JP6855691B2 - Cement composition and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、高炉スラグなどの混合材を多く含み、かつセメントの製造工程で発生する副産物であるダストを有効利用したセメント組成物およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a cement composition containing a large amount of a mixed material such as blast furnace slag and effectively utilizing dust as a by-product generated in the cement manufacturing process, and a method for producing the same.
現在、地球温暖化防止対策として、セメント製造に由来するＣＯ２発生量の低減に向けて、高炉水砕スラグやフライアッシュ等の混合材を多量に使用した低炭素セメントの利用が進められている。しかしながら、このような混合材を多く含むセメントは、強度発現性が低く、特に初期の強度が出難いために養生期間を長くする必要があり、施工性の面で効率が低かった。 Currently, as a measure to prevent global warming, the use of low-carbon cement that uses a large amount of mixed materials such as blast furnace granulated slag and fly ash is being promoted in order to reduce the amount of CO 2 generated from cement production. .. However, cement containing a large amount of such a mixed material has low strength development, and in particular, since it is difficult to obtain initial strength, it is necessary to lengthen the curing period, and the efficiency is low in terms of workability.
そこで、セメントの初期強度を改善する従来技術として、混合材の粉末度を高める、セメントの配合量を増やす、反応促進剤を使用する等の対策がなされている。 Therefore, as a conventional technique for improving the initial strength of cement, measures such as increasing the powderiness of the mixed material, increasing the blending amount of cement, and using a reaction accelerator have been taken.
一方で、セメントの製造工程においては、電気集塵機で捕集された原料粉砕時に生じる極微粒な無機粉末（以下、ＥＰダスト）や、キルン内の塩素循環量を制御することを目的に設置されている塩素バイパスで捕集されるクリンカーダスト（以下、塩素バイパスダスト）といった無機粉末が、副産物として発生する。 On the other hand, in the cement manufacturing process, it is installed for the purpose of controlling the amount of chlorine circulation in the kiln and the ultrafine inorganic powder (hereinafter referred to as EP dust) generated when the raw material is crushed collected by the electrostatic collector. Inorganic powder such as clinker dust (hereinafter referred to as chlorine bypass dust) collected by the chlorine bypass is generated as a by-product.
ＥＰダストや塩素バイパスダストは、通常はクリンカー原料として再利用されるが、温度が一旦下がったものを再び加熱することになり、セメント製造の熱効率は低下することになる。 EP dust and chlorine bypass dust are usually reused as clinker raw materials, but once the temperature has dropped, they are heated again, which reduces the thermal efficiency of cement production.
そこで、塩素バイパスダストをセメントに適量添加して利用することで、副産物を有効利用しながら初期強度の増加を図る技術が検討されてきた（特許文献１）。また、電気集塵ダスト（ＥＰダスト）から水銀を除去した後にクリンカー原料として利用する技術やクリンカーの粉砕工程で添加する技術が開示されてきた（特許文献２、３）。 Therefore, a technique for increasing the initial strength while effectively utilizing by-products by adding an appropriate amount of chlorine bypass dust to cement has been studied (Patent Document 1). Further, a technique of removing mercury from electrostatic precipitators (EP dust) and then using it as a clinker raw material and a technique of adding mercury in a clinker crushing step have been disclosed (Patent Documents 2 and 3).
しかしながら、混合材の粉末度を高める、セメントの配合量を増やす、反応促進剤を使用する場合にはコストの面で問題があり、塩素バイパスダストをセメントに添加した場合やＥＰダストをセメントに添加、もしくはクリンカー原料として利用した場合には、長期強度が低下する問題があった。 However, there is a problem in terms of cost when increasing the powderiness of the mixture, increasing the amount of cement, and using a reaction accelerator, and when chlorine bypass dust is added to cement or EP dust is added to cement. Or, when used as a clinker raw material, there is a problem that the long-term strength is lowered.
これからの低炭素社会に向けて高炉セメントの利用が進む可能性があり、セメント製造時に発生する副産物を有効利用可能な、より安価で効率良く強度改善が図れる技術が要望されている。また、耐久性を考慮すると長期強度を高めに維持することも重要であるため、初期強度だけでなく長期強度発現性にも優れるセメント組成物およびその製造方法が必要とされている。 There is a possibility that the use of blast furnace cement will advance toward a low-carbon society in the future, and there is a demand for a technology that can effectively utilize by-products generated during cement production and that can improve strength more inexpensively and efficiently. Further, in consideration of durability, it is important to maintain a high long-term strength, so that a cement composition having excellent long-term strength development as well as initial strength and a method for producing the same are required.
本発明は、これらの課題を総合的に解決するために行ったものであり、セメント製造時に発生する副産物を有効利用しながら強度発現性を向上した、高炉スラグなどの混合材を多く含むセメント組成物およびその製造方法に関するものである。 The present invention has been made to comprehensively solve these problems, and has a cement composition containing a large amount of a mixed material such as blast furnace slag, which has improved strength development while effectively utilizing by-products generated during cement production. It relates to a product and a method for manufacturing the product.
