JP2019172519A - Portland cement - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流動性が高く、かつ流動性の経時変化が小さいポルトランドセメントに関する。 The present invention relates to a Portland cement having a high fluidity and a small change in fluidity over time.
セメント産業は、古くからセメント原料の一部に産業廃棄物や産業副産物を用いてきたが、近年、資源循環型社会の構築の機運が高まり、産業廃棄物や産業副産物の使用量をさらに増やすことが望まれる。一般に、セメント原料として入手できる廃棄物はＡｌ２Ｏ３を多く含み、おもに粘土代替原料として使用されてきた。したがって、この廃棄物原料を多く用いると、セメントクリンカー（以下「クリンカー」という。）中の３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（以下「Ｃ３Ａ」という。）は増加する。
しかし、Ｃ３Ａは水和活性が高く、Ｃ３Ａの増加による流動性の低下を補うため減水剤の添加量を増やすことになるが、そうすると減水剤によりセメントの凝結が遅延し、また薬剤費が増加するほか、流動性の低下や流動性の経時変化が大きくなるという問題もある。
The cement industry has long used industrial waste and industrial by-products as part of its raw materials, but in recent years, the momentum for building a resource recycling society has increased, and the use of industrial waste and industrial by-products has increased further. Is desired. In general, wastes available as a cement raw material contain a large amount of Al 2 O 3 and have been used mainly as a substitute for clay. Therefore, when a large amount of this waste material is used, 3CaO.Al 2 O 3 (hereinafter referred to as “C 3 A”) in the cement clinker (hereinafter referred to as “clinker”) increases.
However,
ところで、特許文献１に記載の発明は、セメントクリンカー中の化合物組成および各種石膏量を特定の範囲に規定した水硬性組成物で、それにより、セメントの流動性が改善する。この流動性の改善はＣ３Ａの含有率が５質量％以下と比較的少ないことに起因する。
また、特許文献２に記載の発明は、セメントに、鉱物質粉末とともに、粉体中の全ＳＯ3量が１.５〜３.５質量％となる量の石膏を加えることによりセメント組成物の流動性を改善する方法と、該技術的構成を有するセメント組成物である。
By the way, the invention described in
In addition, the invention described in
したがって、本発明は、Ｃ３Ａが増加しても、また、特定量の石膏を加えなくても、流動性が高く、かつ流動性の経時変化が小さいポルトランドセメントを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a Portland cement having a high fluidity and a small change in fluidity over time even when C 3 A is increased or a specific amount of gypsum is not added. .
本発明者は、前記目的にかなうポルトランドセメントを検討したところ、特定の粒度範囲に分級してなる分級セメント中の炭酸カルシウムの含有率が、特定の比を有するポルトランドセメントは、前記特許文献２に記載のセメント組成物よりも流動性が高く、かつ流動性の経時変化が小さいことを見い出し、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である。
［１］ポルトランドセメントを、（Ａ）０．２７〜３．２７μｍ、（Ｂ）０．４５〜４．６３μｍ、（Ｃ）０．７５〜６．５４μｍ、および（Ｄ）１．５０〜１５．５６μｍの粒度の範囲で、それぞれ分級して得られる分級セメントＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤにおいて、
分級セメントＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤ中の炭酸カルシウムの含有率を、それぞれａ質量％、ｂ質量％、ｃ質量％、およびｄ質量％としたとき、ｂ／ａ＝０．９以上、ｃ／ａ＝０．８以上、およびｄ／ａ＝０．７以上である、ポルトランドセメント。
［２］さらに、前記ポルトランドセメント中の３ＣａＯ・ＳｉＯ２の含有率が６２〜６７質量％、および２ＣａＯ・ＳｉＯ２の含有率が７〜１３質量％である、前記［１］に記載のポルトランドセメント。
［３］さらに、前記ポルトランドセメント中の炭酸カルシウムの含有率が４．０〜６．０質量％である、前記［１］または［２］に記載のポルトランドセメント。
The present inventor examined Portland cement for the above purpose, and Portland cement having a specific ratio of calcium carbonate content in the classified cement obtained by classification into a specific particle size range is disclosed in
[1] Portland cement (A) 0.27-3.27 μm, (B) 0.45-4.63 μm, (C) 0.75-6.54 μm, and (D) 1.50-15. In classified cements A, B, C, and D obtained by classification in the range of particle size of 56 μm,
When the content of calcium carbonate in classified cements A, B, C, and D is a mass%, b mass%, c mass%, and d mass%, respectively, b / a = 0.9 or more, c Portland cement with /a=0.8 or more and d / a = 0.7 or more.
