JP4171195B2 - セメント用増量材 - Google Patents

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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セメントの初期強度及び長期強度ともに良好なセメント用増量材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セメント用増量材としては、石灰石粉末や高炉スラグ粉末が用いられている。ポルトランドセメントクリンカーにこれらの増量材を添加することにより、セメント製造の単価を引き下げることができる。
しかしながら、石灰石粉末を増量材に用いると、得られるセメントの初期強度はポルトランドセメント並みであるものの、長期強度に劣るという問題があった。一方、高炉スラグ粉末を増量材に用いた場合には、長期強度はポルトランドセメント並みであるものの、初期強度に劣ってしまうという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、初期強度及び長期強度ともに優れたセメント用増量材を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる実情において、本発明者らは、鋭意研究を行った結果、Ｃ2Ｓ、Ｃ3Ａ及びＣ4ＡＦを特定の割合で組み合わせて用いれば、初期強度及び長期強度ともに良好なセメント用増量材が得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００５】
すなわち、本発明は、Ｃ 2 Ｓと、Ｃ 3 Ａ及び／又はＣ 4 ＡＦとからなり、Ｃ2Ｓ１００重量部に対して、Ｃ3Ａ及びＣ4ＡＦの合計量が１０〜１００重量部であることを特徴とするセメント用増量材を提供するものである。また、本発明は、ポルトランドセメントクリンカー１００重量部に対して、前記セメント用増量材を５〜１００重量部含有するセメントを提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のセメント用増量材は、Ｃ2Ｓ、Ｃ3Ａ及びＣ4ＡＦを含有するもので、Ｃ2Ｓ１００重量部に対して、Ｃ3Ａ及びＣ4ＡＦを合計で１０〜１００重量部、好ましくは５０〜７０重量部含有するものである。この合計量が１０重量部未満の場合、強度の点では良好であるものの、焼成時に焼成温度を上げてもフリーライム量が低下しにくくなり、焼成が困難になる。また、合計量が１００重量部を超えると、初期強度が十分に発現しなくなる。
また、Ｃ3ＡとＣ4ＡＦの割合は、Ｃ3Ａ１００重量部に対してＣ4ＡＦ１０〜２００重量部、特にＣ3Ａ１００重量部に対してＣ4ＡＦ１００〜１５０重量部であるのが好ましい。
【０００７】
このような組成のセメント用増量材は、例えば産業廃棄物及び／又は一般廃棄物を焼成することにより製造することができる。産業廃棄物としては、例えば石炭灰；生コンスラッジ、下水汚泥、浄水汚泥、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、廃ガラス、高炉２次灰などが挙げられる。また、一般廃棄物としては、例えば下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。
これらを焼成する際の焼成温度は、１３５０℃以下、特に１２５０〜１３３０℃であるのが、焼成工程の熔融相の状態が良好であるので好ましい。
また、焼成の際には、発熱量の小さい燃料代替廃棄物、例えば廃油、廃タイヤ、廃プラスチック等を使用することができる。
【０００８】
本発明のセメントは、前記のような増量材を、ポルトランドセメントクリンカー１００重量部に対して５〜１００重量部、好ましくは２５〜７０重量部混合することにより、得ることができる。
また、本発明のセメントには、石膏を配合することができ、全ＳＯ3換算で１．５〜５．０重量％、特に２．０〜３．５重量％、更に２．５〜３．０重量％配合するのが、一般的な凝結性状が得られるので好ましい。石膏としては、特に制限されず、例えば二水石膏、α型又はβ型半水石膏、III型無水石膏、II型無水石膏等が挙げられ、これらを単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【０００９】
本発明のセメントは、前記成分等を混合して製造することができるが、その方法は特に制限されず、例えば、ポルトランドセメントクリンカー、増量材、石膏等の配合成分を、混合した後粉砕するか、あるいは各成分を粉砕した後に混合しても良い。
【００１０】
【実施例】
次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。
【００１１】
実施例１
表１に示す組成の増量材及びこれを配合したセメントを製造した。得られたセメントについて、モルタル圧縮強さ（３日、７日及び２８日後）及び凝結時間をＪＩＳ Ｒ ５２０１により測定した。結果を表１及び表２に示す。
【００１２】
（製法）
(1)増量材の製造：
原料として、石炭灰、下水汚泥焼却灰、廃ガラス等の廃棄物と、石灰石等の一般のポルトランドセメントクリンカー原料を用い、所定の鉱物組成となるように原料を調合した。調合原料を小型ロータリーキルンで焼成した。この際、燃料として一般的な重油のほかに、廃プラスチックや廃油を用い、焼成温度を１２５０〜１５００℃としてフリーライム量が０．４±０．１％となるように調整した。
【００１３】
(2)セメントの製造：
クリンカーとして、普通ポルトランドセメントクリンカー（太平洋セメント社製）、石膏として、排脱二水石膏（住友金属社製）を用い、これらと各増量材を表１又は２に示す割合で混合し、バッチ式ボールミルでブレーン比表面積が3250±50cm2／ｇとなるように同時混合して、セメントを製造した。
【００１４】
【表１】
Figure 0004171195
【００１５】
【表２】
Figure 0004171195
【００１６】
表２の結果より、増量材の混和率が高くなると、凝結時間が早くなる傾向があるが、石膏を添加することにより、制御することができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明のセメント用増量材を用いれば、初期強度及び長期強度ともに良好なセメントを得ることができる。また、本発明のセメント用増量材は、水和反応性に富むため、モルタルやコンクリートの中性化を低いレベルに抑えることができ、しかも間隙相（Ｃ3Ａ、Ｃ4ＡＦ）が多いため、水和熱が比較的大きく、寒冷地や冬季における使用にも有利である。
さらに、本発明のセメント用増量材は、産業廃棄物及び／又は一般廃棄物を原料とすることができ、廃棄物の有効利用を図ることができる。

Claims (5)

  1. Ｃ 2 Ｓと、Ｃ 3 Ａ及び／又はＣ 4 ＡＦとからなり、Ｃ2Ｓ１００重量部に対して、Ｃ3Ａ及びＣ4ＡＦの合計量が１０〜１００重量部であることを特徴とするセメント用増量材。
  2. 産業廃棄物及び／又は一般廃棄物を焼成して得られる請求項１記載のセメント用増量材。
  3. 焼成温度が１３５０℃以下である請求項２記載のセメント用増量材。
  4. ポルトランドセメントクリンカー１００重量部に対して、請求項１〜３のいずれか１項記載のセメント用増量材を５〜１００重量部含有するセメント。
  5. 石膏を、ＳＯ3換算で１．５〜５．０重量％含有する請求項４記載のセメント。
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