JP2016175785A - セメントクリンカ組成物およびその製造方法ならびに中庸熱ポルトランドセメント組成物 - Google Patents
セメントクリンカ組成物およびその製造方法ならびに中庸熱ポルトランドセメント組成物 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】流動性が良好であり、かつ発現する強度が高い中庸熱ポルトランドセメント組成物を作製するために用いるセメントクリンカ組成物、そのセメントクリンカ組成物の製造方法およびそのセメントクリンカ組成物を含む中庸熱ポルトランドセメント組成物を提供する。
【解決手段】本発明のセメントクリンカ組成物は、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇであり、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上である。本発明のセメントクリンカ組成物の製造方法は、本発明のセメントクリンカ組成物を製造するための製造方法である。本発明の中庸熱ポルトランドセメント組成物は本発明のセメントクリンカ組成物および石膏を含む。
【選択図】なし
【解決手段】本発明のセメントクリンカ組成物は、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇであり、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上である。本発明のセメントクリンカ組成物の製造方法は、本発明のセメントクリンカ組成物を製造するための製造方法である。本発明の中庸熱ポルトランドセメント組成物は本発明のセメントクリンカ組成物および石膏を含む。
【選択図】なし
Description
本発明は、ビーライトの含有量が高いセメントクリンカ組成物、そのセメントクリンカ組成物の製造方法ならびにそのセメントクリンカ組成物を用いて製造した中庸熱ポルトランドセメント組成物に関する。
近年、コンクリート構造物の大型化、高層化が進んでいる。このため、セメント組成物の水和熱によってコンクリート構造物の内部と表面との間に温度差がさらに生じやすくなっている。このようなコンクリート構造物の内部と表面との間の温度差は、コンクリート構造物のひび割れの原因となる。このようなひび割れを防止するために、水和熱が小さい中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントが開発された。中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントでは、水和熱を低くするために、エーライトおよびアルミネート相の含有量を小さくし、その結果として、ビーライトの含有量が高くなる。
上述したように、コンクリート構造物の大型化、高層化が進んでいるため、コンクリート構造体に要求される強度も高くなっている。また、コンクリート構造物の大型化、高層化にともない、コンクリートにおける運搬、打込みおよび締固めなどの作業を容易にできることがさらに要求されており、コンクリートの流動性が高いことが、ますます重要になっている。このように、コンクリート構造物の大型化、高層化にともない、水和熱が低く、流動性が良好であり、発現する強度が高いセメント組成物が望まれている。そのようなセメント組成物として、たとえば、特許文献１〜５に記載されているセメント組成物が知られている。
特許文献１に記載のセメント組成物では、高ビーライト系ポルトランドセメントに、シリカフュームおよび石灰石微粉末を添加することによって、水和熱が低くし、流動性を良好にし、発現する強度を高くしている。特許文献２に記載のセメント組成物では、高ビーライト型セメントと高エーライト型セメントとを所定の割合で混合してセメント組成物を作製することによって、中庸熱ポルトランドセメントの発現する強度を高くしている。特許文献３に記載のセメント組成物では、ビーライトを主体とするビーライト系セメントクリンカと、エーライトを主体とするエーライト系セメントクリンカと、石膏とを所定の割合で混合してセメント組成物を作製することによって、発熱量が低くし、初期強度を高くしている。特許文献４に記載のセメント組成物では、エーライトを含むセメントクリンカと、二酸化珪素を主要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ことによって生成したビーライト（Ａ）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を主要成分として含む物質との反応により生成したビーライト（Ｂ）を含有するセメント組成物を作製することによって、発現する初期強度を高くしている。特許文献５に記載のセメント組成物では、セメント組成物中の固溶アルカリ含有量を０．２重量％以上、０．７５重量％以下とし、ＳＯ３の含有量を１．２重量％以下とし、ＭｇＯの含有量を１．０重量％以下とすることによって、長期強度を維持しつつ初期強度を向上させている。
特許文献１〜５に記載されているセメント組成物は、流動性が良好であり、かつ、発現する強度が高いものの、コンクリート構造物の大型化、高層化が益々進んでいるため、流動性がさらに良好であり、かつ、発現する強度がさらに高い中庸熱ポルトランドセメント組成物が望まれている。そこで、本発明は、流動性が良好であり、かつ発現する強度が高い中庸熱ポルトランドセメント組成物、その中庸熱ポルトランドセメント組成物の製造に用いるセメントクリンカ組成物およびそのセメントクリンカ組成物の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者等は、鋭意研究を行った結果、セメントクリンカ組成物中のスズまたはスズ化合物の含有量を所定の範囲内にし、かつ、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積を所定の範囲内にすることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０〜５０質量％であり、ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０〜１６質量％であるセメントクリンカ組成物であって、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇであり、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上であるセメントクリンカ組成物。
［２］セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量が０．１１〜１．７０質量％であり、ＭｇＯの含有量が０．６５〜１．９０質量％であり、Ｐ２Ｏ５の含有量が０．１０〜０．３０質量％であり、セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量、Ｐ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量が、下記の式（１）の関係を満たす上記［１］に記載のセメントクリンカ組成物。
（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量）≧０．０５ （１）
［３］セメントクリンカ組成物中の４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１が１０〜３０である上記［１］または［２］に記載のセメントクリンカ組成物。
［４］ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０〜５０質量％であり、ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０〜１６質量％であるセメントクリンカ組成物を製造するセメントクリンカ組成物の製造方法であって、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇになり、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上になるように調整してセメントクリンカ組成物を製造するセメントクリンカ組成物の製造方法。
［５］上記［１］〜［３］のいずれか１つに記載のセメントクリンカ組成物または上記［４］に記載のセメントクリンカ組成物の製造方法によって製造されたセメントクリンカ組成物と、石膏とを含む中庸熱ポルトランドセメント組成物。
［１］ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０〜５０質量％であり、ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０〜１６質量％であるセメントクリンカ組成物であって、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇであり、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上であるセメントクリンカ組成物。
［２］セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量が０．１１〜１．７０質量％であり、ＭｇＯの含有量が０．６５〜１．９０質量％であり、Ｐ２Ｏ５の含有量が０．１０〜０．３０質量％であり、セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量、Ｐ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量が、下記の式（１）の関係を満たす上記［１］に記載のセメントクリンカ組成物。
（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量）≧０．０５ （１）
［３］セメントクリンカ組成物中の４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１が１０〜３０である上記［１］または［２］に記載のセメントクリンカ組成物。
