JP2011184231A - Cement composition and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント組成物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a cement composition and a method for producing the same.
セメント組成物は、セメント組成物に含まれる成分と水とが反応して水和物を生成し、強度を発現する。一般的には、水和物の生成量が多くなるにつれて、モルタル又はコンクリートの強度は上昇する。 In the cement composition, a component contained in the cement composition reacts with water to form a hydrate, and develops strength. In general, the strength of mortar or concrete increases as the amount of hydrate produced increases.
セメントユーザーからは、コンクリートの流動性や凝結時間を損なわずに、強度発現性に優れたコンクリートを得ることが可能なセメント組成物が求められている。 Cement users are demanding a cement composition capable of obtaining a concrete having excellent strength without impairing the fluidity and setting time of the concrete.
コンクリートの強度発現性を向上させる方法としては、「粉末度（ブレーン比表面積）を細かくする」、「Ｃ３Ｓ含有量を増加させる」等の手段が用いられている（例えば非特許文献１）。 As a method for improving the strength development property of concrete, means such as “increase the fineness (brane specific surface area)” and “increase the C 3 S content” are used (for example, Non-Patent Document 1). .
しかしながら、非特許文献１のように「粉末度（ブレーン比表面積）を細かくする」、「Ｃ３Ｓ含有量を増加させる」等のセメント組成物の粉末度や鉱物組成を変える手段によってコンクリートの強度発現性を向上させると、流動性が低下し、さらに、凝結時間が短縮してしまうという事情があった。 However, as in Non-Patent Document 1, the strength of the concrete is changed by means of changing the fineness and mineral composition of the cement composition such as “fineness of fineness (brane specific surface area)” and “increasing the C 3 S content”. When the expression was improved, the fluidity was lowered and the setting time was shortened.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、モルタルやコンクリートの適正なフレッシュ性状（流動性、凝結時間）を維持しつつ、セメント組成物の強度発現性を向上させることが可能なセメント組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and can maintain the proper fresh properties (fluidity and setting time) of mortar and concrete and improve the strength development of the cement composition. It aims at providing a composition and its manufacturing method.
本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討した結果、モルタルやコンクリートのフレッシュ性状を維持しつつ、モルタルやコンクリートの強度発現性を向上させるためには、セメント組成物中のＳｒ（ストロンチウム）含有量を制御することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that in order to improve the strength development of mortar and concrete while maintaining the fresh properties of mortar and concrete, Sr ( The inventors have found that controlling the strontium content is effective, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、Ｓｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％であるセメント組成物を提供する。本発明のセメント組成物では、Ｃ３Ｓ含有量が５０〜７０質量％、Ｃ２Ｓ含有量が５〜２５質量％、Ｃ３Ａ含有量が６〜１５質量％及びＣ４ＡＦ含有量が７〜１５質量％であることが好ましい。本発明のセメント組成物では、ＭｇＯ含有量が０．７〜１．６質量％であり且つＳＯ３含有量が１．６〜２．４質量％であることが好ましい。 That is, this invention provides the cement composition whose Sr content is 0.037-0.075 mass%. In the cement composition of the present invention, the C 3 S content is 50 to 70% by mass, the C 2 S content is 5 to 25% by mass, the C 3 A content is 6 to 15% by mass, and the C 4 AF content is It is preferable that it is 7-15 mass%. The cement composition of the present invention, it is preferable and SO 3 content MgO content is 0.7 to 1.6% by weight is 1.6 to 2.4 mass%.
また、本発明は、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源からなる群より選ばれる少なくとも一種の原料を含む混合物を焼成してセメントクリンカーを得る工程（Ａ）と、セメントクリンカーと石膏とを混合してセメント組成物を得る工程（Ｂ）とを有するセメント組成物の製造方法であって、工程（Ａ）では、セメント組成物中のＳｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％となるように原料原単位を調整して原料を調合する、セメント組成物の製造方法を提供する。 The present invention also provides a cement clinker by firing a mixture containing at least one raw material selected from the group consisting of limestone, meteorite, coal ash, clay, blast furnace slag, construction generated soil, sewage sludge, hydrocake and iron source. A method for producing a cement composition comprising a step (A) for obtaining and a step (B) for obtaining a cement composition by mixing a cement clinker and gypsum, wherein in the step (A), Sr in the cement composition is obtained. Provided is a method for producing a cement composition, wherein raw material is prepared by adjusting the raw material basic unit so that the content becomes 0.037 to 0.075 mass%.
工程（Ａ）では、セメントクリンカー１トンあたり石灰石７００〜１４００ｋｇ、硅石２０〜１５０ｋｇ、石炭灰０〜３００ｋｇ、粘土０〜１００ｋｇ、高炉スラグ０〜１００ｋｇ、建設発生土１０〜１５０ｋｇ、下水汚泥０〜１００ｋｇ、ハイドロケーキ０〜１００ｋｇ、及び、鉄源３０〜８０ｋｇを調合することが好ましい。この場合、上記記載のＣ３Ｓ、Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ａ、Ｃ４ＡＦ、ＭｇＯ、およびＳＯ３含有量が適正な範囲のセメント組成物を得ることができる。 In step (A), 700 to 1400 kg of limestone per ton of cement clinker, 20 to 150 kg of limestone, 0 to 300 kg of coal ash, 0 to 100 kg of clay, 0 to 100 kg of blast furnace slag, 10 to 150 kg of generated soil, 0 to 100 kg of sewage sludge It is preferable to prepare hydrocake 0 to 100 kg and iron source 30 to 80 kg. In this case, it is possible to obtain a cement composition in which the content of C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF, MgO, and SO 3 described above is in an appropriate range.
工程（Ａ）では、石炭灰に対する建設発生土の質量比が０．１３〜１．６となるように建設発生土と石炭灰とを調合することが好ましい。この場合、セメント組成物のＳｒ含有量を適正範囲に容易に調整することができる。 In the step (A), it is preferable to prepare the construction generated soil and the coal ash so that the mass ratio of the construction generated soil to the coal ash is 0.13 to 1.6. In this case, the Sr content of the cement composition can be easily adjusted to an appropriate range.
工程（Ａ）における建設発生土中のＳｒ含有量が０．０１〜０．４質量％であり且つ石炭灰中のＳｒ含有量が０．０２〜０．２質量％であることが好ましい。この場合、石炭灰と建設発生土の混合物のＳｒ含有量を調整することができる。 It is preferable that the Sr content in the construction generated soil in the step (A) is 0.01 to 0.4% by mass and the Sr content in the coal ash is 0.02 to 0.2% by mass. In this case, the Sr content of the mixture of coal ash and construction generated soil can be adjusted.
