JP5682440B2 - Cement production method using rice husk ash - Google Patents
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Description
本発明は、籾殻灰を用いたセメントの製造方法に関し、特に、土木、建築分野で使用され、籾殻灰を利用するとともに、長期に渡って所望するように強度が増進する、セメントの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing cement using rice husk ash, and more particularly, to a method for producing cement, which is used in the field of civil engineering and construction, and uses rice husk ash to enhance strength as desired over a long period of time. .
従来、籾殻灰はセメントの原料としてではなく、コンクリートを調製する際に用いられる材料として使用されてきた(「コンクリート用混和材としての籾殻灰の利用」石黒,農業土木学会集,65,145−150,1997(非特許文献1)、「モルタルおよびコンクリートの耐久性に及ぼすもみ殻灰混和の影響」和田ら,セメントコンクリート論文集,53,340−345,1999(非特許文献2))。 Conventionally, rice husk ash has been used not as a raw material for cement but as a material used in preparing concrete ("Use of rice husk ash as an admixture for concrete" Ishiguro, Agricultural Civil Society, 65, 145- 150, 1997 (Non-Patent Document 1), “Effect of mixing of rice husk ash on the durability of mortar and concrete”, Wada et al., Cement concrete papers, 53, 340-345, 1999 (Non-patent document 2)).
かかる籾殻灰を得るために、特許3580896号公報(特許文献1)には、セメント焼成装置におけるクリンカクーラの熱ガスを利用して籾殻を燃焼し、灰化したものをダストとともに回収する技術が開示されている。 In order to obtain such rice husk ash, Japanese Patent No. 3580896 (Patent Document 1) discloses a technique for burning rice husks using the hot gas of a clinker cooler in a cement baking apparatus and recovering the ash with dust. Has been.
また、特開2010−230196号公報(特許文献2)や特開2005−272297号公報(特許文献3)には、籾殻を単にバイオマス燃料の一つとしてとらえ、石炭代替の補助燃料として利用するための技術開発が開示され、さらに特開2010−120778号公報(特許文献4)や特開2005−111374号公報(特許文献5)には、下水汚泥等を燃料化するための発酵処理の際に混合された後燃料化する技術開発がされている。 In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-230196 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-272297 (Patent Document 3), rice husk is simply regarded as one of biomass fuels and used as an auxiliary fuel instead of coal. In addition, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-120778 (Patent Document 4) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-111374 (Patent Document 5), a fermentation process for converting sewage sludge or the like into fuel is disclosed. Technology has been developed to produce fuel after mixing.
したがって、籾殻を燃料として使用した場合には、燃焼した灰分がセメント原料として非意図的に利用されることになるが、籾殻の発熱量が2000〜3000kcalと石炭のそれに比べて低いことから、大幅な置換は不可能であり、結果的に原料として利用される灰分は極微量である。 Therefore, when rice husk is used as fuel, the burned ash is unintentionally used as a raw material for cement, but the calorific value of rice husk is 2000 to 3000 kcal, which is lower than that of coal. Replacement is impossible, and as a result, the amount of ash used as a raw material is extremely small.
例えば上記特開2005−272297号公報(特許文献3)では、補助燃料として籾殻を10%使用した場合の実施例が記載されているが、仮に補助燃料が全て籾殻とした場合に原料として利用される灰分はクリンカ100重量部あたり0.1〜0.2重量部程度である。 For example, in the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-272297 (Patent Document 3), an example in which 10% of rice husk is used as auxiliary fuel is described. However, if all the auxiliary fuel is rice husk, it is used as a raw material. The ash content is about 0.1 to 0.2 parts by weight per 100 parts by weight of the clinker.
また、上記特開2005−111374号公報(特許文献5)では、下水汚泥100重量部に対して通気性改善材として木屑15重量部を混合し、発酵させた堆積物をクリンカ100重量部あたり2重量部の割合で投入する実施例が記載されているが、仮に木屑を全量籾殻とした場合でも、籾殻が投入される割合は0.3重量部程度であり、さらにその灰分となると0.1重量部以下である。 Moreover, in the said Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-111374 (patent document 5), 15 weight part of wood chips is mixed as a ventilation improvement material with respect to 100 weight part of sewage sludge, and the fermented deposit is 2 per 100 weight part of clinker. Although an example of charging at a ratio of parts by weight has been described, even if wood chips are all made into rice husks, the ratio at which rice husks are charged is about 0.3 parts by weight, and when the ash content is 0.1% Less than parts by weight.