［４］ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０〜５０質量％であり、ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０〜１６質量％であるセメントクリンカ組成物を製造するセメントクリンカ組成物の製造方法であって、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇになり、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上になるように調整してセメントクリンカ組成物を製造するセメントクリンカ組成物の製造方法。
［５］上記［１］〜［３］のいずれか１つに記載のセメントクリンカ組成物または上記［４］に記載のセメントクリンカ組成物の製造方法によって製造されたセメントクリンカ組成物と、石膏とを含む中庸熱ポルトランドセメント組成物。
本発明によれば、流動性が良好であり、かつ発現する強度が高い中庸熱ポルトランドセメント組成物を作製するために用いるセメントクリンカ組成物、そのセメントクリンカ組成物の製造方法およびそのセメントクリンカ組成物を含む中庸熱ポルトランドセメント組成物を提供することができる。
［セメントクリンカ組成物］
本発明のセメントクリンカ組成物は、ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０〜５０質量％であり、ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０〜１６質量％であるセメントクリンカ組成物であって、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇであり、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上である。
本発明のセメントクリンカ組成物は、ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０〜５０質量％であり、ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０〜１６質量％であるセメントクリンカ組成物であって、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇであり、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上である。
また、本発明のセメントクリンカ組成物は、セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量が０．１１〜１．７０質量％であり、ＭｇＯの含有量が０．６５〜１．９０質量％であり、Ｐ２Ｏ５の含有量が０．１０〜０．３０質量％であり、セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量、Ｐ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量が、下記の式（１）の関係を満たしてもよい。
（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量）≧０．０５ （１）
さらに、本発明のセメントクリンカ組成物は、セメントクリンカ組成物中の４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１が１０〜３０であってもよい。以下、本発明を詳細に説明する。
（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量）≧０．０５ （１）
さらに、本発明のセメントクリンカ組成物は、セメントクリンカ組成物中の４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１が１０〜３０であってもよい。以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のセメントクリンカ組成物は、セメント組成物を構成する主要組成物であり、石灰石（ＣａＯ成分）、粘土（Ａｌ２Ｏ３成分、ＳｉＯ２成分）、ケイ石（ＳｉＯ２成分）および酸化鉄原料（Ｆｅ２Ｏ３成分）などを適量ずつ配合し、１４５０℃前後の高温で焼成して製造される。セメントクリンカは、３ＣａＯ・ＳｉＯ２（略号：Ｃ３Ｓ）、２ＣａＯ・ＳｉＯ２（略号：Ｃ２Ｓ）、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（略号：Ｃ３Ａ）、および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３（略号：Ｃ４ＡＦ）を含む。セメントクリンカは、エーライト（Ｃ３Ｓ）およびビーライト（Ｃ２Ｓ）の主要鉱物と、その主要鉱物の結晶間に存在するアルミネート相（Ｃ３Ａ）およびフェライト相（Ｃ４ＡＦ）の間隙相などとから構成される。この中でも、ビーライトは、α型、α’型、β型、γ型（それぞれα−Ｃ２Ｓ、α’−Ｃ２Ｓ、β−Ｃ２Ｓ、γ−Ｃ２Ｓ）の多形が存在し、α型とα’型は高温安定型、β型とγ型は低温安定型となっている。セメントクリンカを得る際、原料を混合した混合物を１４５０℃〜１６００℃の範囲で焼成すると、焼成後の冷却過程において、セメントクリンカ中のビーライトは、α型からα'型やβ型を経てγ型に転移し、安定なγ型となる。これらのうち、ポルトランドセメントに含まれるものは、主としてβ−Ｃ２Ｓであり、これは中庸熱ポルトランドセメントの主要な組成化合物であり、一般にコンクリートの材齢２８日以降の強度発現に大きく寄与する。
なお、セメントクリンカ組成物における３ＣａＯ・ＳｉＯ２（略号：Ｃ３Ｓ）、２ＣａＯ・ＳｉＯ２（略号：Ｃ２Ｓ）、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（略号：Ｃ３Ａ）および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３（略号：Ｃ４ＡＦ）の割合は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：１９９９「ポルトランドセメントの化学分析方法」により測定したセメントクリンカにおけるＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＦｅ２Ｏ３の割合から、セメント化学の分野でボーグ式と呼ばれる計算式により求められる（たとえば、大門正機編訳「セメントの化学」、内田老鶴圃（１９８９）、ｐ．１１を参照）。
（３ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合）
本発明のセメントクリンカ組成物におけるボーグ式で算出された３ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合は、好ましくは２９．０〜４９．０質量％であり、より好ましくは３６．５〜４５．５質量％であり、さらに好ましくは４０．５〜４４．０質量％である。ボーグ式で算出された３ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が２９．０〜４９．０質量％であると、セメントクリンカ組成物の水和熱が高くなりすぎることを抑制できるとともに、セメントクリンカ組成物の初期強度が低くなりすぎることを抑制できる。
本発明のセメントクリンカ組成物におけるボーグ式で算出された３ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合は、好ましくは２９．０〜４９．０質量％であり、より好ましくは３６．５〜４５．５質量％であり、さらに好ましくは４０．５〜４４．０質量％である。ボーグ式で算出された３ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が２９．０〜４９．０質量％であると、セメントクリンカ組成物の水和熱が高くなりすぎることを抑制できるとともに、セメントクリンカ組成物の初期強度が低くなりすぎることを抑制できる。
（２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合）
本発明のセメントクリンカ組成物におけるボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合は、３０〜５０質量％であり、好ましくは３２．０〜４３．５質量％であり、より好ましくは３４．５〜４３．５質量％である。ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０質量％未満であると、結果的に、３ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が高くなり、セメントクリンカ組成物の水和熱が高くなりすぎる場合がある。また、ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が５０質量％よりも大きくなると、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物の初期強度が低くなりすぎる場合がある。
本発明のセメントクリンカ組成物におけるボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合は、３０〜５０質量％であり、好ましくは３２．０〜４３．５質量％であり、より好ましくは３４．５〜４３．５質量％である。ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０質量％未満であると、結果的に、３ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が高くなり、セメントクリンカ組成物の水和熱が高くなりすぎる場合がある。また、ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が５０質量％よりも大きくなると、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物の初期強度が低くなりすぎる場合がある。