[2] In addition, the 3CaO · SiO 2 content ratio in the Portland cement 62 to 67 wt%, and 2CaO · SiO 2 content ratio is 7 to 13 wt%, Portland cement according to the above [1] .
[3] The Portland cement according to [1] or [2] above, wherein the content of calcium carbonate in the Portland cement is 4.0 to 6.0% by mass.
本発明のポルトランドセメントは、流動性が高く、かつ流動性の経時変化が小さい。 The Portland cement of the present invention has high fluidity and small change in fluidity over time.
以下、本発明のポルトランドセメントについて詳細に説明する。
本発明のポルトランドセメントは、ポルトランドセメントを、（Ａ）０．２７〜３．２７μｍ、（Ｂ）０．４５〜４．６３μｍ、（Ｃ）０．７５〜６．５４μｍ、および（Ｄ）１．５０〜１５．５６μｍの粒度の範囲で、それぞれ分級して得られる分級セメントＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤにおいて、分級セメントＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤ中の炭酸カルシウムの含有率を、それぞれａ質量％、ｂ質量％、ｃ質量％、およびｄ質量％としたとき、ｂ／ａ＝０．９以上、ｃ／ａ＝０．８以上、およびｄ／ａ＝０．７以上である。ｂ／ａ、ｃ／ａ、およびｄ／ａが前記範囲にあれば、ポルトランドセメントの流動性が高く、かつ流動性の経時変化が小さい。
なお、これらの分級点は、セメントの粒度分布を粒子径の対数を用いて表記した際に、隣り合う分級点の間隔がおおよそ均等となるよう設定した。
Hereinafter, the Portland cement of the present invention will be described in detail.
The Portland cement of the present invention comprises Portland cement (A) 0.27 to 3.27 μm, (B) 0.45 to 4.63 μm, (C) 0.75 to 6.54 μm, and (D) 1. In the classification cements A, B, C, and D obtained by classification in the particle size range of 50 to 15.56 μm, the content of calcium carbonate in the classification cements A, B, C, and D is set to a When mass%, b mass%, c mass%, and d mass% are set, b / a = 0.9 or more, c / a = 0.8 or more, and d / a = 0.7 or more. When b / a, c / a, and d / a are within the above ranges, the fluidity of Portland cement is high and the change in fluidity with time is small.
These classification points were set so that the intervals between adjacent classification points were approximately equal when the particle size distribution of the cement was expressed using the logarithm of the particle diameter.
