JP2013147392A - High belite-based clinker composition excellent in initial strength development, method for producing the same, and high belite-based cement composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high belite-based clinker composition capable of increasing initial strength of high belite-based clinker and a high belite-based cement composition using the clinker without changing the amount of a mineral composition of high belite-based cement clinker containing 50-70 mass% CS, and enhancing long-term strength by heightening hydration activity of CS; and to provide a method for producing the same, and a high belite-based cement composition.SOLUTION: In a high belite-based clinker composition. which is a high belite-based clinker composition containing 50-70 mass% CS, the M1 phase in CS is ≥12 mass%, and the mass ratio (M1/C3S) of the M1 phase to the CS is ≥45 mass%. Further, when producing the high belite-based clinker composition as much as 1t, chaff ashes are blended as much as 25-250 kg and calcined.

Description

本発明は、初期強度発現性に優れた高ビーライト系クリンカ組成物、その製造方法及び高ビーライト系セメント組成物に関し、特に、土木、建築分野で使用され、初期強度発現性に優れると共に、初期から長期に渡って所望するように強度が増進する、高ビーライト系クリンカ組成物、その製造方法及び高ビーライト系セメント組成物に関する。   The present invention relates to a high belite clinker composition excellent in initial strength development, a manufacturing method thereof, and a high belite cement composition, particularly used in civil engineering and construction fields, and excellent in initial strength development. The present invention relates to a high belite clinker composition, a method for producing the same, and a high belite cement composition, the strength of which increases as desired from the beginning to the long term.

ダムなどのマスコンクリートにおける水和熱抑制の観点から、高ビーライト系セメントや、高ビーライト系混合セメント等の種々の低発熱セメントが開発されているが、水和発熱量の抑制により初期強度が低下する問題が指摘されている。
この点を改善するために、特開平7−215742号公報(特許文献1)や特開平8−175854号公報(特許文献2)には、初期強度発現性に優れたビーライト系セメント組成物の製造方法として、ビーライト系クリンカとエーライト系クリンカと石膏を任意の割合で配合し、混合粉砕する方法が提案されている。
Various low heat-generating cements such as high belite-based cement and high belite-based mixed cement have been developed from the viewpoint of suppressing heat of hydration in mass concrete such as dams. Has been pointed out.
In order to improve this point, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-215742 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-175854 (Patent Document 2) describe a belite-based cement composition excellent in initial strength development. As a production method, there has been proposed a method in which belite-based clinker, alite-based clinker and gypsum are blended in an arbitrary ratio and mixed and pulverized.

また、特開平6−287046号公報(特許文献3)には、高ビーライト系セメントに炭酸カルシウム、高炉スラグ粉末などを配合し、混合セメントとする方法が開示されており、特開平9−227128号公報(特許文献4)には、高ビーライト系セメントに高炉スラグ微粉末と凝結遅延剤から構成されるセメント組成物による初期強度発現型低熱セメントが例示されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 6-287046 (Patent Document 3) discloses a method of blending high belite type cement with calcium carbonate, blast furnace slag powder, etc. to obtain a mixed cement. No. 4 (Patent Document 4) exemplifies a low heat cement with an initial strength expressed by a cement composition composed of a high belite cement and a blast furnace slag fine powder and a setting retarder.

さらに、特開2005−67905号公報(特許文献5)には、エーライトを含むセメントクリンカと二酸化珪素を主成分として含む物質とを1100℃以上の温度領域で接触反応させる製造方法が提案されており、かかる製造方法によりクリンカ中のエーライトが分解して生成したビーライトおよび、エーライトの分解によって生じた酸化カルシウムと二酸化珪素含有物との反応により生成したビーライトを含有するセメントクリンカ組成物が開示されている。   Furthermore, Japanese Patent Laying-Open No. 2005-67905 (Patent Document 5) proposes a manufacturing method in which a cement clinker containing alite and a substance containing silicon dioxide as a main component are contact-reacted in a temperature range of 1100 ° C. or higher. Cement clinker composition containing belite produced by decomposition of alite in clinker by such a production method, and belite produced by reaction of calcium oxide and silicon dioxide containing product produced by decomposition of alite Is disclosed.

しかし例えば、上記特開平6−287046号公報(特許文献3)に開示されている方法は、高ビーライト系クリンカから調製した低熱セメント中に含まれる高炉スラグの配合比率が高く、調製されたセメントの初期強度発現性に問題があり、さらに混合材の品質により強度発現にバラツキを生じやすい。
また、特開平8−175854号公報(特許文献2)に例示されるような、ビーライト系クリンカとエーライト系クリンカと石膏とを混合粉砕する方法においては、ビーライト系クリンカ及びエーライト系クリンカそれぞれのクリンカの製造を行う必要があることから、多大なエネルギーを要し、また得られるセメントは、それぞれのクリンカの鉱物組成のばらつき等の影響を受ける。従って、調製には細心の注意を必要とする。
However, for example, the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-287046 (Patent Document 3) has a high blending ratio of blast furnace slag contained in low heat cement prepared from high belite clinker, and thus prepared cement. There is a problem in the initial strength development property, and the strength development tends to vary due to the quality of the mixed material.
Further, in the method of mixing and grinding belite clinker, alite clinker and gypsum as exemplified in JP-A-8-175854 (Patent Document 2), belite clinker and alite clinker are used. Since it is necessary to manufacture each clinker, a lot of energy is required, and the resulting cement is affected by variations in the mineral composition of each clinker. Therefore, careful preparation is required.