（２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積）
本発明のセメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積は、３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上であり、好ましくは３４７．１０×１０−３ｎｍ３以上であり、より好ましくは３４７．２４×１０−３ｎｍ３以上である。β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上未満であると、セメント組成物の流動性が悪くなる場合がある。なお、通常のクリンカ製造条件において、格子体積が３４７．５×１０−３ｎｍ３を超えるβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２を得ることは困難である。また、β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積は、後述する実施例に記載の方法により求められる。
本発明のセメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積は、３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上であり、好ましくは３４７．１０×１０−３ｎｍ３以上であり、より好ましくは３４７．２４×１０−３ｎｍ３以上である。β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上未満であると、セメント組成物の流動性が悪くなる場合がある。なお、通常のクリンカ製造条件において、格子体積が３４７．５×１０−３ｎｍ３を超えるβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２を得ることは困難である。また、β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積は、後述する実施例に記載の方法により求められる。
また、β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積は、以下のような要因により変化するものと考えられる。たとえば、クリンカ組成物中の微量成分のうち、Ｃｒ、ＶおよびＰなどは、β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の高温変態における安定化に及ぼす作用が強いことが知られている。Ｃｒ、ＶおよびＰは、５価イオンとして、ＳｉＯ２四面体のＳｉイオンと置換し、固溶する。それぞれの５価イオン半径は、Ｃｒ５＋：４６ｐｍ、Ｖ５＋：４０ｐｍ、Ｐ５＋：３５ｐｍであり、Ｓｉ４＋のイオン半径である４１ｐｍに近似しているため、容易に置換するものと考えられる。これらのうち、Ｃｒによる置換が、イオン半径の差から、格子歪（格子体積）を最も増加させる。また、クリンカ組成物中のＳＯ３含有量に対してＭｇＯ含有量が多い場合、結晶生成よりも核生成が促進されるため、格子定数は小さくなる。さらに、ＳＯ３含有量に対してセメント中の全アルカリ含有量が多いと、ＳＯ３はアルカリ硫酸塩となり、結晶生成に影響するＳＯ３が少なくなるため、格子体積は小さくなる傾向にある。また、製造したクリンカを急冷すると、β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積は大きくなる傾向にある。したがって、β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積は、クリンカの原料原単位（各原材料の配合量）やクリンカの冷却速度の調節により制御することができる。これらの調節は、サンプリングしたセメント組成物におけるβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積の値を求め、これに基づいて行うことができる。
また、以下の推測は本発明を限定しないが、β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上であると、本発明のセメントクリンカ組成物を用いたセメント組成物の流動性をさらに改善することができるのは以下の理由によるものと推測される。β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積は、注水時にセメントクリンカ組成物に含まれる硫酸アルカリや石膏から溶解した硫酸イオンの吸着量と関係がある。β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積の増大にともない、β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の結晶の歪が大きくなることによって、選択的にβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２結晶表面への硫酸イオン吸着量が増大する。β−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の結晶表面への硫酸イオンの吸着によって、液相中の硫酸イオン濃度が減少すると、硫酸イオンと競争吸着する混和剤のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２結晶以外の結晶表面への吸着量が増大することにより、セメント組成物全体として流動性が改善される。
（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合）
本発明のセメントクリンカ組成物におけるボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合は、好ましくは１．０〜６．０質量％であり、より好ましくは２．５〜５．５質量％であり、さらに好ましくは２．５〜４．０質量％である。ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合が１．０〜６．０質量％であると、セメントクリンカ組成物の焼成中に生成する液相の粘性低下を抑制し、セメントクリンカ組成物の造粒を適切に進行させ、セメントクリンカ組成物の粒径が小さくなることによってクリンカークーラー中の層圧が一定しなくなることを抑制するとともに、水和熱を低くすることができる。なお、クリンカークーラー中の層圧が一定しなくなると、セメントクリンカ組成物の急冷に支障をきたす場合がある。
本発明のセメントクリンカ組成物におけるボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合は、好ましくは１．０〜６．０質量％であり、より好ましくは２．５〜５．５質量％であり、さらに好ましくは２．５〜４．０質量％である。ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合が１．０〜６．０質量％であると、セメントクリンカ組成物の焼成中に生成する液相の粘性低下を抑制し、セメントクリンカ組成物の造粒を適切に進行させ、セメントクリンカ組成物の粒径が小さくなることによってクリンカークーラー中の層圧が一定しなくなることを抑制するとともに、水和熱を低くすることができる。なお、クリンカークーラー中の層圧が一定しなくなると、セメントクリンカ組成物の急冷に支障をきたす場合がある。
（４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合）
本発明のセメントクリンカ組成物におけるボーグ式で算出された４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合は、好ましくは８．５〜１３．０質量％であり、より好ましくは９．０〜１２．５質量％であり、さらに好ましくは９．５〜１２．０質量％である。ボーグ式で算出された４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合が８．５〜１３．０質量％であると、セメントクリンカ組成物が発現する強度をより高くすることができるとともに、水和熱をより低くすることができる。
本発明のセメントクリンカ組成物におけるボーグ式で算出された４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合は、好ましくは８．５〜１３．０質量％であり、より好ましくは９．０〜１２．５質量％であり、さらに好ましくは９．５〜１２．０質量％である。ボーグ式で算出された４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合が８．５〜１３．０質量％であると、セメントクリンカ組成物が発現する強度をより高くすることができるとともに、水和熱をより低くすることができる。
（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合）
本発明のセメントクリンカ組成物におけるボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合は、１０〜１６質量％であり、好ましくは１２．０〜１５．５質量％であり、より好ましくは１２．５〜１４．５質量％である。ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０質量％未満であると、セメントクリンカ組成物の焼成時に生成する液相の量が少なくなるため、液相介在による固相−液相反応が速やかに進まなくなり、セメントクリンカ組成物の焼成が不十分になる場合がある。また、セメントキルン中にダストが飛散し、バーナーからの輻射熱が遮断されるため、セメントクリンカの焼成を効率よく実施できない場合がある。さらに、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物の初期強度が低くなりすぎる場合がある。また、ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１６質量％よりも大きいと、操業不良を引き起こしやすくなると同時に、強度に寄与するカルシウムシリケート鉱物の生成が少なくなるため、本発明のセメントクリンカ組成物を用いたセメント組成物の強度が低下する場合がある。また、セメントクリンカ組成物の水和熱が高くなりすぎる場合がある。