また、籾殻灰は非晶質シリカであり、非晶質シリカを焼成原料とすることで易焼成性が向上する技術が、特開2009−29679号公報(特許文献6)に記載されているが、かかる文献中では、遊離石灰量のみに注目されており、C2Sの改質については一切記載されていない。 Moreover, rice husk ash is amorphous silica, and a technique for improving the easy calcination property by using amorphous silica as a firing raw material is described in JP-A-2009-29679 (Patent Document 6). In such a document, attention is paid only to the amount of free lime, and no modification of C 2 S is described.
従って、本発明の目的は、廃棄物である籾殻灰をセメントクリンカ送窯原料として利用して、所望する長期強度を得ることができる、簡便で経済的なセメントの製造方法を提供することである。
また更に、廃棄物である籾殻灰の有効利用を図ることを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a simple and economical method for producing cement that can obtain desired long-term strength by using rice husk ash as waste as a raw material for cement clinker feeding kiln. .
Furthermore, it aims at the effective utilization of the rice husk ash which is a waste material.
本発明は、長期強度に最も大きな影響を及ぼすC2S鉱物に注目し、籾殻灰をセメントクリンカ原料として用いることで、得られるセメントのC2Sのα’相を増加させるとともにβ−C2Sの格子体積を増加させて水和反応性を高め、セメントの長期強度が増大することを見出し達成されたものである。 The present invention, long-term strength to focus on the most significant influence C 2 S mineral, using rice husk ash as a cement clinker raw material, beta-C 2 with increasing alpha 'phase of C 2 S cement obtained It has been found and achieved that the lattice volume of S is increased to increase the hydration reactivity and the long-term strength of the cement is increased.
すなわち、本発明の籾殻灰を利用したセメントの製造方法は、セメントクリンカを1t製造するにあたり、籾殻灰(Ig.loss=0%換算で)を25〜350kg配合して焼成することによりセメントクリンカを調製することを特徴とする、籾殻灰を利用したセメントの製造方法である。 That is, according to the method for producing a cement using rice husk ash according to the present invention, when producing 1 ton of cement clinker, 25 to 350 kg of rice husk ash (Ig.loss = 0% conversion) is blended and fired. It is the manufacturing method of the cement using rice husk ash characterized by preparing.
好適には、上記セメントの製造方法において、籾殻灰は、セメントクリンカ送窯原料中のSiO2原料として10〜100質量%の割合で用いられて、セメントクリンカが製造されるものである。
更に好適には、セメントは、低熱ポルトランドセメント又は中庸熱ポルトランドセメントである。
Preferably, in the method for producing cement, rice husk ash is used as a SiO 2 raw material in a cement clinker feed kiln raw material at a ratio of 10 to 100% by mass to produce a cement clinker.
More preferably, the cement is a low heat Portland cement or a medium heat Portland cement.
本発明のセメントの製造方法は、従来行われてきたセメントの化学成分あるいはブレーン比表面積を変化させるような、発熱特性やフレッシュ性状を大きく変えることなく、また高価な特別の添加剤等を混合するような、高価で複雑な方法をとることなく、廃棄物である籾殻灰をセメントクリンカを製造する際の送窯原料として利用して、その結果としてクリンカ中に生成するC2Sを改質し、さらにC2Sの格子体積を増加させて水和活性を高めて、セメントの長期強度発現性を簡便な製造方法により、また経済的に得ることが可能となる。
また、本発明のセメントの製造方法により、従来は廃棄物であった籾殻灰の有効利用の促進を図ることが可能になる。
The method for producing a cement according to the present invention mixes an expensive special additive or the like without greatly changing exothermic characteristics and fresh properties, such as changing a chemical component of a cement or a specific surface area of a brane. Without using such an expensive and complicated method, rice husk ash, which is a waste, is used as a raw material for kiln when producing cement clinker, and as a result, C 2 S produced in clinker is modified. Furthermore, it is possible to increase the lattice volume of C 2 S to enhance the hydration activity and to obtain the long-term strength development properties of the cement by a simple manufacturing method and economically.