本発明によれば、モルタルやコンクリートの適正なフレッシュ性状を維持しつつ、モルタルやコンクリートの強度発現性（例えば材齢２８日の強度発現性）を向上させることが可能なセメント組成物及びその製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cement composition which can improve the strength expression (for example, the strength expression property of 28 days of age) of mortar and concrete, and its manufacture, maintaining the appropriate fresh property of mortar and concrete. A method can be provided.
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
本実施形態に係るセメント組成物は、Ｓｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％であることを特徴とする。 The cement composition according to this embodiment is characterized in that the Sr content is 0.037 to 0.075 mass%.
Ｓｒは、セメント組成物に含有される微量成分である。本発明者らは、セメント組成物中のＳｒ含有量と、セメント組成物の強度発現性とに関係があることを突き止め、Ｓｒ含有量が適正範囲になるとモルタル及びコンクリートの強度発現性が向上することを見出した。本実施形態に係るセメント組成物では、Ｓｒ含有量を特定の範囲となるように制御することによって、モルタルやコンクリートの適正なフレッシュ性状を維持しつつ強度発現性を向上させることができる。セメント組成物中のＳｒ含有量は、セメント組成物の全体質量に対する含有割合（質量％）であり、セメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ Ｉ−５２ ２０００「ＩＣＰ発光分光分析及び電機加熱式原子吸光分析方法によるセメント中の微量成分の定量方法」に準じて測定することができる。 Sr is a trace component contained in the cement composition. The present inventors have found that there is a relationship between the Sr content in the cement composition and the strength development of the cement composition, and when the Sr content falls within an appropriate range, the strength development of mortar and concrete is improved. I found out. In the cement composition according to this embodiment, by controlling the Sr content to be within a specific range, it is possible to improve the strength development while maintaining the proper fresh properties of mortar and concrete. The Sr content in the cement composition is a content ratio (% by mass) with respect to the total mass of the cement composition, and is based on the cement association standard test method JCAS I-52 2000 “ICP emission spectroscopic analysis and electric heating atomic absorption spectrometric method. It can be measured according to the “quantification method of trace components in cement”.
セメント組成物中のＳｒ含有量は、０．０３７〜０．０７５質量％であり、好ましくは０．０４０質量％を超え０．０７５質量％以下であり、より好ましくは０．０４０質量％を超え０．０６５質量％以下であり、更に好ましくは０．０４５〜０．０６５質量％であり、特に好ましくは０．０４５〜０．０６０質量％であり、極めて好ましくは０．０５０〜０．０６０質量％である。セメント組成物中のＳｒ含有量が０．０３７質量％未満あるいは０．０７５質量％を超過すると、本実施形態に係るセメント組成物を用いたモルタルやコンクリートの適正な強度発現性が維持できない場合がある。 The Sr content in the cement composition is 0.037 to 0.075 mass%, preferably more than 0.040 mass% and 0.075 mass% or less, more preferably more than 0.040 mass%. 0.065% by mass or less, more preferably 0.045 to 0.065% by mass, particularly preferably 0.045 to 0.060% by mass, and most preferably 0.050 to 0.060% by mass. %. If the Sr content in the cement composition is less than 0.037% by mass or more than 0.075% by mass, the proper strength development of mortar or concrete using the cement composition according to this embodiment may not be maintained. is there.
本実施形態に係るセメント組成物では、好ましくはＣ３Ｓ含有量が５０〜７０質量％、Ｃ２Ｓ含有量が５〜２５質量％、Ｃ３Ａ含有量が６〜１５質量％及びＣ４ＡＦ含有量が７〜１５質量％であり、より好ましくはＣ３Ｓ含有量が５２〜６５質量％、Ｃ２Ｓ含有量が１０〜２５質量％、Ｃ３Ａ含有量が８〜１３質量％及びＣ４ＡＦ含有量が８〜１２質量％であり、更に好ましくはＣ３Ｓ含有量が５３〜６５質量％、Ｃ２Ｓ含有量が１１〜２０質量％、Ｃ３Ａ含有量が９〜１２質量％及びＣ４ＡＦ含有量が８〜１１質量％である。セメント組成物の鉱物組成が上記範囲内であると、モルタル及びコンクリートのフレッシュ性状を維持しつつ、強度発現性を容易に維持することができる。 In the cement composition according to the present embodiment, the C 3 S content is preferably 50 to 70% by mass, the C 2 S content is 5 to 25% by mass, the C 3 A content is 6 to 15% by mass, and C 4. AF content is 7 to 15% by mass, more preferably C 3 S content is 52 to 65% by mass, C 2 S content is 10 to 25% by mass, and C 3 A content is 8 to 13% by mass. and C 4 is 8 to 12 wt% AF content, more preferably C 3 S content of 53 to 65 mass%, C 2 S content of 11 to 20 mass%, C 3 a content 9 12% by weight and C 4 AF content is 8-11 wt%. When the mineral composition of the cement composition is within the above range, strength development can be easily maintained while maintaining the fresh properties of mortar and concrete.
ここで、セメント組成物中のＣ３Ｓ含有量（エーライト相）、Ｃ２Ｓ含有量（ビーライト相）、Ｃ３Ａ含有量（アルミネート相）、Ｃ４ＡＦ含有量（フェライト相）は、下記のボーグ式［１］〜［４］により算出する。 Here, C 3 S content (alite phase), C 2 S content (belite phase), C 3 A content (aluminate phase), C 4 AF content (ferrite phase) in the cement composition Is calculated by the following Borg equations [1] to [4].
Ｃ３Ｓ含有量（質量％）＝４．０７×ＣａＯ含有量（質量％）−７．６０×ＳｉＯ２含有量（質量％）−６．７２×Ａｌ２Ｏ３含有量（質量％）−１．４３×Ｆｅ２Ｏ３含有量（質量％）−２．８５×ＳＯ３含有量（質量％） ・・・［１］
Ｃ２Ｓ含有量（質量％）＝２．８７×ＳｉＯ２含有量（質量％）−０．７５４×Ｃ３Ｓ含有量（質量％） ・・・［２］
Ｃ３Ａ含有量（質量％）＝２．６５×Ａｌ２Ｏ３含有量（質量％）−１．６９×Ｆｅ２Ｏ３含有量（質量％） ・・・［３］
Ｃ４ＡＦ含有量（質量％）＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３含有量（質量％） ・・・［４］
C 3 S content (mass%) = 4.07 × CaO content (mass%) − 7.60 × SiO 2 content (mass%) − 6.72 × Al 2 O 3 content (mass%) − 1.43 × Fe 2 O 3 content (mass%) − 2.85 × SO 3 content (mass%) [1]
C 2 S content (mass%) = 2.87 × SiO 2 content (mass%) − 0.754 × C 3 S content (mass%)... [2]
C 3 A content (% by mass) = 2.65 × Al 2 O 3 content (% by mass) −1.69 × Fe 2 O 3 content (% by mass)... [3]
C 4 AF content (mass%) = 3.04 × Fe 2 O 3 content (mass%) (4)
式中の「ＣａＯ含有量」、「ＳｉＯ２含有量」、「Ａｌ２Ｏ３含有量」及び「Ｆｅ２Ｏ３含有量」は、それぞれ、セメント組成物におけるＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３のセメント組成物の全体質量に対する含有割合（質量％）である。これらの含有割合は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２「ポルトランドセメントの化学分析方法」あるいはＪＩＳ Ｒ ５２０４「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」により測定することができる。 “CaO content”, “SiO 2 content”, “Al 2 O 3 content” and “Fe 2 O 3 content” in the formula are respectively CaO, SiO 2 and Al 2 O 3 in the cement composition. a content (mass%) and for the entire mass of the cement composition of Fe 2 O 3. These content ratios can be measured by JIS R 5202 “Method for chemical analysis of Portland cement” or JIS R 5204 “Method for fluorescent X-ray analysis of cement”.