特開2005−67905号公報(特許文献5)に例示される、エーライトクリンカと二酸化珪素とを1100℃で接触反応させる方法は、エーライトクリンカを製造後、さらに高温での処理を行う等、製造に多くのエネルギーを必要とする。   The method of contact reaction of alite clinker and silicon dioxide at 1100 ° C., exemplified in JP-A-2005-67905 (Patent Document 5), after the alite clinker is produced, is further processed at a high temperature, etc. Manufacturing requires a lot of energy.

従来の上記いずれの方法も、それぞれ性能の異なるクリンカや原材料を組み合わせることにより、所定の初期強度発現性能を満足しようとするものであり、クリンカそのもの自体の質を向上させて初期強度発現性を向上させたものではない。
また、従来の耐発熱型セメントは、水和熱の低減効果には優れているものの、初期強度低下が大きく、またクリンカ等の混合材の種類が増加することからこれらの混合材の品質の影響を受けやすいという問題がある。
Any of the above conventional methods are intended to satisfy the specified initial strength development performance by combining clinker and raw materials with different performance, and improve the initial strength development by improving the quality of the clinker itself. It's not something
In addition, although conventional heat-resistant cements are excellent in reducing the heat of hydration, the initial strength is greatly reduced, and the type of mixed materials such as clinker increases, so the quality of these mixed materials is affected. There is a problem that it is easy to receive.

特開平7−215742号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-215742 特開平8−175854号公報JP-A-8-175854 特開平6−287046号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-287046 特開平9−227182号公報JP-A-9-227182 特開2005−67905号公報JP 2005-67905 A

通常、低熱ポルトランドセメントは水和発熱量の抑制のためにCS、CAを減らして、CSを増加させているため初期強度が低下してしまう。
従って本発明の目的は、CSを50〜70質量%含む高ビーライト系セメントクリンカの鉱物組成量の変更することなく、高ビーライト系クリンカ及び該クリンカを用いた高ビーライト系セメント組成物の初期強度を増大するとともに、CSの水和活性を高めて、長期強度を増進することができる、高ビーライト系クリンカ組成物、その製造方法及び高ビーライト系セメント組成物を提供することである。
Usually, low heat Portland cement decreases C 3 S and C 3 A to suppress the hydration heat value and increases C 2 S, so that the initial strength is lowered.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a high belite clinker and a high belite cement composition using the clinker without changing the mineral composition amount of the high belite cement clinker containing 50 to 70% by mass of C 2 S. A high belite clinker composition, a method for producing the same, and a high belite cement composition that can increase the initial strength of the product and increase the hydration activity of C 2 S to enhance long-term strength. It is to be.

上記課題を解決するために、本発明は、高ビーライト系セメントクリンカを構成するCS中のM1相の含有比率を高めることで、初期強度発現性が向上するとともに、CSのα’相を増加させて水和反応性を高め、セメントの長期強度をも増大することができることを見出し達成されたものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention improves the initial strength development by increasing the content ratio of the M1 phase in C 3 S constituting the high belite cement clinker, and the C 2 S α 'It has been found and achieved that the phase can be increased to increase the hydration reactivity and increase the long-term strength of the cement.

すなわち、本発明の高ビーライト系クリンカ組成物は、CSを50〜70質量%含む高ビーライト系クリンカ組成物であって、CS中のM1相が12質量%以上であり、CSに対するM1相の質量比率(M1/CS)が45質量%以上であることを特徴とする、高ビーライト系クリンカ組成物である。 That is, the high belite clinker composition of the present invention is a high belite clinker composition containing 50 to 70% by mass of C 2 S, and the M1 phase in C 3 S is 12% by mass or more, wherein the C 3 mass ratio of M1 phase to S (M1 / C 3 S) is 45 mass% or more, high belite-based clinker composition.

前記本発明の高ビーライト系クリンカ組成物の製造方法は、高ビーライト系クリンカを1t製造するにあたり、籾殻灰を25〜250kg配合して焼成することにより調製することを特徴とする、高ビーライト系クリンカの製造方法である。
好適には、前記本発明の高ビーライト系クリンカ組成物の製造方法において籾殻灰は、セメントクリンカ送窯原料中のSiO原料として10〜100質量%の割合で用いられることを特徴とする、高ビーライト系クリンカの製造方法である。
また、本発明の高ビーライト系セメント組成物は、上記本発明の高ビーライト系クリンカ組成物と石膏とを含有することを特徴とする、高ビーライト系セメント組成物である。
The method for producing a high belite clinker composition according to the present invention is prepared by blending 25 to 250 kg of rice husk ash and firing it to produce 1 t of high belite clinker. This is a light clinker manufacturing method.
Preferably, the rice husk ash is used as a SiO 2 raw material in a cement clinker feed kiln raw material in a ratio of 10 to 100% by mass in the method for producing a high belite clinker composition of the present invention, This is a method for producing a high belite clinker.
The high belite cement composition of the present invention is a high belite cement composition comprising the high belite clinker composition of the present invention and gypsum.

