JP2019014640A - セメント添加材及びセメント組成物 - Google Patents
セメント添加材及びセメント組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019014640A JP2019014640A JP2017135297A JP2017135297A JP2019014640A JP 2019014640 A JP2019014640 A JP 2019014640A JP 2017135297 A JP2017135297 A JP 2017135297A JP 2017135297 A JP2017135297 A JP 2017135297A JP 2019014640 A JP2019014640 A JP 2019014640A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cement
- mass
- fly ash
- coal gasification
- content
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
一方、次世代の石炭火力発電方式として検討及び実証が進められている石炭ガス化複合発電は、従来の石炭火力発電方式と比較して石炭の使用量が少なく、発電効率に優れ、石炭の利用炭種を拡大でき、環境負荷の低減を図ることができる等の利点を有することから、早期実用化が期待されている。
従来の石炭火力発電では、大量の石炭灰が発生するのに対して、石炭ガス化複合発電では、ガス化炉に投入された石炭中の灰成分が溶融してなるガラス状のスラグ(以下、「石炭ガス化スラグ」ともいう。)が大量に発生する。発生した石炭ガス化スラグは、セメント骨材やアスファルト舗装等に有効利用することができるものの、その発生量が大量であることから、更なる有効利用の方策が望まれている。
石炭ガス化スラグを用いたセメント組成物として、特許文献1には、ポゾランを30〜70重量%含有することを特徴とする水和反応遅延型セメント組成物において、上記ポゾランとして、石炭ガス化スラグ及び/又はフライアッシュを用いることが記載されている。
本発明の目的は、「JIS A 6201:2015(コンクリート用フライアッシュ)」のフライアッシュIV種の規定に適合するフライアッシュを含むにもかかわらず、該フライアッシュを含むセメント組成物の強度(例えば、モルタルの圧縮強さ)発現性の低下を抑制しうるセメント添加材を提供することである。
すなわち、本発明は、以下の[1]〜[5]を提供するものである。
[1] 「JIS A 6201:2015(コンクリート用フライアッシュ)」のフライアッシュIV種の規定に適合するフライアッシュ100質量部、および、ブレーン比表面積が3,000〜10,000cm2/gである石炭ガス化スラグ粉砕物15〜400質量部を含むセメント添加材であって、上記石炭ガス化スラグ粉砕物中、CaOの含有率が11.0〜23.0質量%であることを特徴とするセメント添加材。
[2] 上記石炭ガス化スラグ粉砕物中、SiO2の含有率が43.0〜55.0質量%であり、Al2O3の含有率が15.0〜25.0質量%である前記[1]に記載のセメント添加材。
[3] 上記石炭ガス化スラグ粉砕物中、Fe2O3の含有率が3.0〜15.0質量%であり、MgOの含有率が0.5〜5.0質量%である前記[1]又は[2]に記載のセメント添加材。
[4] 前記[1]〜[3]のいずれかに記載のセメント添加材、および、セメントを含むセメント組成物。
[5] 上記セメント組成物中、上記セメント添加材の含有率が5〜40質量%である前記[4]に記載のセメント組成物。
フライアッシュの強熱減量は、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の流動性及び空気連行性の向上や、意匠性の低下(モルタル等の表面の黒色化)の防止の観点から、好ましくは4.5質量%以下、より好ましくは0.1〜4.3質量%、さらに好ましくは0.3〜4.0質量%、特に好ましくは0.5〜3.5質量%である。
フライアッシュのブレーン比表面積は、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の流動性や強度発現性をより向上させるなどの観点から、好ましくは2,000〜5,000cm2/g、より好ましくは2,200〜4,500cm2/g、さらに好ましくは2,300〜4,300cm2/g、さらに好ましくは2,500〜4,000cm2/g、特に好ましくは2,500〜3,600cm2/gである。
本発明で用いられる石炭ガス化スラグ粉砕物は、石炭ガス化スラグを粉砕してなるものである。石炭ガス化スラグ粉砕物のブレーン比表面積は、3,000〜10,000cm2/g、好ましくは3,500〜9,000cm2/g、より好ましくは3,700〜8,000cm2/g、さらに好ましくは3,800〜7,500cm2/g、特に好ましくは4,000〜7,000cm2/gである。該ブレーン比表面積が3,000cm2/g未満であると、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性が低下する。該ブレーン比表面積が10,000cm2/gを超えると、石炭ガス化スラグの粉砕に手間がかかることから、コストが高くなる。
石炭ガス化スラグ粉砕物中、SiO2の含有率は、好ましくは43.0〜55.0質量%、より好ましくは44.5〜53.5質量%、特に好ましくは46.0〜51.0質量%である。該含有率が43.0質量%未満である石炭ガス化スラグ粉砕物の入手は困難である。該含有率が55.0質量%以下であれば、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性が、該含有率が55.0質量%を超える場合と比べて大きくなる。
石炭ガス化スラグ粉砕物中、Al2O3の含有率は、好ましくは15.0〜25.0質量%、より好ましくは16.0〜23.5質量%、特に好ましくは17.0〜22.0質量%である。該含有率が15.0質量%以上であれば、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性が、該含有率が15.0質量%未満である場合と比べて大きくなる。該含有率が25.0質量%を超える石炭ガス化スラグ粉砕物の入手は困難である。
石炭ガス化スラグ粉砕物中、MgOの含有率は、好ましくは0.5〜5.0質量%、より好ましくは0.8〜4.0質量%、特に好ましくは1.0〜3.0質量%である。該含有率が0.5質量%以上であれば、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物の強度発現性が、該含有率が0.5質量%未満である場合と比べて大きくなる。該含有率が5.0質量%を超える石炭ガス化スラグ粉砕物の入手は困難である。