本実施形態に係るセメント組成物では、ＭｇＯ含有量が、好ましくは０．７〜１．６質量％、より好ましくは０．７〜１．５質量％、更に好ましくは０．８〜１．５質量％、特に好ましくは０．９〜１．５質量％、極めて好ましくは０．９〜１．４５質量％である。セメント組成物中のＭｇＯ含有量が、上記範囲内であると、セメント組成物の流動性を適度に維持しつつ、モルタルやコンクリートの強度発現性を更に向上させることができる。セメント組成物中のＭｇＯ含有量は、セメント組成物の全体質量に対する含有割合（質量％）であり、この含有割合は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準じて測定することができる。 In the cement composition according to the present embodiment, the MgO content is preferably 0.7 to 1.6% by mass, more preferably 0.7 to 1.5% by mass, and still more preferably 0.8 to 1.5%. % By mass, particularly preferably 0.9 to 1.5% by mass, very preferably 0.9 to 1.45% by mass. When the MgO content in the cement composition is within the above range, the strength development of mortar and concrete can be further improved while maintaining the fluidity of the cement composition appropriately. The MgO content in the cement composition is the content ratio (mass%) with respect to the total mass of the cement composition, and this content ratio should be measured according to JIS R 5202: 1998 “Chemical analysis method for Portland cement”. Can do.
また、本実施形態に係るセメント組成物では、ＳＯ３含有量が、好ましくは１．６〜２．５質量％、より好ましくは１．７〜２．５質量％、更に好ましくは１．８〜２．５質量％であり、特に好ましくは１．８〜２．４５質量％である。セメント組成物中のＳＯ３含有量が、上記範囲内であると、セメント組成物の流動性を適度に維持しつつ、モルタルやコンクリートの強度発現性を更に向上させることができる。セメント組成物中のＳＯ３含有量は、セメント組成物の全体質量に対する含有割合（質量％）であり、この含有割合は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準じて測定することができる。 In the cement composition according to the present embodiment, the SO 3 content is preferably 1.6 to 2.5% by mass, more preferably 1.7 to 2.5% by mass, and still more preferably 1.8 to 2.5% by mass. The amount is 2.5% by mass, and particularly preferably 1.8 to 2.45% by mass. When the SO 3 content in the cement composition is within the above range, the strength development of mortar and concrete can be further improved while maintaining the fluidity of the cement composition appropriately. The SO 3 content in the cement composition is the content ratio (mass%) with respect to the total mass of the cement composition, and this content ratio is measured according to JIS R 5202: 1998 “Chemical analysis method of Portland cement”. be able to.
本実施形態に係るセメント組成物の製造方法は、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源からなる群より選ばれる少なくとも一種のＳｒ含有原料を含む混合物を焼成してセメントクリンカーを得る工程（Ａ）と、得られたセメントクリンカーと石膏とを混合して粉砕しセメント組成物を得る工程（Ｂ）とを有する。工程（Ａ）では、セメント組成物中のＳｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％となるように原料原単位を調整してＳｒ含有原料を調合する。ここで「原料原単位」とは、セメントクリンカーを１トン製造するにあたり使用される各原料の質量（ｋｇ／ｔ−クリンカー）をいう。なお、Ｓｒをある程度含有する原料であれば、上記の石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源以外であっても良い。 The method for producing a cement composition according to the present embodiment comprises at least one Sr-containing material selected from the group consisting of limestone, meteorite, coal ash, clay, blast furnace slag, construction generated soil, sewage sludge, hydrocake, and iron source. It has the process (A) which obtains a cement clinker by baking the mixture containing, and the process (B) which mixes the obtained cement clinker and gypsum and grind | pulverizes, and obtains a cement composition. In the step (A), the raw material basic unit is adjusted so that the Sr content in the cement composition is 0.037 to 0.075% by mass, and the Sr-containing raw material is prepared. Here, the “raw material basic unit” refers to the mass (kg / t-clinker) of each raw material used for producing 1 ton of cement clinker. In addition, as long as it is a raw material which contains Sr to some extent, it may be other than said limestone, meteorite, coal ash, clay, blast furnace slag, construction generated soil, sewage sludge, hydrocake, and iron source.
工程（Ａ）におけるセメントクリンカーの原料としては、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源等が挙げられる。石炭灰は、石炭火力発電所等から発生するものであり、シンダアッシュ、フライアッシュ、クリンカアッシュ及びボトムアッシュが挙げられる。建設発生土は、建設工事の施工に伴い副次的に発生する残土や泥土、廃土等が挙げられる。下水汚泥としては、汚泥単味のほか、これに石灰石を加えて乾粉化したものや、焼却残渣等が挙げられる。鉄源としては、銅からみ、高炉ダスト等が挙げられる。 Examples of the raw material for the cement clinker in the step (A) include limestone, meteorite, coal ash, clay, blast furnace slag, construction generated soil, sewage sludge, hydrocake, and iron source. Coal ash is generated from a coal-fired power plant or the like, and includes cinder ash, fly ash, clinker ash, and bottom ash. Examples of construction generated soil include residual soil, mud soil, waste soil, etc., which are generated as a result of construction work. Examples of sewage sludge include sludge, dry pulverized limestone, and incineration residues. Examples of the iron source include copper tangling and blast furnace dust.
工程（Ａ）では、セメントクリンカー原料として、ドライベース（水分を含まない状態）で、石灰石７００〜１４００ｋｇ／ｔ−クリンカー、硅石２０〜１５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、石炭灰０〜３００ｋｇ／ｔ−クリンカー、粘土０〜１００ｋｇ／ｔ−クリンカー、高炉スラグ０〜１００ｋｇ／ｔ−クリンカー、建設発生土１０〜１５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、下水汚泥０〜１００ｋｇ／ｔ−クリンカー、ハイドロケーキ０〜１００ｋｇ／ｔ−クリンカー、及び、鉄源３０〜８０ｋｇ／ｔ−クリンカーを調合することが好ましい。また、工程（Ａ）では、セメントクリンカー原料として、ドライベースで、石灰石８００〜１３００ｋｇ／ｔ−クリンカー、硅石２０〜１００ｋｇ／ｔ−クリンカー、石炭灰１０〜２５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、粘土０〜８０ｋｇ／ｔ−クリンカー、高炉スラグ５〜５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、建設発生土２０〜１５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、下水汚泥０〜７０ｋｇ／ｔ−クリンカー、ハイドロケーキを２０〜８０ｋｇ／ｔ−クリンカー及び鉄源３０〜６０ｋｇ／ｔ−クリンカーを調合することがより好ましい。石炭灰は、ドライベースで２０〜２５０ｋｇ／ｔ−クリンカーであることが更に好ましい。 In the step (A), as a cement clinker raw material, dry base (in a state not containing moisture), limestone 700-1400 kg / t-clinker, meteorite 20-150 kg / t-clinker, coal ash 0-300 kg / t-clinker, Clay 0-100 kg / t-clinker, blast furnace slag 0-100 kg / t-clinker, construction generated soil 10-150 kg / t-clinker, sewage sludge 0-100 kg / t-clinker, hydrocake 0-100 kg / t-clinker, And it is preferable to prepare an iron source 30-80 kg / t-clinker. In the step (A), as a cement clinker raw material, on a dry basis, limestone 800-1300 kg / t-clinker, meteorite 20-100 kg / t-clinker, coal ash 10-250 kg / t-clinker, clay 0-80 kg / t-clinker, blast furnace slag 5-50 kg / t-clinker, construction generated soil 20-150 kg / t-clinker, sewage sludge 0-70 kg / t-clinker, hydrocake 20-80 kg / t-clinker and iron source 30- It is more preferable to prepare 60 kg / t-clinker. More preferably, the coal ash is 20 to 250 kg / t-clinker on a dry basis.
工程（Ａ）におけるＳｒ含有セメントクリンカー原料の原料原単位を調整して調合する方法として、具体的には、サンプリングしたセメント組成物中のＳｒ含有量に基づいて、セメント組成物の強度発現性との関係を測定し、セメント組成物中のＳｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％となるように、セメントクリンカー原料の原料原単位を調整し、この原料を焼成して得られたセメントクリンカーを用いる方法が挙げられる。このような方法によって、Ｓｒ含有量が特定の範囲であり、強度発現性（例えば材齢２８日の強度発現性）を向上したセメント組成物を製造することができる。 As a method of adjusting and preparing the raw material basic unit of the Sr-containing cement clinker raw material in the step (A), specifically, based on the Sr content in the sampled cement composition, the strength development property of the cement composition and The cement obtained by adjusting the raw material intensity of the cement clinker raw material so that the Sr content in the cement composition is 0.037 to 0.075 mass%, and firing this raw material The method using a clinker is mentioned. By such a method, it is possible to produce a cement composition having an Sr content in a specific range and improved strength development (for example, strength development on the age of 28 days).
セメント組成物中のＳｒ含有量が０．０３７質量％未満、または０．０７５質量％を超過すると、セメント組成物の強度発現性は低下する傾向がある。セメント組成物中のＳｒ含有量を調整する場合には、他のセメントクリンカー原料と比較してストロンチウム（Ｓｒ）を多く含む石灰石、石炭灰、建設発生土、高炉スラグ、ハイドロケーキからなる群より選ばれる少なくとも一種のＳｒ含有セメントクリンカー原料の原料原単位を各原料のＳｒ含有量に基づいて増量又は減量して調整し、Ｓｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％であるセメントクリンカーを製造し、このセメントクリンカーを用いてＳｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％であるセメント組成物を製造することができる。 If the Sr content in the cement composition is less than 0.037% by mass or exceeds 0.075% by mass, the strength development of the cement composition tends to decrease. When adjusting the Sr content in the cement composition, it is selected from the group consisting of limestone, coal ash, construction ash, blast furnace slag, and hydrocake that contain more strontium (Sr) than other cement clinker materials. The raw material unit of at least one kind of Sr-containing cement clinker raw material is adjusted by increasing or decreasing based on the Sr content of each raw material to produce a cement clinker having an Sr content of 0.037 to 0.075% by mass Thus, a cement composition having an Sr content of 0.037 to 0.075% by mass can be produced using this cement clinker.
セメントクリンカー原料の中でも、石灰石、石炭灰及び建設発生土の使用量（原料原単位）が、セメント組成物中のＳｒ含有量に与える影響が大きい。セメント組成物中のＳｒ含有量を調整するには、石炭灰に対する建設発生土の配合量を質量比で調整することが好ましい。石炭灰に対する建設発生土の配合量（建設発生土（ｋｇ／ｔ−クリンカー）／石炭灰（ｋｇ／ｔ−クリンカー））は質量比で、好ましくは０．１３〜１．６であり、より好ましくは０．１３〜１．５であり、更に好ましくは０．２０〜１．５であり、特に好ましくは０．２０〜１．４であり、極めて好ましくは０．２５〜１．４である。このように石炭灰に対する建設発生土の質量比を調整することによって、石炭灰と建設発生土の混合物中のＳｒ含有量を０．０５８０〜０．０９８０質量％とすることが好ましい。石炭灰と建設発生土の混合物中のＳｒ含有量は、より好ましくは０．０６００〜０．０９８０質量％であり、更に好ましくは０．０６００〜０．０８５０質量％であり、特に好ましくは０．０６５０〜０．０８５０質量％である。石炭灰と建設発生土の混合物中のＳｒ含有量は、石灰石と建設発生土の混合物の全体質量に対する含有割合（質量％）である。 Among cement clinker raw materials, the amount of limestone, coal ash, and construction generated soil used (raw material basic unit) has a great influence on the Sr content in the cement composition. In order to adjust the Sr content in the cement composition, it is preferable to adjust the blending amount of the construction generated soil with respect to the coal ash by a mass ratio. The blending amount of construction generated soil with respect to coal ash (construction generated soil (kg / t-clinker) / coal ash (kg / t-clinker)) is a mass ratio, preferably 0.13 to 1.6, more preferably. Is 0.13 to 1.5, more preferably 0.20 to 1.5, particularly preferably 0.20 to 1.4, and very preferably 0.25 to 1.4. Thus, it is preferable to adjust the Sr content in the mixture of coal ash and construction generated soil to 0.0580 to 0.0980 mass% by adjusting the mass ratio of construction generated soil to coal ash. The Sr content in the mixture of coal ash and construction generated soil is more preferably 0.0600 to 0.0980% by mass, still more preferably 0.0600 to 0.0850% by mass, and particularly preferably 0.0. 0650 to 0.0850 mass%. The Sr content in the mixture of coal ash and construction generated soil is a content ratio (% by mass) with respect to the total mass of the mixture of limestone and construction generated soil.