In addition, according to the method for producing cement of the present invention, it is possible to promote effective utilization of rice husk ash, which has conventionally been waste.
本発明を以下の好適例により説明するがこれらに限定されるものではない。
コンクリートダムや部材寸法の大きなコンクリート構造物、いわゆるマスコンクリートでは、温度応力によるひび割れが発生しやすいために、水和熱が低く長期強度が高いセメントが要求されており、特に中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントが用いられている。
一方、セメントには主として4種類、3CaO・SiO2(C3S)、2CaO・SiO2(C2S)、3CaO・Al2O3(C3A)および4CaO・Al2O3・Fe2O3(C4AF)のセメントクリンカ鉱物が含まれており、これら鉱物の含有量によって強度発現性および水和発熱特性が異なる。
The present invention is illustrated by the following preferred examples, but is not limited thereto.
Concrete dams and concrete structures with large member dimensions, so-called mass concrete, are prone to cracking due to temperature stress, and therefore require cement with low heat of hydration and high long-term strength. Portland cement is used.
On the other hand, there are mainly 4 types of cement, 3CaO.SiO 2 (C 3 S), 2CaO · SiO 2 (C 2 S), 3CaO · Al 2 O 3 (C 3 A) and 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2. O 3 (C 4 AF) cement clinker minerals are included, and strength development and hydration exothermic characteristics differ depending on the content of these minerals.
セメント鉱物の1つであるC3Sは、特に短期強度発現性と深い関係にあり、セメント中に含有されるC3Sが多いと強度発現性が早く、逆に少ないと強度発現性が遅く、例えば普通ポルトランドセメントにはC3Sが55質量%程度、より強度発現を早めた早強ポルトランドセメントには65質量%、逆に強度発現および水和発熱量を抑えた中庸熱ポルトランドセメントは40質量%程度、低熱ポルトランドセメントは25質量%程度含有されている。
また、セメント鉱物の1つであるC2Sは水和反応がエーライトに比べて強度発現が遅いため、長期強度を増加させるためにはC2Sの水和活性を高める必要がある。
C 3 S, which is one of the cement minerals, is closely related to the short-term strength development, especially when the amount of C 3 S contained in the cement is large, the strength development is fast, and conversely, the strength development is slow. , for example, ordinary Portland cement C 3 S is about 55 wt%, more strength development early was high-early-strength 65% by weight Portland cement, moderate heat Portland cement with reduced strength development and hydration heat value conversely 40 About 25% by mass of low heat Portland cement is contained.
In addition, C 2 S, which is one of the cement minerals, has a slower hydration reaction than that of alite. Therefore, in order to increase the long-term strength, it is necessary to increase the hydration activity of C 2 S.
ここで、本発明のセメントの製造方法は、セメントクリンカを1t製造するにあたり、籾殻灰を25〜350kg配合して焼成することによりセメントクリンカを調製する、籾殻灰を利用したセメントの製造方法である。
すなわち、長期強度に最も大きな影響を及ぼすのは、上記した主要4種類のクリンカ鉱物のうちC2Sであり、C2Sの水和反応性を、籾殻灰によって変えることによって長期強度を制御することができるセメントの製造方法である。
Here, the method for producing cement according to the present invention is a method for producing cement using rice husk ash, in which cement clinker is prepared by blending and firing 25 to 350 kg of rice husk ash for producing 1 ton of cement clinker. .
That is, it is C 2 S among the above-mentioned four main clinker minerals that has the greatest influence on long-term strength, and long-term strength is controlled by changing the hydration reactivity of C 2 S with rice husk ash. This is a method for producing cement.
