JP2018172260A - 高活性銅スラグ微粉末の製造方法、高活性銅スラグ微粉末およびセメント組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
また、セメント業界では低炭素社会の実現のために、セメントクリンカー焼成の際に排出されるCO2を低減することが課題となっており、その対策のひとつとして、セメントの一部を混合材で置き換えることが検討されている。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、銅精錬所において副生した銅スラグを用いて、セメント用混合材として用いることができる高活性な銅スラグとして改質できる高活性銅スラグ微粉末の製造方法、セメント用混合材として有用な高活性銅スラグ微粉末およびこれを含むセメント組成物を提供することを目的とする。
この場合、過剰に微細な銅スラグ微粉末の生成を抑制できるので、得られる銅スラグ微粉末をセメントに混合する際の作業性が向上すると共に、過剰な粉砕動力を低減できる。
このような構成の高活性銅スラグ微粉末は、ブレーン比表面積が2000cm2/g以上と微細であることに加えて、溶解シリカ量が1.5mmol/L以上と高いので、セメントに混合した場合の活性度指数が高く、セメント用混合材として有用となる。
このような構成のセメント組成物は、混合材として、上記の高活性銅スラグ微粉末を含むので、圧縮強度を大幅に低下させることなく、CO2排出量を抑制できるセメントを提供することができる。
銅精錬所において副生した下記の組成を有する塊状銅スラグを用意した。塊状銅スラグの平均粒径は、24mm(粒径の範囲は2〜40mm)であった。
Fe2O3 :51.25質量%
SiO2 :34.72質量%
CaO :5.43質量%
Al2O3 :5.48質量%
MgO :0.73質量%
SO3 :0.11質量%
Na2O :1.25質量%
K2O :0.84質量%
TiO2 :0.50質量%
MnO :0.16質量%
P2O5 :0.18質量%
上記の塊状銅スラグを、ディスクミルを用いて、ブレーン値が約2000cm2/g(本発明例1)、約3000cm2/g(本発明例2)、約4000cm2/g(本発明例3)、約5000cm2/g(本発明例4)になるように粉砕して、銅スラグ微粉末を得た。
JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に記載のブレーン空気透過装置を用いた比表面積試験に準拠して測定した。
粒度分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置(日機装社製マイクロトラック、型式MT3300EXII)を用い、銅スラグ微粉末を装置内でエタノール(分散媒屈折率:1.360)とともに、超音波(出力30W)で1分間分散させ、粒子の屈折率に起因するパラメータを1.70に設定して測定した。
JIS A 1145「骨材のアルカリシリカ反応性試験方法(化学法)」に準拠して、溶解シリカ量を測定した。
JIS A 6206「コンクリート用高炉スラグ微粉末」に準拠して測定した。銅スラグ微粉末の置換率は20質量%とした。活性度指数は、材齢28日と材齢91日で測定した。なお、表1には、参考例1として、基準モルタルの圧縮強度を記載した。
また、ブレーン比表面積が大きくなるに伴って、指数的に溶解シリカと活性度指数が増加することが確認された。これは、粉砕が進むに伴って、銅スラグ粉末の表面に活性な酸化ケイ素が露出するためであると考えられる。そして、溶解シリカ量が増加することによって、銅スラグ微粉末中のシリカ分とセメント中のカルシウム分との反応性が向上して、活性度指数がさらに向上すると考えられる。
Claims (4)
- 酸化鉄の含有量が35質量%以上55質量%以下の範囲、二酸化けい素の含有量が28質量%以上38質量%以下の範囲、酸化カルシウムの含有量が1質量%以上10質量%以下の範囲、酸化アルミニウムの含有量が2質量%以上8質量%以下の範囲にある組成を有し、平均粒径が1mm〜50mmの塊状銅スラグを、ブレーン比表面積が2000cm2/g以上の微粉末となるまで粉砕することを特徴とする高活性銅スラグ微粉末の製造方法。
- 前記塊状銅スラグを、ブレーン比表面積が5000cm2/gを超えないように粉砕する請求項1に記載の高活性銅スラグ微粉末の製造方法。
- ブレーン比表面積が2000cm2/g以上で、溶解シリカ量が1.5mmol/L以上であることを特徴とする高活性銅スラグ微粉末。
- セメントと、ブレーン比表面積が2000cm2/g以上で、溶解シリカ量が1.5mmol/L以上である銅スラグ微粉末とを含み、
銅スラグ微粉末を、前記セメント100質量部に対して5質量部以上35質量部以下の範囲の量にて含むことを特徴とするセメント組成物。
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