フライアッシュと石炭ガス化スラグ粉砕物を混合するための混合手段としては、特に限定されるものではなく、例えば、パン型ミキサ、オムニミキサ、パドルミキサ等が挙げられる。
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや、エコセメント等が挙げられる。中でも、セメント組成物の強度発現性がより向上する観点から、普通ポルトランドセメント又は早強ポルトランドセメントが好ましい。
セメント組成物中のセメント添加材の含有率は、好ましくは5〜40質量%、より好ましくは7〜35質量%、特に好ましくは10〜30質量%である。該含有率が5質量%以上であれば、フライアッシュ及び石炭ガス化スラグ粉砕物の有効利用をより促進することができる。該含有率が40質量%以下であれば、セメント組成物の強度発現性の低下を抑制することができる。
セメント添加材とセメントを混合するための混合手段は、特に限定されるものではなく、例えば、パン型ミキサ、オムニミキサ、パドルミキサ等が挙げられる。
[使用材料]
(1)セメント;普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)
(2)フライアッシュA;「JIS A 6201:2015(コンクリート用フライアッシュ)」のフライアッシュIV種の規定に適合するもの、ブレーン比表面積:3,180cm2/g、強熱減量:0.8質量%、材齢28日における活性度指数:75、材齢91日における活性度指数:85
(3)フライアッシュB;「JIS A 6201:2015(コンクリート用フライアッシュ)」のフライアッシュIV種の規定に適合するもの、ブレーン比表面積:2,350cm2/g、強熱減量:4.0質量%、材齢28日における活性度指数:71、材齢91日における活性度指数:83
(4)石炭ガス化スラグ粉砕物A〜C;表1参照
(5)細骨材;「JIS R 5201:2015(セメントの物理試験方法)」に規定する標準砂
(6)水;水道水
フライアッシュAと、表2に示す種類の石炭ガス化スラグ粉砕物を、表2に示す配合で混合してセメント添加材を調製した。
普通ポルトランドセメントと、得られたセメント添加材を、普通ポルトランドセメント及びセメント添加材の合計100質量%中、セメント添加材の含有率が25質量%となるような配合で混合してセメント組成物を調製した。
得られたセメント組成物について「JIS R 5201:2015(セメントの物理試験方法)」に準拠して、モルタルのフロー値、及び、材齢28日、91日におけるモルタルの圧縮強さを測定した。
結果を表2に示す。なお、表2中、モルタルのフロー値は、「フロー値」として表記した。表3〜4も同様である。
[参考例1]
普通ポルトランドセメントについて、実施例1と同様にして、モルタルのフロー値、及び、材齢28日、91日におけるモルタルの圧縮強さを測定した。
結果を表2〜3に示す。
フライアッシュAと石灰ガス化スラグ粉砕物Aと普通ポルトランドセメントを含むセメント組成物について「JIS R 5201:2015(セメントの物理試験方法)」に準拠して、モルタルのフロー値、及び、材齢28日、91日におけるモルタルの圧縮強さを測定した。フライアッシュA、石灰ガス化スラグ粉砕物A、及び普通ポルトランドセメントは、モルタルを混練する際に、別々にミキサに投入した。
フライアッシュA及び石灰ガス化スラグ粉砕物Aの組み合わせであるセメント添加材は、表3に示す配合に従った。また、セメント組成物は、普通ポルトランドセメント及びセメント添加材の合計100質量%中、セメント添加材の含有率が25質量%となるような配合とした。
結果を表3に示す。
フライアッシュAの代わりにフライアッシュBを使用したこと以外は、実施例2と同様にして、モルタルのフロー値、及び、材齢28日、91日におけるモルタルの圧縮強さを測定した。
[比較例5]
フライアッシュAの代わりにフライアッシュBを使用したこと以外は、比較例1と同様にして、モルタルのフロー値、及び、材齢28日、91日におけるモルタルの圧縮強さを測定した。
結果を表4に示す。
このことから、セメントの一部をフライアッシュに置き換えた場合、セメント組成物の強度発現性(特に、材齢28日におけるモルタルの圧縮強さ)が低下することがわかる。
表2から、実施例1〜4(フライアッシュA及び石炭ガス化スラグ粉砕物Aを用いたセメント組成物)の各材齢におけるモルタルの圧縮強さは、比較例1(普通ポルトランドセメントとフライアッシュAからなるセメント組成物)の各材齢におけるモルタルの圧縮強さよりも大きいことがわかる。
また、実施例5〜8(フライアッシュA及び石炭ガス化スラグ粉砕物Bを用いたセメント組成物)の各材齢におけるモルタル圧縮強さは、比較例1の各材齢におけるモルタルの圧縮強さよりも大きいことがわかる。
表2から、比較例2〜4(フライアッシュA及びブレーン比表面積が2,500cm2/gの石炭ガス化スラグ粉砕物Cを用いたセメント組成物)の各材齢におけるモルタルの圧縮強さは、比較例1及び参考例1の各材齢におけるモルタルの圧縮強さよりも小さいことがわかる。
表2、3から、実施例2〜3(予め混合したセメント添加材と普通ポルトランドセメントを混合してなるセメント組成物を用いた場合)と、実施例9〜10(モルタルを混練する際に各材料を別々にミキサに投入した場合)を比較すると、モルタルのフロー値及びモルタルの圧縮強さは同程度であることがわかる。
表4から、実施例11(フライアッシュB及び石炭ガス化スラグ粉砕物Aを用いたセメント組成物)の各材齢におけるモルタルの圧縮強さは、比較例5(普通ポルトランドセメントとフライアッシュBからなるセメント組成物)の各材齢におけるモルタルの圧縮強さよりも大きいことがわかる。
これらのことから、本発明のセメント添加材によれば、「JIS A 6201:2015(コンクリート用フライアッシュ)」のフライアッシュIV種の規定に適合するフライアッシュを含むにもかかわらず、該フライアッシュを含むセメント組成物の強度発現性の低下を抑制しうることがわかる。
Claims (5)
- 「JIS A 6201:2015(コンクリート用フライアッシュ)」のフライアッシュIV種の規定に適合するフライアッシュ100質量部、および、ブレーン比表面積が3,000〜10,000cm2/gである石炭ガス化スラグ粉砕物15〜400質量部を含むセメント添加材であって、
上記石炭ガス化スラグ粉砕物中、CaOの含有率が11.0〜23.0質量%であることを特徴とするセメント添加材。 - 上記石炭ガス化スラグ粉砕物中、SiO2の含有率が43.0〜55.0質量%であり、Al2O3の含有率が15.0〜25.0質量%である請求項1に記載のセメント添加材。