さらに、前記ポルトランドセメント中の３ＣａＯ・ＳｉＯ２（以下「Ｃ３Ｓ」という。）の含有率は、好ましくは６２〜６７質量％、および２ＣａＯ・ＳｉＯ２（以下「Ｃ２Ｓ」という。）の含有率は、好ましくは７〜１３質量％である。前記含有率が前記範囲にあれば、同じく、ポルトランドセメントの流動性が高く、かつ流動性の経時変化が小さい。なお、より好ましくは、前記ポルトランドセメント中のＣ３Ｓの含有率は６３〜６６質量％、およびＣ２Ｓの含有率は８〜１２質量％である。
また、本発明のポルトランドセメント中の３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（以下「Ｃ３Ａ」という。）の含有率は、好ましくは８．０〜８．５質量％である。該含有率が前記範囲にあれば、同じく、ポルトランドセメントの流動性が高く、かつ流動性の経時変化が小さい。
前記Ｃ３Ｓ、Ｃ２ＳおよびＣ３Ａの含有率（組成）は、蛍光Ｘ線分析を用いてセメントの化学組成を求め、該化学組成に基づき下記（i）〜（iii）のボーグ式を用いて算出される値である。
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）
ただし、式中の化学式は、ポルトランドセメント中における各化学式が表す化合物の含有率を表す。
Further, the content of 3CaO.SiO 2 (hereinafter referred to as “C 3 S”) in the Portland cement is preferably 62 to 67% by mass and 2CaO · SiO 2 (hereinafter referred to as “C 2 S”). The content is preferably 7 to 13% by mass. If the said content rate exists in the said range, the fluidity | liquidity of Portland cement is high similarly, and the time-dependent change of fluidity | liquidity is small. Incidentally, more preferably, the content of the Portland content of C 3 S in the cement 63 to 66% by weight, and C 2 S is 8-12 wt%.
The content of 3CaO.Al 2 O 3 (hereinafter referred to as “C 3 A”) in the Portland cement of the present invention is preferably 8.0 to 8.5% by mass. If the content is in the above range, the Portland cement has high fluidity and small change in fluidity with time.
The C 3 S, C 2 S, and C 3 A content (composition) is determined by determining the chemical composition of the cement using fluorescent X-ray analysis, and based on the chemical composition, the following Borg formulas (i) to (iii): Is a value calculated using.
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)
However, the chemical formula in the formula represents the content of the compound represented by each chemical formula in Portland cement.
また、本発明のポルトランドセメント中の石灰石粉の含有率は、流動性や強度発現性の向上の点から、好ましくは４．０〜６．０質量％、より好ましくは４．５〜５．５質量％である。
また、本発明のポルトランドセメント中のフリーライムの含有率は、好ましくは１．５質量％以下、より好ましくは１．２質量％以下、さらに好ましくは１．０質量％以下である。該含有率が１．５質量％以下であればセメントの品質はより安定する。
Moreover, the content rate of the limestone powder in the Portland cement of the present invention is preferably 4.0 to 6.0 mass%, more preferably 4.5 to 5.5, from the viewpoint of improving fluidity and strength development. % By mass.
The content of free lime in the Portland cement of the present invention is preferably 1.5% by mass or less, more preferably 1.2% by mass or less, and further preferably 1.0% by mass or less. If the content is 1.5% by mass or less, the quality of the cement is more stable.
なお、本発明においてポルトランドセメントの分級は、例えば、気流式の篩い分け装置や分級機等を用いて行なうことができる。また、本発明において粒径は、例えば、レーザー散乱・回折式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。 In the present invention, the classification of Portland cement can be performed using, for example, an airflow type sieving device or a classifier. In the present invention, the particle size can be measured using, for example, a laser scattering / diffraction particle size distribution measuring apparatus.
また、本発明のポルトランドセメントの製造において、粒径が４．７５〜９．５ｍｍの範囲にあるセメントクリンカーの圧壊強度を測定し、該強度の平均値が３００〜９００Ｎ、好ましくは５００〜８５０Ｎになるように、セメントクリンカーの焼成条件を制御することにより、本発明のセメントは安定して製造できる。
粒度が前記範囲内にあるセメントクリンカーの圧壊強度は、前記セメント鉱物の組成、特にＣ３Ａの含有率と高い相関があり、Ｃ３Ａの含有率が高いほど該圧壊強度は高い傾向にある。したがって、本発明のポルトランドセメントの製造において、前記圧壊強度を測定すれば、セメントのＣ３Ａの含有率の管理が容易になる。
Further, in the production of the Portland cement of the present invention, the crushing strength of the cement clinker having a particle size in the range of 4.75 to 9.5 mm is measured, and the average value of the strength is 300 to 900 N, preferably 500 to 850 N. Thus, the cement of the present invention can be stably produced by controlling the firing conditions of the cement clinker.