本発明の高ビーライト系クリンカ組成物及び高ビーライト系セメント組成物は、従来のように種々のクリンカを組合せたり、種々の混合材を配合したりすることなく、廃棄物である籾殻灰を、セメントクリンカを製造する際の送窯原料として利用して、その結果としてクリンカ中に生成するCS中のM1相の比率を増大させて初期強度発現性を高めることができるとともに、CSの格子体積を増加させて水和活性を高めて、長期強度発現性をも増大させることが可能となる
また、本発明の高ビーライト系クリンカ組成物の製造方法は、上記本発明の高ビーライト系クリンカ組成物を、簡便に、また経済的に製造することが可能となる。
更に、従来は廃棄物であった籾殻灰の有効利用の促進を図ることもできる。
The high belite clinker composition and high belite cement composition of the present invention can be used to combine rice husk ash, which is a waste, without combining various clinker or blending various mixing materials as in the past. In addition, it can be used as a raw material for sending kiln when producing cement clinker, and as a result, the ratio of M1 phase in C 3 S produced in clinker can be increased to improve the initial strength development, and C 2 It is possible to increase the hydration activity by increasing the lattice volume of S and to increase the long-term strength development property. Also, the method for producing the high belite clinker composition of the present invention provides the high The belite clinker composition can be easily and economically produced.
Furthermore, it is possible to promote effective utilization of rice husk ash, which has conventionally been waste.

クリンカを製造するための焼成温度条件の一例を示す線図である。It is a diagram which shows an example of the calcination temperature conditions for manufacturing a clinker. クリンカのCS中のM1相の質量割合(質量%)と打設3日後のモルタル強度との関係の一例を示す線図である。It is a diagram showing an example of a relationship between the mortar strength of C 3 M1 phase mass ratio of in S (wt%) and pouring 3 days after the clinker.

本発明を以下の好適例により説明するがこれらに限定されるものではない。
コンクリートダムや部材寸法の大きなコンクリート構造物、いわゆるマスコンクリートでは、温度応力によるひび割れが発生しやすいために、水和熱が低く初期強度および長期強度が高いセメントが要求されており、特に高ビーライトセメント等の低熱ポルトランドセメントが用いられている。
一方、セメントには主として4種類、3CaO・SiO(CS)、2CaO・SiO(CS)、3CaO・Al(CA)および4CaO・Al・Fe(CAF)のセメントクリンカ鉱物が含まれており、これら鉱物の含有量によって強度発現性および水和発熱特性が異なる。
The present invention is illustrated by the following preferred examples, but is not limited thereto.
Concrete dams and concrete structures with large member dimensions, so-called mass concrete, are prone to cracking due to thermal stress, and therefore require cement with low heat of hydration and high initial strength and long-term strength, especially high belite. Low heat Portland cement such as cement is used.
On the other hand, there are mainly 4 types of cement, 3CaO.SiO 2 (C 3 S), 2CaO · SiO 2 (C 2 S), 3CaO · Al 2 O 3 (C 3 A) and 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2. O 3 (C 4 AF) cement clinker minerals are included, and strength development and hydration exothermic characteristics differ depending on the content of these minerals.

セメント鉱物の1つであるCSは、特に短期強度発現性と深い関係にあり、セメント中に含有されるCSが多いと強度発現性が早く、逆に少ないと強度発現性が遅く、例えば普通ポルトランドセメントにはCSが55質量%程度、より強度発現を早めた早強ポルトランドセメントには65質量%、逆に強度発現および水和発熱量を抑えた中庸熱ポルトランドセメントは40質量%程度、低熱ポルトランドセメントは25質量%程度含有されている。
また、セメント鉱物の1つであるCSは水和反応がエーライトに比べて強度発現が遅いため、長期強度を増加させるためにはCSの水和活性を高める必要がある。
C 3 S, which is one of the cement minerals, is closely related to the short-term strength development, especially when the amount of C 3 S contained in the cement is large, the strength development is fast, and conversely, the strength development is slow. , for example, ordinary Portland cement C 3 S is about 55 wt%, more strength development early was high-early-strength 65% by weight Portland cement, moderate heat Portland cement with reduced strength development and hydration heat value conversely 40 About 25% by mass of low heat Portland cement is contained.
In addition, C 2 S, which is one of the cement minerals, has a slower hydration reaction than that of alite. Therefore, in order to increase the long-term strength, it is necessary to increase the hydration activity of C 2 S.