本発明者らは、上記課題に関し鋭意検討した結果、塩素含有量および有機炭素含有量を制御したＥＰダストを所定量高炉セメントに混合することで、ＥＰダストの有効利用と強度発現性に優れる高炉セメント組成物を提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies on the above problems, the present inventors have excellent utilization of EP dust and excellent strength development by mixing a predetermined amount of EP dust with controlled chlorine content and organic carbon content into blast furnace cement. They have found that they can provide a cement composition and have completed the present invention.
すなわち、本発明により、以下が提供される。
［１］高炉スラグとダストとセメントクリンカーと石膏とを含むセメント組成物であって、
前記高炉スラグと前記ダストとの合計含有量が３０〜６０質量％であり、前記セメントクリンカーと前記石膏との合計含有量が４０〜７０質量％であり、
前記ダストがＥＰダストと塩素バイパスダストを含み、
前記ＥＰダストの塩素含有量が０〜０．１質量％、有機炭素含有量が０〜０．００２５質量％であり、
前記ＥＰダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜１３質量部であり、
前記塩素バイパスダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜７質量部であることを特徴とする、セメント組成物。
［２］前記塩素バイパスダスト中の塩素含有量が３〜４０質量％であることを特徴とする、［１］記載のセメント組成物。
［３］前記塩素バイパスダストのＳｉＯ２含有量が７〜１２質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が１．５〜６質量％、Ｆｅ２Ｏ３含有量が０．５〜４質量％、ＣａＯ含有量が４５〜５５質量％、ＭｇＯ含有量が０．２〜１．２質量％、Ｎａ２Ｏ含有量が０．５〜２質量％、Ｋ２Ｏ含有量が７〜１３質量％、ＴｉＯ２含有量が０．１〜０．５質量％、ＭｎＯ含有量が０．０２〜０．５質量％であることを特徴とする、［２］記載のセメント組成物。
［４］前記ダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して１４質量部以下であり、前記ＥＰダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して４．５〜１３質量部であることを特徴とする、［１］〜［３］のいずれか１項記載のセメント組成物。
［５］前記ＥＰダストのＳｉＯ２含有量が６〜１１質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が１．５〜５．５質量％、Ｆｅ２Ｏ３含有量が０．５〜３質量％、ＣａＯ含有量が４１〜４５．５質量％、ＭｇＯ含有量が０．２〜１．２質量％、ＳＯ３含有量が０．３〜１．３質量％、Ｎａ２Ｏ含有量が０．０５〜０．５質量％、Ｋ２Ｏ含有量が０．５〜１．５質量％、ＴｉＯ２含有量が０．１〜０．６質量％、ＭｎＯ含有量が０．０１〜０．２質量％であり、前記ＥＰダストのブレーン比表面積が７０００〜３００００ｃｍ２／ｇであることを特徴とする、［１］〜［４］のいずれか１項記載のセメント組成物。
That is, the present invention provides:
[1] A cement composition containing blast furnace slag, dust, cement clinker, and gypsum.
The total content of the blast furnace slag and the dust is 30 to 60% by mass, and the total content of the cement clinker and the gypsum is 40 to 70% by mass.
The dust contains EP dust and chlorine bypass dust.
The EP dust has a chlorine content of 0 to 0.1% by mass and an organic carbon content of 0 to 0.0025% by mass.
Ri 0.5-13 parts by der content with respect to the blast furnace slag 100 parts by weight of the EP dust,
The content of chlorine bypass dust and wherein 0.5 to 7 parts by der Rukoto to the blast furnace slag 100 parts by weight, the cement composition.
[2] The chlorine content of the previous SL in the chlorine bypass dust is characterized in that 3 to 40 wt%, [1] a cement composition.
[3] The SiO 2 content of the chlorine bypass dust is 7 to 12% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 6% by mass, the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 4% by mass, and CaO. The content is 45 to 55% by mass, the MgO content is 0.2 to 1.2% by mass, the Na 2 O content is 0.5 to 2% by mass, the K 2 O content is 7 to 13% by mass, and TiO. 2. The cement composition according to [2], wherein the content is 0.1 to 0.5% by mass and the MnO content is 0.02 to 0.5% by mass.
[4] The dust content is 14 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag, and the EP dust content is 4.5 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag. The cement composition according to any one of [1] to [3].
[5] The SiO 2 content of the EP dust is 6 to 11% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 5.5% by mass, and the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 3% by mass. CaO content of 41 to 45.5 wt%, MgO content of 0.2 to 1.2 wt%, SO 3 content of 0.3 to 1.3 mass%, the content of Na 2 O 0.05 0.5 wt%, K 2 O content of 0.5 to 1.5 wt%, TiO 2 content of 0.1 to 0.6 wt%, MnO content of 0.01 to 0.2 mass The cement composition according to any one of [1] to [4], wherein the EP dust has a brain specific surface area of 7,000 to 30,000 cm 2 / g.
