JP2019119641A - Method for producing portland cement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、普通ポルトランドセメントのクリンカを用いて、早強ポルトランドセメントと同等の性状を有するポルトランドセメントの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing portland cement having properties equivalent to that of early-strength portland cement using clinker of ordinary portland cement.
現在、ＪＩＳ Ｒ ５２１０「ポルトランドセメント」（以下、「ＪＩＳ」と略記する場合がある。）には、普通、早強、および中庸熱等の６種類のポルトランドセメントの規格値（圧縮強さ、凝結、および比表面積等）が規定されている。これらの規格値のうち、圧縮強さと凝結（時間）は、セメントの水和特性に依拠するため、エーライト、ビーライト、およびアルミネート相などのセメント鉱物の組成が大きく影響する。
したがって、各種ポルトランドセメントを製造するセメント工場では、それぞれのセメント鉱物組成に応じて、石灰石や粘土等の複数のクリンカ原料を調合し、原料（粉砕）工程、焼成工程、および仕上げ工程を経て各種のポルトランドセメントを製造している。
Currently, JIS R 5210 "Portland cement" (hereinafter sometimes abbreviated as "JIS") has standard values (compressive strength, condensation) of six types of portland cement such as normal, early strength and moderate heat. , And specific surface area etc. are specified. Among these specifications, the compressive strength and the setting (time) depend on the hydration characteristics of the cement, so the composition of cement minerals such as alite, belite and aluminate phase has a large influence.
Therefore, in a cement plant producing various portland cements, a plurality of clinker raw materials such as limestone and clay are compounded according to each cement mineral composition, and various raw materials (grinding), firing steps and finishing steps are carried out. Manufactures Portland cement.
しかし、多種類のポルトランドセメントを製造する場合、下記の課題がある。
（i）１台の焼成炉（ロータリーキルン）を、異なる種類のポルトランドセメントに共用する場合、クリンカ原料の切り替え時に、過渡（中間）的なセメント鉱物組成を含むクリンカが排出されるが、該クリンカはセメントクリンカとして使用できない。
（ii）原料の調合比率に応じて焼成運転条件を変えなければならないが、運転が安定するまでには時間がかかり、この間、運転の乱れにより品質不良のクリンカが生成され易い。
（iii）セメントの種類（特性）が異なるため、それぞれのセメント専用の原料粉混合槽、原料粉貯蔵サイロ、およびクリンカ貯蔵タンクを個別に設置しなければならず、設備コストが膨らむ。
以上のように、多種類のポルトランドセメントの製造では、原料が完全に切り替わる間は、時間と原料を浪費することになり、また、セメントの種類ごとに設備を増設する必要がある。
However, in the case of producing many types of portland cement, there are the following problems.
(I) When one baking furnace (rotary kiln) is shared for different types of portland cement, clinker containing a transient (intermediate) cement mineral composition is discharged when switching clinker raw materials, but the clinker It can not be used as a cement clinker.
(Ii) The firing operation conditions must be changed according to the blending ratio of the raw materials, but it takes time to stabilize the operation, and during this time, clinker of poor quality is likely to be generated due to the disturbance of the operation.
(Iii) Since the type (characteristics) of cement is different, the raw material powder mixing tank, raw material powder storage silo, and clinker storage tank for each of the cements must be installed separately, which increases the equipment cost.
As described above, in the production of various types of portland cement, while the raw materials are completely switched, time and raw materials are wasted, and it is necessary to add equipment for each type of cement.