本発明の高ビーライト系クリンカ組成物は、CSを50〜70質量%含む高ビーライト系クリンカ組成物であって、CS中のM1相が12質量%以上であり、CSに対するM1相の質量比率(M1/CS)が45質量%以上、好ましくは55質量%以上である。
このような構成とすることで、クリンカの鉱物組成を変えることなく、高ビーライト系セメントの初期強度を改善することができ、同時にCSの水和活性を高めて長期強度を増進させることも可能となる。
The high belite clinker composition of the present invention is a high belite clinker composition containing 50 to 70% by mass of C 2 S, wherein the M1 phase in C 3 S is 12% by mass or more, and C 3 The mass ratio (M1 / C 3 S) of the M1 phase to S is 45% by mass or more, preferably 55% by mass or more.
By adopting such a configuration, the initial strength of the high belite cement can be improved without changing the mineral composition of the clinker, and at the same time, the hydration activity of C 2 S is enhanced to increase the long-term strength. Is also possible.

ここで、高ビーライト系クリンカとは、クリンカを構成するCS鉱物が50〜70質量%含むものをいうものである。
かかる高ビーライト系クリンカ組成物では、含有されるCS中のM1相が12質量%以上、好ましく14質量%以上であり、更に、かかるM1相は、CSに対するM1相の質量比率(M1/CS)が45質量%以上、好ましくは55質量%以上の比率を有することで、得られる高ビーライト系セメント組成物の初期強度発現性が増加し、長期高度にも優れることができる。
Here, the high belite clinker means that the C 2 S mineral constituting the clinker is contained in an amount of 50 to 70% by mass.
In such a high belite type clinker composition, the M1 phase in C 3 S to be contained is 12% by mass or more, preferably 14% by mass or more, and the M1 phase is a mass ratio of the M1 phase to C 3 S. When (M1 / C 3 S) has a ratio of 45% by mass or more, preferably 55% by mass or more, the initial strength development of the obtained high belite cement composition is increased, and the long-term altitude is also excellent. Can do.

高ビーライト系クリンカ組成物中に、上記割合でM1相を含有させるために、本発明の高ビーライト系クリンカ組成物の製造方法は、高ビーライト系クリンカを1t製造するにあたり、籾殻灰を25〜250kg配合して焼成することにより調製する。
すなわち、初期強度に大きな影響を及ぼすのは、上記した主要4種類のクリンカ鉱物のうちCSであり、CSのM1相の割合を、籾殻灰によって変えることによって初期強度発現性を増加させるとともに、長期強度に最も大きな影響を及ぼすのは、上記した主要4種類のクリンカ鉱物のうちCSであり、CSの水和反応性を、籾殻灰によって変えることによって長期強度を制御することができるものである。
In order to contain the M1 phase in the above ratio in the high belite clinker composition, the production method of the high belite clinker composition of the present invention is to produce rice husk ash in 1 ton of high belite clinker composition. It is prepared by blending 25 to 250 kg and baking.
That is, it is C 3 S among the above four main types of clinker minerals that greatly affects the initial strength. By changing the ratio of the M 1 phase of C 3 S with rice husk ash, the initial strength development is increased. together is, the greatest influence on the long-term strength is C 2 S out of the four main types of clinker minerals mentioned above, the hydration reaction of C 2 S, controls the long-term strength by changing the chaff ash Is something that can be done.

具体的には、セメントクリンカを1t製造するにあたり、原料として籾殻灰を25〜350kg、好ましくは62.5〜250kg、より好ましくは125〜250kgを配合して焼成することで、得られるセメントクリンカのCSのM1相を増加させることができるとともに、CSのα’相を増加させ、更にCSのβ相の格子体積を増加させることができ、長期強度の増進が可能となる。
これは、焼成キルン内でα’相であったCSが冷却とともに大部分β相へ転移してしまうのが通常であるが、本発明の籾殻灰利用により、かかる転移が抑制され、より多くのα’相が得られ、長期強度が増進すると考えられる。これにより水和活性を高めることができる。
Specifically, in producing 1 ton of cement clinker, 25 to 350 kg, preferably 62.5 to 250 kg, more preferably 125 to 250 kg of rice husk ash as a raw material is blended and fired to obtain a cement clinker obtained. The M 3 phase of C 3 S can be increased, the α ′ phase of C 2 S can be increased, and the lattice volume of the β phase of C 2 S can be further increased, thereby increasing the long-term strength. .
This is because C 2 S, which was α ′ phase in the baking kiln, is usually mostly transferred to β phase with cooling, but the use of rice husk ash according to the present invention suppresses such transition, and more Many α 'phases are obtained, and the long-term strength is considered to increase. Thereby, the hydration activity can be increased.

利用できる籾殻灰としては、特に限定されず、従来より使用されている籾殻灰を本発明において使用することができる。
該籾殻灰は、セメントクリンカを製造する際に、送窯原料として配合されるSiO送窯原料として使用される。これは、該籾殻灰は非晶質シリカだからである。
通常、セメントクリンカを製造する際には、SiO送窯原料として、例えば珪石等を使用するが、通常SiO送窯原料として使用される珪石等一部または全部を、該籾殻灰に換えて使用する。
その割合は、SiO送窯原料の10〜100質量%、好ましくは10〜100質量%、好適には、60〜80質量%を籾殻灰に置換する。
The rice husk ash that can be used is not particularly limited, and conventionally used rice husk ash can be used in the present invention.
The rice husk ash is used as a raw material for SiO 2 feed kiln, which is blended as a feed kiln raw material when producing a cement clinker. This is because the rice husk ash is amorphous silica.
Usually, when producing cement clinker, for example, silica stone is used as the raw material for the SiO 2 feeding kiln, but some or all of the silica stone usually used as the raw material for SiO 2 feeding kiln is replaced with the rice husk ash. use.
The ratio replaces 10 to 100% by mass, preferably 10 to 100% by mass, and preferably 60 to 80% by mass of the raw material of the SiO 2 feeding furnace with rice husk ash.

該籾殻灰は非晶質シリカであるが、他の非晶質シリカであるシリカヒュームやシリカゲルを用いても、本件発明の効果は得られない。   The rice husk ash is amorphous silica, but even if silica fume or silica gel, which is other amorphous silica, is used, the effect of the present invention cannot be obtained.

上記配合割合で籾殻灰を配合したクリンカ送窯原料を、例えば実機にて焼成して、セメントクリンカを焼成する。
かかる焼成条件は特に限定されず、通常セメントクリンカを焼成する条件、任意の公知の条件で焼成して、セメントクリンカ組成物を製造する。
このようにしてセメントクリンカ組成物を製造することにより、得られるセメントクリンカ組成物中に生成するCSのM1相の割合を高めるとともに、CSの水和活性を高めることができる。
得られた高ビーライト系クリンカ組成物と石膏とを含有することで、本発明の高ビーライト系セメント組成物が得られる。
The clinker feeding kiln raw material blended with rice husk ash at the above blending ratio is fired, for example, with an actual machine, and the cement clinker is fired.
Such firing conditions are not particularly limited, and the cement clinker composition is usually produced by firing under conditions for firing cement clinker or any known conditions.
By producing the cement clinker composition in this way, the proportion of the M 3 phase of C 3 S produced in the resulting cement clinker composition can be increased, and the hydration activity of C 2 S can be increased.
By containing the obtained high belite clinker composition and gypsum, the high belite cement composition of the present invention can be obtained.

このように、本発明によって、セメントの鉱物組成やブレーン比表面積を変更することなく、セメントクリンカを製造する際に一定量の籾殻灰を配合して調製することにより、CS中のM1相の割合を高め、かつCSの格子体積を増加させて、結果として初期強度及び長期強度を変化させることができるため、所望する初期強度発現性及び長期強度増進性を有するセメントを、廃棄物である籾殻灰を用いて製造することが可能となる。 Thus, according to the present invention, the M1 phase in C 3 S is prepared by blending and preparing a certain amount of rice husk ash when producing a cement clinker without changing the mineral composition and the specific surface area of the brain. And the C 2 S lattice volume can be increased, and as a result, the initial strength and the long-term strength can be changed. It can be produced using rice husk ash.

なお、本発明のセメントの製造方法及び上記本発明のクリンカ組成物は、ビーライトの改質ができるので、高ビーライト含有クリンカ組成物及び高ビーライト系セメント組成物である低熱ポルトランドセメント及びその製造方法等に有効に適用することができるが、例えば、普通ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等の各種セメントの製造方法に適用することもできる。   In addition, since the manufacturing method of the cement of the present invention and the clinker composition of the present invention can modify belite, the low heat Portland cement which is a high belite-containing clinker composition and a high belite-based cement composition and its The present invention can be effectively applied to a production method and the like, but can also be applied to various cement production methods such as ordinary Portland cement and moderately heated Portland cement.

本発明を次の実施例及び比較例により詳細に説明する。
セメントクリンカの製造に用いる各原料を化学組成とともに、下記表1に示す。
The present invention will be described in detail by the following examples and comparative examples.
Each raw material used for the production of cement clinker is shown in Table 1 below together with the chemical composition.

Figure 2013147392
Figure 2013147392

(比較例1)
上記表1に示す組成を有するポルトランドセメント用の送窯原料である、石灰石、珪石、カラミ、粘土(1)、粘土(2)及び珪石を用いて、得られるポルトランドセメントクリンカの化学成分が以下の表2に示すようになるように調整して配合し、焼成温度1000℃にて30分焼成し、次いで1000℃から15℃/分で温度を上昇させて1450℃で30分焼成する温度条件(図1に示す温度条件)にてカンタルスーパー炉にて焼成して、ポルトランドセメントクリンカを調製した。但し、珪石は、得られるポルトランドセメントクリンカ100質量部あたり、25.0質量部の割合で配合した。
(Comparative Example 1)
Using the limestone, quartzite, calami, clay (1), clay (2), and quartzite, which are raw materials for portland cement having the composition shown in Table 1, the chemical composition of the obtained Portland cement clinker is as follows: Temperature conditions (adjusted and blended as shown in Table 2, calcined at a firing temperature of 1000 ° C. for 30 minutes, then increased from 1000 ° C. to 15 ° C./min and calcined at 1450 ° C. for 30 minutes ( The Portland cement clinker was prepared by firing in a Kanthal super furnace under the temperature conditions shown in FIG. However, silica was blended at a ratio of 25.0 parts by mass per 100 parts by mass of the obtained Portland cement clinker.