本発明のセメントクリンカ組成物におけるボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合は、１０〜１６質量％であり、好ましくは１２．０〜１５．５質量％であり、より好ましくは１２．５〜１４．５質量％である。ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０質量％未満であると、セメントクリンカ組成物の焼成時に生成する液相の量が少なくなるため、液相介在による固相−液相反応が速やかに進まなくなり、セメントクリンカ組成物の焼成が不十分になる場合がある。また、セメントキルン中にダストが飛散し、バーナーからの輻射熱が遮断されるため、セメントクリンカの焼成を効率よく実施できない場合がある。さらに、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物の初期強度が低くなりすぎる場合がある。また、ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１６質量％よりも大きいと、操業不良を引き起こしやすくなると同時に、強度に寄与するカルシウムシリケート鉱物の生成が少なくなるため、本発明のセメントクリンカ組成物を用いたセメント組成物の強度が低下する場合がある。また、セメントクリンカ組成物の水和熱が高くなりすぎる場合がある。
（４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１）
本発明のセメントクリンカ組成物中の４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１は、好ましくは１０〜３０であり、より好ましくは１０〜２０であり、さらに好ましくは１０〜１５である。４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１が１０〜３０であると、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の水和反応性を安定化させることができる。なお、Ｉ０２０は、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の（０２０）面（２θ＝約１２．１°）のＸ線回折パターンのバックグランドを差し引いたピーク強度であり、Ｉ１４１は、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の（１４１）面（２θ＝約３３．７°）のＸ線回折パターンのバックグランドを差し引いたピーク強度である。また、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１は、セメントクリンカ組成物の焼成後の冷却開始温度を制御することによって調節することができ、冷却開始温度が高いほど、Ｘ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１は減少する。
本発明のセメントクリンカ組成物中の４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１は、好ましくは１０〜３０であり、より好ましくは１０〜２０であり、さらに好ましくは１０〜１５である。４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１が１０〜３０であると、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の水和反応性を安定化させることができる。なお、Ｉ０２０は、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の（０２０）面（２θ＝約１２．１°）のＸ線回折パターンのバックグランドを差し引いたピーク強度であり、Ｉ１４１は、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の（１４１）面（２θ＝約３３．７°）のＸ線回折パターンのバックグランドを差し引いたピーク強度である。また、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１は、セメントクリンカ組成物の焼成後の冷却開始温度を制御することによって調節することができ、冷却開始温度が高いほど、Ｘ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１は減少する。
（固溶しているＳＯ３の含有量）
本発明のセメントクリンカ組成物にはＳＯ３が固溶している。本発明のセメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量は、好ましくは０．１１〜１．７０質量％であり、より好ましくは０．１１〜１．２０質量％であり、さらに好ましくは０．２５〜１．１５質量％である。固溶しているＳＯ３の含有量が０．１１〜１．７０質量％であると、硬化後のセメント組成物の強度が低下したり、硬化後のセメント組成物に膨張亀裂が発生したりすることを抑制できる。なお、固溶しているＳＯ３の含有量は、以下のようにして算出することができる。セメントクリンカ組成物中のＳＯ３の含有量を、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準拠して測定する。一般的に、セメントクリンカ組成物中には可溶性のアルカリ硫酸塩（Ｋ２ＳＯ４、Ｋ３Ｎａ（ＳＯ４）２など）が含まれている。このため、セメント協会標準試験方法、ＪＣＡＳ Ｉ−０４：２００４に準拠してセメントクリンカ組成物中の水溶性アルカリ量を測定し、この測定値に基づいて、ＳＯ３に換算したアルカリ硫酸塩の含有量を算出する。そして、セメントクリンカ組成物中のＳＯ３の含有量から、ＳＯ３に換算したアルカリ硫酸塩の含有量を引き算して、固溶しているＳＯ３の含有量を算出することができる。また、セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量はセメントクリンカ組成物の焼成後の冷却開始温度を制御することによって調節することができ、冷却開始温度が高いほど、固溶しているＳＯ３の含有量は増大する。
本発明のセメントクリンカ組成物にはＳＯ３が固溶している。本発明のセメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量は、好ましくは０．１１〜１．７０質量％であり、より好ましくは０．１１〜１．２０質量％であり、さらに好ましくは０．２５〜１．１５質量％である。固溶しているＳＯ３の含有量が０．１１〜１．７０質量％であると、硬化後のセメント組成物の強度が低下したり、硬化後のセメント組成物に膨張亀裂が発生したりすることを抑制できる。なお、固溶しているＳＯ３の含有量は、以下のようにして算出することができる。セメントクリンカ組成物中のＳＯ３の含有量を、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準拠して測定する。一般的に、セメントクリンカ組成物中には可溶性のアルカリ硫酸塩（Ｋ２ＳＯ４、Ｋ３Ｎａ（ＳＯ４）２など）が含まれている。このため、セメント協会標準試験方法、ＪＣＡＳ Ｉ−０４：２００４に準拠してセメントクリンカ組成物中の水溶性アルカリ量を測定し、この測定値に基づいて、ＳＯ３に換算したアルカリ硫酸塩の含有量を算出する。そして、セメントクリンカ組成物中のＳＯ３の含有量から、ＳＯ３に換算したアルカリ硫酸塩の含有量を引き算して、固溶しているＳＯ３の含有量を算出することができる。また、セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量はセメントクリンカ組成物の焼成後の冷却開始温度を制御することによって調節することができ、冷却開始温度が高いほど、固溶しているＳＯ３の含有量は増大する。
（ＭｇＯの含有量）
本発明のセメントクリンカ組成物はＭｇＯを含む。本発明のセメントクリンカ組成物におけるＭｇＯの含有量は、好ましくは０．６５〜１．９０質量％であり、より好ましくは０．７５〜１．７５質量％であり、さらに好ましくは０．７５〜１．００質量％である。ＭｇＯの含有量が０．６５〜１．９０質量％であると、セメントクリンカ組成物の焼成時に生成する液相の量が少なくなり、液相介在による固相−液相反応が速やかに進まなくなり、セメントクリンカ組成物の焼成が不十分になることを抑制できるとともに、本発明のセメントクリンカ組成物を含むコンクリートの硬化の際に、水和膨張が起こることを抑制できる。なお、ＭｇＯの含有量は、ＪＩＳＲ ５２０２：１９９９「セメントの化学分析方法」に準拠して測定される。また、ＭｇＯは、ＭｇＯを多く含むスラグをセメントクリンカ組成物の原料として用いることにより、セメントクリンカ組成物へ導入される。
本発明のセメントクリンカ組成物はＭｇＯを含む。本発明のセメントクリンカ組成物におけるＭｇＯの含有量は、好ましくは０．６５〜１．９０質量％であり、より好ましくは０．７５〜１．７５質量％であり、さらに好ましくは０．７５〜１．００質量％である。ＭｇＯの含有量が０．６５〜１．９０質量％であると、セメントクリンカ組成物の焼成時に生成する液相の量が少なくなり、液相介在による固相−液相反応が速やかに進まなくなり、セメントクリンカ組成物の焼成が不十分になることを抑制できるとともに、本発明のセメントクリンカ組成物を含むコンクリートの硬化の際に、水和膨張が起こることを抑制できる。なお、ＭｇＯの含有量は、ＪＩＳＲ ５２０２：１９９９「セメントの化学分析方法」に準拠して測定される。また、ＭｇＯは、ＭｇＯを多く含むスラグをセメントクリンカ組成物の原料として用いることにより、セメントクリンカ組成物へ導入される。