具体的には、セメントクリンカを1t製造するにあたり、原料として籾殻灰を25〜350kgを配合して焼成することで、得られるセメントクリンカ中のC2Sのα’相を増加させることができるとともに、C2Sのβ相の格子体積を増加させることができ、長期強度の増進が可能となる。
これは、焼成キルン内でα’相であったC2Sが冷却とともに大部分β相へ転移してしまうのが通常であるが、本発明の籾殻灰利用により、かかる転移が抑制され、より多くのα’相が得られ、長期強度が増進すると考えられる。これにより水和活性を高めることができる。
Specifically, in producing cement clinker for 1 ton, by adding 25 to 350 kg of rice husk ash as a raw material and baking it, the α ′ phase of C 2 S in the obtained cement clinker can be increased. , The lattice volume of the β phase of C 2 S can be increased, and the long-term strength can be enhanced.
This is because C 2 S, which was α ′ phase in the baking kiln, is usually mostly transferred to β phase with cooling, but the use of rice husk ash according to the present invention suppresses such transition, and more Many α 'phases are obtained, and the long-term strength is considered to increase. Thereby, the hydration activity can be increased.
利用できる籾殻灰としては、特に限定されず、従来より使用されている籾殻灰を本発明において使用することができる。
該籾殻灰は、セメントクリンカを製造する際に、送窯原料として配合されるSiO2送窯原料として使用される。これは、該籾殻灰は非晶質シリカだからである。
通常、セメントクリンカを製造する際には、SiO2送窯原料として、例えば珪石等を使用するが、通常SiO2送窯原料として使用される珪石等一部または全部を、該籾殻灰に換えて使用する。
その割合は、SiO2送窯原料の10〜100質量%、好ましくは25〜100質量%を籾殻灰に置換する。
The rice husk ash that can be used is not particularly limited, and conventionally used rice husk ash can be used in the present invention.
The rice husk ash is used as a raw material for SiO 2 feed kiln, which is blended as a feed kiln raw material when producing a cement clinker. This is because the rice husk ash is amorphous silica.
Usually, when producing cement clinker, for example, silica stone is used as the raw material for the SiO 2 feeding kiln, but some or all of the silica stone usually used as the raw material for SiO 2 feeding kiln is replaced with the rice husk ash. use.
Its proportion is 10 to 100% by weight of SiO 2 Okukama material, preferably replaces the 25 to 100% by weight rice hull ash.
該籾殻灰は非晶質シリカであるが、他の非晶質シリカであるシリカヒュームやシリカゲルを用いても、本件発明の効果は得られない。 The rice husk ash is amorphous silica, but even if silica fume or silica gel, which is other amorphous silica, is used, the effect of the present invention cannot be obtained.
本発明のセメントの製造方法は、例えば、普通ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種セメントの製造方法に適用することができる。好ましくは、本発明はビーライトの改質ができるので、高ビーライト含有セメントである低熱ポルトランドセメントの製造方法に有効に適用することができる。 The cement manufacturing method of the present invention can be applied to various cement manufacturing methods such as ordinary Portland cement, moderately hot Portland cement, and low heat Portland cement. Preferably, since the present invention can modify belite, it can be effectively applied to a method for producing a low heat Portland cement which is a high belite-containing cement.
上記配合割合で籾殻灰を配合したクリンカ送窯原料を、例えば実機にて焼成して、セメントクリンカを焼成する。
かかる焼成条件は特に限定されず、通常セメントクリンカを焼成する条件、任意の公知の条件で焼成して、セメントクリンカを製造する。
このようにしてセメントクリンカを製造することにより、得られるセメントクリンカ中に生成するC2Sの水和活性を高めることができる。
The clinker feeding kiln raw material blended with rice husk ash at the above blending ratio is fired, for example, with an actual machine, and the cement clinker is fired.
Such firing conditions are not particularly limited, and the cement clinker is usually fired under conditions for firing cement clinker or any known conditions.
By manufacturing cement clinker this way, it is possible to increase the hydration activity of C 2 S to produce in the resulting cement clinker.
このように、本発明によって、セメントの鉱物組成やブレーン比表面積を変更することなく、セメントクリンカを製造する際に一定量の籾殻灰を配合して調製することにより、C2Sの格子体積を増加させて、結果として長期強度を変化させることができるため、所望する長期強度発現性を有するセメントを、廃棄物である籾殻灰を用いて製造することが可能となる。 Thus, according to the present invention, the C 2 S lattice volume can be reduced by blending and preparing a certain amount of rice husk ash when producing a cement clinker without changing the mineral composition and the specific surface area of the brane. Since the long-term strength can be changed as a result, it becomes possible to produce a cement having a desired long-term strength development property using rice husk ash as waste.
