JP3027593B2 - Manufacturing method of special cement - Google Patents

Manufacturing method of special cement

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JP3027593B2
JP3027593B2 JP2171264A JP17126490A JP3027593B2 JP 3027593 B2 JP3027593 B2 JP 3027593B2 JP 2171264 A JP2171264 A JP 2171264A JP 17126490 A JP17126490 A JP 17126490A JP 3027593 B2 JP3027593 B2 JP 3027593B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は熱的安定性の優れた特殊セメントの製造方法
並びに該方法により選られた特殊セメントを用いた特殊
セメントに関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a special cement having excellent thermal stability and a special cement using the special cement selected by the method.

[従来の技術] 従来より、鉄鋼スラグが潜在水硬性のあるところから
セメントへの有効利用が図られていることは周知であ
り、代表的なものには高炉スラグを用いたセメントがあ
る。
[Prior Art] Conventionally, it is well known that steel slag is effectively used for cement because of its potential hydraulic property, and a typical example is cement using blast furnace slag.

他方、製鋼スラグの利用も知られており、特定組成の
スラグのセメントが提案されている(特公昭57−34227
号公報)。
On the other hand, the use of steelmaking slag is also known, and slag cement of a specific composition has been proposed (Japanese Patent Publication No. 57-34227).
No.).

また、特開昭57−129849号公報には、γ−2Cao・SiO2
及び3CaO・2SiO2・CaF2の1種または2種と12CaO・7A
2O3とCaF2の固溶体との特定な割合の製鋼電炉路還元期
スラグと石膏との配合物よりなるセメントが開示されて
いる。
Further, in JP-A-57-129849, γ-2Cao · SiO 2
And one or a 12CaO · 7A of 3CaO · 2SiO 2 · CaF 2
Disclosed is a cement comprising a blend of gypsum with a specific ratio of a solid solution of 2 O 3 and CaF 2 to a steelmaking electric furnace path reducing phase slag.

また、製鋼スラグに石膏及び消石灰を配合したセメン
トの提案もある(特公昭51−45536号公報)。
There is also a proposal of a cement in which gypsum and slaked lime are mixed with steelmaking slag (Japanese Patent Publication No. 51-45536).

更に、特開昭63−166739号公報には少量のアルカリ及
び硼素成分を有する製鋼スラグ粉末をセメントとするこ
とが開示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-1666739 discloses that steelmaking slag powder having a small amount of alkali and boron components is used as cement.

[発明が解決しようとする課題] 鉄鋼スラグを主剤とするセメントは、高炉スラグのよ
うな大量且つ安定したスラグ組成であれば、再現性の点
からみて実際上問題となることはないが、電気炉製鋼ス
ラグにあっては、スラグ組成が常に微妙に変化すると共
に冷却速度や雰囲気も異なってくるので、セメントへの
利用に際し、その再現性を求めることは非常に問題があ
る。
[Problems to be Solved by the Invention] Cement containing iron and steel slag as a main component does not pose a practical problem from the viewpoint of reproducibility if it has a large and stable slag composition such as blast furnace slag. In furnace steelmaking slag, since the slag composition always changes subtly and the cooling rate and atmosphere also differ, it is very problematic to find reproducibility when using it for cement.

前述の特開昭63−166739号公報は、本発明者らの開発
に係る製鋼スラグメントで、通常のセメントと異なり、
熱安定性のある特異なセメントとして本発明者らが開発
したものであるが、工業的に利用するには電気炉による
溶融操作に伴う耐火材侵食の問題があり、エネルギーコ
ストの面からも必ずしも有利な方法とはい難い。
The above-mentioned JP-A-63-1666739 is a steelmaking slag according to the development of the present inventors, unlike ordinary cement,
Although the present inventors have developed a unique cement with heat stability, there is a problem of refractory material erosion due to melting operation with an electric furnace for industrial use, and it is not necessarily from the viewpoint of energy cost. This is not an advantageous method.

本発明者らは、上記の問題点に鑑み、焼成法により熱
安定性のあるセメントを開発すべく、多角的に数多くの
実験をもとに組成の解明を行なった結果、工業的に有利
に利用できる特殊セメントの開発に成功した。
In view of the above problems, the present inventors have clarified the composition based on a number of experiments from various viewpoints in order to develop a thermally stable cement by a firing method. Successful development of a special cement that can be used.

[課題を解決するための手段] 即ち、本発明の特殊セメントの製造方法は、下記の特
性 化学組成はCaO=40.0〜65.0重量%、SiO2=10.0〜32.
0重量%、A2O3=7.0〜24.0重量%、F=1.5〜12.0重
量%及びその他の成分が15重量%以下の範囲内にある; の化学組成は次の組成式(重量比)(A)、(B)
及び(C)を満足する: 粉末X線回折法により求められる鉱物組成として11Ca
O・7A2O3・CaF2、β−2CaO・SiO2、γ−2CaO・SiO2
ら選ばれた少なくとも2種の水硬性成分と3CaO・2SiO2
・CaF2及びCaF2から選ばれた少なくとも1種の安定鉱物
を有する; 粉末度がブレーン比表面積測定法で2000〜5000cm2/g
の範囲内にある、特殊セメントの製造方法において、Ca
O原料、SiO2原料、A2O3原料及びF原料あるいは製鋼
スラグ、高炉スラグ、合金製造スラグから選択される原
料物を1000〜1200℃の温度範囲で焼成し、冷却後、粗砕
及び微粉砕することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] That is, the method for producing a special cement of the present invention has the following characteristic chemical composition: CaO = 40.0 to 65.0% by weight, SiO 2 = 10.0 to 32.
0% by weight, A 2 O 3 = 7.0 to 24.0% by weight, F = 1.5 to 12.0% by weight and other components are within 15% by weight or less. The chemical composition of the following formula (weight ratio) ( A), (B)
And satisfy (C): The mineral composition determined by powder X-ray diffraction
O · 7A 2 O 3 · CaF 2, β-2CaO · SiO 2, γ-2CaO · at least two hydraulic component of SiO 2 was selected and 3CaO · 2SiO 2
・ Has at least one kind of stable mineral selected from CaF 2 and CaF 2 ; fineness is 2000 to 5000 cm 2 / g by Blaine specific surface area measurement
In the method for producing special cement, which is within the range of Ca
Raw materials selected from O raw materials, SiO 2 raw materials, A 2 O 3 raw materials and F raw materials or steelmaking slag, blast furnace slag, and alloy production slag are fired in a temperature range of 1000 to 1200 ° C., cooled, coarsely crushed and finely ground. It is characterized by crushing.

更に、本発明の特殊セメントは、上記特殊セメントの
製造方法により製造された特殊セメントに活性シリカを
全重量当たり5〜35重量%の量で配合してなることを特
徴とする。
Further, the special cement according to the present invention is characterized in that active silica is blended with the special cement produced by the above-mentioned special cement production method in an amount of 5 to 35% by weight based on the total weight.

以下、本発明の特殊セメントを更に説明する。 Hereinafter, the special cement of the present invention will be further described.

本発明に係る特殊セメントの製造方法は上記4つの物
理化学特性を有する焼成冷却後の粉砕物の製造方法であ
り、所望の原料を配合して1000〜1200℃の温度範囲で焼
成し、冷却後粗砕及び微粉砕することからなる。
The method for producing a special cement according to the present invention is a method for producing a pulverized product after firing and cooling having the above four physicochemical properties, blending desired raw materials, firing in a temperature range of 1000 to 1200 ° C, and cooling. Crushing and pulverizing.

本発明に係る製造方法により得られる特殊セメントは
前記の通りの化学組成をもつものであるが、特に好まし
くはCaO=42〜60重量%、SiO2=10〜30重量%、A2O3
=10〜22重量%、F=4〜12重量%及びその他の成分が
15重量%以下である。
Although special cements obtained by the production method according to the present invention are those having the chemical composition of as described above, particularly preferably CaO = 42-60 wt%, SiO 2 = 10 to 30 wt%, A 2 O 3
= 10 to 22% by weight, F = 4 to 12% by weight and other components
15% by weight or less.

なお、その他の成分としては原料系及び焼成炉耐火物
の浸蝕からの混入あるいは耐火物の浸蝕を保護するため
に意図的に混入することがある不可避的成分と任意に添
加することができる成分があり、不可避的成分としては
例えばMgO成分やFe2O3成分が挙げられる。
In addition, as other components, there are unavoidable components which may be mixed in from the erosion of the raw material system and the refractory of the firing furnace or intentionally mixed in order to protect the erosion of the refractory and components which can be optionally added. The unavoidable components include, for example, MgO components and Fe 2 O 3 components.

また、その他の成分の中に硼素、リン、バナジウム、
ナトリウム、カリウム、バリウムまたはストロンチウム
等の1種または2種以上の含有成分を酸化物として多く
とも2重量%まで含むことができる。
In addition, boron, phosphorus, vanadium,
One or more components, such as sodium, potassium, barium or strontium, can be contained as oxides up to at most 2% by weight.

特に硼素成分は好ましく、B2O3として多くとも2重量
%まで、通常0.2〜1重量%の範囲で含むことが好まし
い。なぜならば、B2O3を多量に入れると、11CaO・7A2
O3・CaF2が析出できず、2CaO・A2O3・SiO2が析出し
てくるため水硬性性能上問題を生じるので好ましくな
い。
Especially boron component preferably, B up to 2 wt% most as 2 O 3, it is preferable that normally contains in the range of 0.2 to 1 wt%. This is because if a large amount of B 2 O 3 is added, 11CaO ・ 7A 2
O 3 .CaF 2 cannot be precipitated, and 2CaO.A 2 O 3 .SiO 2 precipitates, which causes a problem in hydraulic performance.