そこで、セメント製造における前記課題を解決する手段の一つとして、特許文献１では、普通ポルトランドセメントクリンカ、石膏、トリエタノールアミンまたはジエチレングリコール、および、オキシカルボン酸（塩）またはリグニンスルホン酸（塩）を添加して粉砕する早強ポルトランドセメントの製造方法が提案されている。そして、請求項（３）には、トリエタノールアミンまたはジエチレングリコールを０．０１〜０．０４質量％、オキシカルボン酸（塩）またはリグニンスルホン酸（塩）を０．０１５〜０．０５質量％添加するとしている。
しかし、特許文献１には、前記製造方法について下記の特徴や短所が記載されている。
（ａ）トリエタノールアミン等を単独で０．０１〜０．０４質量％添加すると、セメント粉体の流動性が大きくなり過ぎて、輸送上の粉洩れやセメント袋詰め時の充填性が低下するから、これらに対処するためにオキシカルボン酸（塩）やリグニンスルホン酸（塩）を併用しなければならない（４頁右欄３〜１１行）。
（ｂ）特許文献１に記載の製造方法により製造した早強ポルトランドセメントの粉末度は、従来製法による早強ポルトランドセメントの粉末度よりも、やや高くしなければならない（４頁右欄下から１２行〜１４行）。
（ｃ）添加石膏中のII型無水石膏の含有率が３０質量％未満では、強度が低下する傾向にあるから（４頁右欄下から１行〜５頁２行）、特許文献１に記載の製造方法では、II型無水石膏は必須の原料である。
Therefore, as one of means for solving the above-mentioned problems in cement production, Patent Document 1 discloses common portland cement clinker, gypsum, triethanolamine or diethylene glycol, and oxycarboxylic acid (salt) or lignin sulfonic acid (salt). A method of producing early-strength Portland cement is proposed, which is added and crushed. And in claim (3), 0.01 to 0.05% by mass of triethanolamine or diethylene glycol and 0.015 to 0.05% by mass of oxycarboxylic acid (salt) or lignin sulfonic acid (salt) are added. I am thinking.
However, Patent Document 1 describes the following features and disadvantages of the manufacturing method.
(A) When 0.01% to 0.04% by mass of triethanolamine or the like alone is added, the fluidity of cement powder becomes too large, and powder leakage during transportation and filling ability at the time of cement bagging decrease Therefore, in order to cope with these, it is necessary to use an oxycarboxylic acid (salt) and a lignin sulfonic acid (salt) in combination (p. 4 right column, lines 3 to 11).
(B) The degree of fineness of the early strength Portland cement produced by the production method described in Patent Document 1 must be slightly higher than the degree of fineness of early strength Portland cement according to the conventional production method Lines 14-14).
(C) If the content of Type II anhydrous gypsum in the added gypsum is less than 30% by mass, the strength tends to decrease (1 to 5 lines from the bottom of the right column on page 4) described in Patent Document 1 In the production method of type II anhydrous gypsum is an essential raw material.
従来、セメント分野では、オキシカルボン酸（塩）は凝結遅延剤として、またリグニンスルホン酸（塩）は減水剤として用いられている。したがって、オキシカルボン酸（塩）やリグニンスルホン酸（塩）はコンクリートのフレッシュ状態の性状に影響を与えるため、使用しないのが望ましい。
また、一般社団法人 セメント協会の統計によると、２０１６年度の早強ポルトランドセメントの生産量は３０５．７万トンであるから、仮に、特許文献１に記載の製造方法により、３０５．７万トンの早強ポルトランドセメントを製造するとしたら、５００〜１５００トンのオキシカルボン酸（塩）等が必要になり、その分、コスト高になる。
Conventionally, in the cement field, oxycarboxylic acid (salt) is used as a setting retarder, and lignin sulfonic acid (salt) is used as a water reducing agent. Therefore, it is desirable not to use oxycarboxylic acid (salt) and lignin sulfonic acid (salt) because they affect the properties of the fresh state of concrete.
In addition, according to the statistics of the general incorporated association Cement Association, the production amount of early-strength strong portland cement in fiscal 2016 is 30,570,000 tons, so according to the manufacturing method described in Patent Document 1, it is assumed that 30,570,000 tons In order to produce early strong Portland cement, 500 to 1500 tons of oxycarboxylic acid (salt) and the like are required, and the cost is increased accordingly.
したがって、本発明は、オキシカルボン酸（塩）やリグニンスルホン酸（塩）などの、コンクリートのフレッシュ状態の性状に影響を与える薬剤を使用することなく、普通ポルトランドセメントのクリンカを用いて、早強ポルトランドセメントと同等の性状を有するポルトランドセメントを製造する方法を提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, it is possible to use an ordinary Portland cement clinker without using an agent such as oxycarboxylic acid (salt) or lignin sulfonic acid (salt) that affects the properties of the fresh state of concrete. An object of the present invention is to provide a method for producing portland cement having properties equivalent to that of portland cement.
そこで、本発明者は前記課題を解決するため、種々検討した結果、特定のセメント鉱物組成を有する普通ポルトランドセメントクリンカ、二水石膏、およびトリエタノールアミンを特定の割合で混合して粉砕した特定のブレーン比表面積のポルトランドセメントは、早強ポルトランドセメントと同等の性状を有することを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の構成を有するポルトランドセメントの製造方法である。
なお、早強ポルトランドセメントと性状が同等とは、本発明の製造方法を用いて製造したポルトランドセメントを用いて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠して測定した、標準軟度水量、凝結時間（始発および終結）、および圧縮強さが、２０１７年１月発行の『セメントの常識』（一般社団法人セメント協会）の１９〜２０頁の表１−１０に記載されている早強ポルトランドセメントのこれらの値との差が、±１０％の範囲内にあることを意味する。
Therefore, as a result of various investigations to solve the above problems, the present inventors have mixed and crushed ordinary Portland cement clinker having a specific cement mineral composition, gypsum dihydrate, and triethanolamine at a specific ratio. Portland cement having a brane specific surface area was found to have properties equivalent to early-strength Portland cement, and completed the present invention. That is, the present invention is a method for producing portland cement having the following constitution.
In addition, the standard softness water quantity measured based on JIS R 5201 "Physical test method of cement" using Portland cement manufactured using the manufacturing method of the present invention that early-strength Portland cement and property are equivalent. , Setting time (starting and closing), and compressive strength are listed in Table 1-10 on pages 19 to 20 of "Common sense of cement" (General Association Japan Cement Association) published in January 2017. It means that the difference with these values of Portland cement is in the range of ± 10%.
［１］ボーグ式を用いて算出した下記のセメント鉱物組成を有する普通ポルトランドセメントクリンカ、二水石膏、およびトリエタノールアミンを混合して粉砕し、ブレーン比表面積が４３００〜４７００ｃｍ２／ｇのポルトランドセメントを製造する、ポルトランドセメントの製造方法であって、
前記ポルトランドセメント中の全ＳＯ３が２．５〜３．５質量％となるように二水石膏を混合し、かつ、普通ポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、トリエタノールアミンを０．０１７〜０．０４３質量部混合する、ポルトランドセメントの製造方法
［セメント鉱物組成］
３ＣａＯ・ＳｉＯ２： ５５．０〜６５．５質量％
２ＣａＯ・ＳｉＯ２： １０．０〜２０．０質量％
３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３： ８．０〜１１．０質量％
４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３： ８．５〜１１．０質量％
以下、３ＣａＯ・ＳｉＯ２はＣ３Ｓと略し、２ＣａＯ・ＳｉＯ２はＣ２Ｓと略し、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３はＣ３Ａと略し、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３はＣ４ＡＦと略す。
［２］普通ポルトランドセメントクリンカと二水石膏の合計１００質量部に対し、石灰石、高炉スラグ、およびフライアッシュから選ばれる１種以上を、５．３質量部以下混合して粉砕する、前記［１］に記載のポルトランドセメントの製造方法。
[1] A portland cement having a brane specific surface area of 4300 to 4700 cm 2 / g obtained by mixing and grinding ordinary portland cement clinker, dihydrate gypsum, and triethanolamine having the following cement mineral composition calculated using the Borg equation: A method of producing Portland cement,
Dihydrate gypsum is mixed so that the total SO 3 in the portland cement is 2.5 to 3.5% by mass, and 0.017 to 0 of triethanolamine with respect to 100 parts by mass of ordinary portland cement clinker .043 parts by mass of a method for producing Portland cement [cement mineral composition]
3CaO · SiO 2 : 55.0 to 65.5 mass%
2CaO · SiO 2 : 10.0 to 20.0 mass%
3CaO · Al 2 O 3 : 8.0 to 11.0 mass%
4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 : 8.5 to 11.0 mass%
Hereinafter, 3CaO · SiO 2 is abbreviated as C 3 S, 2CaO · SiO 2 is abbreviated as C 2 S, the 3CaO · Al 2 O 3 is abbreviated as C 3 A, 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 is C 4 Abbreviated as AF.
[2] One or more types selected from limestone, blast furnace slag, and fly ash are mixed and crushed up to 5.3 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of ordinary portland cement clinker and dihydrate gypsum; ] The manufacturing method of the portland cement as described in.
本発明の効果は以下のとおりである。
（i）オキシカルボン酸（塩）やリグニンスルホン酸（塩）を使用することなく、普通ポルトランドセメントのクリンカを用いて、早強ポルトランドセメントと同等の性状を有するポルトランドセメントを製造できる。
（ii）運転条件の切り替えが不要なため、過渡（中間）的なセメント鉱物組成を有するクリンカは排出されないから、原料ロスがない。
（iii）焼成運転条件の切り替えが不要なため、焼成運転条件は同一で安定した運転ができ、運転の乱れによるクリンカの品質不良は生じない。
（iv）セメント鉱物組成が単一のクリンカを製造するため、１台の焼成炉、原料粉混合槽、原料粉貯蔵サイロ、およびクリンカ貯蔵タンクを共用できる。
The effects of the present invention are as follows.
(I) It is possible to produce portland cement having properties equivalent to that of early-strength portland cement using clinkers of ordinary portland cement without using oxycarboxylic acid (salt) or lignin sulfonic acid (salt).
(Ii) There is no loss of raw material because clinkers having a transient (intermediate) cement mineral composition are not discharged because switching of operating conditions is unnecessary.
(Iii) Since it is not necessary to switch the firing operation conditions, the firing operation conditions are the same and stable operation can be performed, and the quality defect of the clinker due to the disturbance of the operation does not occur.
(Iv) A single calciner, raw material powder mixing tank, raw material powder storage silo, and clinker storage tank can be shared to produce a single clinker with cement mineral composition.
本発明は、前記のとおり、ボーグ式を用いて算出した前記セメント鉱物組成を有する普通ポルトランドセメントクリンカ、二水石膏、およびトリエタノールアミンを混合して粉砕し、ブレーン比表面積が４３００〜４７００ｃｍ２／ｇのポルトランドセメントを製造する、ポルトランドセメントの製造方法である。以下、本発明について詳細に説明する。 In the present invention, as described above, ordinary Portland cement clinker having the above-mentioned cement mineral composition calculated using the Borg equation, gypsum dihydrate, and triethanolamine are mixed and pulverized, and the brane specific surface area is 4300 to 4700 cm 2 / It is a manufacturing method of Portland cement which manufactures Portland cement of g. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
１．普通ポルトランドセメントクリンカ
本発明で用いる普通ポルトランドセメントクリンカのセメント鉱物組成は、Ｃ３Ｓが５５．０〜６５．５質量％、Ｃ２Ｓが１０．０〜２０．０質量％、Ｃ３Ａが８．０〜１１．０質量％、およびＣ４ＡＦが８．５〜１１．０質量％である。
後掲の表３に示すように、セメント鉱物組成が前記範囲にある普通ポルトランドセメントクリンカ Ａ〜Ｃを用い、かつ二水石膏、トリエタノールアミン、およびブレーン比表面積が前記範囲にあるポルトランドセメントは、早強ポルトランドセメントと性状が同等である。これに対し、セメント鉱物組成が前記範囲から外れた普通ポルトランドセメントクリンカＤを用いたポルトランドセメントは、早強ポルトランドセメントと性状が異なる。
なお、普通ポルトランドセメントクリンカのセメント鉱物組成は、Ｃ３Ｓでは、好ましくは５８．０〜６５．０質量％、より好ましくは６０．０〜６４．５質量％であり、Ｃ２Ｓでは、好ましくは１１．０〜１９．０質量％、より好ましくは１２．０〜１８．０質量％であり、Ｃ３Ａでは、好ましくは８．３〜１０．５質量％、より好ましくは８．５〜１０．０質量％であり、Ｃ４ＡＦでは、好ましくは８．７〜１０．８質量％、より好ましくは９．０〜１０．５質量％である。
1. Ordinary Portland cement clinker The cement mineral composition of the ordinary Portland cement clinker used in the present invention is 55.0-65.5 mass% of C 3 S, 10.0-20.0 mass% of C 2 S, C 3 A 8.0 to 11.0 wt%, and C 4 AF are 8.5 to 11.0 wt%.
As shown in Table 3 below, using ordinary Portland cement clinker A to C having a cement mineral composition in the above range, gypsum dihydrate, triethanolamine, and Portland cement having a brane specific surface area in the above range are: It has the same properties as early strength Portland cement. On the other hand, Portland cement using ordinary Portland cement clinker D whose cement mineral composition is out of the above range is different in properties from early-strength Portland cement.
The cement mineral composition of ordinary portland cement clinker is preferably 58.0 to 65.0% by mass, more preferably 60.0 to 64.5% by mass for C 3 S, and preferably for C 2 S. Is 11.0 to 19.0 mass%, more preferably 12.0 to 18.0 mass%, and for C 3 A, preferably 8.3 to 10.5 mass%, more preferably 8.5 to 10.0 wt%, the C 4 AF, and preferably from 8.7 to 10.8 wt%, more preferably 9.0 to 10.5 wt%.
普通ポルトランドセメントクリンカのセメント鉱物組成は、一般に、Ｃ３Ｓが５０〜６７質量％、Ｃ２Ｓが９〜２５質量％、Ｃ３Ａが８〜１１質量％、およびＣ４ＡＦが８〜１１質量％であるが、本発明は、これらのセメント鉱物組成の範囲の中から、早強ポルトランドセメントと同等の性状を有するポルトランドセメントを製造できるクリンカを選択した選択発明である。 Cement mineral composition of ordinary Portland cement clinker is typically, C 3 S is 50-67 wt%, C 2 S is 9-25 mass%, C 3 A is 8-11 wt%, and C 4 AF are 8 to 11 Although it is% by mass, the present invention is a selection invention selected from clinkers capable of producing portland cement having properties equivalent to early-strength portland cement, from among these cement mineral composition ranges.
本発明ではＣ３Ｓ、Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ａ、およびＣ４ＡＦのセメント鉱物組成は、それぞれ下記（i）〜（iv）のボーグ式を用いて算出する。
Ｃ３Ｓ＝４．０７×ＣａＯ−７．６０×ＳｉＯ２−６．７２×Ａｌ２Ｏ３−１．４３×Ｆｅ２Ｏ３−２．８５×ＳＯ３ ・・・（i）
Ｃ２Ｓ＝２．８７×ＳｉＯ２−０.７５４×Ｃ３Ｓ ・・・（ii）
Ｃ３Ａ＝２．６５×Ａｌ２Ｏ３−１．６９×Ｆｅ２Ｏ３ ・・・（iii）
Ｃ４ＡＦ＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３ ・・・（iv）
（式中の化学式は、クリンカ原料中またはクリンカ中における、化学式が表す化合物の含有率（質量％）を表す。）
In the present invention, cement mineral compositions of C 3 S, C 2 S, C 3 A, and C 4 AF are calculated using the following Borg equations of (i) to (iv).
C 3 S = 4.07 × CaO-7.60 × SiO 2 −6.72 × Al 2 O 3 −1.43 × Fe 2 O 3 −2.85 × SO 3 (i)
C 2 S = 2.87 × SiO 2 −0.754 × C 3 S (ii)
C 3 A = 2.65 × Al 2 O 3 −1.69 × Fe 2 O 3 (iii)
C 4 AF = 3.04 × Fe 2 O 3 (iv)
(The chemical formula in the formula represents the content (% by mass) of the compound represented by the chemical formula in the clinker raw material or in the clinker.)
２．二水石膏
本発明で用いる石膏は二水石膏であり、II型無水石膏ではない。
本発明で用いる二水石膏は、特に制限されず、例えば、天然二水石膏、排煙脱硫石膏、リン酸石膏、チタン石膏、フッ酸石膏、および精錬石膏から選ばれる、少なくとも１種以上が挙げられる。また、二水石膏の最大粒径は、粉砕機に投入する際の作業性の向上や、粉砕効率向上等の観点から、１．２ｍｍ以下が好ましい。
2. Dihydrate gypsum The gypsum used in the present invention is dihydrate gypsum and is not type II anhydrous gypsum.
The dihydrate gypsum used in the present invention is not particularly limited, and for example, at least one or more selected from natural dihydrate gypsum, flue gas desulfurization gypsum, phosphate gypsum, titanium gypsum, hydrofluoric acid gypsum, and refined gypsum Be In addition, the maximum particle diameter of dihydrate gypsum is preferably 1.2 mm or less from the viewpoints of improvement in workability when charged into a pulverizer, improvement in pulverization efficiency, and the like.
３．ポルトランドセメント
本発明で製造するポルトランドセメントは、前記のセメント鉱物組成を有する普通ポルトランドセメントクリンカに対し、粉砕後のポルトランドセメント中の全ＳＯ３が２．５〜３．５質量％になるように二水石膏を混合し、かつ、普通ポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、トリエタノールアミンを０．０１７〜０．０４３質量部混合して粉砕したポルトランドセメントであり、そのブレーン比表面積は４３００〜４７００ｃｍ２／ｇである。該配合割合のポルトランドセメントであれば、早強ポルトランドセメントと同等の性状を有する。
なお、粉砕後のポルトランドセメント中の全ＳＯ３は、好ましくは２．７〜３．４質量％、より好ましくは２．８〜３．２質量％である。また、普通ポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、二水石膏の配合割合は、ＳＯ３換算で、好ましくは２．０〜３．２質量部、より好ましくは２．２〜３．０質量部である。
また、普通ポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、トリエタノールアミンの配合割合は、好ましくは０．０１８〜０．０４質量部、より好ましくは０．０２〜０．０３８質量部、さらに好ましくは０．０２１〜０．０３６質量部である。
また、ポルトランドセメントのブレーン比表面積は、好ましくは４４００〜４６００ｃｍ２／ｇである。
また、前記ポルトランドセメントは、普通ポルトランドセメントクリンカと二水石膏の合計１００質量部に対し、石灰石、高炉スラグ、およびフライアッシュから選ばれる１種以上を、５．３質量部以下、好ましくは４．５質量部以下を混合して粉砕し製造することができる。
3. Portland Cement The Portland cement produced according to the present invention is a two-part cement so that the total SO 3 in Portland cement after grinding is 2.5 to 3.5 mass% relative to the ordinary Portland cement clinker having the cement mineral composition described above. It is a portland cement obtained by mixing hydrogypsum and mixing 0.017 to 0.043 parts by mass of triethanolamine with respect to 100 parts by mass of ordinary portland cement clinker and grinding it, and the brane specific surface area is 4300 to 4700 cm 2 It is / g. If it is the portland cement of the said mixture ratio, it has a property equivalent to the early high strength portland cement.
The total SO 3 content in the crushed Portland cement is preferably 2.7 to 3.4% by mass, and more preferably 2.8 to 3.2% by mass. In addition, with respect to 100 parts by mass of ordinary portland cement clinker, the mixing ratio of dihydrate gypsum is preferably 2.0 to 3.2 parts by mass, more preferably 2.2 to 3.0 parts by mass in terms of SO 3 conversion. is there.
In addition, the mixing ratio of triethanolamine is preferably 0.018 to 0.04 parts by mass, more preferably 0.02 to 0.038 parts by mass, and still more preferably 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of ordinary portland cement clinker. It is 021-0.036 mass parts.
Moreover, the brane specific surface area of portland cement is preferably 4400 to 4600 cm 2 / g.
The portland cement is at least 5.3 parts by mass, preferably 4. parts by mass or more selected from limestone, blast furnace slag and fly ash with respect to a total of 100 parts by mass of ordinary portland cement clinker and gypsum dihydrate. 5 parts by mass or less can be mixed, pulverized and manufactured.
４．ポルトランドセメントの製造方法
本発明のポルトランドセメントの製造方法は、前記クリンカ、二水石膏、およびトリエタノールアミンを混合し、ボールミルやロッドミル等の粉砕機を用いて、前記ブレーン比表面積になるまで粉砕することにより、ポルトランドセメントを製造する方法である。
また、本発明のポルトランドセメントの製造方法は、任意工程として、以下の（１）原料工程、および（２）焼成工程を、前工程として含んでもよい。
4. Method of Producing Portland Cement In the method of producing portland cement of the present invention, the clinker, gypsum dihydrate, and triethanolamine are mixed, and crushed to a specific surface area of the bran using a grinder such as a ball mill or rod mill. Is a method of producing Portland cement.
Moreover, the manufacturing method of the portland cement of this invention may also include the following (1) raw material process and (2) baking process as a pre-process as an arbitrary process.
（１）原料工程
該工程では、カルシウム原料、ケイ素原料、アルミニウム原料、および鉄原料等のクリンカ原料を、前記（i）〜（iv）のボーグ式を用いて、前記セメント鉱物組成の範囲になるように調合する。ここで、カルシウム原料として石灰石、生石灰、および消石灰等が、ケイ素原料として珪石、および粘土等が、アルミニウム原料として粘土等が、鉄原料として鉄滓、および鉄ケーキ等が、イオウ原料として石膏等が挙げられる。
(1) Raw material process In this process, a clinker raw material such as a calcium raw material, a silicon raw material, an aluminum raw material, and an iron raw material can be in the range of the cement mineral composition using the Borg equations of (i) to (iv). Prepare as. Here, limestone, quicklime, slaked lime etc. as calcium source, silica stone and clay etc as silicon source, clay etc as aluminum source, iron crucible as iron source, iron cake etc, gypsum etc as sulfur source It can be mentioned.
また、前記クリンカ原料は、天然原料のほか、産業廃棄物、一般廃棄物および／または建設発生土等の廃棄物を、クリンカ原料の一部代替として用いることができる。
前記産業廃棄物として、例えば、石炭灰、生コンクリートスラッジ、建設汚泥、製鉄汚泥等の各種汚泥、ボーリング廃土、各種焼却灰、鋳物砂、ロックウール、高炉二次灰、建設廃材、およびコンクリート廃材等が挙げられる。
また、前記一般廃棄物として、例えば、浄水汚泥、下水汚泥、下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻、および下水汚泥焼却灰等が挙げられる。
また、前記建設発生土として、建設現場や工事現場等から発生する土壌や残土などが挙げられる。
なお、調合原料の粉末度を調整する必要がある場合は、ボールミル等の原料粉砕機で前記ブレーン比表面積になるまで粉砕して調整する。
Further, as the clinker raw material, in addition to natural raw materials, industrial waste, general waste and / or waste such as construction generated soil can be used as a partial replacement of the clinker raw material.
Examples of the industrial waste include coal ash, fresh concrete sludge, construction sludge, various sludges such as iron making sludge, boring waste soil, various incineration ash, casting sand, rock wool, blast furnace secondary ash, construction waste, and concrete waste Etc.
Further, examples of the general waste include purified water sludge, sewage sludge, sewage sludge dry powder, municipal waste incineration ash, shells, and sewage sludge incineration ash.
In addition, examples of the soil generated by the construction include soil and residual soil generated from construction sites and construction sites.
In addition, when it is necessary to adjust the fineness of a preparation raw material, it grinds and adjusts until it becomes the said brain specific surface area with raw material grinders, such as a ball mill.
（２）焼成工程
前記調合原料をロータリーキルン等の焼成炉で焼成した後、エアー・クエンチングクーラーなどで冷却することにより普通ポルトランドセメントクリンカが得られる。
ここで、焼成温度は、１３００〜１５５０℃が好ましく、１３５０〜１５００℃がより好ましい。該温度が１３００〜１５５０℃の範囲であれば、水硬性の高いセメント鉱物が生成する傾向がある。また、焼成時間は、３０〜１２０分が好ましく、４０〜６０分がより好ましい。該時間が３０分未満では焼成が十分でなく、１２０分を超えると生産性が低下する。
(2) Firing Step After the above-mentioned blended material is fired in a firing furnace such as a rotary kiln, and then cooled with an air / quenching cooler or the like, ordinary portland cement clinker can be obtained.