本発明を次の実施例及び比較例により詳細に説明する。
セメントクリンカの製造に用いる各原料を化学組成とともに、下記表1に示す。
The present invention will be described in detail by the following examples and comparative examples.
Each raw material used for the production of cement clinker is shown in Table 1 below together with the chemical composition.
(比較例1)
上記表1に示す組成を有する低熱ポルトランドセメント用の送窯原料である、石灰石、鉄原料、粘土(1)、粘土(2)及び珪石を用いて、得られる低熱ポルトランドセメントクリンカの化学成分が表2に示すようになるように調整して配合し、焼成温度1000℃にて30分焼成し、次いで1000℃から15℃/分で温度を上昇させて1450℃で30分焼成する温度条件(図1に示す温度条件)にてカンタルスーパー炉にて焼成して、低熱ポルトランドセメントクリンカを調製した。但し、珪石は、得られる低熱ポルトランドセメントクリンカ1tあたり、273kgの割合で配合した。
(Comparative Example 1)
The chemical composition of the low heat Portland cement clinker obtained using limestone, iron raw material, clay (1), clay (2) and silica stone, which are raw material for low heat Portland cement having the composition shown in Table 1 above. 2 is adjusted and blended as shown in FIG. 2 and baked at a baking temperature of 1000 ° C. for 30 minutes, and then the temperature is increased from 1000 ° C. to 15 ° C./minute and then heated at 1450 ° C. for 30 minutes (see FIG. The low-temperature Portland cement clinker was prepared by firing in a Kanthal super furnace under the temperature conditions shown in FIG. However, silica was blended at a rate of 273 kg per 1 ton of low heat Portland cement clinker to be obtained.
得られた低熱ポルトランドセメントクリンカに、二水石膏を添加して、実機仕上げミルにて粉砕し、平均ブレーン比表面積3700cm2/gの低熱ポルトランドセメントを得た。
当該石膏は、得られる低熱ポルトランドセメント中に含有されるSO3の量が2.4質量%になるように添加した。
得られた低熱ポルトランドセメントに含有されるCaO、SiO2、Al2O3及びFe2O3をJIS R 5202「ポルトランドセメントの化学分析方法」にて分析し、ボーグ式を用いてC3S、C2S、C3A、C4AFを算出した。
JIS R 5202「ポルトランドセメントの化学分析方法」にて分析したSO3量(石膏)を含めて、その結果を下記表3に示す。
Dihydrate gypsum was added to the obtained low heat Portland cement clinker and pulverized by an actual machine finishing mill to obtain a low heat Portland cement having an average brain specific surface area of 3700 cm 2 / g.
The gypsum was added so that the amount of SO 3 contained in the resulting low heat Portland cement was 2.4% by mass.
CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 contained in the obtained low heat Portland cement were analyzed by JIS R 5202 “Chemical analysis method of Portland cement”, and C 3 S, C 2 S, C 3 A, and C 4 AF were calculated.
The results are shown in Table 3 below, including the amount of SO 3 (gypsum) analyzed in JIS R 5202 “Chemical analysis method for Portland cement”.
(比較例2)
低熱ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石の4.6質量%(得られるクリンカ1tあたり、12.5kgに相当)を、表1に示す籾殻灰で置換した以外には、比較例1と同様にして、低熱ポルトランドセメントクリンカを製造し、更に低熱ポルトランドセメントを調製した。
(Comparative Example 2)
Except that 4.6% by mass (corresponding to 12.5 kg per 1 ton of clinker obtained) of silica used in Comparative Example 1 in producing a low heat Portland cement clinker was replaced with rice husk ash as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a low heat Portland cement clinker was produced, and a low heat Portland cement was further prepared.