Figure 2013147392
Figure 2013147392

得られたポルトランドセメントクリンカに、二水石膏を添加して、実機仕上げミルにて粉砕し、平均ブレーン比表面積3700cm/gの高ビーライト含有セメントである低熱ポルトランドセメントを得た。
当該石膏は、得られるポルトランドセメント中に含有されるSOの量が2.4質量%になるように添加した。
得られたポルトランドセメントに含有されるCaO,SiO、Al及びFeをJIS R 5202「ポルトランドセメントの化学分析方法」にて分析し、ボーグ式を用いてCS、CS、CA、CAFを算出した(ボーグ鉱物組成)。
JIS R 5202「ポルトランドセメントの化学分析方法」にて分析したSO量(石膏)を含めて、その結果を下記表3に示す。
Dihydrogypsum was added to the obtained Portland cement clinker and pulverized by an actual machine finishing mill to obtain a low heat Portland cement which is a high belite-containing cement having an average brain specific surface area of 3700 cm 2 / g.
The gypsum was added so that the amount of SO 3 contained in the obtained Portland cement was 2.4% by mass.
CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 contained in the obtained Portland cement were analyzed according to JIS R 5202 “Chemical analysis method of Portland cement”, and C 3 S, C using the Borg formula. 2 S, C 3 A, and C 4 AF were calculated (Borg mineral composition).
The results are shown in Table 3 below, including the amount of SO 3 (gypsum) analyzed in JIS R 5202 “Chemical analysis method for Portland cement”.

Figure 2013147392
Figure 2013147392

(比較例2)
ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石の5質量%(得られるクリンカ100質量部あたり、1.25質量部に相当)を、表1に示す籾殻灰で置換した以外には、比較例1と同様にして、ポルトランドセメントクリンカを製造し、更にポルトランドセメントを調製した。
(Comparative Example 2)
In addition to replacing 5% by mass (corresponding to 1.25 parts by mass per 100 parts by mass of the obtained clinker) of the silica used in Comparative Example 1 in producing the Portland cement clinker, with rice husk ash shown in Table 1, In the same manner as in Comparative Example 1, a Portland cement clinker was produced, and further Portland cement was prepared.

(実施例1)
ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石の10質量%(得られるクリンカ100質量部あたり、2.5kgに相当)を、表1に示す籾殻灰で置換した以外には、比較例1と同様にして、ポルトランドセメントクリンカを製造し、更にポルトランドセメントを調製した。
Example 1
A comparative example except that 10% by mass (corresponding to 2.5 kg per 100 parts by mass of the obtained clinker) of silica used in the comparative example 1 in producing the Portland cement clinker was replaced with rice husk ash shown in Table 1. As in Example 1, a Portland cement clinker was produced, and further Portland cement was prepared.

(実施例2)
ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石の25質量%(得られるクリンカ100質量部あたり、6.25kgに相当)を、表1に示す籾殻灰で置換した以外には、比較例1と同様にして、ポルトランドセメントクリンカを製造し、更にポルトランドセメントを調製した。
(Example 2)
A comparative example except that 25% by mass (corresponding to 6.25 kg per 100 parts by mass of the obtained clinker) of silica stone used in Comparative Example 1 for producing Portland cement clinker was replaced with rice husk ash shown in Table 1. As in Example 1, a Portland cement clinker was produced, and further Portland cement was prepared.

(実施例3)
ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石の50質量%(得られるクリンカ100質量部あたり、12.5質量部に相当)を、表1に示す籾殻灰で置換した以外には、比較例1と同様にして、ポルトランドセメントクリンカを製造し、更にポルトランドセメントを調製した。
(Example 3)
In addition to replacing 50% by mass (corresponding to 12.5 parts by mass per 100 parts by mass of the obtained clinker) of silica used in Comparative Example 1 in producing the Portland cement clinker, with rice husk ash shown in Table 1, In the same manner as in Comparative Example 1, a Portland cement clinker was produced, and further Portland cement was prepared.

(実施例4)
ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石全量(得られるクリンカ100質量部あたり、25.0質量部に相当)を、表1に示す籾殻灰で置換した以外には、比較例1と同様にして、ポルトランドセメントクリンカを製造し、更にポルトランドセメントを調製した。
Example 4
Comparative Example 1 except that the total amount of silica stone used in Comparative Example 1 for producing Portland cement clinker (corresponding to 25.0 parts by mass per 100 parts by mass of the clinker obtained) was replaced with rice husk ash shown in Table 1. In the same manner as above, Portland cement clinker was produced, and Portland cement was further prepared.