The crushing strength of a cement clinker having a particle size within the above range has a high correlation with the composition of the cement mineral, particularly the content of C 3 A, and the crushing strength tends to be higher as the content of C 3 A is higher. . Therefore, when the crushing strength is measured in the production of the Portland cement of the present invention, the C 3 A content of the cement can be easily managed.
前記ポルトランドセメントの製造において、セメントクリンカーの焼成温度は好ましくは１２００〜１５５０℃、より好ましくは１３００〜１５００℃である。該値が１２００〜１５５０℃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、好ましくは３０〜１２０分、より好ましくは４０〜６０分である。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。 In the production of the Portland cement, the firing temperature of the cement clinker is preferably 1200 to 1550 ° C, more preferably 1300 to 1500 ° C. If this value is 1200-1550 degreeC, there exists a tendency for a cement mineral with high hydraulic property to produce | generate. Moreover, the firing time is preferably 30 to 120 minutes, more preferably 40 to 60 minutes. When the time is less than 30 minutes, firing is not sufficient, and when it exceeds 120 minutes, productivity is lowered.
また、セメントクリンカー原料（混合原料）の一部に廃棄物を用いる場合、セメントクリンカー中に重金属が混入するおそれがある。セメントクリンカー中の重金属の含有量が規定値を超える場合は、セメントクリンカーの焼成工程において、高温揮発法、塩化揮発法、塩素バイパス法、または還元焼成法を用いて、重金属の含有量を規定値以下に低減することができる。
ここで、高温揮発法とは、混合原料を高温で焼成して、該混合原料に含まれる沸点の低い重金属を揮発させて除去する方法である。
塩化揮発法とは、混合原料に含まれている鉛、亜鉛等の重金属を、沸点の低い塩化物の形で揮発させて除去する方法である。具体的には、該方法は、混合原料を調製する際に塩化カルシウム等の塩素源も混合し、該混合原料を焼成炉を用いて焼成し、生成した重金属の塩化物を揮発させて除去する方法である。なお、原料自体に重金属が揮発するのに十分な塩素が含まれている場合は、塩素源を混合しなくてもよい。
Further, when waste is used as a part of the cement clinker raw material (mixed raw material), there is a possibility that heavy metals may be mixed in the cement clinker. If the heavy metal content in the cement clinker exceeds the specified value, use the high-temperature volatilization method, the chloride volatilization method, the chlorine bypass method, or the reduction firing method in the cement clinker firing process. The following can be reduced.
Here, the high temperature volatilization method is a method in which a mixed raw material is baked at a high temperature to volatilize and remove heavy metals having a low boiling point contained in the mixed raw material.
The chlorination volatilization method is a method in which heavy metals such as lead and zinc contained in the mixed raw material are volatilized and removed in the form of chlorides having a low boiling point. Specifically, in the method, when preparing a mixed raw material, a chlorine source such as calcium chloride is also mixed, the mixed raw material is baked using a baking furnace, and the generated heavy metal chloride is volatilized and removed. Is the method. Note that when the raw material itself contains enough chlorine for the heavy metal to volatilize, the chlorine source need not be mixed.