［６］高炉スラグとダストとセメントクリンカーと石膏とを含み、前記ダストがＥＰダストと塩素バイパスダストを含むセメント組成物の製造方法であって、
前記ＥＰダストを水洗して、塩素含有量を０〜０．１質量％に、有機炭素含有量を０〜０．００２５質量％に調整する水洗工程と、
前記ＥＰダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜１３質量部となり、前記塩素バイパスダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜７質量部となり、前記セメント組成物中の前記高炉スラグと前記ダストの合計含有量が３０〜６０質量％となり、前記セメントクリンカーと前記石膏との合計含有量が４０〜７０質量％となるように、前記高炉スラグと前記ダストと前記セメントクリンカーと前記石膏とを混合する混合工程と
を含むことを特徴とする、セメント組成物の製造方法。
［７］前記塩素バイパスダストの塩素含有量が３〜４０質量％であることを特徴とする、［６］記載のセメント組成物の製造方法。
［８］前記塩素バイパスダストのＳｉＯ２含有量が７〜１２質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が１．５〜６質量％、Ｆｅ２Ｏ３含有量が０．５〜４質量％、ＣａＯ含有量が４５〜５５質量％、ＭｇＯ含有量が０．２〜１．２質量％、Ｎａ２Ｏ含有量が０．５〜２質量％、Ｋ２Ｏ含有量が７〜１３質量％、ＴｉＯ２含有量が０．１〜０．５質量％、ＭｎＯ含有量が０．０２〜０．５質量％であることを特徴とする、［７］記載のセメント組成物の製造方法。
［９］前記混合工程において、前記ダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して１４質量部以下、前記ＥＰダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して４．５〜１３質量部となるように、前記高炉スラグと前記ダストと前記セメントクリンカーと前記石膏とを混合することを特徴とする、［６］〜［８］のいずれか１項記載のセメント組成物の製造方法。
［１０］前記ＥＰダストのＳｉＯ２含有量が６〜１１質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が１．５〜５．５質量％、Ｆｅ２Ｏ３含有量が０．５〜３質量％、ＣａＯ含有量が４１〜４５．５質量％、ＭｇＯ含有量が０．２〜１．２質量％、ＳＯ３含有量が０．３〜１．３質量％、Ｎａ２Ｏ含有量が０．０５〜０．５質量％、Ｋ２Ｏ含有量が０．５〜１．５質量％、ＴｉＯ２含有量が０．１〜０．６質量％、ＭｎＯ含有量が０．０１〜０．２質量％であり、
前記ＥＰダストのブレーン比表面積が７０００〜３００００ｃｍ２／ｇであることを特徴とする、［６］〜［９］のいずれか１項記載のセメント組成物の製造方法。
[6] A method for producing a cement composition containing blast furnace slag, dust, cement clinker, and gypsum, wherein the dust contains EP dust and chlorine bypass dust.
A water washing step of washing the EP dust with water to adjust the chlorine content to 0 to 0.1% by mass and the organic carbon content to 0 to 0.0025% by mass.
The content of the EP dust is 0.5 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag, and the content of the chlorine bypass dust is 0.5 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag. The blast furnace slag so that the total content of the blast furnace slag and the dust in the cement composition is 30 to 60% by mass, and the total content of the cement clinker and the gypsum is 40 to 70% by mass. A method for producing a cement composition, which comprises a mixing step of mixing the dust, the cement clinker and the gypsum.
[7] The method for producing a cement composition according to [6], wherein the chlorine content of the chlorine bypass dust is 3 to 40% by mass.
[8] The S iO 2 content of the chlorine bypass dust is 7 to 12% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 6% by mass, and the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 4% by mass. CaO content of 45 to 55 wt%, MgO content of 0.2 to 1.2 wt%, Na 2 O content of 0.5 to 2 wt%, K 2 O content of 7-13 wt%, The method for producing a cement composition according to [7], wherein the TiO 2 content is 0.1 to 0.5% by mass and the MnO content is 0.02 to 0.5% by mass.
[9] In the mixing step, the dust content is 14 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag, and the EP dust content is 4.5 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag. The method for producing a cement composition according to any one of [6] to [8], which comprises mixing the blast furnace slag, the dust, the cement clinker, and the gypsum so as to form a part.
[10] The SiO 2 content of the EP dust is 6 to 11% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 5.5% by mass, and the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 3% by mass. CaO content of 41 to 45.5 wt%, MgO content of 0.2 to 1.2 wt%, SO 3 content of 0.3 to 1.3 mass%, the content of Na 2 O 0.05 0.5 wt%, K 2 O content of 0.5 to 1.5 wt%, TiO 2 content of 0.1 to 0.6 wt%, MnO content of 0.01 to 0.2 mass % And
The method for producing a cement composition according to any one of [6] to [9], wherein the EP dust has a specific surface area of 7,000 to 30,000 cm and 2 / g.