(実施例1)
低熱ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石の9.2質量%(得られるクリンカ1tあたり、25kgに相当)を、表1に示す籾殻灰で置換した以外には、比較例1と同様にして、低熱ポルトランドセメントクリンカを製造し、更に低熱ポルトランドセメントを調製した。
(Example 1)
Comparative Example 1 except that 9.2% by mass (corresponding to 25 kg per 1 ton of clinker obtained) of the silica used in Comparative Example 1 in producing the low heat Portland cement clinker was replaced with rice husk ash shown in Table 1. In the same manner as above, a low heat Portland cement clinker was produced, and a low heat Portland cement was further prepared.
(実施例1)
低熱ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石の22.9質量%(得られるクリンカ1tあたり、62.5kgに相当)を、表1に示す籾殻灰で置換した以外には、比較例1と同様にして、低熱ポルトランドセメントクリンカを製造し、更に低熱ポルトランドセメントを調製した。
(Example 1)
Except that 22.9% by mass (corresponding to 62.5 kg per 1 ton of clinker obtained) of silica used in Comparative Example 1 in producing the low heat Portland cement clinker was replaced with rice husk ash as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, a low heat Portland cement clinker was produced, and a low heat Portland cement was further prepared.
(実施例3)
低熱ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石の45.8質量%(得られるクリンカ1tあたり、125kgに相当)を、表1に示す籾殻灰で置換した以外には、比較例1と同様にして、低熱ポルトランドセメントクリンカを製造し、更に低熱ポルトランドセメントを調製した。
Example 3
Comparative Example 1 except that 45.8% by mass (corresponding to 125 kg per 1 ton of clinker obtained) of silica used in Comparative Example 1 in producing the low heat Portland cement clinker was replaced with rice husk ash shown in Table 1. In the same manner as above, a low heat Portland cement clinker was produced, and a low heat Portland cement was further prepared.
(実施例4)
低熱ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石全量(得られるクリンカ1tあたり、273kgに相当)を、表1に示す籾殻灰で置換した以外には、比較例1と同様にして、低熱ポルトランドセメントクリンカを製造し、更に低熱ポルトランドセメントを調製した。
Example 4
In the same manner as in Comparative Example 1 except that the total amount of silica used in Comparative Example 1 for producing the low heat Portland cement clinker (equivalent to 273 kg per 1 ton of clinker obtained) was replaced with rice husk ash shown in Table 1, A low heat Portland cement clinker was produced, and a low heat Portland cement was prepared.
(比較例3)
低熱ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石全量(得られるクリンカ1tあたり、273kgに相当)を、表1に示すシリカゲルで置換した以外には、比較例1と同様にして、低熱ポルトランドセメントクリンカを製造し、更に低熱ポルトランドセメントを調製した。
(Comparative Example 3)
In producing the low heat Portland cement clinker, the total amount of silica used in Comparative Example 1 (corresponding to 273 kg per 1 ton of clinker obtained) was replaced with silica gel shown in Table 1 in the same manner as in Comparative Example 1. Portland cement clinker was produced, and further low heat Portland cement was prepared.
(比較例4)
低熱ポルトランドセメントクリンカを製造するにあたり比較例1で用いた珪石全量(得られるクリンカ1tあたり、273kgに相当)を、表1に示すシリカヒュームで置換した以外には、比較例1と同様にして、低熱ポルトランドセメントクリンカを製造し、更に低熱ポルトランドセメントを調製した。
(Comparative Example 4)
In the same manner as in Comparative Example 1 except that the total amount of silica stone used in Comparative Example 1 for producing the low heat Portland cement clinker (corresponding to 273 kg per 1 ton of clinker obtained) was replaced with silica fume shown in Table 1, A low heat Portland cement clinker was produced, and a low heat Portland cement was prepared.