塩素バイパス法とは、混合原料中に含まれている塩素源とアルカリ源が高温の焼成炉内で揮発して濃縮するという性質を利用した方法である。具体的には、該方法は、混合原料中の塩素が揮発した状態で含まれる燃焼ガスの一部を、焼成炉の排ガスの流路から抽気して冷却し、生成する塩素や重金属を含むダストを分離して除去する方法である。前記塩素源またはアルカリ源に過不足がある場合は、外部から塩素源またはアルカリ源を添加して調整してもよい。
還元焼成法とは、混合原料中の重金属を還元して、沸点の低い金属の形で揮発させて除去する方法である。具体的には、該方法は、重金属を含む混合原料を還元雰囲気下で、および／または還元剤を添加して、焼成炉を用いて焼成して重金属を還元し、この還元した重金属を揮発させて除去する方法である。
The chlorine bypass method is a method utilizing the property that a chlorine source and an alkali source contained in a mixed raw material are volatilized and concentrated in a high-temperature firing furnace. Specifically, in this method, a part of the combustion gas contained in a state where chlorine in the mixed raw material is volatilized is extracted from the flow path of the exhaust gas of the firing furnace, cooled, and generated dust containing chlorine and heavy metals. This is a method of separating and removing the components. When the chlorine source or alkali source is excessive or deficient, it may be adjusted by adding a chlorine source or alkali source from the outside.
The reduction firing method is a method in which heavy metals in a mixed raw material are reduced and volatilized and removed in the form of a metal having a low boiling point. Specifically, in the method, a mixed raw material containing heavy metal is baked in a reducing atmosphere and / or a reducing agent is added and baked using a baking furnace to reduce the heavy metal, and the reduced heavy metal is volatilized. It is a method to remove.
本発明のポルトランドセメントは、前記セメントクリンカーと石膏と石灰石を混合して得た混合物を粉砕するか、または、セメントクリンカーと石灰石の混合物と、石膏を別々に粉砕して得た粉砕物を混合して製造する。本発明においては、前記ｂ／ａ、ｃ／ａ、およびｄ／ａを前記範囲にするために、最大粒径が、好ましくは１０〜５０ｍｍ、より好ましくは３０〜４５ｍｍの石灰石粒を、セメントクリンカー等と粉砕する。
なお、資源の有効活用の観点から、前記混合物または前記粉砕物に、さらに高炉スラグ粒、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、石炭灰、シリカヒューム、シリカ粉末、およびセメントキルンダストから選ばれる１種以上を添加してもよい。
The Portland cement of the present invention is obtained by pulverizing a mixture obtained by mixing the cement clinker, gypsum and limestone, or by mixing a mixture of cement clinker and limestone and separately pulverizing gypsum. Manufactured. In the present invention, in order to make the b / a, c / a, and d / a within the above ranges, limestone particles having a maximum particle size of preferably 10 to 50 mm, more preferably 30 to 45 mm, are used as cement clinker. Grind with etc.
In addition, from the viewpoint of effective utilization of resources, the mixture or the pulverized product further includes at least one selected from blast furnace slag grains, blast furnace slag powder, fly ash, coal ash, silica fume, silica powder, and cement kiln dust. It may be added.
前記石膏は、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、精錬石膏、半水石膏、および無水石膏から選ばれる少なくとも１種以上が挙げられる。なお、流動性をさらに高めるために、粒径が５μｍ以下の石膏の含有率は、好ましくは０．５質量％以下、より好ましくは０．２質量％以下である。
前記石膏の含有率は、ＳＯ３換算で好ましくは１．５〜４．０質量％である。該値が１．５〜４．０質量％であれば、セメントの強度発現性が高く流動性も良好である。また、石膏の含有率は、ＳＯ３換算でより好ましくは２．０〜３．５質量％、さらに好ましくは２．５〜３．０質量％である。
また、ポルトランドセメント中の石膏のブレーン比表面積は、好ましくは４０００〜１５０００ｃｍ２／ｇ、より好ましくは５０００〜１３０００ｃｍ２／ｇである。該値が４０００〜１５０００ｃｍ２／ｇの範囲を外れると、強度発現性が低下したり水和熱が大きくなるおそれがある。
Examples of the gypsum include at least one selected from natural dihydrate gypsum, flue gas desulfurization gypsum, phosphate gypsum, titanium gypsum, hydrofluoric gypsum, refined gypsum, hemihydrate gypsum, and anhydrous gypsum. In order to further improve the fluidity, the content of gypsum having a particle size of 5 μm or less is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or less.