Here, the firing temperature is preferably 1300 to 1550 ° C., and more preferably 135 to 1500 ° C. If the temperature is in the range of 1300 to 1550 ° C., cement minerals having high hydraulic properties tend to be formed. Moreover, 30 to 120 minutes are preferable and, as for baking time, 40 to 60 minutes are more preferable. If the time is less than 30 minutes, firing is not sufficient, and if it exceeds 120 minutes, the productivity is reduced.
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用材料
使用したポルトランドセメントクリンカＡ〜Ｄを表１に示す。また、該クリンカ等以外の使用材料は表２に示す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.
1. Materials Used The Portland cement clinkers A to D used are shown in Table 1. In addition, materials used other than the clinker and the like are shown in Table 2.
２．セメントの製造
表１に示す普通ポルトランドセメントクリンカＡ〜Ｄ、表２に示す二水石膏、および、トリエタノールアミンまたはジエチレングリコールを、表３に示すセメントの配合に従い混合した後、ボールミル（粉砕能力：８６トン／時間）を用いて同時粉砕（一括粉砕）してポルトランドセメントを製造した。なお、前記ポルトランドセメントの製造に使用した石膏は二水石膏であり、II型無水石膏は使用しなかった。
2. Production of cement Ordinary portland cement clinker A to D shown in Table 1, dihydrate gypsum shown on Table 2, and triethanolamine or diethylene glycol according to the composition of cement shown in Table 3 followed by ball milling (grinding capacity: 86 Portland cement was produced by simultaneous grinding (collective grinding) using ton / hour). In addition, the gypsum used for manufacture of the said portland cement is dihydrate gypsum, and II type anhydrous gypsum was not used.
２．ポルトランドセメントの各種特性値の測定とその結果
ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠して、前記製造したポルトランドセメントセメントの、標準軟度水量（表３中では「水量」と略記した。）、凝結時間、および、材齢１日、３日、７日、および２８日の圧縮強度を測定した。その結果を表３に示す。
表３に示すように、本発明のポルトランドセメントの製造方法を用いて製造したポルトランドセメント（実施例１〜８）の性状は、早強ポルトランドセメント（早強セメント）の性状と同等であるのに対し、比較例１〜５のセメントの性状は、早強ポルトランドセメントの性状とは異なる。
2. Measurement of Various Property Values of Portland Cement and Results Thereof: According to JIS R 5201 "Physical test method of cement", the standard softness water quantity (in Table 3, abbreviated as "water quantity") of the manufactured Portland cement cement. ), Setting time, and compressive strength of 1 day, 3 days, 7 days and 28 days of material age were measured. The results are shown in Table 3.
As shown in Table 3, the properties of portland cement (Examples 1 to 8) produced using the method for producing portland cement of the present invention are equivalent to the properties of early strength portland cement (early strength cement) On the other hand, the properties of the cements of Comparative Examples 1 to 5 are different from the properties of the early-strength Portland cement.
Claims (2)
前記ポルトランドセメント中の全ＳＯ３が２．５〜３．５質量％となるように二水石膏を混合し、かつ、普通ポルトランドセメントクリンカ１００質量部に対し、トリエタノールアミンを０．０１７〜０．０４３質量部混合する、ポルトランドセメントの製造方法
［セメント鉱物組成］
３ＣａＯ・ＳｉＯ２： ５５．０〜６５．５質量％
２ＣａＯ・ＳｉＯ２： １０．０〜２０．０質量％
３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３： ８．０〜１１．０質量％
４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３： ８．５〜１１．０質量％ A normal portland cement clinker, dihydrate gypsum, and triethanolamine having the following cement mineral composition calculated using the Borg equation are mixed and ground to produce portland cement having a bran specific surface area of 4300 to 4700 cm 2 / g , And a method of producing Portland cement,
Dihydrate gypsum is mixed so that the total SO 3 in the portland cement is 2.5 to 3.5% by mass, and 0.017 to 0 of triethanolamine with respect to 100 parts by mass of ordinary portland cement clinker .043 parts by mass of a method for producing Portland cement [cement mineral composition]
3CaO · SiO 2 : 55.0 to 65.5 mass%
2CaO · SiO 2 : 10.0 to 20.0 mass%
3CaO · Al 2 O 3 : 8.0 to 11.0 mass%
4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 : 8.5 to 11.0 mass%
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