Ｓｒ含有セメントクリンカー原料として、各原料中のＳｒ含有量が、以下の範囲のものを使用することが好ましい。なお、各原料中のＳｒ含有量は、各原料全体（１００質量％）に対する含有割合（質量％）である。 As the Sr-containing cement clinker raw material, it is preferable to use one having a Sr content in each raw material within the following range. In addition, Sr content in each raw material is the content rate (mass%) with respect to the whole each raw material (100 mass%).
石灰石としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００５〜０．０７０質量％、より好ましくは０．００５〜０．０６０質量％、更に好ましくは０．０１０〜０．０６０質量％のものを使用する。 As the limestone, one having a Sr content of preferably 0.005 to 0.070% by mass, more preferably 0.005 to 0.060% by mass, and still more preferably 0.010 to 0.060% by mass is used. To do.
硅石としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００１〜０．０４質量％、より好ましくは０．００１〜０．０３質量％、更に好ましくは０．００１〜０．０２５質量％のものを使用する。 As the meteorite, one having an Sr content of preferably 0.001 to 0.04% by mass, more preferably 0.001 to 0.03% by mass, and still more preferably 0.001 to 0.025% by mass is used. To do.
石炭灰としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．０２〜０．２質量％、より好ましくは０．０２〜０．１５質量％、更に好ましくは０．０２〜０．１３質量％のものを使用する。 The coal ash has a Sr content of preferably 0.02 to 0.2% by mass, more preferably 0.02 to 0.15% by mass, and still more preferably 0.02 to 0.13% by mass. use.
高炉スラグとしては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．０２〜０．０８質量％、より好ましくは０．０２〜０．０７質量％、更に好ましくは０．０２〜０．０６質量％のものを使用する。 As the blast furnace slag, the Sr content is preferably 0.02 to 0.08% by mass, more preferably 0.02 to 0.07% by mass, and still more preferably 0.02 to 0.06% by mass. use.
粘土としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００１〜０．０３質量％、より好ましくは０．００３〜０．０２５質量％、更に好ましくは０．００３〜０．０２質量％のものを使用する。 As clay, Sr content is preferably 0.001-0.03% by mass, more preferably 0.003-0.025% by mass, and still more preferably 0.003-0.02% by mass. To do.
建設発生土としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．０１〜０．４質量％、より好ましくは０．０１〜０．３質量％、更に好ましくは０．０１〜０．２質量％のものを使用する。 As construction-generated soil, Sr content is preferably 0.01 to 0.4% by mass, more preferably 0.01 to 0.3% by mass, and still more preferably 0.01 to 0.2% by mass. Is used.
下水汚泥としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００１〜０．１質量％、より好ましくは０．００１〜０．０７質量％、更に好ましくは０．００１〜０．０５質量％のものを使用する。 As the sewage sludge, the Sr content is preferably 0.001 to 0.1% by mass, more preferably 0.001 to 0.07% by mass, and still more preferably 0.001 to 0.05% by mass. use.
ハイドロケーキとしては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．１〜０．８質量％、より好ましくは０．１〜０．７質量％、更に好ましくは０．１〜０．６質量％のものを使用する。 The hydrocake has a Sr content of preferably 0.1 to 0.8% by mass, more preferably 0.1 to 0.7% by mass, and still more preferably 0.1 to 0.6% by mass. use.
銅からみとしては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００５〜０．０５質量％、より好ましくは０．００５〜０．０４質量％、更に好ましくは０．００５〜０．０３質量％のものを使用する。 As the copper entanglement, the Sr content is preferably 0.005 to 0.05% by mass, more preferably 0.005 to 0.04% by mass, and still more preferably 0.005 to 0.03% by mass. use.
高炉ダストとしては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００１〜０．０３質量％、より好ましくは０．００１〜０．０２質量％、更に好ましくは０．００１〜０．０１５質量％のものを使用する。 As the blast furnace dust, Sr content is preferably 0.001 to 0.03% by mass, more preferably 0.001 to 0.02% by mass, and still more preferably 0.001 to 0.015% by mass. use.
セメントクリンカーの製造は、ＳＰ方式（多段サイクロン予熱方式）又はＮＳＰ方式（仮焼炉を併設した多段サイクロン予熱方式）等の既存のセメント製造設備を用いて製造することができる。 The cement clinker can be manufactured using an existing cement manufacturing facility such as an SP system (multistage cyclone preheating system) or an NSP system (multistage cyclone preheating system equipped with a calcining furnace).
なお、工業スケールの製造においては、例えば、まず品質管理用のセメント組成物を製造し、そのＳｒ含有量とセメント組成物の強度発現性との相関関係を測定し、Ｓｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％となるように、セメントクリンカーの原料原単位及び焼成条件を調整し、強度発現性を向上したセメント組成物を製造することができる。 In industrial scale production, for example, a cement composition for quality control is first produced, and the correlation between the Sr content and the strength development of the cement composition is measured, and the Sr content is 0.037. By adjusting the raw material unit of the cement clinker and the firing conditions so as to be ˜0.075% by mass, a cement composition with improved strength development can be produced.
次に、ＮＳＰ方式の既存のセメント製造設備を用いて、本実施形態に係るセメント組成物に用いるセメントクリンカーの製造方法の一実施態様を説明する。なお、本実施形態に係るセメント組成物の製造方法は、以下の実施形態に限定されるものではない。 Next, an embodiment of a method for producing a cement clinker used for the cement composition according to the present embodiment will be described using an existing cement production facility of the NSP method. In addition, the manufacturing method of the cement composition which concerns on this embodiment is not limited to the following embodiment.
セメントクリンカーの各原料の混合方法は、特に限定されないが、例えば原料粉砕ミル等で粉砕混合し、更にはブレンディングサイロで混合することが好ましい。 The method for mixing the raw materials of the cement clinker is not particularly limited. For example, it is preferable that the raw materials are pulverized and mixed with a raw material pulverizing mill or the like and further mixed with a blending silo.