The content of the gypsum is preferably 1.5 to 4.0% by mass in terms of SO 3 . When the value is 1.5 to 4.0% by mass, the strength of the cement is high and the fluidity is good. Further, the content of gypsum is more preferably 2.0 to 3.5% by mass, and further preferably 2.5 to 3.0% by mass in terms of SO 3 .
Moreover, the brane specific surface area of the gypsum in Portland cement becomes like this. Preferably it is 4000-15000 cm < 2 > / g, More preferably, it is 5000-13000 cm < 2 > / g. If the value is out of the range of 4000 to 15000 cm 2 / g, strength development may be reduced or heat of hydration may be increased.
前記粉砕において、混合物をそのまま粉砕してもよいが、好ましくは、粉砕効率を高めるために粉砕助剤を添加して粉砕する。該粉砕助剤は、ジエチレングリコール、トリエタノールアミン、およびトリイソプロパノールアミン等が挙げられる。これらの粉砕助剤の添加割合は、前記混合物１００質量部に対し０．０１〜１質量部が好ましい。なお、粉砕機はボールミルやロッドミル等を用いることができる。
前記ポルトランドセメントの粉末度は、強度発現性、作業性、およびコストなどの点から、ブレーン比表面積で２８００〜４０００ｃｍ２／ｇが好ましく、３０００〜３５００ｃｍ２／ｇがより好ましく、３１００〜３４００ｃｍ２／ｇがさらに好ましい。
In the pulverization, the mixture may be pulverized as it is, but is preferably pulverized by adding a pulverization aid to increase the pulverization efficiency. Examples of the grinding aid include diethylene glycol, triethanolamine, and triisopropanolamine. The addition ratio of these grinding aids is preferably 0.01 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the mixture. As the pulverizer, a ball mill, a rod mill, or the like can be used.
Fineness of the Portland cement, strength development, workability, and in view of cost, preferably 2800~4000cm 2 / g in Blaine specific surface area, more preferably 3000~3500cm 2 / g, 3100~3400cm 2 / g is more preferable.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．ポルトランドセメントの製造
実施例１のポルトランドセメントは、最大粒径が３０ｍｍの石灰石粒５．０質量部、セメントクリンカー９１．５質量部、および２水石膏３．５質量部をボールミルで粉砕して製造した。また、実施例２のポルトランドセメントは、最大粒径が４５ｍｍの石灰石粒５．０質量部、セメントクリンカー９１．５質量部、および２水石膏３．５質量部をボールミルで粉砕して製造した。
一方、比較例１、比較例２、および比較例３のポルトランドセメントは、最大粒径が６ｍｍの石灰石粒５．０質量部、セメントクリンカー９１．５質量部、および２水石膏３．５質量部をボールミルで粉砕して製造した。
なお、実施例１〜２および比較例１〜３のポルトランドセメントのブレーン比表面積は３２５０〜３３５０ｃｍ２／ｇである。
また、比較例４のポルトランドセメントは、石灰石粉末を含まない、ブレーン比表面積３１００ｃｍ２／ｇの普通ポルトランドセメント９５質量部と、ブレーン比表面積９０００ｃｍ２／ｇの石灰石粉末５質量部を混合して製造したもので、特許文献２に記載のセメント組成物に相当する。ちなみに、比較例４のポルトランドセメント中の２水石膏含有率は３．５質量％である。
実施例１、２、および比較例１〜４のポルトランドセメント中の石膏の半水化率（半水石膏／（２水石膏＋半水石膏）の質量比、ただし、質量はＳＯ３換算である。）は５０％以上であり、無水石膏は含まない。
製造した前記ポルトランドセメントのセメント鉱物組成と化学組成を表１に示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to these Examples.