［１１］セメント又はコンクリート用の混合材であって、
高炉スラグとダストを含み、前記ダストがＥＰダストと塩素バイパスダストを含み、
前記ＥＰダストの塩素含有量が０〜０．１質量％、有機炭素含有量が０〜０．００２５質量％であり、
前記ＥＰダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して４．５〜１３質量部であり、
前記塩素バイパスダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜７質量部であることを特徴とする、セメント又はコンクリート用の混合材。
［１２］前記ダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して１４質量部以下であることを特徴とする、［１１］記載のセメント又はコンクリート用の混合材。
［１３］前記塩素バイパスダストの塩素含有量が３〜４０質量％であることを特徴とする、［１１］または［１２］記載のセメント又はコンクリート用の混合材。
［１４］前記塩素バイパスダストのＳｉＯ２含有量が７〜１２質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が１．５〜６質量％、Ｆｅ２Ｏ３含有量が０．５〜４質量％、ＣａＯ含有量が４５〜５５質量％、ＭｇＯ含有量が０．２〜１．２質量％、Ｎａ２Ｏ含有量が０．５〜２質量％、Ｋ２Ｏ含有量が７〜１３質量％、ＴｉＯ２含有量が０．１〜０．５質量％、ＭｎＯ含有量が０．０２〜０．５質量％であることを特徴とする、［１３］記載のセメント又はコンクリート用の混合材。
［１５］前記ＥＰダストのＳｉＯ２含有量が６〜１１質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量が１．５〜５．５質量％、Ｆｅ２Ｏ３含有量が０．５〜３質量％、ＣａＯ含有量が４１〜４５．５質量％、ＭｇＯ含有量が０．２〜１．２質量％、ＳＯ３含有量が０．３〜１．３質量％、Ｎａ２Ｏ含有量が０．０５〜０．５質量％、Ｋ２Ｏ含有量が０．５〜１．５質量％、ＴｉＯ２含有量が０．１〜０．６質量％、ＭｎＯ含有量が０．０１〜０．２質量％であり、
前記ＥＰダストのブレーン比表面積が７０００〜３００００ｃｍ２／ｇであることを特徴とする、［１１］〜［１４］いずれか１項記載のセメント又はコンクリート用の混合材。
［１６］前記高炉スラグのブレーン比表面積が３０００〜５０００ｃｍ２／ｇであることを特徴とする、［１１］〜［１５］のいずれか１項記載のセメント又はコンクリート用の混合材。
[11] A mixture for cement or concrete,
Blast furnace slag and dust are included, and the dust contains EP dust and chlorine bypass dust .
The EP dust has a chlorine content of 0 to 0.1% by mass and an organic carbon content of 0 to 0.0025% by mass.
Ri 4.5 to 13 parts by der content with respect to the blast furnace slag 100 parts by weight of the EP dust,
The content of chlorine bypass dust and wherein 0.5 to 7 parts by der Rukoto to the blast furnace slag 100 parts by mass, cement or admixtures for concrete.
[12] The mixture for cement or concrete according to [11], wherein the dust content is 14 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag.
[13] The chlorine content of the previous SL chlorine bypass dust is characterized in that 3 to 40 wt%, [11] or [12] cement or admixture for concrete description.
[14] The SiO 2 content of the chlorine bypass dust is 7 to 12% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 6% by mass, the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 4% by mass, and CaO. The content is 45 to 55% by mass, the MgO content is 0.2 to 1.2% by mass, the Na 2 O content is 0.5 to 2% by mass, the K 2 O content is 7 to 13% by mass, and TiO. 2. The mixed material for cement or concrete according to [13], wherein the content is 0.1 to 0.5% by mass and the MnO content is 0.02 to 0.5% by mass.
[15] The SiO 2 content of the EP dust is 6 to 11% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 5.5% by mass, and the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 3% by mass. CaO content of 41 to 45.5 wt%, MgO content of 0.2 to 1.2 wt%, SO 3 content of 0.3 to 1.3 mass%, the content of Na 2 O 0.05 0.5 wt%, K 2 O content of 0.5 to 1.5 wt%, TiO 2 content of 0.1 to 0.6 wt%, MnO content of 0.01 to 0.2 mass % And
The mixed material for cement or concrete according to any one of [11] to [14], wherein the EP dust has a specific surface area of 7,000 to 30,000 cm 2 / g.
[16] The mixture for cement or concrete according to any one of [11] to [15], wherein the blast furnace slag has a specific surface area of 3000 to 5000 cm 2 / g.
本発明によれば、セメント製造時に発生する副産物を有効利用しながら強度発現性を向上した、高炉スラグなどの混合材を多く含む高炉セメント組成物およびその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a blast furnace cement composition containing a large amount of a mixed material such as blast furnace slag, which has improved strength development while effectively utilizing by-products generated during cement production, and a method for producing the same.
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
＜セメント組成物＞
本発明に係るセメント組成物は、高炉スラグとダストとセメントクリンカーと石膏とを含むものであり、さらにＪＩＳ Ｒ５２１０に規定される少量混合成分などを含むことができる。
<Cement composition>
The cement composition according to the present invention contains blast furnace slag, dust, cement clinker, and gypsum, and can further contain a small amount of mixed components specified in JIS R5210.
本発明に係るセメント組成物に使用される高炉スラグは、鉄鋼製造工程において副産物として発生するスラグである。例えば高炉水砕スラグや高炉徐冷スラグを使用することができるが、強度発現性の観点からは高炉水砕スラグ、特にＪＩＳ Ａ ６２０６：２０１３「コンクリート用高炉スラグ微粉末」に規定される高炉スラグの使用が好ましい。 The blast furnace slag used in the cement composition according to the present invention is slag generated as a by-product in the steel manufacturing process. For example, blast furnace granulated slag and blast furnace slow cooling slag can be used, but from the viewpoint of strength development, blast furnace granulated slag, especially blast furnace slag specified in JIS A 6206: 2013 "Blast furnace slag fine powder for concrete". Is preferred.
本発明に係るセメント組成物における高炉スラグの含有量に関しては、高炉スラグとダストとの合計含有量が３０〜６０質量％であり、好ましくは３３〜５７質量％であり、より好ましくは３５〜５５質量％である。高炉スラグとダストの合計含有量が３０質量％未満であるとＣＯ２削減に対する寄与が小さく、６０質量％を超えると強度発現性の低下が懸念される。 Regarding the content of blast furnace slag in the cement composition according to the present invention, the total content of blast furnace slag and dust is 30 to 60% by mass, preferably 33 to 57% by mass, and more preferably 35 to 55. It is mass%. If the total content of blast furnace slag and dust is less than 30 % by mass, the contribution to CO 2 reduction is small, and if it exceeds 60% by mass, there is a concern that the strength development will decrease.
高炉スラグのブレーン比表面積は、好ましくは３０００〜６０００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは３１００〜５５００ｃｍ２／ｇであり、さらに好ましくは３２００〜５０００ｃｍ２／ｇであり、特に好ましくは３３００〜４５００ｃｍ２／ｇである。高炉スラグのブレーン比表面積は、強度発現性に影響するものであり、十分に粉砕することによって、強度発現性の良好な高炉セメント組成物を得ることができる。 The specific surface area of the brain of the blast furnace slag is preferably 3000 to 6000 cm 2 / g, more preferably 3100 to 5500 cm 2 / g, still more preferably 3200 to 5000 cm 2 / g, and particularly preferably 3300 to 4500 cm 2. / G. The specific surface area of the brain of the blast furnace slag affects the strength development, and a blast furnace cement composition having a good strength development can be obtained by sufficiently pulverizing the blast furnace slag.
本発明に係るセメント組成物に使用されるダストは、ＥＰダストを含む。ＥＰダストは、電気集塵機（通称ＥＰ）により集塵されたセメントキルン排ガスに含まれるダスト、あるいはキルン排ガスの余熱を原料ミル及び原料ドライヤーで利用した後の排ガスに含まれるダストであり、このようなセメント製造時に発生する無機粉末ダスト等の副産物の有効利用を図ることができる。ＥＰダスト中の塩素含有量は０〜０．１質量％であり、好ましくは０以上０．１質量％未満であり、より好ましくは０〜０．０８質量％であり、さらに好ましくは０〜０．０４質量％であり、特に好ましくは０〜０．０３質量％である。この範囲であれば、強度発現性に優れる高炉セメントを提供することができる。ＥＰダスト中の塩素含有量は少ない方が好ましく、０（測定限界未満）であることが最も好ましいが、例えば０．０１質量％以上であってもよい。ＥＰダスト中の塩素含有量は、ＥＰダストを水洗することで調整することができる。なお、ＥＰダスト中の塩素含有量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２：２０１０「セメントの化学分析方法」に準拠して測定することができる。 The dust used in the cement composition according to the present invention includes EP dust. EP dust is dust contained in cement kiln exhaust gas collected by an electrostatic precipitator (commonly known as EP), or dust contained in exhaust gas after the residual heat of kiln exhaust gas is used in a raw material mill and a raw material dryer. By-products such as inorganic powder dust generated during cement production can be effectively used. The chlorine content in EP dust is 0 to 0.1% by mass, preferably 0 or more and less than 0.1% by mass, more preferably 0 to 0.08% by mass, and further preferably 0 to 0. It is 0.04% by mass, and particularly preferably 0 to 0.03% by mass. Within this range, it is possible to provide blast furnace cement having excellent strength development. The chlorine content in EP dust is preferably low, most preferably 0 (less than the measurement limit), but may be, for example, 0.01% by mass or more. The chlorine content in EP dust can be adjusted by washing the EP dust with water. The chlorine content in EP dust can be measured in accordance with JIS R 5202: 2010 “Chemical analysis method for cement”.