（Ｐ２Ｏ５の含有量）
本発明のセメントクリンカ組成物はＰ２Ｏ５を含む。本発明のセメントクリンカ組成物におけるＰ２Ｏ５の含有量は、好ましくは０．１０〜０．３０質量％であり、より好ましくは０．１３〜０．２６質量％であり、さらに好ましくは０．１５〜０．２３質量％である。Ｐ２Ｏ５の含有量が０．１０〜０．３０質量％であると、セメントクリンカ組成物の焼成時に生成する液相の量が少なくなるため、液相介在による固相−液相反応が速やかに進まなくなり、セメントクリンカ組成物の焼成が不十分になることを抑制できるとともに、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物の初期強度が低くなることを抑制できる。なお、Ｐ２Ｏ５の含有量は、ＪＩＳＲ ５２０２：１９９９「セメントの化学分析方法」に準拠して測定される。また、Ｐ２Ｏ５は、Ｐ２Ｏ５を含む一般廃棄物もしくは産業廃棄物をセメントクリンカ組成物の原料として用いることにより、セメントクリンカ組成物へ導入される。
本発明のセメントクリンカ組成物はＰ２Ｏ５を含む。本発明のセメントクリンカ組成物におけるＰ２Ｏ５の含有量は、好ましくは０．１０〜０．３０質量％であり、より好ましくは０．１３〜０．２６質量％であり、さらに好ましくは０．１５〜０．２３質量％である。Ｐ２Ｏ５の含有量が０．１０〜０．３０質量％であると、セメントクリンカ組成物の焼成時に生成する液相の量が少なくなるため、液相介在による固相−液相反応が速やかに進まなくなり、セメントクリンカ組成物の焼成が不十分になることを抑制できるとともに、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物の初期強度が低くなることを抑制できる。なお、Ｐ２Ｏ５の含有量は、ＪＩＳＲ ５２０２：１９９９「セメントの化学分析方法」に準拠して測定される。また、Ｐ２Ｏ５は、Ｐ２Ｏ５を含む一般廃棄物もしくは産業廃棄物をセメントクリンカ組成物の原料として用いることにより、セメントクリンカ組成物へ導入される。
（固溶しているＳＯ３の含有量、Ｐ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量の関係）
本発明のセメントクリンカ組成物において、セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量、Ｐ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量は、下記の式（１）の関係を好ましくは満たし、より好ましくは下記の式（２）の関係を満たし、さらに好ましくは下記の式（３）の関係を満たす。セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量、Ｐ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量は、下記の式（１）の関係を満たすと、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物が発現する強度が高くなり、流動性も良好になる。
（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量）≧０．０５ （１）
（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量）≧０．０８ （２）
（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量）≧０．１５ （３）
本発明のセメントクリンカ組成物において、セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量、Ｐ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量は、下記の式（１）の関係を好ましくは満たし、より好ましくは下記の式（２）の関係を満たし、さらに好ましくは下記の式（３）の関係を満たす。セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量、Ｐ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量は、下記の式（１）の関係を満たすと、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物が発現する強度が高くなり、流動性も良好になる。
（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量）≧０．０５ （１）
（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量）≧０．０８ （２）
（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量）≧０．１５ （３）
（スズまたはスズ化合物の含有量）
本発明のセメントクリンカ組成物はスズもしくはスズ化合物を含む。本発明のセメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量は、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇであり、好ましくは４０〜２２０ｍｇであり、より好ましくは４０〜２００ｍｇである。セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０ｍｇ未満であると、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物の流動性が低下し、発現する強度が弱くなる場合がある。セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、２５０ｍｇよりも大きくなると、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物の流動性が混練直後に低下する場合がある。なお、スズまたはスズ化合物の含有量は、ＪＩＳＲ ５２０２：１９９９「セメントの化学分析方法」に準拠して測定される。
本発明のセメントクリンカ組成物はスズもしくはスズ化合物を含む。本発明のセメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量は、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇであり、好ましくは４０〜２２０ｍｇであり、より好ましくは４０〜２００ｍｇである。セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０ｍｇ未満であると、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物の流動性が低下し、発現する強度が弱くなる場合がある。セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、２５０ｍｇよりも大きくなると、本発明のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物の流動性が混練直後に低下する場合がある。なお、スズまたはスズ化合物の含有量は、ＪＩＳＲ ５２０２：１９９９「セメントの化学分析方法」に準拠して測定される。
［セメントクリンカ組成物の製造方法］
本発明は、ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０〜５０質量％であり、ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０〜１６質量％であるセメントクリンカ組成物を製造するセメントクリンカ組成物の製造方法であって、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇになり、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上になるように調整してセメントクリンカ組成物を製造する。
本発明は、ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０〜５０質量％であり、ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０〜１６質量％であるセメントクリンカ組成物を製造するセメントクリンカ組成物の製造方法であって、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇになり、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上になるように調整してセメントクリンカ組成物を製造する。
本発明のセメントクリンカ組成物の製造方法における、ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合、ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量、およびセメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積は、上述の本発明のセメントクリンカ組成物で説明したものと同様であるので、これらの説明は省略する。
