、微粒石英、花崗岩採石微粒子等との混合水硬性セメントのような複合セメント質材料を製造するための処理装置（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ）であって、ポートランドセメントのためのサイロ、フライアッシュ又は他の種類の補助的材料のためのサイロ、セメントキルン塵又は他の種類の凝結時間調節剤のためのサイロ、重合体添加剤のための保存ユニット、配分手段、混合手段、粉砕機構、及び放出手段を含む処理装置において、前記補助的材料を予め粉砕するための粉砕ユニット、前記ポートランドセメントを予め粉砕するための粉砕設備を備え、前記予め粉砕する設備に続いて、前記予め粉砕された成分を粉砕するための粉砕設備が存在し、それらの予め粉砕する設備が、粉砕される材料のための開回路又は閉回路として働くのに適合することを特徴とする処理装置に関する。

本発明を、次に本発明を例示する態様に関連して下に一層詳細に記述する。

好ましい態様によれば、フライアッシュから炭素を除去するためのユニット２１が与えられており、そのユニットは、フライアッシュ中の炭素含有量を４重量％よりも低く低下するのに適合する。そのユニットは、炭素除去に適したどのような既知の技術に従って作動してもよい。

上記例での石英は、どのような適当な補助的材料にでもすることができることは本願から明らかな通りである。

上述した所に従い、砂、スラグ、例えば、減水剤及びポートランドセメントの形の添加剤を本発明の装置へ供給する。

石英又は砂に関し、砂は先ず供給場所１から乾燥ユニット２へ供給し、そこでそれを乾燥する。その後、それをサイロ５へ供給する。スラグ又は他の適当な添加剤をサイロ３から、砂のための前記サイロ５からの導管に接続する導管へ供給する。砂及びスラグの混合物を、粉砕ユニット６へ供給する。砂及びスラグを予め粉砕した後、その材料をサイロ１６へ供給し、更にサイロ１０へ供給する。

ポートランドセメントに関し、そのセメントをサイロ８からサイロ１０へ供給する。減水剤のような添加剤も最後に言及したサイロ１０へ供給するのみならず、粉砕設備６で予め粉砕した砂及びスラグを供給する。ポートランドセメントはサイロ８から粉砕設備９へも供給する。粉砕設備９からのセメントを、予め粉砕したセメントとしてサイロ１５へ供給する。サイロ１０及び１５の材料を、回転混合機１２へ供給し、更にサイロ１７へ供給する。

サイロ１７から、材料の混合物を最終粉砕設備１３へ供給する。設備１３で粉砕した後、最終的材料をサイロ１４へ供給する。

本発明により、装置には、このように前記補助的材料を予め粉砕するための粉砕ユニット６、及びポートランドセメントを予め粉砕するための粉砕設備１１が配備されており、それら粉砕設備の後に、前記予め粉砕された成分を粉砕するための粉砕設備１３が続いている。

本発明の非常に重要な特徴に従い、前記予め粉砕する設備２、９は、材料を粉砕するための開回路又は閉回路として作動するのに適合する。粉砕設備６中の閉回路は、その粉砕設備から空気分類器１９への回路１８を含み、材料の大きな部分を分別し、導管２０を経て粉砕機へ戻して粉砕することができる。

粉砕設備９中の閉回路は、同様なやり方で粉砕設備から空気分類器２２への導管２１を含み、材料の大きな部分を分別し、導管２３を通って粉砕機へ戻して粉砕することができる。

両方の粉砕設備に、サイクロン及び塵収集器が接続されている。そこで収集された材料は、主要な流れとしてそれぞれ下流のサイロへ供給される。

本発明の好ましい態様によれば、前記補助的材料のための前記粉砕設備６は、補助的材料を１００〜３００μの微細度へ予め粉砕するように構成されている。

本発明の別の好ましい態様に従い、ポートランドセメントのための前記粉砕設備は、ポートランドセメントを、１０〜３０μの平均粒径の微細度までポートランドセメントを予め粉砕するように構成されている。