(比較例3)
ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石全量(得られるクリンカ100質量部あたり、25.0質量部に相当)を、表1に示すシリカゲルで置換した以外には、比較例1と同様にして、ポルトランドセメントクリンカを製造し、更にポルトランドセメントを調製した。
(Comparative Example 3)
Comparative Example 1 except that the total amount of silica used in Comparative Example 1 (corresponding to 25.0 parts by mass per 100 parts by mass of the obtained clinker) was replaced with silica gel shown in Table 1 in producing Portland cement clinker. In the same manner, Portland cement clinker was produced, and further Portland cement was prepared.

(比較例4)
ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石全量(得られるクリンカ100質量部あたり、25.0質量部に相当)を、表1に示すシリカヒュームで置換した以外には、比較例1と同様にして、ポルトランドセメントクリンカを製造し、更にポルトランドセメントを調製した。
(Comparative Example 4)
Comparative Example 1 except that the total amount of silica stone used in Comparative Example 1 for producing Portland cement clinker (corresponding to 25.0 parts by mass per 100 parts by mass of clinker obtained) was replaced with silica fume shown in Table 1. In the same manner as above, Portland cement clinker was produced, and Portland cement was further prepared.

(試験例)
上記実施例1〜4、比較例1〜3で得られた各クリンカ及び各セメントを下記試験により評価し、得られた結果を下記表4に示す。
(試験例1)
得られた各クリンカを、JCAS I−01に準拠して、クリンカ中のf−CaOを測定した。なお、f−CaOは一般に焼成の良・不良を判断する指標として用いられ、1質量%以下であると、焼成が「良」と判断される。
(Test example)
Each clinker and each cement obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated by the following test, and the results obtained are shown in Table 4 below.
(Test Example 1)
Each clinker obtained was measured for f-CaO in the clinker according to JCAS I-01. It should be noted that f-CaO is generally used as an index for judging good / bad firing, and if it is 1% by mass or less, firing is judged as “good”.

(試験例2)
得られた各クリンカを、遊星ミルPM−400(Retsch製)を用いて、300rpm20分、ブレーン値が概ね6000cm/g程度となるまで粉砕し、試験試料を調製した。各試験試料を粉末X線回折装置X’Pert MPD(パナリティカル製)を用いて管電流40mA−管電圧45kVで回折ピークを測定後、同社製の、解析ソフトHigh Score Plusにてリートベルト解析を行って、CSの結晶相のM1相の量(質量%)、CS中のM1相の比率(質量%)及び、βCSの格子体積を測定し、その結果を表4及び図2に示す。
(Test Example 2)
Each obtained clinker was ground using a planetary mill PM-400 (manufactured by Retsch) at 300 rpm for 20 minutes until the brain value was about 6000 cm 2 / g to prepare a test sample. Each test sample was measured for a diffraction peak at a tube current of 40 mA and a tube voltage of 45 kV using a powder X-ray diffractometer X'Pert MPD (manufactured by Panalical), and then subjected to Rietveld analysis with the analysis software High Score Plus manufactured by the same company. go to, C 3 S amount (mass%) of the M1 phase crystal phase, M1 phase ratio in the C 3 S (wt%) and, to measure the lattice volume of .beta.c 2 S, Table 4 and the results As shown in FIG.

(試験例3)
得られた各セメントについて、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に準拠して、水/セメント比が50質量%となるように水を加え、各モルタルを調製した。
得られた各モルタルのモルタル強度を、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に準拠して行い、各モルタル打設3日後、7日後、28日後、91日後の強度を測定し、その結果を表4に示す。
(Test Example 3)
About each obtained cement, according to JISR5201 "the physical test method of cement", water was added so that water / cement ratio might be 50 mass%, and each mortar was prepared.
The mortar strength of each obtained mortar was measured in accordance with JIS R 5201 “Cement physical test method”, and the strength after 3 days, 7 days, 28 days, and 91 days after each mortar was measured. Table 4 shows.

Figure 2013147392
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上記表4及び図2の結果から、籾殻灰をクリンカ原料100質量部中、2.5質量部〜25質量部含有する実施例1〜4は、高ビーライト系クリンカ中のCSのM1相が12質量%以上であり、C3SのM1相が(M1/CS)が45質量%以上であることとなり、これによりβCSの格子体積も増大することがわかる。それに伴い、得られるモルタルのモルタル強度も初期強度が増大し、一方、長期強度も増進している。一方、籾殻灰と同じ非晶質シリカであるシリカゲルやシリカヒュームを用いた比較例3および4では、モルタルの強度増進を図ることは難しいことがわかる。
このように、非晶質シリカゲルである籾殻灰を一定の割合で配合して、セメントクリンカを製造することで、水和活性の高いα’CSが多く生成し、またβCSの格子体積も増大し、結果としてセメントの所望する長期強度の発現が可能となる。
From the results of Table 4 and FIG. 2, Examples 1 to 4 containing rice husk ash in 2.5 parts by mass to 25 parts by mass in 100 parts by mass of the clinker raw material are M 3 of C 3 S in the high belite clinker. It can be seen that the phase is 12% by mass or more and the M1 phase of C3S has (M1 / C 3 S) of 45% by mass or more, thereby increasing the lattice volume of βC 2 S. Accordingly, the initial strength of the mortar strength of the mortar obtained is increased, while the long-term strength is also increased. On the other hand, in Comparative Examples 3 and 4 using silica gel or silica fume, which is the same amorphous silica as rice husk ash, it is found difficult to increase the strength of the mortar.
Thus, by incorporating a rice hull ash which is amorphous silica gel at a constant rate, by the production of cement clinker, high α'C 2 S of hydrous activity often generates, also grating .beta.c 2 S The volume also increases, and as a result, the desired long-term strength of the cement can be developed.