(試験例)
上記実施例1〜4、比較例1〜3で得られた各クリンカ及び各セメントを下記試験により評価し、得られた結果を下記表4に示す。
(試験例1)
得られた各クリンカを、JCAS I−01に準拠して、クリンカ中のf−CaOを測定した。なお、f−CaOは一般に焼成の良・不良を判断する指標として用いられ、1質量%以下であると、焼成が「良」と判断される。
(試験例2)
得られた各クリンカを、遊星ミルPM−400(Retsch製)を用いて、300rpm20分、ブレーン値が概ね6000cm2/g程度となるまで粉砕し、試験試料を調製した。各試験試料を粉末X線回折装置X’Pert MPD(パナリティカル製)を用いて管電流40mA−管電圧45kVで回折ピークを測定後、同社製,解析ソフトHigh Score Plusにてリートベルト解析を行って、C2Sの結晶相のα’C2Sのセメントクリンカ中の含有量(質量%)と、βC2Sの格子体積を測定し、その結果を表4及び図2に示す。
(Test example)
Each clinker and each cement obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated by the following test, and the results obtained are shown in Table 4 below.
(Test Example 1)
Each clinker obtained was measured for f-CaO in the clinker according to JCAS I-01. It should be noted that f-CaO is generally used as an index for judging good / bad firing, and if it is 1% by mass or less, firing is judged as “good”.
(Test Example 2)
Each obtained clinker was ground using a planetary mill PM-400 (manufactured by Retsch) at 300 rpm for 20 minutes until the brain value was about 6000 cm 2 / g to prepare a test sample. Each test sample was measured for a diffraction peak at a tube current of 40 mA and a tube voltage of 45 kV using a powder X-ray diffractometer X'Pert MPD (manufactured by Panalical), and then subjected to Rietveld analysis using analysis software High Score Plus manufactured by the same company. Then, the content (mass%) of α′C 2 S in the C 2 S crystal phase in the cement clinker and the lattice volume of βC 2 S were measured, and the results are shown in Table 4 and FIG.
(試験例3)
得られた各セメントについて、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に準拠して、水/セメント比が50質量%となるように水を加え、各モルタルを調製した。
得られた各モルタルのモルタル強度を、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に準拠して行い、各モルタル打設7日後、28日後、91日後の強度を測定し、その結果を表4、図3〜6に示す。
(Test Example 3)
About each obtained cement, according to JISR5201 "the physical test method of cement", water was added so that water / cement ratio might be 50 mass%, and each mortar was prepared.
The mortar strength of each obtained mortar was measured according to JIS R 5201 “Cement physical test method”, and the strength after 7 days, 28 days, and 91 days after each mortar placement was measured. Shown in FIGS.
上記表4及び図2〜6の結果から、籾殻灰を得られるクリンカ1tあたり、25〜350kgの間の量で含有する実施例1〜4は、水和活性の高いα’C2Sが多く生成し、またβC2Sの格子体積も増大することがわかる。それに伴い、得られるモルタルのモルタル強度も28日以降で大きく増進している。一方、籾殻灰と同じ非晶質シリカであるシリカゲルやシリカヒュームを用いた比較例3および4では、モルタルの強度増進を図ることは難しいことがわかる。
このように、非晶質シリカゲルである籾殻灰を一定の割合で配合して、セメントクリンカを製造することで、水和活性の高いα’C2Sが多く生成し、またβC2Sの格子体積も増大し、結果としてセメントの所望する長期強度の発現が可能となる。
From the results of Table 4 and FIGS. 2 to 6, Examples 1 to 4 contained in an amount of 25 to 350 kg per ton of clinker from which rice husk ash is obtained have a large amount of α′C 2 S having a high hydration activity. As can be seen, the lattice volume of βC 2 S increases. Along with this, the mortar strength of the mortar obtained has greatly increased after 28 days. On the other hand, in Comparative Examples 3 and 4 using silica gel or silica fume, which is the same amorphous silica as rice husk ash, it is found difficult to increase the strength of the mortar.
Thus, by incorporating a rice hull ash which is amorphous silica gel at a constant rate, by the production of cement clinker, high α'C 2 S of hydrous activity often generates, also grating .beta.c 2 S The volume also increases, and as a result, the desired long-term strength of the cement can be developed.
本発明により得られるセメントは、長期強度に優れ、セメントが使用される土木、建築分野、特に、コンクリートダムや部材寸法の大きなコンクリート構造物、いわゆるマスコンクリート等に有用に適用することができる。 The cement obtained by the present invention is excellent in long-term strength, and can be usefully applied to civil engineering and construction fields in which cement is used, particularly concrete dams and concrete structures having a large member size, so-called mass concrete.
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