大き過ぎる材料部分だけが空気分類器中で分別されるので、それぞれの粉砕設備６、９を出るそのような材料が無い場合は回路は開いているであろう。

更に別の好ましい態様に従い、装置は、補助的材料及び充填剤を０．２重量％より低い湿分含有量まで乾燥するためのユニットを含み、そのユニットは粉砕設備よりも上流に位置している。

このように、本発明は、本明細書の技術分野で言及したセメント材料の製造を連続的やり方で遂行することができる製造プラント、又は装置を与える。

本発明の範囲は、上に与えた図面により与えられる例によって限定されるものではなく、次の特許請求の範囲により限定されるものである。

図１は、本発明による処理装置を概略的に示す図である。

符号の説明

１：乾燥ユニットのための供給場所
２：乾燥ユニット（回転乾燥機、又は流動床乾燥機）
３：スラグ及び／又はフライアッシュのためのサイロ
４：添加剤のためのサイロ
５：乾燥した砂のための中間サイロ
６：石英砂を予め粉砕するための粉砕ユニット
７：サイクロン及び塵収集器を備えた空気分類器
８：ポートランドセメントのためのサイロ
９：処理前に他の成分と混合する前のポートランドセメント部分を予め粉砕するための粉砕ユニット
１０：ポートランドセメント及び予め粉砕した砂、スラグ及び添加剤の未粉砕部分のための中間的サイロ
１１：サイクロン及び塵収集器を備えた空気分類器
１２：回転混合機
１３：原料供給物を処理するための（平行又は直列に設置された）振動ミル
１４：最終的生成物、混合セメントのためのサイロ
１５：セメントの予め粉砕した部分のための中間的サイロ
１６：予め粉砕した石英のためのサイロ
１７：最終的粉砕の前の材料混合物のためのサイロ。

Claims (6)

1. 著しく減少したポートランドクリンカー鉱物含有量及びそれに伴って増大した量の、コンクリート中のポートランドセメントの直接的代替物のための、補助的セメント質材料、例えば、フライアッシュ、溶鉱炉スラグ、微粒石英、花崗岩採石微粒子等、及び極めて反応性のある火山灰又は鉱物充填剤、例えば、フライアッシュ、溶鉱炉スラグ、微粒石英、花崗岩採石微粒子等との混合水硬性セメントのような複合セメント質材料を製造するための処理装置であって、ポートランドセメントのためのサイロ、フライアッシュ又は他の種類の補助的材料のためのサイロ、セメントキルン塵又は他の種類の凝結時間調節剤のためのサイロ、重合体添加剤のための保存ユニット、配分手段、混合手段、粉砕機構、及び放出手段を含んで成り、前記補助的材料を予め粉砕するための粉砕ユニット（６）、前記ポートランドセメントを予め粉砕するための粉砕設備（９）を具え、然も、前記予め粉砕する設備（６、９）に続いて、前記予め粉砕された成分を粉砕するための粉砕設備（１３）が存在し、前記予め粉砕する設備（６、９）が、粉砕される材料のための開回路又は閉回路として働くのに適合することを特徴とする上記処理装置。
2. 閉回路が、粉砕された材料の大きな部分を分別することができる空気分類器（１９；２２）を含む、請求項１に記載の処理装置。
3. 補助的材料のための粉砕設備（６）が、前記補助的材料を１００〜３００μの微細度に予め粉砕するように構成されている、請求項１又は２に記載の処理装置。
4. ポートランドセメントのための粉砕設備（９）が、ポートランドセメントを１０〜３０μの平均粒径の微細度に予め粉砕するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の処理装置。
5. 補助的材料及び充填剤を、０．２重量％より小さい湿分含有量まで乾燥するためのユニット（２）を含み、然も、そのユニットが粉砕設備（６）の上流に位置する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の処理装置。
6. フライアッシュから炭素を除去するためのユニット（２１）を含み、然も、そのユニットが、フライアッシュ中の炭素含有量を４重量％より低くなるように適合される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の処理装置。

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