ＥＰダスト中の有機炭素含有量は０〜０．００２５質量％であり、好ましくは０〜０．００２０質量％であり、より好ましくは０〜０．００１質量％であり、さらに好ましくは０〜０．０００５質量％であり、特に好ましくは０．０００５質量％未満である。有機炭素含有量が０．００２５質量％を超えると高炉セメント組成物の強度発現性の低下が懸念される。ＥＰダスト中の有機炭素含有量は少ない方が好ましく、０（測定限界未満）であることが最も好ましい。ＥＰダスト中の有機炭素含有量は、ＥＰダストを水洗することで調整することができる。なお、ＥＰダスト中の有機炭素含有量は、水洗後の溶液中の有機炭素含有量を全有機炭素計で測定することにより求めることができる。 The organic carbon content in the EP dust is 0 to 0.0025% by mass, preferably 0 to 0.0020% by mass, more preferably 0 to 0.001% by mass, and further preferably 0 to 0. It is 0005% by mass, particularly preferably less than 0.0005% by mass. If the organic carbon content exceeds 0.0025% by mass, there is a concern that the strength development of the blast furnace cement composition may decrease. The organic carbon content in EP dust is preferably low, and most preferably 0 (less than the measurement limit). The organic carbon content in EP dust can be adjusted by washing the EP dust with water. The organic carbon content in EP dust can be determined by measuring the organic carbon content in the solution after washing with water with a total organic carbon meter.
ＥＰダストの含有量は、高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜１３質量部であり、好ましくは４．５〜１３質量部であり、より好ましくは４．６〜１２質量部であり、さらに好ましくは４．８〜１１質量部である。ＥＰダストの含有量が０．５質量部未満であるとＥＰダストの利用による効果が殆ど得られず、１３質量部を超えると高炉セメント組成物の強度発現性の低下が懸念される。 The content of EP dust is 0.5 to 13 parts by mass, preferably 4.5 to 13 parts by mass, and more preferably 4.6 to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of blast furnace slag. More preferably, it is 4.8 to 11 parts by mass. If the content of EP dust is less than 0.5 parts by mass, the effect of using EP dust is hardly obtained, and if it exceeds 13 parts by mass, there is a concern that the strength development of the blast furnace cement composition is lowered.
ＥＰダストのＳｉＯ２含有量は通常６〜１１質量％であり、好ましくは６．５〜１０．５質量％であり、より好ましくは７〜１０質量％であり、さらに好ましくは７．５〜９．５質量％である。ＥＰダストのＡｌ２Ｏ３含有量は通常１．５〜５．５質量％であり、好ましくは２〜５．０質量％であり、より好ましくは２．５〜４．７質量％であり、さらに好ましくは３〜４．５質量％である。ＥＰダストのＦｅ２Ｏ３含有量は通常０．５〜３質量％であり、好ましくは１〜２．８質量％であり、より好ましくは１．３〜２．６質量％であり、さらに好ましくは１．５〜２．５質量％である。ＥＰダストのＣａＯ含有量は通常４１〜４５．５質量％であり、好ましくは４１．５〜４５質量％であり、より好ましくは４２〜４４．５質量％であり、さらに好ましくは４２．５〜４４質量％である。ＥＰダストのＭｇＯ含有量は通常０．２〜１．２質量％であり、好ましくは０．２５〜１．１質量％であり、より好ましくは０．３〜１質量％であり、さらに好ましくは０．３５〜０．９質量％である。ＥＰダストのＳＯ３含有量は通常０．３〜１．３質量％であり、好ましくは０．４〜１．２質量％であり、より好ましくは０．４５〜１．１５質量％であり、さらに好ましくは０．５〜１．１質量％である。ＥＰダストのＮａ２Ｏ含有量は通常０．０５〜０．５質量％であり、好ましくは０．０７〜０．４質量％であり、より好ましくは０．１〜０．３５質量％であり、さらに好ましくは０．１２〜０．３質量％である。ＥＰダストのＫ２Ｏ含有量は通常０．５〜１．５質量％であり、好ましくは０．５５〜１．４質量％であり、より好ましくは０．６〜１．３質量％であり、さらに好ましくは０．７〜１．２質量％である。ＥＰダストのＴｉＯ２含有量は通常０．１〜０．６質量％であり、好ましくは０．１５〜０．５５質量％であり、より好ましくは０．２〜０．５質量％であり、さらに好ましくは０．２５〜０．４５質量％である。ＥＰダストのＭｎＯ含有量は通常０．０１〜０．２質量％であり、好ましくは０．０２〜０．１７質量％であり、より好ましくは０．０２〜０．１５質量％であり、さらに好ましくは０．０３〜０．１２質量％である。この範囲であれば、強度発現性に優れる高炉セメント組成物を提供することができる。 The SiO 2 content of EP dust is usually 6 to 11% by mass, preferably 6.5 to 10.5% by mass, more preferably 7 to 10% by mass, still more preferably 7.5 to 9% by mass. It is 5.5% by mass. The Al 2 O 3 content of EP dust is usually 1.5 to 5.5% by mass, preferably 2 to 5.0% by mass, and more preferably 2.5 to 4.7% by mass. More preferably, it is 3 to 4.5% by mass. The Fe 2 O 3 content of EP dust is usually 0.5 to 3% by mass, preferably 1 to 2.8% by mass, more preferably 1.3 to 2.6% by mass, and further preferably. Is 1.5 to 2.5% by mass. The CaO content of EP dust is usually 41 to 45.5% by mass, preferably 41.5 to 45% by mass, more preferably 42 to 44.5% by mass, and further preferably 42.5 to 42.5% by mass. It is 44% by mass. The MgO content of EP dust is usually 0.2 to 1.2% by mass, preferably 0.25 to 1.1% by mass, more preferably 0.3 to 1% by mass, and even more preferably. It is 0.35 to 0.9% by mass. The SO 3 content of EP dust is usually 0.3 to 1.3% by mass, preferably 0.4 to 1.2% by mass, and more preferably 0.45 to 1.15% by mass. More preferably, it is 0.5 to 1.1% by mass. The Na 2 O content of EP dust is usually 0.05 to 0.5% by mass, preferably 0.07 to 0.4% by mass, and more preferably 0.1 to 0.35% by mass. , More preferably 0.12 to 0.3% by mass. Content of K 2 O of EP dust is usually 0.5 to 1.5 wt%, preferably from 0.55 to 1.4 wt%, more preferably from 0.6 to 1.3 wt% , More preferably 0.7 to 1.2% by mass. The TiO 2 content of EP dust is usually 0.1 to 0.6% by mass, preferably 0.15 to 0.55% by mass, and more preferably 0.2 to 0.5% by mass. More preferably, it is 0.25 to 0.45% by mass. The MnO content of EP dust is usually 0.01 to 0.2% by mass, preferably 0.02 to 0.17% by mass, more preferably 0.02 to 0.15% by mass, and further. It is preferably 0.03 to 0.12% by mass. Within this range, it is possible to provide a blast furnace cement composition having excellent strength development.
ＥＰダストのブレーン比表面積（粉末度）は、通常７０００〜３００００ｃｍ２／ｇであり、好ましくは１００００〜２７０００ｃｍ２／ｇであり、より好ましくは１３０００〜２５０００ｃｍ２／ｇであり、さらに好ましくは１５０００〜２２０００ｃｍ２／ｇである。この範囲であれば、強度発現性に優れる高炉セメント組成物を提供することができる。また、ＥＰダストは、電気集塵機で捕集されるダストの全体を使用するよりも、後段区側で細かい粒子が選択的に捕集されたものを使用することが好ましい。一般的なＥＰダスト全体の粉末度は１００００ｃｍ２／ｇ未満であるのに対して、後段区側のダストを選択的に用いることで１００００ｃｍ２／ｇ以上のＥＰダストが得られる。なお、ＥＰダストのブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に準拠して測定できる。 The brain specific surface area (powder degree) of EP dust is usually 70000 to 30000 cm 2 / g, preferably 1000 to 27000 cm 2 / g, more preferably 13000 to 25000 cm 2 / g, and further preferably 1500 to 1500. It is 22000 cm 2 / g. Within this range, it is possible to provide a blast furnace cement composition having excellent strength development. Further, as the EP dust, it is preferable to use one in which fine particles are selectively collected on the latter stage side, rather than using the entire dust collected by the electrostatic precipitator. General EP dust overall fineness whereas less than 10000cm 2 / g, 10000cm 2 / g or more EP dust is obtained by using selectively a subsequent Zone side of the dust. The brain specific surface area of EP dust can be measured in accordance with JIS R 5201: 1997 "Physical test method for cement".
本発明で使用するダストは、ＥＰダスト以外に塩素バイパスダストを含むことが好ましい。塩素バイパスダストは、セメントキルンのＮＳＰタワーより抽気される塩素バイパスより発生するダストであり、このようなセメント製造時に発生する無機粉末ダスト等の副産物の有効利用を図ることができる。塩素バイパスダストの塩素含有量は３〜４０質量％であり、好ましくは４〜３８質量％であり、より好ましくは５〜３７質量％であり、さらに好ましくは５．５〜３６質量％である。この範囲であれば、強度発現性に優れる高炉セメントを提供することができる。また、塩素バイパスダストを水洗して塩素含有量を低減したものを利用してもよいし、ＥＰダストと塩素バイパスダストとを共に混合して水洗したものを利用してもよい。なお、塩素バイパスダスト中の塩素含有量は、ＥＰダスト中の塩素含有量と同様の方法により測定できる。 The dust used in the present invention preferably contains chlorine bypass dust in addition to EP dust. Chlorine bypass dust is dust generated from chlorine bypass extracted from the NSP tower of a cement kiln, and by-products such as inorganic powder dust generated during the production of such cement can be effectively used. The chlorine content of the chlorine bypass dust is 3 to 40% by mass, preferably 4 to 38% by mass, more preferably 5 to 37% by mass, and further preferably 5.5 to 36% by mass. Within this range, it is possible to provide blast furnace cement having excellent strength development. Further, chlorine bypass dust may be washed with water to reduce the chlorine content, or EP dust and chlorine bypass dust may be mixed and washed with water. The chlorine content in the chlorine bypass dust can be measured by the same method as the chlorine content in the EP dust.