本発明により得られるセメントは、長期強度に優れ、セメントが使用される土木、建築分野、特に、コンクリートダムや部材寸法の大きなコンクリート構造物、いわゆるマスコンクリート等に有用に適用することができる。   The cement obtained by the present invention is excellent in long-term strength, and can be usefully applied to civil engineering and construction fields in which cement is used, particularly concrete dams and concrete structures having a large member size, so-called mass concrete.

Claims (4)

Sを50〜70質量%含む高ビーライト系クリンカ組成物であって、
S中のM1相が12質量%以上であり、CSに対するM1相の質量比率(M1/C3S)が45質量%以上であることを特徴とする、高ビーライト系クリンカ組成物。
A high belite-based clinker composition comprising 50 to 70 wt% of C 2 S,
A high belite clinker composition, wherein the M1 phase in C 3 S is 12% by mass or more, and the mass ratio of the M1 phase to C 3 S (M1 / C3S) is 45% by mass or more.
高ビーライト系クリンカ組成物を1t製造するにあたり、籾殻灰を25〜250kg配合して焼成することにより調製することを特徴とする、請求項1記載の高ビーライト系クリンカ組成物の製造方法。 2. The method for producing a high belite clinker composition according to claim 1, wherein the production of 1 t of the high belite clinker composition is performed by blending 25 to 250 kg of rice husk ash and baking the mixture. 請求項2記載の高ビーライト系クリンカ組成物の製造方法において、籾殻灰は、セメントクリンカ送窯原料中のSiO原料として10〜100質量%の割合で用いられることを特徴とする、高ビーライト系クリンカ組成物の製造方法。 3. The method for producing a high belite clinker composition according to claim 2, wherein the rice husk ash is used at a rate of 10 to 100% by mass as a SiO 2 raw material in a cement clinker feed kiln raw material. A method for producing a light clinker composition. 請求項1記載の高ビーライト系クリンカ組成物と石膏とを含有することを特徴とする、高ビーライト系セメント組成物。 A high belite cement composition comprising the high belite clinker composition according to claim 1 and gypsum.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5924435B1 (en) * 2015-03-18 2016-05-25 住友大阪セメント株式会社 Clinker composition and cement composition
JP5924436B1 (en) * 2015-03-18 2016-05-25 住友大阪セメント株式会社 Cement clinker composition, method for producing the same, and moderately heated Portland cement composition
JP5954512B1 (en) * 2016-04-12 2016-07-20 住友大阪セメント株式会社 Clinker composition and cement composition
JP5958674B1 (en) * 2016-04-13 2016-08-02 住友大阪セメント株式会社 Cement clinker composition, method for producing the same, and moderately heated Portland cement composition
JP7445370B2 (en) 2020-03-17 2024-03-07 太平洋セメント株式会社 cement

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011057505A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 南京工业大学 Process of regulating and controlling alite crystal in portland cement clinker
JP5682440B2 (en) * 2011-05-10 2015-03-11 住友大阪セメント株式会社 Cement production method using rice husk ash

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011057505A1 (en) * 2009-11-13 2011-05-19 南京工业大学 Process of regulating and controlling alite crystal in portland cement clinker
JP5682440B2 (en) * 2011-05-10 2015-03-11 住友大阪セメント株式会社 Cement production method using rice husk ash

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6013056266; 市川牧彦: 'エーライトのM3,M1相比率の測定手法と強度発現性に及ぼす影響' セメント・コンクリート論文集 第48号, 19941225, 第76-81頁, 社団法人セメント協会 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5924435B1 (en) * 2015-03-18 2016-05-25 住友大阪セメント株式会社 Clinker composition and cement composition
JP5924436B1 (en) * 2015-03-18 2016-05-25 住友大阪セメント株式会社 Cement clinker composition, method for producing the same, and moderately heated Portland cement composition
JP5954512B1 (en) * 2016-04-12 2016-07-20 住友大阪セメント株式会社 Clinker composition and cement composition
JP5958674B1 (en) * 2016-04-13 2016-08-02 住友大阪セメント株式会社 Cement clinker composition, method for producing the same, and moderately heated Portland cement composition
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