1. Manufacture of Portland cement The Portland cement of Example 1 was manufactured by pulverizing 5.0 parts by mass of limestone grains having a maximum particle size of 30 mm, 91.5 parts by mass of cement clinker, and 3.5 parts by mass of 2-hydrate gypsum with a ball mill. did. The Portland cement of Example 2 was produced by pulverizing 5.0 parts by mass of limestone particles having a maximum particle size of 45 mm, 91.5 parts by mass of cement clinker, and 3.5 parts by mass of 2-hydrate gypsum with a ball mill.
On the other hand, the Portland cements of Comparative Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 3 are 5.0 parts by mass of limestone grains having a maximum particle size of 6 mm, 91.5 parts by mass of cement clinker, and 3.5 parts by mass of 2-hydrate gypsum. Was pulverized with a ball mill.
In addition, the Blaine specific surface area of the Portland cement of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3 is 3250-3350 cm < 2 > / g.
Also, Portland cement of Comparative Example 4 does not include limestone powder, it is mixed with ordinary Portland cement 95 parts by weight of the Blaine specific surface area of 3100 cm 2 / g, the
The mass ratio of the gypsum hemihydrate ratio in the Portland cements of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 (half water gypsum / (two water gypsum + half water gypsum), where the mass is converted to SO 3. .) Is 50% or more and does not contain anhydrous gypsum.
Table 1 shows the cement mineral composition and chemical composition of the manufactured Portland cement.
２．ポルトランドセメントの分級と炭酸カルシウムの定量
実施例１、２、および比較例１〜４のポルトランドセメントは、超微粒精密分級機（アイシンナノテクノロジーズ社製）を用いて、（Ａ）０．２７〜３．２７μｍ、（Ｂ）０．４５〜４．６３μｍ、（Ｃ）０．７５〜６．５４μｍ、および（Ｄ）１．５０〜１５．５６μｍの粒度の各範囲で分級して、それぞれ分級セメントＡ、Ｂ、ＣおよびＤを得た。
次に、微量熱重量分析装置（ブルカー・エイエックスエス社製）を用いて、熱質量分析（ＴＧ・ＤＴＡ）を行ない前記各分級セメント中の炭酸カルシウムの含有率を測定し、分級セメントＡ中の炭酸カルシウムの含有率を基準にして分級セメントＢ〜Ｄ中の炭酸カルシウムの含有率の比を算出した。
その結果を表２に示す。
2. Portland Cement Classification and Calcium Carbonate Determination Portland cements of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 are (A) 0.27 to 3 using an ultrafine precision classifier (manufactured by Aisin Nano Technologies). Classification cement A is classified in each range of particle sizes of .27 μm, (B) 0.45 to 4.63 μm, (C) 0.75 to 6.54 μm, and (D) 1.50 to 15.56 μm. , B, C and D were obtained.
Next, using a trace thermogravimetric analyzer (Bruker AXS), thermal mass spectrometry (TG / DTA) is performed to measure the content of calcium carbonate in each of the classified cements. The ratio of the content of calcium carbonate in the classification cements B to D was calculated based on the content of calcium carbonate.
The results are shown in Table 2.