また、係る化学組成は前記組成式(A)、(B)及び
(C)を満足することを必要条件としている。組成式
(A)及び(B)はいわゆる塩基度式であり、組成式
(C)は特殊セメントとして許容できる範囲を規定した
ものであって、いずれも前記化学組成と共に数多くの実
験により設定された必要条件である。
Further, such a chemical composition is required to satisfy the above composition formulas (A), (B) and (C). The composition formulas (A) and (B) are so-called basicity formulas, and the composition formula (C) defines an acceptable range as a special cement, and both were set by a number of experiments together with the chemical composition. This is a necessary condition.

係る範囲外においては、水硬性及び/または熱安定性
が不充分で、実用性ある水硬強度と1000℃前後までの耐
熱性とを同時に具備する特殊セメントを再現性よく得る
ことはできない。
Outside this range, hydraulic and / or thermal stability is insufficient, and a special cement having both practical hydraulic strength and heat resistance up to around 1000 ° C. cannot be obtained with good reproducibility.

更に、本発明に係る製造方法により得られる特殊セメ
ントは前記で示した水硬結晶相たる水硬性鉱物と非水
硬性結晶相たる安定鉱物とを有する結晶粒子粉末である
ことが十分条件となっている。
Further, it is a sufficient condition that the special cement obtained by the production method according to the present invention is a crystal particle powder having a hydraulic mineral as a hydraulic crystal phase and a stable mineral as a non-hydraulic crystal phase as described above. I have.

係る結晶粒子粉末においては、水硬性鉱物成分の含有
割合としては、許容できる化学組成の範囲内で異なるけ
れども5〜90重量%、好ましくは10〜75重量%の範囲内
にある。
In such crystal particle powder, the content ratio of the hydraulic mineral component varies within the range of an acceptable chemical composition, but is in the range of 5 to 90% by weight, preferably 10 to 75% by weight.

この理由は、水硬性鉱物成分が約5重量%未満では実
用性のある水硬強度が得られず、他方、約90重量%を超
える場合にはセメント硬化成形物を加熱した際に割れ
(クラック)や歪み(そり)が生ずると共に収縮率が大
きくなって強度劣化するなどの現象があって熱安定性が
なくなるからである。
The reason for this is that if the hydraulic mineral component is less than about 5% by weight, practical hydraulic strength cannot be obtained, while if it exceeds about 90% by weight, the cement-cured molded article will crack when heated. ) And distortion (warpage), and the shrinkage rate increases, resulting in deterioration of strength and the like, resulting in loss of thermal stability.

また、上記結晶性粒子粉末において、11CaO・7A2O3
・CaF2、β−2CaO・SiO2またはγ−2CaO・SiO2から選ば
れた少なくとも2つの水硬性鉱物の含有割合は特に限定
されるものではない。
Further, in the above crystalline particle powder, 11CaO.7A 2 O 3
The content ratio of at least two hydraulic minerals selected from CaF 2 , β-2CaO.SiO 2 or γ-2CaO.SiO 2 is not particularly limited.

本発明において、11CaO・7A2O3・CaF2というのは、
X線回折上12CaO・7A2O3の回折線と極めて近似してお
り、この結晶にCaF2が固溶したものとして捉えることも
できる。
In the present invention, because 11CaO · 7A 2 O 3 · CaF 2 is,
Are very close to the diffraction lines of the X-ray diffraction on the 12CaO · 7A 2 O 3, may be regarded as CaF 2 was dissolved in the crystal.

また、上記水硬成分から判るように、ポルトランドセ
メントなど通常のセメントが有する3CaO・SiO2の水硬成
分は全く含有していないことが本発明に係る製造方法に
より得られる特殊セメントの特徴の一つになっている。
Moreover, as can be seen from the water hardness components, one hydraulic component of 3CaO · SiO 2 is that contained no features of special cements obtained by the production method according to the present invention having the usual cement such as Portland cement It is one.

次に、本発明において、安定鉱物というのは水硬反応
に実質的に無関係の結晶相成分のことであって、3CaO・
2SiO2・CaF2及びCaF2から選ばれた少なくとも1種以上
の結晶相をいい、CaF2は存在することが好ましい。
Next, in the present invention, the stable mineral is a crystal phase component substantially unrelated to the hydraulic reaction,
2SiO refers to 2 · CaF 2 and at least one or more crystalline phases selected from CaF 2, it is preferable that CaF 2 is present.

更に、MgO成分が不可避的に含まれている場合にあっ
ては、上記に加えて、MgO、更に3CaO・MgO・2SiO2、5Ca
O・MgO・3SiO2、2CaO・MgO・SiO2及びMgO・A2O3等の
二成分系または三成分系のマグネシウム系結晶相の一種
または二種以上が含むこともできる。
Furthermore, in the case where MgO component is inevitably contained, in addition to the above, MgO, further 3CaO · MgO · 2SiO 2, 5Ca
O · MgO · 3SiO 2, 2CaO · MgO · SiO 2 and MgO · A 2 O 3 or the like of the two-component or may be a ternary one or two or more of magnesium-based crystalline phase contains.

これらの安定鉱物成分は本発明に係る製造方法により
得られる特殊セメントにおいて熱的安定性を付与するも
のであり、前述のように10〜95重量%の範囲で含有され
る。
These stable mineral components impart thermal stability to the special cement obtained by the production method according to the present invention, and are contained in the range of 10 to 95% by weight as described above.

このように、本発明に係る製造方法により得られる特
殊セメントは従来のポルトランドセメント、早強セメン
ト、超早強セメント、アルミナセメント等とは全く異な
るセメント組成をもつことである。
As described above, the special cement obtained by the production method according to the present invention has a completely different cement composition from the conventional Portland cement, early-strength cement, ultra-high-strength cement, alumina cement and the like.

なお、本発明において、上記の鉱物組成及びその割合
はいずれも粉末X線回折測定法に基づいて同定されるも
のであり、且つ各組成の割合(R%)は次式 [式中、Hsは同定される各鉱物の第1ピークの測定カウ
ント数(cps)、Hは目的鉱物の第1ピークの測定カウ
ント数を表す]で表し、これを重量%で表示したもので
ある。
In the present invention, each of the above mineral compositions and their ratios is identified based on the powder X-ray diffraction measurement method, and the ratio (R%) of each composition is expressed by the following formula: [Where Hs is the measured count of the first peak of each identified mineral (cps) and H is the measured count of the first peak of the target mineral]. is there.

従って、例えば水硬性鉱物が5〜90重量%というのは [式中、Hssは各安定鉱物の第1ピークの測定カウント
数(cps)、H1は11CaO・7A2O3・CaF2または12CaO・7A
2O3の第1ピークのカウント数(cps)、H2はβ−2CaO
・SiO2またはγ−2CaO・SiO2の第1ピークのカウント数
(cps)を表す]で求めた値を意味する。
Therefore, for example, 5 to 90% by weight of hydraulic mineral Wherein, Hss measuring count of the first peak of the stable minerals (cps), H 1 is 11CaO · 7A 2 O 3 · CaF 2 or 12CaO · 7A
The count number (cps) of the first peak of 2 O 3 , H 2 is β-2CaO
· Represents the count number (cps) of the first peak of SiO 2 or γ-2CaO · SiO 2 ].

更に、本発明に係る製造方法により得られる特殊セメ
ントはブレーン比表面積が2000〜5000cm2/gの粉末度で
なければならない。この理由は約2000cm2/g未満にあっ
ては、水硬反応が不充分で初期強度が得られないために
実用性を欠くためであり、一方、上限は粉砕の便宜から
実際的に設定されたものである。
Furthermore, the special cement obtained by the production method according to the present invention must have a Blaine specific surface area of 2000 to 5000 cm 2 / g and a fineness. The reason for this is that if it is less than about 2000 cm 2 / g, the hydraulic reaction is insufficient and the initial strength is not obtained, so that it lacks practicality, while the upper limit is set practically for the convenience of grinding. It is a thing.

本発明に係る製造方法により得られる特殊セメント
は、品質安定なものとして大量に生産する場合には、所
望の原料を配合して合成するのがよい。
When the special cement obtained by the production method according to the present invention is mass-produced as having a stable quality, it is preferable to mix desired raw materials and synthesize them.

即ち、CaO原料、SiO2原料、A2O3原料及びF原料あ
るいは製鋼スラグ(酸化期スラグ、還元期スラグ)、高
炉スラグ、合金製造スラグなどのような各成分を複合し
て有する原料物を焼成物組成が前記の範囲になるように
所望の原料を配合し、加熱炉で焼成する。加熱炉として
は、セメント用キルンの他、ローラーハースキルン、シ
ャトルキルン、トンネルキルンなどが挙げられる。
That is, a raw material having a composite of various components such as CaO raw material, SiO 2 raw material, A 2 O 3 raw material and F raw material or steelmaking slag (oxidation stage slag, reduction stage slag), blast furnace slag, alloy production slag, etc. Desired raw materials are blended so that the composition of the fired product falls within the above range, and firing is performed in a heating furnace. Examples of the heating furnace include a roller kiln, a shuttle kiln, and a tunnel kiln, in addition to a cement kiln.

焼成は約1000℃〜1200℃で行なわれ、焼成後、炉から
取り出し、風冷して結晶化させるが、硼素等を添加する
場合は風冷の工程を省略することもできる。また、焼成
温度がこの範囲外においてあっては適切なセメント組成
物を得ることが困難となる。焼成物は常温まで冷却した
のち粗砕及び微粉砕することにより製品化することがで
きる。
The firing is performed at about 1000 ° C. to 1200 ° C. After the firing, it is taken out of the furnace and cooled by air to be crystallized. However, when boron or the like is added, the step of air cooling can be omitted. If the firing temperature is outside this range, it will be difficult to obtain an appropriate cement composition. The calcined product can be commercialized by cooling to room temperature and then coarsely and finely pulverized.

なお、製品中の結晶相の成分や割合は主として原料調
合物の組成に依存するけれども、加熱、冷却条件によっ
ても左右されるから、使用目的に応じて適宜調製して所
望の鉱物組成のセメントを得ることができる。
Although the components and proportions of the crystal phase in the product mainly depend on the composition of the raw material mixture, it also depends on the heating and cooling conditions. Obtainable.

本発明に係る製造方法により得られる特殊セメントの
使用にあたっては、それ自体の使用は勿論であるが、多
くの場合活性シリカと併用することによって、その特徴
的な結果機能をより発揮することができる。
In using the special cement obtained by the production method according to the present invention, not to mention the use of the cement itself, but in many cases, by using it in combination with the activated silica, the characteristic result function can be more exerted. .

活性シリカの配合量はセメントの使用目的やその物性
によって異なるけれども、多くの場合全重量当たりSiO2
として5〜35重量%、好ましくは10〜25重量%の範囲が
よい。
The amount of activated silica varies depending on the purpose of use and the physical properties of the cement, but in most cases SiO 2
5 to 35% by weight, preferably 10 to 25% by weight.

ここに活性シリカとは、セメント中のCaOなどの塩基
成分の中和反応を水の存在下及び加熱状態の下で生ぜし
める微細シリカをいい、例えばフェロシリコンダスト、
ヒュームドシリカ、シリカゾル及び活性白土等が挙げら
れるが、特に、フェロシリンコンダストやヒュームドシ
リカの如き超微粉シリカが好適である。
Here, activated silica refers to fine silica that causes a neutralization reaction of a base component such as CaO in cement in the presence of water and under a heated state, for example, ferrosilicon dust,
Examples thereof include fumed silica, silica sol and activated clay, and particularly, ultrafine silica such as ferrocillin condust and fumed silica is preferable.

また、このセメントを結合剤として所望する形状また
は大きさの無機質成形体を製造するにあたり、使用する
骨材は特に限定されるものではないが、耐火、耐熱性を
有するものを希望する場合には、特に熱履歴を受けたも
の、例えばシャモット、耐火レンガ屑、各種陶磁器屑、
各種金属精錬の際の徐冷スラグまたは火成岩等が好まし
い。
Further, in producing an inorganic molded article having a desired shape or size using this cement as a binder, the aggregate to be used is not particularly limited, but if fire resistance and heat resistance are desired, , Especially those subjected to heat history, such as chamotte, refractory brick waste, various ceramic waste,
Slowly cooled slag or igneous rock at the time of refining various metals is preferable.

[作 用] 本発明に係る製造方法により得られる特殊セメント
は、前記のような特定な化学組成をもつ焼成冷却後の粉
砕物であって、11CaO・7A2O3・CaF2(12CaO・7A
2O3)、β−2CaO・SiO2またはγ−2CaO・SiO2から選ば
れた2種以上の水硬性鉱物成分と3CaO・2siO2・CaF2
びCaF2から選ばれた少なくとも1種以上の安定鉱物を結
晶相として有する。しかして、11CaO・7Al2O・CaF2は常
温において水硬反応により、アルミン酸カルシウム系水
和物を生成し、初期強度を付与する。また、β−2CaO・
SiO2またはγ−2CaO・SiO2の大部分は未水和結晶相とし
て存在しているが、徐々に水和反応が進行し、長期強度
を増進する。なお、本発明に係るセメントは通常のセメ
ントに比べてW/Cが小さいところで充分機能する特性を
もっている。更に、このセメントを結合材として耐火、
耐熱性無機質成形体を得る目的で活性シリカを添加する
場合には、その量にも関係するが、11CaO・7A2O3・Ca
F2は前記と同様な水和反応により水硬する。活性シリカ
の存在下でアルミン酸カルシウム系水和物は加熱により
2CaO・A2O3・SiO2の如きCaO−A2O3−SiO2系鉱物
に、β−2CaO・SiO2またはγ−2CaO・SiO2は3CaO・2SiO
2・CaFの如きCaO−SiO2−CaF2系鉱物へ変化し、熱的安
定性が付与される。
Special cement obtained by the production method according to [work for the present invention, the a ground product after firing cooling having a specific chemical composition as, 11CaO · 7A 2 O 3 · CaF 2 (12CaO · 7A
2 O 3), β-2CaO · SiO 2 or gamma-2CaO · a SiO 2 of two or more species selected hydraulic mineral component and 3CaO · 2SiO 2 · CaF 2 and at least one or more selected from CaF 2 It has a stable mineral as a crystalline phase. Thus, 11CaO · 7Al 2 O · CaF 2 by hydraulic reaction at room temperature, to form calcium aluminate based hydrated, imparts early strength. Also, β-2CaO.
Most of SiO 2 or γ-2CaO.SiO 2 exists as an unhydrated crystal phase, but the hydration reaction proceeds gradually, and the long-term strength is increased. In addition, the cement according to the present invention has a property of sufficiently functioning in a place where the W / C is small as compared with ordinary cement. Furthermore, this cement is used as a binder for fire resistance,
In the case of adding active silica for the purpose of obtaining a heat-resistant inorganic moldings is related to the amount, but, 11CaO · 7A 2 O 3 · Ca
F 2 is hydraulically hardened by the same hydration reaction as described above. In the presence of activated silica, calcium aluminate hydrate
To 2CaO · A 2 O 3 · SiO 2 in such CaO-A 2 O 3 -SiO 2 based mineral, β-2CaO · SiO 2 or γ-2CaO · SiO 2 is 3CaO · 2SiO
2 · changes CaF such CaO-SiO 2 -CaF to 2 based minerals, thermal stability is imparted.

本発明に係るセメントは水硬性と耐熱性とを同時に具
備する特異なセメントとして各種の骨材の結合作用を発
揮するものである。
The cement according to the present invention is a unique cement having both hydraulic properties and heat resistance and exhibits a binding action of various aggregates.

[実 施 例] 実施例1〜7 (1)特殊セメントの調製 石灰石、ボーキサイト、ホタル石、高炉スラグ、フェ
ロニッケルスラグ、ケイ岩、工業薬品、及びホウケイ酸
アルカリガラス(B2O3=31重量%)を粉砕したのち、0.
5mmフルイでフルイ下品を採取し、次いで各種の粉砕試
料を原料として各種の配合物10kgをそれぞれ72KW外熱式
抵抗電気炉を用いて1000〜1100℃、3時間焼成後、冷却
して焼成物を得た。
[Implementation example Example 1-7 (1) Preparation of a special cement limestone, bauxite, fluorspar, blast furnace slag, ferronickel slag, silica rock, industrial chemicals, and alkali glass (B 2 O 3 = 31 wt Borosilicate %) And then crushed.
After collecting the vulcanized products with a 5 mm sieve, then, using various ground samples as raw materials, 10 kg of each compound is fired at 1000 to 1100 ° C. for 3 hours using a 72 kW external heating resistance electric furnace, and then cooled to obtain a fired material. Obtained.

次いで、得られた焼成物をボールミルで粉砕して各種
の特殊セメントを得た。この特殊セメントについての物
性を測定したところ第1表及び第2表の結果が得られ
た。
Next, the obtained fired product was pulverized with a ball mill to obtain various special cements. When the physical properties of this special cement were measured, the results shown in Tables 1 and 2 were obtained.

(2)評価 2.成形体(供試体)の調製 各実施例で得られた特殊セメントを結合剤として、こ
れに第3表に示すように配合割合にて骨材シャモット粉
(組成並びに粒度を以下の第4表に記載する)、シリカ
フラワー[SiO2=90重量%:日本重化学工業(株)社
製]、減水剤及び水からなる調合物をフロー値が約200m
mとなるようにASTM規格のボール容量5のモルタル混
練機で混練した。
(2) Evaluation 2. Preparation of molded article (specimen) The special cement obtained in each example was used as a binder, and the aggregated chamotte powder (composition and particle size) was added thereto in a mixing ratio as shown in Table 3. Table 4 below), silica flower [SiO 2 = 90% by weight: manufactured by Nippon Heavy Industries, Ltd.], a water reducing agent and water, and a flow value of about 200 m
The mixture was kneaded with a mortar kneader having a ball capacity of 5 according to ASTM standard so as to obtain m.

次いで、160mm×450mm×10mmの型枠へ流し込み、振動
成形し、20℃、80%RHの恒温、恒湿室内に24時間静置し
てから脱型した後、20℃、50%RHの恒温、恒湿室内に6
日間、気乾養生を行なった。次に、気乾養生後の各成形
体をカッターで切断し、160mm×40mm×10mm(厚さ)の
供試体を1サンプルにつき9個作成し、3個を1組とし
た供試体を3組宛作成した。
Next, it is poured into a 160 mm × 450 mm × 10 mm formwork, is subjected to vibration molding, is left in a constant temperature and humidity room at 20 ° C. and 80% RH for 24 hours, and is then removed from the mold. 6 in a constant humidity room
Air-dried curing was performed for days. Next, each molded body after air-drying curing was cut with a cutter, nine specimens of 160 mm × 40 mm × 10 mm (thickness) were prepared for each sample, and three sets of three specimens were prepared. Created.

b.供試体の養生条件 1試料3組の供試体のうち2組は電気炉により850℃
または1050℃の最高温度で60分間加熱し、300℃で取り
出したのち、自然放冷し、物性測定用供試体とする。
b. Curing conditions of test specimens Two sets of three specimens of one sample are 850 ° C by electric furnace.
Alternatively, heat at a maximum temperature of 1050 ° C. for 60 minutes, take out at 300 ° C., allow to cool naturally, and use it as a specimen for physical property measurement.

残りの1組は加熱処理することなく、そのまま測定用
供試体とする。
The remaining one set is used as a test specimen without heat treatment.

c.供試体の評価方法 (1)「曲げ強度」はスパン100mm、中央載荷、定変位
荷重=0.5mm/分にて測定する。数値は1試料1組3個の
供試体の平均値である。
c. Evaluation method of test specimen (1) "Bending strength" shall be measured at a span of 100 mm, a center load, and a constant displacement load = 0.5 mm / min. The numerical values are average values of three specimens per set of one sample.

(2)「収縮率」は同一供試体(160mm×40mm×10mm厚
さ)の長手方向寸法を気乾養生後と、850℃及び1050℃
加熱放冷後について、ノギスを用いて測定し、寸法変化
を気乾養生後の寸法を100として百分率で表す。数値は
前記(1)項と同様に1組3個の平均値である。
(2) The "shrinkage ratio" is the same as that of the same specimen (160mm x 40mm x 10mm thickness) after air drying and curing at 850 ℃ and 1050 ℃.
After heating and cooling, measurement was made using a caliper, and the dimensional change was expressed as a percentage with the dimension after air-drying curing as 100. The numerical values are the average value of a set of three as in the above item (1).

(3)「反り」は加熱供試体について、型枠に接触した
平面を測定面とし、JIS A−5209「陶磁器質タイル」に
準じ、加熱による「でこ反り」「へこ反り」を測定し
た。
(3) “Warping” was measured for the heated specimen, and the “bending warpage” and “bending” due to heating were measured in accordance with JIS A-5209 “Ceramic tiles” using the plane in contact with the mold as the measurement surface. .

なお、「でこ反り」については測定値に(+)の符号
へ、「へこ反り」については(−)の符号を付した。数
値は前記(1)及び(2)項と同様に1組3個の平均値
である。
In addition, the sign of (+) was attached to the measured value for “bent warpage” and the sign of (−) for “bump warpage”. The numerical values are the average value of one set of three as in the above items (1) and (2).

(4)「割れ」は肉眼で目視測定する。(4) “Crack” is visually measured with the naked eye.

d.評価の結果 前記で得られた各供試体の物性を測定したところ第5
表の結果が得られた。
d. Evaluation results The physical properties of each specimen obtained above were measured.
The results in the table were obtained.

以上の結果から判るように、気乾養生供試体は曲げ強
度がいずれも60kgf/cm2以上を有している。
As can be seen from the above results, the air-dried cured specimens all have a flexural strength of 60 kgf / cm 2 or more.

また、当セメントは活性シリカと併用することにおい
て、850℃加熱後の供試体については全て曲げ強度は気
乾養生品を上回っており、1050℃に加熱した場合でさえ
も強度の劣化は殆ど生じていない。
In addition, when this cement is used in combination with activated silica, the bending strength of all specimens heated at 850 ° C exceeds that of the air-cured cured product, and even when heated at 1050 ° C, the strength deteriorates almost completely. Not.

しかも、常温から1050℃という厳しい熱変化に対して
は割れは実質的に認められず、且つ収縮率も1.0%以内
で反りも極めて小さい。
In addition, cracks are not substantially observed against a severe thermal change from room temperature to 1050 ° C., and the shrinkage is within 1.0% and the warpage is extremely small.

実施例8〜14 (1)特殊セメントの調製 実施例1〜7の各特殊セメントを72KW電気炉で製造す
る際、硼珪酸アルカリガラスを添加しないで実施例1と
同様の方法で加熱し、焼成物を作成した。
Examples 8 to 14 (1) Preparation of special cements When the special cements of Examples 1 to 7 are manufactured in a 72 kW electric furnace, heating and firing are performed in the same manner as in Example 1 without adding alkali borosilicate glass. Created things.

得られた焼結物は実施例8、9については大部分が粉
化崩壊し、実施例10、11、12、13、14の焼結物は粉化せ
ず、塊状となって固化した。これらの焼結物を実施例1
と同様に微粉砕して特殊セメントを調製した。この特殊
セメントについて物性を測定したところ第6表及び第7
表の結果が得られた。
Most of the obtained sinter was powdered and collapsed in Examples 8 and 9, and the sinters of Examples 10, 11, 12, 13, and 14 were not powdered but solidified in a lump. These sintered products were prepared in Example 1.
A special cement was prepared by pulverization in the same manner as described above. The physical properties of this special cement were measured.
The results in the table were obtained.

(2)評価と結論 実施例8〜14で得られた各セメントを第3表に示す配
合割合の調合物を実施例1と同様な操作条件にて3個1
組の供試体を作成した。
(2) Evaluation and Conclusion Each of the cements obtained in Examples 8 to 14 was mixed in a proportion of 3 shown in Table 3 under the same operating conditions as in Example 1 to obtain 1 mixture.
A set of specimens was prepared.

この供試体を実施例1と同様な操作条件で養生した
後、物性の評価をしたところ、第9表の結果が得られ
た。
After curing this sample under the same operating conditions as in Example 1, the physical properties were evaluated. The results in Table 9 were obtained.

なお、第9表の試験No.は実施例No.に対応するセメン
トを用いた供試体である。
Test No. in Table 9 is a specimen using cement corresponding to Example No.

比較例 普通ポルトランドセメントを使用し、第10表に示す配
合物について実施例1と同様な操作条件にて3個1組の
供試体を作成した。
Comparative Example Using ordinary Portland cement, a set of three specimens was prepared for the compounds shown in Table 10 under the same operating conditions as in Example 1.

この供試体を実施例1と同様な操作条件で養生した
後、物性を評価したところ第11表の結果が得られた。
After curing the specimen under the same operating conditions as in Example 1, the physical properties were evaluated. The results shown in Table 11 were obtained.

[発明の効果] 本発明に係る製造方法により得られる特殊セメントと
活性シリカとを併用した場合には従来のポルトランドセ
ンメントとは異なり、著しい熱安定性と耐熱衝撃性を兼
ね備えた無機質結合剤となる。
[Effect of the Invention] When a special cement obtained by the production method according to the present invention and active silica are used in combination, unlike a conventional Portland cement, an inorganic binder having remarkable thermal stability and thermal shock resistance is used. Become.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−164749(JP,A) 特開 平2−164750(JP,A) 特開 昭57−129849(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 7/345,7/147 C04B 28/08,22:06 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-2-164749 (JP, A) JP-A-2-164750 (JP, A) JP-A-57-129849 (JP, A) (58) Investigation Field (Int.Cl. 7 , DB name) C04B 7 / 345,7 / 147 C04B 28 / 08,22: 06

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】下記の特性 化学組成はCaO=40.0〜65.0重量%、SiO2=10.0〜32.
0重量%、A2O3=7.0〜24.0重量%、F=1.5〜12.0重
量%及びその他の成分が15重量%以下の範囲内にある; の化学組成は次の組成式(重量比)(A)、(B)
及び(C)を満足する: 粉末X線回折法により求められる鉱物組成として11Ca
O・7A2O3・CaF2、β−2CaO・SiO2、γ−2CaO・SiO2
ら選ばれた少なくとも2種の水硬性成分と3CaO・2SiO2
・CaF2及びCaF2から選ばれた少なくとも1種の安定鉱物
を有する; 粉末度がブレーン比表面積測定法で2000〜5000cm2/g
の範囲内にある、特殊セメントの製造方法において、Ca
O原料、SiO2原料、A2O3原料及びF原料あるいは製鋼
スラグ、高炉スラグ、合金製造スラグから選択される原
料物を1000〜1200℃の温度範囲で焼成し、冷却後、粗砕
及び微粉砕することを特徴とする特殊セメントの製造方
法。
1. The following chemical composition: CaO = 40.0-65.0% by weight, SiO 2 = 10.0-32.
0% by weight, A 2 O 3 = 7.0 to 24.0% by weight, F = 1.5 to 12.0% by weight and other components are within 15% by weight or less. The chemical composition of the following formula (weight ratio) ( A), (B)
And satisfy (C): The mineral composition determined by powder X-ray diffraction
O · 7A 2 O 3 · CaF 2, β-2CaO · SiO 2, γ-2CaO · at least two hydraulic component of SiO 2 was selected and 3CaO · 2SiO 2
・ Has at least one kind of stable mineral selected from CaF 2 and CaF 2 ; fineness is 2000 to 5000 cm 2 / g by Blaine specific surface area measurement
In the method for producing special cement, which is within the range of Ca
Raw materials selected from O raw materials, SiO 2 raw materials, A 2 O 3 raw materials and F raw materials or steelmaking slag, blast furnace slag, and alloy production slag are fired in a temperature range of 1000 to 1200 ° C., cooled, coarsely crushed and finely ground. A method for producing a special cement, comprising crushing.
【請求項2】特殊セメントが硼素成分をB2O3として2重
量%まで含有することのできる請求項1記載の特殊セメ
ントの製造方法。
2. The method for producing a special cement according to claim 1, wherein the special cement can contain up to 2% by weight of a boron component as B 2 O 3 .
【請求項3】請求項1または2記載の特殊セメントの製
造方法により製造された特殊セメントに活性シリカンを
全重量当たり5〜35重量%の量で配合してなることを特
徴とする特殊セメント。
3. A special cement, characterized in that activated silica is added to the special cement produced by the method for producing special cement according to claim 1 or 2 in an amount of 5 to 35% by weight based on the total weight.
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