粉砕混合されたセメントクリンカー原料は、さらに既存の設備であるサスペンションプレヒータ及びロータリーキルンを用いて焼成することができる。セメントクリンカーの焼成温度、焼成時間等の焼成条件を調整することによっても、Ｓｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％に調整したセメント組成物を製造するためのセメントクリンカーを得ることができる。 The pulverized and mixed cement clinker raw material can be further fired by using existing equipment such as a suspension preheater and a rotary kiln. A cement clinker for producing a cement composition in which the Sr content is adjusted to 0.037 to 0.075% by mass can also be obtained by adjusting the firing conditions such as the firing temperature and firing time of the cement clinker. .
セメントクリンカーの焼成温度は、特に限定されないが、ＮＳＰ方式のセメント製造設備を用いた場合には、ロータリーキルンの出口付近におけるセメントクリンカーの温度が、好ましくは８００〜１７００℃、より好ましくは９００〜１６００℃、更に好ましくは１０００〜１５００℃である。焼成時間は、２０分間〜２時間、より好ましくは３０分間〜２時間、更に好ましくは４５分〜１．５時間である。 The firing temperature of the cement clinker is not particularly limited, but when an NSP type cement manufacturing facility is used, the temperature of the cement clinker in the vicinity of the rotary kiln outlet is preferably 800 to 1700 ° C, more preferably 900 to 1600 ° C. More preferably, it is 1000-1500 degreeC. The firing time is 20 minutes to 2 hours, more preferably 30 minutes to 2 hours, and still more preferably 45 minutes to 1.5 hours.
焼成後、得られたセメントクリンカーは、ロータリーキルンの下流側に設けられたクリンカークーラーによって、例えば１００〜２００℃程度まで冷却されることが好ましい。冷却速度は、好ましくは１０〜６０℃／分であり、より好ましくは１５〜４５℃／分であり、更に好ましくは１５〜３０℃／分である。冷却速度が１０〜６０℃／分の範囲であると、優れた強度発現性を有するモルタルやコンクリートの製造が可能となるセメント組成物を得ることができる。 After the firing, the obtained cement clinker is preferably cooled to, for example, about 100 to 200 ° C. by a clinker cooler provided on the downstream side of the rotary kiln. A cooling rate becomes like this. Preferably it is 10-60 degreeC / min, More preferably, it is 15-45 degreeC / min, More preferably, it is 15-30 degreeC / min. When the cooling rate is in the range of 10 to 60 ° C./min, a cement composition capable of producing mortar or concrete having excellent strength development can be obtained.
工程（Ｂ）において、セメント組成物は、Ｓｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％であるセメントクリンカーと石膏とを混合して粉砕することによって製造することができる。石膏は、ＪＩＳ Ｒ ９１５１「セメント用天然せっこう」に規定される品質を満足することが望ましく、具体的には、二水石膏、半水石膏、不溶性無水石膏が好適に用いられる。 In the step (B), the cement composition can be produced by mixing and pulverizing a cement clinker having a Sr content of 0.037 to 0.075% by mass and gypsum. The gypsum desirably satisfies the quality defined in JIS R 9151 “Natural gypsum for cement”, and specifically, dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, and insoluble anhydrous gypsum are preferably used.
工程（Ｂ）において、Ｓｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％であるセメントクリンカーに対して、セメント組成物中のＳＯ３含有量が１．６〜２．４質量％、好ましくは１．７〜２．１質量％となるように石膏を配合して粉砕することが好ましい。粉砕方法としては、特に制限されないが、ボールミル等の粉砕機、セパレータ等の分級機を用いる方法が挙げられる。なお、セメントクリンカーと石膏とを含有するセメント組成物では、セメントクリンカーの含有量がセメント組成物の全体質量に対して９５〜９７質量％であり且つ石膏の含有量が３〜５質量％であることが好ましい。 In the step (B), the SO 3 content in the cement composition is 1.6 to 2.4% by mass, preferably 1 with respect to the cement clinker whose Sr content is 0.037 to 0.075% by mass. It is preferable to mix and grind gypsum so that it may become 0.7-2.1 mass%. Although it does not restrict | limit especially as a grinding | pulverization method, The method of using classifiers, such as grinders, such as a ball mill, and a separator, is mentioned. In addition, in the cement composition containing cement clinker and gypsum, the content of cement clinker is 95 to 97 mass% with respect to the total mass of the cement composition, and the content of gypsum is 3 to 5 mass%. It is preferable.
工程（Ｂ）において、セメント組成物は、さらに混合材を含有してもよい。混合材としては、ＪＩＳ Ｒ ５２１１「高炉セメント」で規定される高炉スラグ、ＪＩＳ Ｒ ５２１２「シリカセメント」で規定されるシリカ質混合材、ＪＩＳ Ａ ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」で規定されるフライアッシュ、石灰石微粉末を利用することができる。混合材の合計含有割合（質量％）は、セメント組成物の全体質量に対して５質量％以下であることが好ましい。 In the step (B), the cement composition may further contain a mixed material. As the mixed material, blast furnace slag defined by JIS R 5211 “Blast Furnace Cement”, siliceous mixed material defined by JIS R 5212 “Silica Cement”, fly ash defined by JIS A 6201 “Fly Ash for Concrete”. Limestone fine powder can be used. The total content (% by mass) of the mixed material is preferably 5% by mass or less with respect to the total mass of the cement composition.
本実施形態に係るセメント組成物のブレーン比表面積は、好ましくは２８００〜４０００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積が上記範囲内であると、更に優れた強度発現性を有するモルタルやコンクリートの製造が可能となる。セメント組成物のブレーン比表面積は、より好ましくは３０００〜３８００ｃｍ２／ｇであり、更に好ましくは３０００〜３５００ｃｍ２／ｇである。 The brane specific surface area of the cement composition according to the present embodiment is preferably 2800 to 4000 cm 2 / g. When the brain specific surface area is within the above range, it is possible to produce mortar or concrete having further excellent strength development. Blaine specific surface area of the cement composition, more preferably 3000~3800cm 2 / g, more preferably from 3000~3500cm 2 / g.
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment.
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to a following example.