４．セメントの流動性および圧縮強さ
実施例１、２、および比較例１〜４のポルトランドセメントを用いてモルタルを調製し、該モルタルの混練直後および混練後３０分経過時のフロー値を測定して、前記セメントの流動性とそのロス率を求めた。具体的には、
（i）前記ポルトランドセメントを用いて、質量比で、細骨材／セメント＝２．０、水／セメン＝０．３５、および減水剤（固形分）／セメント比＝０．００７のモルタルを、ホバートミキサーを用いて低速で２．５分間、続けて高速で３分間混練した。
（ii）前記混錬したモルタルを、混練直後、および混練後３０分経過した時に、ミニスランプコーン（ＪＩＳ Ａ １１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に規定する鋼製スランプコーン）の中に投入し、該コーンを上方へ取り去った時のモルタルの広がり（フロー値）を測定して流動性を求めた。その結果を表１に示す。
なお、前記細骨材はＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定する標準砂を、また、前記減水剤はポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤（略号：ＳＰ８Ｎ、商品名：レオビルドＳＰ８Ｎ、ＢＡＳＦポゾリス社製）およびナフタレンスルホン酸系高性能減水剤（略号：ＭＴ１５０、商品名：マイテイ１５０、花王社製）を用いた。また、モルタルフローにおけるロス率は下記式により算出した。
ロス率（％）＝１００×（直後のフロー値−３０分後のフロー値）／（直後のフロー値−１００）
なお、分母の１００はミニスランプコーンの内径であり、この値を除く補正をするため分母において１００を引いた。
また、実施例１、２、および比較例１〜４のポルトランドセメントを用いてＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠して圧縮強さを測定した。
以上の結果を表３に示す。
4). Fluidity and compressive strength of cement A mortar was prepared using the Portland cements of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4, and the flow value immediately after kneading and after 30 minutes of kneading was measured. The fluidity of the cement and its loss rate were determined. In particular,
(I) Using the Portland cement, mortar with a fine aggregate / cement = 2.0, water / cemen = 0.35, and a water reducing agent (solid content) / cement ratio = 0.007, by mass ratio, The mixture was kneaded at a low speed for 2.5 minutes and then at a high speed for 3 minutes using a Hobart mixer.
(Ii) The kneaded mortar is placed in a mini slump cone (steel slump cone defined in JIS A 1171: 2000 “Testing Method for Polymer Cement Mortar”) immediately after kneading and when 30 minutes have passed after kneading. The flowability was determined by measuring the spread (flow value) of the mortar when the corn was removed and the cone was removed upward. The results are shown in Table 1.
The fine aggregate is standard sand specified in JIS R 5201, and the water reducing agent is a polycarboxylic acid-based high-performance AE water reducing agent (abbreviation: SP8N, trade name: Leobuild SP8N, manufactured by BASF Pozzolith) and naphthalene. A sulfonic acid-based high-performance water reducing agent (abbreviation: MT150, trade name: Mighty 150, manufactured by Kao Corporation) was used. Moreover, the loss rate in the mortar flow was calculated by the following formula.
Loss rate (%) = 100 × (immediate flow value−flow value after 30 minutes) / (immediate flow value−100)
The
Moreover, compressive strength was measured based on JISR5201 using the Portland cement of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1-4.
The above results are shown in Table 3.
表２、３に示すように、ｂ／ａ＝０．９以上、ｃ／ａ＝０．８以上、およびｄ／ａ＝０．７以上である実施例１、２は、ｂ／ａ＝０．９未満、ｃ／ａ＝０．８未満、およびｄ／ａ＝０．７未満である比較例１〜４に比べ、混錬直後および混錬後３０分経過時の流動性が高く、ロス率（流動性の経時変化）が低い。
As shown in Tables 2 and 3, Examples 1 and 2 in which b / a = 0.9 or more, c / a = 0.8 or more, and d / a = 0.7 or more have b / a = 0. Less than .9, c / a = less than 0.8, and d / a = less than 0.7, the fluidity is high immediately after kneading and 30 minutes after kneading and loss. The rate (change in fluidity with time) is low.
Claims (3)
分級セメントＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤ中の炭酸カルシウムの含有率を、それぞれａ質量％、ｂ質量％、ｃ質量％、およびｄ質量％としたとき、ｂ／ａ＝０．９以上、ｃ／ａ＝０．８以上、およびｄ／ａ＝０．７以上である、ポルトランドセメント。 Portland cement has a particle size of (A) 0.27 to 3.27 μm, (B) 0.45 to 4.63 μm, (C) 0.75 to 6.54 μm, and (D) 1.50 to 15.56 μm. In the classification cements A, B, C and D obtained by classification in the range of
When the content of calcium carbonate in classified cements A, B, C, and D is a mass%, b mass%, c mass%, and d mass%, respectively, b / a = 0.9 or more, c Portland cement with /a=0.8 or more and d / a = 0.7 or more.
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