本発明のセメントクリンカ組成物は、具体的には、たとえば、以下のようにして製造することができる。セメントクリンカ原料としては、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓｎなどを含むものであれば、元素単体物、酸化物、炭酸化物などの形態を問わず用いることができ、また、それらの混合物を用いることができる。天然原料の例として、石灰石、粘土、珪石、酸化鉄原料が挙げられ、工業的な原料の例として、上記元素を含む廃棄物原料、高炉スラグ、フライアッシュなどが挙げられる。かかるセメントクリンカ原料の混合割合に関しては、上記式（１）の関係を満たすセメントクリンカ組成物が製造できれば、とくに限定されるものではなく、目的とする鉱物組成に対応した成分組成となるように原料配合を定めることができる。
そして、目的とするセメントクリンカ組成物が得られるような組成で混合されたセメントクリンカ原料を、下記の焼成条件で焼成し、冷却する。焼成は、通常、電気炉やロータリーキルンなどを用いて行われる。焼成方法としては、たとえば、セメントクリンカ原料を、所定の第１焼成温度および第１焼成時間で加熱して焼成を行う第１焼成工程と、該第１焼成工程後、第１焼成温度から所定の第２焼成温度まで所定の昇温時間をかけて昇温させる昇温工程と、該昇温工程後、第２焼成温度および所定の第２焼成時間で加熱して焼成を行う第２焼成工程と、を含む方法が挙げられる。たとえば、電気炉を用いた場合、セメントクリンカ原料を、１０００℃の焼成温度（第１焼成温度）で３０分間（第１焼成時間）加熱して焼成を行った後（第１焼成工程）、１４５０℃（第２焼成温度）まで３０分間（昇温時間）かけて昇温させ（昇温工程）、さらに１４５０℃で１５分間（第２焼成時間）加熱して焼成を行った後（第２焼成工程）、焼成物を急冷することにより、セメントクリンカ組成物を製造することができる。
［中庸熱ポルトランドセメント組成物］
本発明の中庸熱ポルトランドセメント組成物は、本発明のセメントクリンカ組成物または本発明のセメントクリンカ組成物の製造方法で製造されたセメントクリンカ組成物と石膏とを含む。
本発明の中庸熱ポルトランドセメント組成物は、本発明のセメントクリンカ組成物または本発明のセメントクリンカ組成物の製造方法で製造されたセメントクリンカ組成物と石膏とを含む。
本発明の中庸熱ポルトランドセメント組成物は、混合少量成分をさらに含んでもよい。混合少量成分には、たとえば、流動性、水和速度または強度発現の調節用として添加される、フライアッシュ、高炉スラグあるいはシリカフュームなどが挙げられる。また、他の少量成分には、コンクリートの流動性および強度をより向上させるために添加される、ＡＥ減水剤、高性能減水剤または高性能ＡＥ減水剤、とくにポリカル系高性能ＡＥ減水剤などが挙げられる。
［モルタルおよびコンクリート］
本発明の中庸熱ポルトランドセメント組成物を、水と混合することにより、セメントミルクを作製することができ、水および砂と混合することにより、モルタルを作製することができ、砂および砂利と混合することにより、コンクリートを製造することができる。また、上記セメント組成物からモルタルやコンクリートを作製する際、高炉スラグやフライアッシュなどを添加することもできる。
本発明の中庸熱ポルトランドセメント組成物を、水と混合することにより、セメントミルクを作製することができ、水および砂と混合することにより、モルタルを作製することができ、砂および砂利と混合することにより、コンクリートを製造することができる。また、上記セメント組成物からモルタルやコンクリートを作製する際、高炉スラグやフライアッシュなどを添加することもできる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例は、本発明を限定するものではない。
［評価方法］
実施例および比較例のセメント組成物を次の評価方法で評価した。
（３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合）
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中の３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合は、セメントクリンカの原料の配合量からセメントクリンカ組成物におけるＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＦｅ２Ｏ３の割合を算出し、その算出結果を用いてボーグ式で算出した。
実施例および比較例のセメント組成物を次の評価方法で評価した。
（３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合）
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中の３ＣａＯ・ＳｉＯ２、２ＣａＯ・ＳｉＯ２、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合は、セメントクリンカの原料の配合量からセメントクリンカ組成物におけるＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＦｅ２Ｏ３の割合を算出し、その算出結果を用いてボーグ式で算出した。
（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合）
上記で算出した３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合と、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合とを足し算して、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合を算出した。
上記で算出した３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３の割合と、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の割合とを足し算して、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合を算出した。
（固溶しているＳＯ３の含有量）
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中のＳＯ３の含有量を、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準拠して測定した。測定には、原子吸光分析装置（（株）日立ハイテクノロジーズ製、品番：Ｚ２０００型）を使用した。次に、セメント協会標準試験方法、ＪＣＡＳ Ｉ−０４：２００４に準拠してセメントクリンカ組成物中の水溶性アルカリ量を測定し、この測定値に基づいて、ＳＯ３に換算したアルカリ硫酸塩の含有量を算出した。そして、セメントクリンカ組成物中のＳＯ３の含有量から、ＳＯ３に換算したアルカリ硫酸塩の含有量を引き算して、固溶しているＳＯ３の含有量を算出した。
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中のＳＯ３の含有量を、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準拠して測定した。測定には、原子吸光分析装置（（株）日立ハイテクノロジーズ製、品番：Ｚ２０００型）を使用した。次に、セメント協会標準試験方法、ＪＣＡＳ Ｉ−０４：２００４に準拠してセメントクリンカ組成物中の水溶性アルカリ量を測定し、この測定値に基づいて、ＳＯ３に換算したアルカリ硫酸塩の含有量を算出した。そして、セメントクリンカ組成物中のＳＯ３の含有量から、ＳＯ３に換算したアルカリ硫酸塩の含有量を引き算して、固溶しているＳＯ３の含有量を算出した。
（ＭｇＯの含有量）
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中のＭｇＯの含有量は、クリンカ原料を配合するときの塩基性炭酸マグネシウムの配合量から算出した。
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中のＭｇＯの含有量は、クリンカ原料を配合するときの塩基性炭酸マグネシウムの配合量から算出した。
（Ｐ２Ｏ５の含有量）
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中のＭｇＯの含有量は、クリンカ原料を配合するときのリン酸三カルシウムの配合量から算出した。
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中のＭｇＯの含有量は、クリンカ原料を配合するときのリン酸三カルシウムの配合量から算出した。
（スズまたはスズ化合物の含有量）
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中のスズまたはスズ化合物の含有量は、クリンカ原料を配合するときの酸化スズ粉末の配合量から算出した。
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中のスズまたはスズ化合物の含有量は、クリンカ原料を配合するときの酸化スズ粉末の配合量から算出した。
（２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積）
以下の測定条件にて粉末Ｘ線回折測定を行い、得られたＸ線回折プロファイルをリートベルト解析ソフトで解析し、β−Ｃ２Ｓの格子体積を求めた。
粉末Ｘ線回折装置：粉末解析用Ｘ線回折装置 Ｘ’Ｐａｒｔ Ｐｏｗｄｅｒ（パナリ ティカル社製）
結晶構造解析用ソフトウエア：（Ｘ’Ｐａｒｔ Ｈｉｇｈ Ｓｃｏｒｅ Ｐｌｕｓ
ｖｅｒｓｉｏｎ ２．１ｂ）
Ｘ線管球 ：Ｃｕ
管電圧−管電流 ：４５ｋＶ−４０ｍＡ
測定範囲（２θ）：１０〜７０°
ステップ幅 ：０．０１７°
スキャン速度 ：０．１０１２°／秒
なお、解析で使用した各クリンカ鉱物の結晶構造データは以下のとおりである。
Ｃ３Ｓ ：単斜晶系（空間群Ｃ１ｍ１） （参考文献１）
Ｃ２Ｓ ：単斜晶系（空間群Ｐ２１／ｎ）（参考文献２）
Ｃ３Ａ（立方晶）：立方晶系（空間群Ｐ２１３） （参考文献３）
Ｃ３Ａ（斜方晶）：斜方晶系（空間群Ｐｂｃａ） （参考文献３）
Ｃ４ＡＦ ：斜方晶系（空間群Ｉｍａ２） （参考文献４）
各参考文献を以下に示す。
参考文献１：F.Nishi and Y.Takeuchi, Tricalcium silicate Ca3O[SiO4]: The monoclinic Superstructure, Zeitschrift fur Krystallographie, vol.172, pp.297-314(1985)
参考文献２：Mumme, W.Hill, R.Bushnell-Wye, G.Segnit, E.Neues Jahrb.Mineral.,Abh., vol.169, p.35(1995)
参考文献３：Y.Takeuchi and F.Nishi, Crystal-chemical Characterization of the 3CaO-Al2O3-Na2O Solid Solution Series, Zeitschrift fur Kristallographie, vol.152, pp,259-307(1980)
参考文献４：A.A.Colville and S.Geller, The Crystal Structute of Brownmillerite, Ca2FeAlO5, Acta Crystallographica, vol.B27, p.2311(1971)
以下の測定条件にて粉末Ｘ線回折測定を行い、得られたＸ線回折プロファイルをリートベルト解析ソフトで解析し、β−Ｃ２Ｓの格子体積を求めた。
粉末Ｘ線回折装置：粉末解析用Ｘ線回折装置 Ｘ’Ｐａｒｔ Ｐｏｗｄｅｒ（パナリ ティカル社製）
結晶構造解析用ソフトウエア：（Ｘ’Ｐａｒｔ Ｈｉｇｈ Ｓｃｏｒｅ Ｐｌｕｓ
ｖｅｒｓｉｏｎ ２．１ｂ）
Ｘ線管球 ：Ｃｕ
管電圧−管電流 ：４５ｋＶ−４０ｍＡ
測定範囲（２θ）：１０〜７０°
ステップ幅 ：０．０１７°
スキャン速度 ：０．１０１２°／秒
なお、解析で使用した各クリンカ鉱物の結晶構造データは以下のとおりである。
Ｃ３Ｓ ：単斜晶系（空間群Ｃ１ｍ１） （参考文献１）
Ｃ２Ｓ ：単斜晶系（空間群Ｐ２１／ｎ）（参考文献２）
Ｃ３Ａ（立方晶）：立方晶系（空間群Ｐ２１３） （参考文献３）
Ｃ３Ａ（斜方晶）：斜方晶系（空間群Ｐｂｃａ） （参考文献３）
Ｃ４ＡＦ ：斜方晶系（空間群Ｉｍａ２） （参考文献４）
各参考文献を以下に示す。
参考文献１：F.Nishi and Y.Takeuchi, Tricalcium silicate Ca3O[SiO4]: The monoclinic Superstructure, Zeitschrift fur Krystallographie, vol.172, pp.297-314(1985)
参考文献２：Mumme, W.Hill, R.Bushnell-Wye, G.Segnit, E.Neues Jahrb.Mineral.,Abh., vol.169, p.35(1995)
参考文献３：Y.Takeuchi and F.Nishi, Crystal-chemical Characterization of the 3CaO-Al2O3-Na2O Solid Solution Series, Zeitschrift fur Kristallographie, vol.152, pp,259-307(1980)
参考文献４：A.A.Colville and S.Geller, The Crystal Structute of Brownmillerite, Ca2FeAlO5, Acta Crystallographica, vol.B27, p.2311(1971)
（固溶しているＳＯ３の含有量、Ｐ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量の関係式）
上記で算出した固溶しているＳＯ３の含有量ならびに上記で測定したＰ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量を下記式（５）に代入して値Ｘを算出した。
Ｘ＝（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量） （５）
上記で算出した固溶しているＳＯ３の含有量ならびに上記で測定したＰ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量を下記式（５）に代入して値Ｘを算出した。
Ｘ＝（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量） （５）
（４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１）
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中の４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１は、サリチル酸メタノールを用いてセメントクリンカ組成物中の３ＣａＯ・ＳｉＯ２および２ＣａＯ・ＳｉＯ２を溶出させた後、残ったセメントクリンカ組成物の粉末Ｘ線回折パターンを測定し、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の（０２０）面のＸ線回折パターンのバックグランドを差し引いたピーク強度を、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の（１４１）面のＸ線回折パターンのバックグランドを差し引いたピーク強度で割り算することによって算出した。また、粉末Ｘ線回折の測定条件は以下のとおりである。
粉末Ｘ線回折装置：粉末解析用Ｘ線回折装置 Ｘ’Ｐａｒｔ Ｐｏｗｄｅｒ（パナリティカル社製）
Ｘ線管球：Ｃｕ
管電圧−管電流：４５ｋＶ−４０ｍＡ
測定範囲（２θ）：１０〜７０°
ステップ幅：０．０１７°
スキャン速度：０．１０１２°／秒
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物中の４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１は、サリチル酸メタノールを用いてセメントクリンカ組成物中の３ＣａＯ・ＳｉＯ２および２ＣａＯ・ＳｉＯ２を溶出させた後、残ったセメントクリンカ組成物の粉末Ｘ線回折パターンを測定し、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の（０２０）面のＸ線回折パターンのバックグランドを差し引いたピーク強度を、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の（１４１）面のＸ線回折パターンのバックグランドを差し引いたピーク強度で割り算することによって算出した。また、粉末Ｘ線回折の測定条件は以下のとおりである。
粉末Ｘ線回折装置：粉末解析用Ｘ線回折装置 Ｘ’Ｐａｒｔ Ｐｏｗｄｅｒ（パナリティカル社製）
Ｘ線管球：Ｃｕ
管電圧−管電流：４５ｋＶ−４０ｍＡ
測定範囲（２θ）：１０〜７０°
ステップ幅：０．０１７°
スキャン速度：０．１０１２°／秒
（ブレーン比表面積値）
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物のブレーン比表面積値をＪＩＳ Ｒ ５２０１ 「セメントの物理試験方法」に準拠して測定した。
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物のブレーン比表面積値をＪＩＳ Ｒ ５２０１ 「セメントの物理試験方法」に準拠して測定した。
（２８日材齢モルタル強度）
ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法：１０．４供試体の作り方」に準拠して、実施例および比較例のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物から作製したモルタルをそれぞれ、４０×４０×１６０ｍｍの金属型枠３個に打設し、２４時間後に脱型してモルタル供試体を３個ずつ作製した。２０℃水中で材齢２８日まで養生し、ＪＩＳＲ ５２０１「セメントの物理試験方法：１０．５測定」に準拠して、圧縮強さを測定した。
ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法：１０．４供試体の作り方」に準拠して、実施例および比較例のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物から作製したモルタルをそれぞれ、４０×４０×１６０ｍｍの金属型枠３個に打設し、２４時間後に脱型してモルタル供試体を３個ずつ作製した。２０℃水中で材齢２８日まで養生し、ＪＩＳＲ ５２０１「セメントの物理試験方法：１０．５測定」に準拠して、圧縮強さを測定した。
（コンクリートのスランプフロー値の測定）
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物から作製したコンクリートのスランプフロー値を、「高流動コンクリート施工指針の試験方法（土木学会基準）スランプフロー試験」に準拠して測定した。スランプフローの測定は、コンクリート組成物混練りした後５分経過後に実施した。
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物から作製したコンクリートのスランプフロー値を、「高流動コンクリート施工指針の試験方法（土木学会基準）スランプフロー試験」に準拠して測定した。スランプフローの測定は、コンクリート組成物混練りした後５分経過後に実施した。
［実施例および比較例のセメント組成物の作製］
以下のようにして、実施例および比較例のセメント組成物を作製した。
以下のようにして、実施例および比較例のセメント組成物を作製した。
＜実施例１〜９、比較例１〜３＞
（セメントクリンカ組成物の作製）