（実施例１〜７、比較例１〜３）
［セメントクリンカーの原料]
Ｓｒ含有セメントクリンカーのＳｒ含有量を調整するために、原料として使用する石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源（銅からみ、高炉ダスト）のＳｒ含有量を予め測定し、これらの原料原単位を調整してＳｒ含有セメントクリンカーのＳｒ含有量を調整した。また、セメント組成物中のＳＯ３含有量を調整するために、二水石膏を使用した。表１に、実施例及び比較例に使用した石灰石、硅石、石炭灰、高炉スラグの化学成分の数値を示す。また、表１に示した原料以外の原料中のＳｒ含有量を以下に記載する。なお、以下に示す化学成分及び原料原単位は、ドライベース（水分を含まない状態）の原料原単位である。
・粘土（Ｓｒ含有量＝０．０１３８質量％）
・建設発生土（Ｓｒ含有量＝０．０２７２質量％）
・下水汚泥（Ｓｒ含有量＝０．００２質量％）
・ハイドロケーキ（Ｓｒ含有量＝０．４７４質量％）
・銅からみ（Ｓｒ含有量＝０．０１６５質量％）
・高炉ダスト（Ｓｒ含有量＝０．００６４質量％）
(Examples 1-7, Comparative Examples 1-3)
[Cement clinker raw material]
To adjust the Sr content of the Sr-containing cement clinker, limestone, meteorite, coal ash, clay, blast furnace slag, construction waste soil, sewage sludge, hydrocake and iron source (copper tangled, blast furnace dust) used as raw materials The Sr content of the Sr-containing cement clinker was adjusted by measuring the Sr content in advance and adjusting these raw material basic units. Also, dihydrate gypsum was used to adjust the SO 3 content in the cement composition. Table 1 shows numerical values of chemical components of limestone, aragonite, coal ash, and blast furnace slag used in Examples and Comparative Examples. Moreover, Sr content in raw materials other than the raw material shown in Table 1 is described below. Note that the chemical components and raw material basic units shown below are dry base (non-water-containing raw material basic units).
・ Clay (Sr content = 0.138 mass%)
-Construction generated soil (Sr content = 0.0272 mass%)
・ Sewage sludge (Sr content = 0.002 mass%)
・ Hydro cake (Sr content = 0.474 mass%)
-Copper tangled (Sr content = 0.0165% by mass)
・ Blast furnace dust (Sr content = 0.0064 mass%)
各原料の化学分析（ｉｇ．ｌｏｓｓ〜ＳＯ３）は、ＪＩＳ Ｍ ８８５３：１９９８「セラミックス用アルミノけい酸塩質原料の化学分析方法」に準じて行った。また、各原料中のＳｒ含有量は、セメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ Ｉ−５２ ２０００「ＩＣＰ発光分光分析及び電気加熱式原子吸光分析によるセメント中の微量成分の定量方法」に準じて測定した。 The chemical analysis of each raw material (ig.loss to SO 3 ) was performed according to JIS M 8853: 1998 “Chemical analysis method of aluminosilicate material for ceramics”. In addition, the Sr content in each raw material was measured according to the Cement Association Standard Test Method JCAS I-52 2000 “Method for quantifying trace components in cement by ICP emission spectroscopic analysis and electric heating atomic absorption analysis”.
Ｓｒ含有セメントクリンカー原料として使用した各原料の原単位は、石灰石、石炭灰及び建設発生土を除き、硅石２０〜１５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、粘土０〜１００ｋｇ／ｔ−クリンカー、高炉スラグ０〜１００ｋｇ／ｔ−クリンカー、下水汚泥０〜１００ｋｇ／ｔ−クリンカー、ハイドロケーキ０〜１００ｋｇ／ｔ−クリンカー及び鉄源３０〜８０ｋｇ／ｔ−クリンカーであった。 The basic unit of each raw material used as the Sr-containing cement clinker raw material is 20 to 150 kg / t-clinker, 20 to 150 kg / t-clinker of clay, 0 to 100 kg / t-clinker of blast furnace slag, excluding limestone, coal ash and construction generated soil. t-clinker, sewage sludge 0-100 kg / t-clinker, hydrocake 0-100 kg / t-clinker and iron source 30-80 kg / t-clinker.
セメント組成物中のＳｒ含有量に影響を与えるセメントクリンカー原料である、石灰石、石炭灰及び建設発生土の原単位と、これら各原料からセメントクリンカー１ｔ当たりに持ち込まれるＳｒ含有量（セメントクリンカー１ｔを形成するための原料の全体質量に対する含有割合（質量％））と、石灰石と石炭灰と建設発生土の混合原料からセメントクリンカー１ｔ当たりに持ち込まれるＳｒ含有量（セメントクリンカー１ｔを形成するための原料の全体質量に対する含有割合（質量％））とを表２に示した。また、表２には、石炭灰に対する建設発生土の質量比（建設発生土（ｋｇ／ｔ−クリンカー）／石炭灰（ｋｇ／ｔ−クリンカー））と、石炭灰と建設発生土の混合物中のＳｒ含有量（石炭灰と建設発生土の混合物の全体質量に対する含有割合（質量％））を記載した。Ｓｒ含有量は、セメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ Ｉ−５２ ２０００「ＩＣＰ発光分光分析及び電気加熱式原子吸光分析によるセメント中の微量成分の定量方法」に準じて測定した。 Basic units of limestone, coal ash, and construction generated soil, which are cement clinker raw materials that affect the Sr content in the cement composition, and the Sr content (cement clinker Content ratio (mass%) with respect to the total mass of the raw material to form, and Sr content brought in per cement clinker 1t from the mixed raw material of limestone, coal ash, and construction generated soil (raw material for forming cement clinker 1t Table 2 shows the content ratio (mass%) of the total mass. Table 2 also shows the mass ratio of construction soil to coal ash (construction soil (kg / t-clinker) / coal ash (kg / t-clinker)) and the mixture of coal ash and construction soil. Sr content (content ratio (mass%) with respect to the total mass of the mixture of coal ash and construction generated soil) was described. The Sr content was measured according to the Cement Association standard test method JCAS I-52 2000 “Method for quantifying trace components in cement by ICP emission spectroscopic analysis and electric heating atomic absorption analysis”.
［セメントクリンカーの製造]
上記セメントクリンカー原料を調合し、調合した原料をＮＳＰキルンで最高温度１２００〜１５００℃で焼成し、セメントクリンカーを製造した。ＮＳＰキルン出口付近におけるセメントクリンカーの温度は１０００〜１５００℃であった。このセメントクリンカーを、ロータリーキルンの下流側に設けられたクリンカークーラーで、１０００〜１４００℃から１００〜２００℃まで、１０〜６０℃／分の冷却速度で冷却した。
[Manufacture of cement clinker]
The cement clinker raw material was prepared, and the prepared raw material was fired in an NSP kiln at a maximum temperature of 1200 to 1500 ° C. to produce a cement clinker. The temperature of the cement clinker in the vicinity of the NSP kiln outlet was 1000 to 1500 ° C. This cement clinker was cooled from 1000 to 1400 ° C. to 100 to 200 ° C. at a cooling rate of 10 to 60 ° C./min with a clinker cooler provided on the downstream side of the rotary kiln.