- 上記石炭ガス化スラグ粉砕物中、Fe2O3の含有率が3.0〜15.0質量%であり、MgOの含有率が0.5〜5.0質量%である請求項1又は2に記載のセメント添加材。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のセメント添加材、および、セメントを含むセメント組成物。
- 上記セメント組成物中、上記セメント添加材の含有率が5〜40質量%である請求項4に記載のセメント組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017135297A JP6976757B2 (ja) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | セメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017135297A JP6976757B2 (ja) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | セメント組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019014640A true JP2019014640A (ja) | 2019-01-31 |
JP6976757B2 JP6976757B2 (ja) | 2021-12-08 |
Family
ID=65356456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017135297A Active JP6976757B2 (ja) | 2017-07-11 | 2017-07-11 | セメント組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6976757B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111672874A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-18 | 陕西正元环保科技产业(集团)有限公司 | 一种炉渣和粉煤灰回收方法及燃煤电厂锅炉系统 |
-
2017
- 2017-07-11 JP JP2017135297A patent/JP6976757B2/ja active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111672874A (zh) * | 2020-06-12 | 2020-09-18 | 陕西正元环保科技产业(集团)有限公司 | 一种炉渣和粉煤灰回收方法及燃煤电厂锅炉系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6976757B2 (ja) | 2021-12-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6021753B2 (ja) | 混合セメント | |
JP2011020890A (ja) | セメント組成物の水和熱低減方法及びセメント組成物の製造方法 | |
JP2012254909A (ja) | セメント組成物 | |
JP6282408B2 (ja) | 水硬性組成物 | |
JP2018100204A (ja) | セメント組成物の製造方法 | |
JP5932478B2 (ja) | セメント組成物およびその製造方法 | |
JP2019014640A (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
JP7369849B2 (ja) | セメント組成物 | |
JP2018172260A (ja) | 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 | |
JP6285135B2 (ja) | セメントクリンカ及びセメント | |
JP6961296B2 (ja) | セメント組成物 | |
JP6316576B2 (ja) | セメント組成物 | |
JP2019052073A (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
JP2010168256A (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
JP2019131416A (ja) | セメント組成物及びその製造方法 | |
JP2008290926A (ja) | 焼成物、セメント添加材及びセメント組成物 | |
JP2008222475A (ja) | 焼成物、セメント添加材及びセメント組成物 | |
JP4453098B2 (ja) | リン高含有クリンカと高炉スラグ微粉末からなる低発熱型セメント | |
JP2005272222A (ja) | コンクリート | |
JP6570396B2 (ja) | 左官用粉末状セメント組成物および左官用モルタル | |
JP7219785B2 (ja) | 混合セメント組成物、及びその製造方法 | |
JP6385818B2 (ja) | セメント添加剤及びセメント組成物 | |
JP2018065750A (ja) | セメントクリンカ及びセメント | |
JP6278478B2 (ja) | セメント組成物およびコンクリート | |
JP5501705B2 (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200609 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210520 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210608 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210804 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211109 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211110 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6976757 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |