JP4164229B2

JP4164229B2 - Cement composition

Info

Publication number: JP4164229B2
Application number: JP2000381597A
Authority: JP
Inventors: 秀幸菅谷; 健一本間; 牧彦市川; 清鯉淵; 博之山口
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp; DC Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp; DC Co Ltd
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: JP2002187747A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメント組成物に関し、特に、Ｐ₂Ｏ₅の含有量が多く、水硬率・ケイ酸率が特定されたセメントクリンカ（以下“本発明のセメントクリンカ”という）を用い、圧縮強度の低下する割合が改良されたセメント組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ゴミの焼却灰、下水汚泥およびその焼却灰、並びに製鋼スラグなどの産業副産物（これらを総称して“廃棄物”という）は、増加する一方であり、それらの有効活用が社会的急務となっている。
その一方策として、セメント製造業界では、廃棄物を原料の一部として利用する、いわゆる再資源化について研究が進められている。
【０００３】
しかしながら、ほとんどの廃棄物には、リン化合物が多量に含まれているために（Ｐ₂Ｏ₅換算で０．３〜３０質量％）、ポルトランドセメントクリンカ用原料として用いた場合、リン化合物の一部が該クリンカ中に残存し、セメントの特性に悪影響を及ぼすことが知られている。
【０００４】
特に、その影響は、セメントの強度発現性に顕著であり、上記残存量が多ければ多いほど強度低下が著しい。
通常、普通ポルトランドセメントクリンカには、Ｐ₂Ｏ₅が０．１〜０．２質量％（最大でも０．３質量％）含まれている。
【０００５】
しかし、廃棄物を原料として使用することにより、普通ポルトランドセメントクリンカのＰ₂Ｏ₅含有量が０．５質量％に増加すると、該クリンカから製造されたセメントの圧縮強度（材齢７日）は８９％程度に、１．０質量％に増加すると７４％程度に低下する。
【０００６】
その圧縮強度の低下を改良する方法として、本願発明者らは、廃棄物を配合して製造した普通ポルトランドセメントの［Ｐ₂Ｏ₅−ＭｇＯ］の２成分に着目し、圧縮強度との関連を研究した結果、
・調合原料中のＰ₂Ｏ₅量が０．３〜２．０重量％（焼成ベ−ス）のとき、Ｍｇ添加物をＭｇＯ換算で１．０〜５．０重量％の範囲内に配合するのが好ましいこと
を突き止め、特許出願した（特願平１１−８１３８３号参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
Ｐ₂Ｏ₅とＭｇＯの量的関係は、廃棄物を多量に配合して前者の含有量を多くすれば、それに応じて後者も多く配合する。
【０００８】
しかし、ポルトランドセメントのＪＩＳ規格では、ＭｇＯの許容量を５．０重量％以下と定めている。
そのＭｇＯの量的限界から、Ｐ₂Ｏ₅含有量も２．０重量％以下とされ、調合原料における廃棄物の配合量（処理量）も少なく、再資源化への寄与も低い、という問題点が指摘されていた。
【０００９】
本発明は、上記従来法の問題点に鑑みなされた発明であって、その目的は、
・セメントの圧縮強度の低下する割合を改良し、かつ、
・調合原料への廃棄物の配合量の増加を可能にした
セメント組成物を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
セメントクリンカは、下記１成分２比率を特定することにより、目的を達成することができる。
すなわち、本発明のセメントクリンカは、Ｐ₂Ｏ₅量、水硬率（ＨＭ）およびケイ酸率（ＳＭ）を特定の範囲に限定することを特徴とし、これにより、
・Ｐ₂Ｏ₅を従来のクリンカの上限よりも多量に含有させても、該セメントクリンカから製造されるセメント組成物の圧縮強度が低下する割合を改良しうる
という効果を生じる。
もって、調合原料への廃棄物の配合量の増加および高リン含有廃棄物の配合を可能にした、つまり、廃棄物の再資源化を向上させた発明であり、ここに提供するものである。
【００１１】
すなわち、本発明に係るセメント組成物は、
「リン含有廃棄物を配合した調合原料を焼成して得られるセメントクリンカであって、Ｐ ₂Ｏ₅含有量が０．３〜５．０質量％、水硬率（ＨＭ）が２．１６〜２．４０、ケイ酸率（ＳＭ）が１．３〜２．２のセメントクリンカに、総ＳＯ _３量が１．５〜３．０質量％となるように石こうを配合してなること」（請求項１）
を要旨とする。
【００１２】
また、本発明に係るセメント組成物は、
・廃棄物が下水汚泥、下水汚泥焼却灰、都市ゴミ焼却灰および製鋼スラグから選ばれる１種以上であること（請求項２）、および、
・調合原料の配合に使用されるＳｉＯ₂原料が石炭灰であること（請求項３）、
を特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明に係るセメント組成物は、
「前記Ｐ _２Ｏ _５含有量が０．３〜３．０質量％の場合、前記水硬率（ＨＭ）を２．１６〜２．２５の範囲に、前記Ｐ _２Ｏ _５含有量が３．０〜５．０質量％の場合、前記水硬率（ＨＭ）を２．２５〜２．４０の範囲に調整してなること」（請求項４）
を要旨とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のセメントクリンカについて説明する。
これは、セメントクリンカ中のＰ₂Ｏ₅含有量の上限を高くし、それに基づいて生ずる圧縮強度の著しい低下を、化学成分の２つの比率（水硬率、ケイ酸率）と組み合わせることによって改良するものである。
これにより、各種のリン化合物を含む廃棄物を原料として調合原料に大量に配合できる。
【００１５】
Ｐ₂Ｏ₅の強度低下への影響は大きいが、該比率を特定範囲に限定したことにより、セメント硬化体として利用できる程度に圧縮強度を回復（発現）させることができる。
【００１６】
セメントクリンカ中のＰ₂Ｏ₅含有量は、０．３〜５．０質量％である。
０．３質量％未満の場合は、圧縮強度への影響がほとんど生じない。
通常のセメントクリンカ製造用原料のみで調合原料を調製し焼成した場合とほぼ等しく、例え、原料として廃棄物を使用しても配合量が極微量であり、廃棄物を再資源化した、とするには程遠く、単に製造工程を複雑にしだけで工業的メリットがない。
【００１７】
一方、５．０質量％を超えた場合、水硬率（ＨＭ）および／またはケイ酸率（ＳＭ）を調整しても、圧縮強度低下が大きいので好ましくない。
【００１８】
次に、セメントクリンカの２つの比率について説明する。
水硬率（ＨＭ）は、セメントの化学成分を決定付ける重要な一つの比率であるが、通常のポルトランドセメントクリンカの場合より高くしなければ圧縮強度への作用が小さい。
水硬率（ＨＭ）が２．１６未満の場合、Ｐ₂Ｏ₅含有量が多い場合、圧縮強度低下が大きいので好ましくない。
【００１９】
逆に、２．４０を超える場合、そのセメントの水和熱が高くなり用途が制限されること、およびモルタルまたはコンクリ−トの流動性が著しく低下して施工性が悪くなることなど、圧縮強度以外の特性に悪影響が生じるので好ましくない。
【００２０】
水硬率（ＨＭ）は、Ｐ₂Ｏ₅含有量との関係で言えば、下記の範囲にするのが好ましい。
▲１▼Ｐ₂Ｏ₅が０．３〜３．０質量％の場合；水硬率２．１６〜２．２５
▲２▼Ｐ₂Ｏ₅が３．０〜５．０質量％の場合；水硬率２．２５〜２．４０
【００２１】
セメントクリンカのケイ酸率（ＳＭ）について説明する。
ケイ酸率が１．３未満の場合、セメントの水和熱が高くなること、およびモルタルまたはコンクリ−トの流動性が低下することなどにより、水硬率の場合と同様に悪影響が生じるので好ましくない。
【００２２】
逆に、２．４を超える場合、Ｐ₂Ｏ₅含有量が比較的多量な場合、圧縮強度低下が大きいので好ましくない。
【００２３】
上記［Ｐ₂Ｏ₅含有量：水硬率：ケイ酸率］の関係から、廃棄物を大量に配合しＰ₂Ｏ₅含有量を多くする場合には、［高水硬率・低ケイ酸率］になるように原料を配合するのが好ましい。
【００２４】
なお、ポルトランドセメントの製造で利用されている化学成分の比率；鉄率（ＩＭ）については、特に限定するものではないが、おおよそ１．５〜１．８の範囲が好ましい。
【００２５】
次いで、廃棄物について説明する。
通常、廃棄物には、各種のリン化合物が含まれており、その量は、前記したとおり多いもので、約３０質量％（Ｐ₂Ｏ₅換算）も含まれている。
【００２６】
調合原料に配合される廃棄物は、具体的に、下水汚泥，下水汚泥焼却灰，都市ゴミ焼却灰および製鋼スラグなどが挙げられる。
それらは、調合原料を調製するさい１種のみを配合しても、また、２種以上の混合物を配合することもできる。
【００２７】
セメントクリンカの原料には、上記廃棄物の他、通常のポルトランドセメントクリンカ製造のさい配合される原料が使用される。
例えば、
・ＣａＯ原料；石灰石、生石灰、消石灰など
・ＳｉＯ₂原料；珪石、粘土など
・Ｆｅ₂Ｏ₃原料；鉄滓、鉄ケ−キなど
である。
【００２８】
本発明のセメントクリンカにおいては、ＳｉＯ₂を多量に含有する石炭灰を前記ＳｉＯ₂原料に代えて／または一緒に使用することができる。
石炭灰の主な化学成分は、ＳｉＯ₂；４０〜７０質量％、Ａｌ₂Ｏ₃；１０〜４０質量％、Ｆｅ₂Ｏ₃；２〜１０質量％およびＣａＯ；１〜３０質量％である。
【００２９】
上記石炭灰は、火力発電所、各種工場などで石炭燃焼したさい発生する。
例えば、フライアッシュ，シンダ−アッシュ，ボトムアッシュ，クリンカアッシュなどである。
【００３０】
本発明のセメントクリンカの製造方法は、通常のポルトランドクリンカの場合と同様、前述した廃棄物および原料を用いて粉砕し、所定のＰ₂Ｏ₅量、水硬率およびケイ酸率に適合するように配合し混合して調合原料を調製し、焼成することによって得られる。
焼成は、ＮＳＰキルン、ＳＰキルンなど慣用の設備を利用できる。
なお、焼成温度は、セメントクリンカの水硬率が高いので、普通ポルトランドセメントクリンカ原料を焼成する場合よりも高目で行なうのが好ましい。
【００３１】
次に、本発明に係るセメント組成物について説明する。
セメント組成物は、前述したセメントクリンカに、総ＳＯ₃量が１．５〜３．０質量％の範囲内に納まるように石こうを配合し、粉砕して製造される。
この発明で使用される石こうとは、２水・半水・無水石こうの１種またはそれらの混合物である。
【００３２】
セメント組成物に含有される総ＳＯ₃量が
・１．５質量％未満の場合；瞬結や流動性の低下が生じる
・３．０質量％を超える場合；凝結遅延や強度低下が生じる
こととなり、いずれの場合も好ましくない。
【００３３】
セメント組成物は、セメントクリンカと石こうとを
・混合粉砕する方法、
・個別に粉砕し混合する方法
のいずれかで行なうことにより得られる。
【００３４】
その粉砕は、セメント組成物のブレ−ン比表面積が３０００〜４５００ｃｍ²／ｇになるようにするのが好ましい。
なお、粉砕に使用する粉砕機は、慣用の設備が利用できる。
【００３５】
【実施例】
（実施例１〜７、比較例１〜７）
表１に示す化学成分を有する原料を粉砕し混合し、調合原料を調製し、焼成して表２に記載する１成分２比率（Ｐ₂Ｏ₅含有量、水硬率およびケイ酸率）の種々のセメントクリンカを製造した。
なお、鉄率（ＩＭ）は、１．６〜１．７である。
【００３６】
【表１】

【００３７】
前記セメントクリンカに２水石こうを配合し混合粉砕して、表２に示す総ＳＯ₃量を有するそれぞれのセメント組成物を製造した。
各セメント組成物のブレ−ン比表面積を測定した結果、３２００±５０ｃｍ²／ｇであった。
得られたセメント組成物は、ＪＩＳＲ５２０１「セメントの物理試験方法」にしたがって圧縮強度（材齢７日）を測定し、その結果を同表に併記した。
なお、比較例１に記載のセメントは、普通ポルトランドセメントであり、その圧縮強度を基準値（１００）にした圧縮強度比も同表に示した。
【００３８】
【表２】

【００３９】
表２より、以下の事項が明らかである。
１）Ｐ₂Ｏ₅含有量が［０．１質量％→０．８質量％→１．７質量％］と増加するにつれて、圧縮強度比も［１００％→８０％→５８％］と著しく低下する（比較例１〜３）。
【００４０】
２）セメントクリンカのＨＭおよびＳＭの規定範囲の内外を比較すると、
▲１▼Ｐ₂Ｏ₅含有量が５．０質量％以下の場合、規定の範囲内では、圧縮強度の低下割合の改良に有効である（実施例７（４．７質量％）、比較例５（５．５質量％））。
▲２▼Ｐ₂Ｏ₅含有量が同程度の場合、規定の範囲内では、圧縮強度比が［８０％→９０％］に改良される（実施例、，比較例２）。
▲３▼ＨＭ，ＳＭの規定外であってＰ₂Ｏ₅含有量；０．８質量％の場合の圧縮強度と、該２つの比率を規定内に調整し同程度の圧縮強度を発現させる場合、Ｐ₂Ｏ₅含有量を４．７質量％にまで増加させることができる（実施例７、比較例２）。
【００４１】
３）ＨＭが規定する範囲内であっても、ＳＭが規定外の場合、強度低下の割合を改良することができない（比較例４）。
なお、ＨＭが高過ぎる場合、前述したとおり、水和熱が高くなり流動性が低下するなど他の特性に悪影響を生じさせるので好ましくない。
【００４２】
４）セメント組成物の総ＳＯ₃量が１．５〜３．０質量％にある場合、強度低下の割合が改良される（実施例６，７および比較例６，７）。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、以上に詳記したように、リン含有廃棄物を含む調合原料を焼成して得られるセメントクリンカであって、該クリンカのＰ₂Ｏ₅含有量、水硬率およびケイ酸率の１成分２比率の範囲を限定したものであり、該セメントクリンカから製造されたセメント組成物（総ＳＯ₃量；１．５〜３．０質量％）は、Ｐ₂Ｏ₅の含有量が多いにも拘らず、Ｐ₂Ｏ₅に起因する圧縮強度の低下を改良することができるので、調合原料への廃棄物の配合量を増加できる、という効果を奏する。
【００４４】
上記効果により、下水汚泥、焼却灰などのリン含有廃棄物は、その処理方法の一つとしてセメントクリンカ用原料へ大量に用いることができるので、該廃棄物の再資源化の目処が立ち、環境改善への寄与は大きい。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to cement compositions, in particular, many content P ₂ O _5, with a hydraulic index cement clinker which silicic acid ratio is specified (hereinafter referred to as "cement clinker of the present invention"), The present invention relates to a cement composition having an improved rate of decrease in compressive strength.
[0002]
[Prior art]
In recent years, incineration ash from municipal waste, sewage sludge and its incineration ash, and industrial by-products such as steelmaking slag (collectively referred to as “waste”) are increasing, and their effective use is a social urgent matter. It has become.
As one of the measures, the cement manufacturing industry has been researching so-called recycling that uses waste as part of raw materials.
[0003]
However, since most waste contains a large amount of phosphorus compound (0.3 to 30% by mass in terms of P ₂ O ₅ ), when used as a raw material for Portland cement clinker, It is known that part remains in the clinker and adversely affects the properties of the cement.
[0004]
In particular, the effect is significant in the strength development of cement, and the greater the residual amount, the more the strength is reduced.
Typically, the ordinary Portland cement clinker, P ₂ O ₅ is contained 0.1 to 0.2 wt% (0.3 wt% at most).
[0005]
However, if the P ₂ O ₅ content of ordinary Portland cement clinker increases to 0.5% by using waste as a raw material, the compressive strength (age 7 days) of the cement produced from the clinker is If it increases to about 89% and 1.0 mass%, it will fall to about 74%.
[0006]
As a method for improving the decrease in compressive strength, the inventors of the present application focused on the two components of [P ₂ O ₅ —MgO] of ordinary Portland cement produced by mixing waste, and investigated the relationship with compressive strength. As a result of research,
-When the amount of P ₂ O ₅ in the blended raw material is 0.3 to 2.0% by weight (firing base), the Mg additive is blended within the range of 1.0 to 5.0% by weight in terms of MgO. As a result, a patent application was filed (see Japanese Patent Application No. 11-81383).
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As for the quantitative relationship between P ₂ O ₅ and MgO, if a large amount of waste is mixed to increase the former content, the latter is also mixed accordingly.
[0008]
However, the Portland cement JIS standard defines the allowable amount of MgO as 5.0% by weight or less.
Due to the quantitative limit of MgO, the P ₂ O ₅ content is 2.0% by weight or less, the amount of waste mixed in the raw material (processing amount) is small, and the contribution to recycling is low. A point was pointed out.
[0009]
The present invention is an invention made in view of the above problems of the conventional method, and its purpose is:
・ Improve the rate of decrease in compressive strength of cement, and
-Increased the amount of waste added to the ingredients
And to provide a cement composition.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The cement clinker can achieve the object by specifying the following 1 component 2 ratio.
That is, the cement clinker of the present invention is characterized by limiting the amount of P ₂ O ₅ , hydraulic modulus (HM) and silicic acid rate (SM) to a specific range,
Also, the P ₂ O ₅ in a large amount is contained than the upper limit of a conventional clinker produces the effect of compressive strength of cement compositions prepared from the cement clinker can improve the rate of reduction.
Accordingly, the invention provides an increase in the amount of waste mixed with a raw material for preparation and the addition of high phosphorus content waste, that is, an improvement in waste recycling.
[0011]
That is, the cement composition according to the present invention is
“A cement clinker obtained by firing a blended raw material containing phosphorus-containing waste, having a P ₂ O ₅ content of 0.3 to 5.0% by mass and a hydraulic modulus (HM) of 2.16 to 2.40, silicic acid ratio (SM) in the 1.3 to 2.2 of the cement clinker, the total sO ₃ content is blended with gypsum to be 1.5 to 3.0 mass% " (Claim 1)
Is the gist.
[0012]
Moreover, the cement composition according to the present invention is:
The waste is at least one selected from sewage sludge, sewage sludge incineration ash, municipal waste incineration ash, and steel slag (claim 2), and
-The SiO ₂ raw material used for blending the blended raw material is coal ash (Claim 3).
It is characterized by.
[0013]
Furthermore, the cement composition according to the present invention is:
“ When the P ₂ O ₅ content is 0.3 to 3.0% by mass, the hydraulic modulus (HM) is in the range of 2.16 to 2.25, and the P ₂ O ₅ content is 3. In the case of 0 to 5.0% by mass, the hydraulic modulus (HM) is adjusted to a range of 2.25 to 2.40.
Is a summary.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The cement clinker of the present invention will be described.
This is improved by increasing the upper limit of P ₂ O ₅ content in cement clinker and combining the significant reduction in compressive strength resulting therefrom with two ratios of chemical components (hydraulic rate, silicic acid rate). To do.
Thereby, the waste containing various phosphorus compounds can be blended in a large amount into the prepared raw material.
[0015]
Although the effect of P ₂ O ₅ on strength reduction is large, by limiting the ratio to a specific range, the compressive strength can be recovered (expressed) to the extent that it can be used as a cement hardened body.
[0016]
P ₂ O ₅ content in the cement clinker is 0.3 to 5.0 mass%.
If it is less than 0.3% by mass, the compressive strength is hardly affected.
It is almost the same as the case of preparing and firing a compound raw material only with ordinary raw materials for cement clinker production. For example, even if waste is used as a raw material, the amount is extremely small, and waste is recycled. It is far from, and there is no industrial merit just by complicating the manufacturing process.
[0017]
On the other hand, when it exceeds 5.0% by mass, even if the hydraulic modulus (HM) and / or the silicic acid rate (SM) is adjusted, the decrease in compressive strength is large, which is not preferable.
[0018]
Next, two ratios of cement clinker will be described.
The hydraulic modulus (HM) is an important ratio that determines the chemical composition of cement, but it has a small effect on compressive strength unless it is higher than that of a normal Portland cement clinker.
When the hydraulic modulus (HM) is less than 2.16, when the P ₂ O ₅ content is large, the compression strength is greatly lowered, which is not preferable.
[0019]
On the other hand, if it exceeds 2.40, the heat of hydration of the cement is increased and the application is limited, and the fluidity of the mortar or concrete is remarkably lowered, resulting in poor workability. This is not preferable because it adversely affects other characteristics.
[0020]
The hydraulic modulus (HM) is preferably set in the following range in terms of the P ₂ O ₅ content.
(1) When P ₂ O ₅ is 0.3 to 3.0% by mass; Hydraulic modulus 2.16 to 2.25
(2) When P ₂ O ₅ is 3.0 to 5.0% by mass; Hydraulic modulus 2.25 to 2.40
[0021]
The silicic acid ratio (SM) of the cement clinker will be described.
When the silicic acid ratio is less than 1.3, it is preferable because the heat of hydration of the cement is increased and the fluidity of the mortar or concrete is lowered, resulting in the same adverse effects as in the case of the hydraulic modulus. Absent.
[0022]
Conversely, if it exceeds 2.4, a relatively large P ₂ O ₅ content is not preferable because the compression strength is greatly reduced.
[0023]
From the relationship of the above [P ₂ O ₅ content: hydraulic modulus: silicic acid ratio], when adding a large amount of waste and increasing the P ₂ O ₅ content, [high hydraulic modulus / low silicic acid] It is preferable to blend the raw materials so that
[0024]
In addition, although it does not specifically limit about the ratio of the chemical component utilized by manufacture of Portland cement; iron ratio (IM), The range of about 1.5-1.8 is preferable.
[0025]
Next, waste will be described.
Normally, various types of phosphorus compounds are included in the waste, and the amount thereof is large as described above, and about 30% by mass (in terms of P ₂ O ₅ ) is also included.
[0026]
Specific examples of the waste blended in the blended raw material include sewage sludge, sewage sludge incineration ash, municipal waste incineration ash, and steelmaking slag.
They can be blended with only one kind when preparing a blended raw material, or can be blended with two or more kinds of mixtures.
[0027]
As a raw material for cement clinker, a raw material blended during the production of normal Portland cement clinker is used in addition to the above-mentioned waste.
For example,
· CaO raw material; limestone, quicklime, etc. · SiO ₂ raw material slaked lime; silica, etc. · Fe ₂ O ₃ raw clay; Tetsukasu, Tetsuke - keys and the like.
[0028]
In the cement clinker of the present invention may be used in place of a coal ash containing SiO ₂ in a large amount in the SiO ₂ raw material / or together.
The main chemical components of coal _ash, SiO 2; 40 to 70 wt%, Al ₂ O _3; 10~40 wt%, Fe ₂ O _3; 1 to 30 wt%; 2-10% by weight and CaO.
[0029]
The coal ash is generated when coal is burned in a thermal power plant or various factories.
For example, fly ash, cinder ash, bottom ash, clinker ash, and the like.
[0030]
The method for producing the cement clinker of the present invention is pulverized using the above-mentioned waste and raw materials as in the case of ordinary Portland clinker, and conforms to a predetermined amount of P ₂ O ₅ , hydraulic modulus and silicic acid rate. Thus, it is obtained by preparing and preparing a preparation raw material by mixing and mixing.
For firing, conventional equipment such as NSP kiln and SP kiln can be used.
The firing temperature is preferably higher than that for firing ordinary Portland cement clinker raw materials because the cement clinker has a high hydraulic modulus.
[0031]
Next, the cement composition according to the present invention will be described.
The cement composition is produced by blending gypsum in the cement clinker described above so that the total SO ₃ content falls within the range of 1.5 to 3.0% by mass and pulverizing.
The gypsum used in the present invention is one of two water, half water, anhydrous gypsum or a mixture thereof.
[0032]
When the total amount of SO ₃ contained in the cement composition is less than 1.5% by mass; Instantaneous setting or decrease in fluidity occurs. • When it exceeds 3.0% by mass; Setting delay or strength reduction occurs. In either case, it is not preferable.
[0033]
The cement composition is a method of mixing and grinding cement clinker and gypsum,
• It can be obtained by any of the methods of individually pulverizing and mixing.
[0034]
The grinding is preferably performed so that the brain specific surface area of the cement composition is 3000 to 4500 cm ² / g.
The pulverizer used for pulverization can use conventional equipment.
[0035]
【Example】
(Examples 1-7, Comparative Examples 1-7)
Raw materials having chemical components shown in Table 1 are pulverized and mixed to prepare a mixed raw material, and calcined to obtain the ratio of one component to two ratios (P ₂ O ₅ content, hydraulic modulus and silicic acid rate) shown in Table 2. Various cement clinker was manufactured.
In addition, an iron rate (IM) is 1.6-1.7.
[0036]
[Table 1]

[0037]
The cement clinker was mixed with 2 gypsum and mixed and pulverized to produce each cement composition having the total SO ₃ amount shown in Table 2.
As a result of measuring the brain specific surface area of each cement composition, it was 3200 ± 50 cm ² / g.
The obtained cement composition was measured for compressive strength (material age 7 days) according to JIS R 5201 “Physical testing method for cement”, and the results are also shown in the same table.
The cement described in Comparative Example 1 is ordinary Portland cement, and the compressive strength ratio with the compressive strength as the reference value (100) is also shown in the same table.
[0038]
[Table 2]

[0039]
From Table 2, the following matters are clear.
1) As the P ₂ O ₅ content increases [0.1% by mass → 0.8% by mass → 1.7% by mass], the compressive strength ratio decreases significantly [100% → 80% → 58%]. (Comparative Examples 1 to 3).
[0040]
2) When comparing the inside and outside of the HM and SM specified ranges of cement clinker,
(1) When the P ₂ O ₅ content is 5.0% by mass or less, it is effective in improving the rate of decrease in compressive strength within the specified range (Example 7 (4.7% by mass), Comparative Example) 5 (5.5% by mass)).
(2) When the P ₂ O ₅ content is about the same, the compression strength ratio is improved to [80% → 90%] within the specified range (Example, Comparative Example 2).
(3) When the content of P ₂ O _{5 is} outside the limits of HM and SM, and the compressive strength is 0.8% by mass, and the ratio of the two is adjusted within the limits to achieve the same level of compressive strength. , P ₂ O ₅ content can be increased to 4.7% by mass (Example 7, Comparative Example 2).
[0041]
3) Even if it is within the range specified by HM, if SM is not specified, the rate of strength reduction cannot be improved (Comparative Example 4).
In addition, when HM is too high, as described above, the heat of hydration is increased and the fluidity is lowered.
[0042]
4) When the total SO ₃ amount of the cement composition is 1.5 to 3.0% by mass, the rate of strength reduction is improved (Examples 6 and 7 and Comparative Examples 6 and 7).
[0043]
【The invention's effect】
As described in detail above, the present invention is a cement clinker obtained by calcining a raw material containing phosphorus-containing waste, wherein the clinker has a P ₂ O ₅ content, a hydraulic modulus and a silicate ratio. all SANYO for limiting the range of 1 component 2 ratio, cement compositions prepared from the cement clinker (total SO ₃ content; 1.5 to 3.0 mass%), the content of P ₂ O ₅ In spite of the large amount, it is possible to improve the decrease in compressive strength due to P ₂ O ₅ , so that it is possible to increase the amount of waste added to the blended raw material.
[0044]
As a result of the above effects, phosphorus-containing waste such as sewage sludge and incineration ash can be used in large quantities as a raw material for cement clinker as one of its treatment methods. The contribution to improvement is significant.

Claims

A cement clinker obtained by firing a blended raw material containing phosphorus-containing waste, having a P ₂ O ₅ content of 0.3 to 5.0 mass% and a hydraulic modulus (HM) of 2.16 to 2 .40, characterized in that the silicic acid ratio (SM) is a cement clinker from 1.3 to 2.2, the total sO ₃ content is blended with gypsum to be 1.5 to 3.0 mass% A cement composition .

The cement composition according to claim 1, wherein the waste is at least one selected from sewage sludge, sewage sludge incineration ash, municipal waste incineration ash, and steelmaking slag.

The cement composition according to claim 1, wherein the SiO ₂ raw material used for blending the blended raw material is coal ash.

When the P ₂ O ₅ content is 0.3 to 3.0% by mass, the hydraulic modulus (HM) is in the range of 2.16 to 2.25, and the P ₂ O ₅ content is 3.0. The cement composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydraulic modulus (HM) is adjusted in a range of 2.25 to 2.40 in the case of -5.0 mass%. .