［セメント組成物の調製]
得られたセメントクリンカーに二水石膏をセメント組成物中のＳＯ３含有量が２質量％となるように配合し、さらに混合材（石灰石、高炉スラグ）をセメント組成物の全体質量に対して内割りで石灰石を４質量％、高炉スラグを１質量％添加し、実機ミルでブレーン比表面積が３２００〜３４００ｃｍ２／ｇとなるように粉砕し、セメント組成物を得た。
[Preparation of cement composition]
Dihydrate gypsum was blended into the cement clinker so that the content of SO 3 in the cement composition was 2% by mass, and a mixture (limestone, blast furnace slag) was added to the total mass of the cement composition. By splitting, 4% by mass of limestone and 1% by mass of blast furnace slag were added and pulverized with an actual mill so that the specific surface area of Blaine was 3200-3400 cm 2 / g to obtain a cement composition.
[セメント組成物の化学成分]
得られたセメント組成物中のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳＯ３について、セメント組成物の全体質量に対する含有割合（質量％）を測定した。これらの含有割合は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準じて測定した。また、セメント組成物中のＳｒ含有量を、セメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ Ｉ−５２ ２０００「ＩＣＰ発光分光分析及び電気加熱式原子吸光分析によるセメント中の微量成分の定量方法」に準じて測定した。化学成分の分析結果を表３に示す。
[Chemical composition of cement composition]
SiO 2 of the resulting cement composition, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, CaO, for MgO and SO 3, was measured content (wt%) to the total mass of the cement composition. These content ratios were measured according to JIS R 5202: 1998 “Chemical analysis method of Portland cement”. Further, the Sr content in the cement composition was measured according to the Cement Association Standard Test Method JCAS I-52 2000 “Method for Quantifying Trace Components in Cement by ICP Emission Spectroscopic Analysis and Electric Heating Atomic Absorption Analysis”. Table 3 shows the analysis results of the chemical components.
［セメント組成物の鉱物組成及び物性］
＜セメント組成物の鉱物組成＞
得られたセメント組成物の鉱物組成（Ｃ３Ｓ含有量、Ｃ２Ｓ含有量、Ｃ３Ａ含有量及びＣ４ＡＦ含有量）を、上述したボーグ式［１］〜［４］に基づいて測定した。結果を表４に示す。
＜セメント組成物の粉末特性＞
セメントの粉末特性（ブレーン比表面積及び４５μｍ残分）について、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に準じて測定した。結果を表４に示す。
＜モルタル圧縮強さ＞
モルタル圧縮強さは、得られたセメント組成物を用いて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に準じて、材齢２８日において測定した。結果を表４に示す。
[Mineral composition and physical properties of cement composition]
<Mineral composition of cement composition>
The mineral composition (C 3 S content, C 2 S content, C 3 A content and C 4 AF content) of the obtained cement composition is based on the above-described Borg formulas [1] to [4]. It was measured. The results are shown in Table 4.
<Powder characteristics of cement composition>
The powder characteristics (brane specific surface area and 45 μm residue) of the cement were measured according to JIS R 5201: 1997 “Cement physical test method”. The results are shown in Table 4.
<Mortar compressive strength>
The mortar compressive strength was measured at a material age of 28 days according to JIS R 5201: 1997 “Physical Test Method for Cement” using the obtained cement composition. The results are shown in Table 4.
表２に示すように、実施例１〜７は、石炭灰に対する建設発生土の質量比（建設発生土／石炭灰）を０．１３〜１．６の範囲内にすることで、石炭灰と建設発生土の混合物中のＳｒ含有量を０．０５８０〜０．０９８０質量％とした。このように建設発生土／石炭灰の質量比を調整して製造したセメントクリンカーを用いると、セメント組成物中のＳｒ含有量を０．０３７７〜０．０７０６質量％とすることができ（表３参照）、強度発現性も良好であった（表４参照）。一方、表２に示すように、比較例1〜３は、建設発生土／石炭灰の質量比が０．１３〜１．６の範囲外であるセメントクリンカーを使用すると、強度発現性が低下する傾向を示した（表４参照）。 As shown in Table 2, in Examples 1 to 7, the mass ratio of the construction generated soil to the coal ash (construction generated soil / coal ash) is within the range of 0.13 to 1.6. Sr content in the mixture of construction generated soil was set to 0.0580 to 0.0980 mass%. Thus, when the cement clinker manufactured by adjusting the mass ratio of construction generated soil / coal ash is used, the Sr content in the cement composition can be 0.0377 to 0.0706 mass% (Table 3). The strength expression was also good (see Table 4). On the other hand, as shown in Table 2, in Comparative Examples 1 to 3, when a cement clinker having a mass ratio of construction generated soil / coal ash outside the range of 0.13 to 1.6 is used, strength development is reduced. A trend was shown (see Table 4).
セメント組成物中のＳｒ含有量とモルタル圧縮強さとの関係を図１に示す。表３、４及び図１に示す結果から、セメント組成物中のＳｒ含有量とセメント組成物のモルタル圧縮強さは関係があることが分かった。この結果に基づき、セメント組成物中のＳｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％に制御することによって、モルタル圧縮強さはＪＩＳ規格を十分満足し、特に良好な強度発現性が得られることが確認できた。 The relationship between the Sr content in the cement composition and the mortar compressive strength is shown in FIG. From the results shown in Tables 3 and 4 and FIG. 1, it was found that the Sr content in the cement composition and the mortar compressive strength of the cement composition are related. Based on this result, by controlling the Sr content in the cement composition to 0.037 to 0.075% by mass, the mortar compressive strength sufficiently satisfies the JIS standard, and particularly good strength development is obtained. I was able to confirm.
以上に示す結果から、本発明では、セメント組成物中のＳｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％とすることによって、モルタルやコンクリートのフレッシュ性状を維持しつつ、強度発現性を向上させることが可能なセメント組成物及びその製造方法を提供することができる。 From the results shown above, in the present invention, when the Sr content in the cement composition is 0.037 to 0.075% by mass, strength development is improved while maintaining the fresh properties of mortar and concrete. It is possible to provide a cement composition and a method for producing the same.
Claims (7)
前記セメントクリンカーと石膏とを混合してセメント組成物を得る工程（Ｂ）とを有するセメント組成物の製造方法であって、
前記工程（Ａ）では、前記セメント組成物中のＳｒ含有量が０．０３７〜０．０７５質量％となるように原料原単位を調整して前記原料を調合する、セメント組成物の製造方法。 A step of obtaining a cement clinker by firing a mixture containing at least one raw material selected from the group consisting of limestone, meteorite, coal ash, clay, blast furnace slag, construction generated soil, sewage sludge, hydrocake and iron source; ,
A method for producing a cement composition comprising the step (B) of mixing the cement clinker and gypsum to obtain a cement composition,
In the step (A), the raw material is prepared by adjusting the raw material basic unit so that the Sr content in the cement composition is 0.037 to 0.075 mass%.
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