クリンカ原料として、二酸化珪素（キシダ化学（株）製、試薬１級、ＳｉＯ２）、酸化鉄（III）（関東化学（株）製、試薬特級、Ｆｅ２Ｏ３）、炭酸カルシウム（キシダ化学（株）製、試薬１級、ＣａＣＯ３）、酸化アルミニウム（関東化学（株）製、試薬１級、Ａｌ２Ｏ３）、塩基性炭酸マグネシウム（キシダ化学（株）製、試薬特級、４ＭｇＣＯ３・Ｍｇ（ＯＨ）２・５Ｈ２Ｏ）、炭酸ナトリウム（キシダ化学（株）製、無水・特級、Ｎａ２ＣＯ３）、リン酸三カルシウム（キシダ化学（株）製、試薬１級、Ｃａ３（ＰＯ４）２）、硫酸カルシウム２水和物（キシダ化学（株）製、試薬１級、ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）および酸化スズ粉末（和光純薬工業（株）製、型番：Ｎｏ．２０−０１６０）を用いた。
（セメントクリンカ組成物の作製）
クリンカ原料として、二酸化珪素（キシダ化学（株）製、試薬１級、ＳｉＯ２）、酸化鉄（III）（関東化学（株）製、試薬特級、Ｆｅ２Ｏ３）、炭酸カルシウム（キシダ化学（株）製、試薬１級、ＣａＣＯ３）、酸化アルミニウム（関東化学（株）製、試薬１級、Ａｌ２Ｏ３）、塩基性炭酸マグネシウム（キシダ化学（株）製、試薬特級、４ＭｇＣＯ３・Ｍｇ（ＯＨ）２・５Ｈ２Ｏ）、炭酸ナトリウム（キシダ化学（株）製、無水・特級、Ｎａ２ＣＯ３）、リン酸三カルシウム（キシダ化学（株）製、試薬１級、Ｃａ３（ＰＯ４）２）、硫酸カルシウム２水和物（キシダ化学（株）製、試薬１級、ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）および酸化スズ粉末（和光純薬工業（株）製、型番：Ｎｏ．２０−０１６０）を用いた。
配合量を適宜変えて配合したクリンカ原料を、電気炉に投入して１０００℃で３０分間の焼成を行った後、１０００℃から１４５０℃まで３０分間かけて昇温させ、さらに１４５０℃で１５分間の焼成を行った後、焼成物を急冷して、各実施例、比較例に用いたセメントクリンカを作製した。
（セメント組成物の作製）
上記作製したセメントクリンカ組成物に内割りでＳＯ3換算量１．５質量％の半水石膏（関東化学株式会社製半水石膏、型番：０７１０８−０１（焼石膏、鹿１級）とを配合した。そして、配合物を、ブレーン比表面積値が約３０００〜約３３００ｃｍ２／ｇの範囲となるようにボールミルで粉砕して、各実施例および比較例のセメントクリンカ組成物を用いたセメント組成物を作製した。
上記作製したセメントクリンカ組成物に内割りでＳＯ3換算量１．５質量％の半水石膏（関東化学株式会社製半水石膏、型番：０７１０８−０１（焼石膏、鹿１級）とを配合した。そして、配合物を、ブレーン比表面積値が約３０００〜約３３００ｃｍ２／ｇの範囲となるようにボールミルで粉砕して、各実施例および比較例のセメントクリンカ組成物を用いたセメント組成物を作製した。
（モルタルの作製）
ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠してモルタルを調製した。
ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠してモルタルを調製した。
（コンクリートの作製）
下記の表１に示す配合割合で、実施例および比較例のセメント組成物、砂（揖斐川産川砂）、砂利（西島産砕石）、高性能ＡＥ減水剤（商品名：レオビルドＳＰ８ＳＢ、ＢＡＳＦポゾリス（株）製）および水を、パン型強制ミキサ（岡三機工（株）製、型番：ダマカットミキサー）を用いて均質に混合して、スランプフロー測定用のコンクリートを調製した。
下記の表１に示す配合割合で、実施例および比較例のセメント組成物、砂（揖斐川産川砂）、砂利（西島産砕石）、高性能ＡＥ減水剤（商品名：レオビルドＳＰ８ＳＢ、ＢＡＳＦポゾリス（株）製）および水を、パン型強制ミキサ（岡三機工（株）製、型番：ダマカットミキサー）を用いて均質に混合して、スランプフロー測定用のコンクリートを調製した。
［評価結果］
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物の組成および評価結果を下記の表３に示す。
実施例および比較例のセメントクリンカ組成物の組成および評価結果を下記の表３に示す。
また、セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１は、セメントクリンカ組成物の焼成後の冷却開始温度を制御することによって調節することができることを示すために、実施例２と同じ組成のクリンカ組成物について、焼成後の冷却開始温度を変えて、セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１の関係を調べた。その結果を、表４ならびに図１および図２に示す。
（１）実施例１〜９のセメントクリンカ組成物の２８日材齢モルタル強度およびコンクリートのスランプフロー値と、比較例１〜５のセメンのクリンカ組成物の２８日材齢モルタル強度およびコンクリートのスランプフロー値とを比較することによって、セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量を、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇにし、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上にすることによって、そのセメントクリンカ組成物を用いて作製したセメント組成物の発現する強度を高くし、かつ、流動性を良好にできることがわかった。
（２）比較例１のセメントクリンカ組成物は、強度は高かったものの、スズの含有量が４０ｍｇよりも小さかったため、流動性が悪かった。
（３）比較例２のセメントクリンカ組成物は、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３よりも小さかったため、強度は低く、流動性も悪かった。
（４）比較例３のセメントクリンカ組成物は、スズの含有量が４０ｍｇよりも小さく、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３よりも小さかったため、強度は低く、流動性も悪かった。
（５）表４、図１および図２から４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１およびクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量は、セメントクリンカ組成物の焼成後の冷却開始温度を制御することによって調節することができることがわかった。
（２）比較例１のセメントクリンカ組成物は、強度は高かったものの、スズの含有量が４０ｍｇよりも小さかったため、流動性が悪かった。
（３）比較例２のセメントクリンカ組成物は、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３よりも小さかったため、強度は低く、流動性も悪かった。
（４）比較例３のセメントクリンカ組成物は、スズの含有量が４０ｍｇよりも小さく、セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３よりも小さかったため、強度は低く、流動性も悪かった。
（５）表４、図１および図２から４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１およびクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量は、セメントクリンカ組成物の焼成後の冷却開始温度を制御することによって調節することができることがわかった。
Claims (5)
- ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０〜５０質量％であり、
ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０〜１６質量％であるセメントクリンカ組成物であって、
前記セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇであり、
前記セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上であるセメントクリンカ組成物。 - 前記セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量が０．１１〜１．７０質量％であり、
ＭｇＯの含有量が０．６５〜１．９０質量％であり、
Ｐ２Ｏ５の含有量が０．１０〜０．３０質量％であり、
前記セメントクリンカ組成物に固溶しているＳＯ３の含有量、Ｐ２Ｏ５の含有量およびＭｇＯの含有量が、下記の式（１）の関係を満たす請求項１に記載のセメントクリンカ組成物。
（固溶しているＳＯ３の含有量）×（Ｐ２Ｏ５の含有量）÷（ＭｇＯの含有量）≧０．０５ （１） - 前記セメントクリンカ組成物中の４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３におけるＸ線回折強度比Ｉ０２０／Ｉ１４１が１０〜３０である請求項１または２に記載のセメントクリンカ組成物。
- ボーグ式で算出された２ＣａＯ・ＳｉＯ２の割合が３０〜５０質量％であり、
ボーグ式で算出された３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３および４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＦｅＯ３の合計の割合が１０〜１６質量％であるセメントクリンカ組成物を製造するセメントクリンカ組成物の製造方法であって、
前記セメントクリンカ組成物１ｋｇに対するスズまたはスズ化合物の含有量が、スズ元素に換算して、４０〜２５０ｍｇになり、前記セメントクリンカ組成物中のβ−２ＣａＯ・ＳｉＯ２の格子体積が３４７．０５×１０−３ｎｍ３以上になるように調整してセメントクリンカ組成物を製造するセメントクリンカ組成物の製造方法。 - 請求項１〜３のいずれか１項に記載のセメントクリンカ組成物または請求項４に記載のセメントクリンカ組成物の製造方法によって製造されたセメントクリンカ組成物と、石膏とを含む中庸熱ポルトランドセメント組成物。
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