塩素バイパスダストの含有量は、高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜７質量部であり、好ましくは０．７〜６．５質量部であり、より好ましくは０．９〜６質量部であり、さらに好ましくは０．９〜５．５質量部である。この範囲であれば、強度発現性に優れる高炉セメント組成物を提供することができる。 The content of chlorine bypass dust is 0.5 to 7 parts by mass, preferably 0.7 to 6.5 parts by mass, and more preferably 0.9 to 6 parts by mass with respect to 100 parts by mass of blast furnace slag. It is more preferably 0.9 to 5.5 parts by mass. Within this range, it is possible to provide a blast furnace cement composition having excellent strength development.
塩素バイパスダストのＳｉＯ２含有量は通常７〜１２質量％であり、好ましくは７．５〜１１．５質量％であり、より好ましくは８〜１１質量％であり、さらに好ましくは８．５〜１０．５質量％である。塩素バイパスダストのＡｌ２Ｏ３含有量は通常１．５〜６質量％であり、好ましくは２〜５．５質量％であり、より好ましくは２．５〜５質量％であり、さらに好ましくは３〜４．５質量％である。塩素バイパスダストのＦｅ２Ｏ３含有量は通常０．５〜４質量％であり、好ましくは０．８〜３．５質量％であり、より好ましくは１〜３質量％であり、さらに好ましくは１．２〜２．５質量％である。塩素バイパスダストのＣａＯ含有量は通常４５〜５５質量％であり、好ましくは４６〜５４質量％であり、より好ましくは４７〜５３質量％であり、さらに好ましくは４８〜５２質量％である。塩素バイパスダストのＭｇＯ含有量は通常０．２〜１．２質量％であり、好ましくは０．２５〜１．１質量％であり、より好ましくは０．３〜１質量％であり、さらに好ましくは０．３５〜０．９質量％である。塩素バイパスダストのＮａ２Ｏ含有量は通常０．５〜２質量％であり、好ましくは０．６〜１．８質量％であり、より好ましくは０．７〜１．５質量％であり、さらに好ましくは０．８〜１．４質量％である。塩素バイパスダストのＫ２Ｏ含有量は通常７〜１３質量％であり、好ましくは８〜１２質量％であり、より好ましくは９〜１１質量％であり、さらに好ましくは９．５〜１０．５質量％である。塩素バイパスダストのＴｉＯ２含有量は通常０．１〜０．５質量％であり、好ましくは０．１５〜０．４８質量％であり、より好ましくは０．２〜０．４６質量％であり、さらに好ましくは０．２５〜０．４５質量％である。塩素バイパスダストのＭｎＯ含有量は通常０．０２〜０．５質量％であり、好ましくは０．０３〜０．４質量％であり、より好ましくは０．０４〜０．３５質量％であり、さらに好ましくは０．０４〜０．３質量％である。この範囲であれば、強度発現性に優れる高炉セメント組成物を提供することができる。 The SiO 2 content of the chlorine bypass dust is usually 7 to 12% by mass, preferably 7.5 to 11.5% by mass, more preferably 8 to 11% by mass, still more preferably 8.5 to 5% by mass. It is 10.5% by mass. The Al 2 O 3 content of the chlorine bypass dust is usually 1.5 to 6% by mass, preferably 2 to 5.5% by mass, more preferably 2.5 to 5% by mass, and even more preferably. It is 3 to 4.5% by mass. The Fe 2 O 3 content of chlorine bypass dust is usually 0.5 to 4% by mass, preferably 0.8 to 3.5% by mass, more preferably 1 to 3% by mass, and even more preferably. It is 1.2 to 2.5% by mass. The CaO content of the chlorine bypass dust is usually 45 to 55% by mass, preferably 46 to 54% by mass, more preferably 47 to 53% by mass, and further preferably 48 to 52% by mass. The MgO content of chlorine bypass dust is usually 0.2 to 1.2% by mass, preferably 0.25 to 1.1% by mass, more preferably 0.3 to 1% by mass, and even more preferably. Is 0.35 to 0.9% by mass. The Na 2 O content of chlorine bypass dust is usually 0.5 to 2% by mass, preferably 0.6 to 1.8% by mass, and more preferably 0.7 to 1.5% by mass. More preferably, it is 0.8 to 1.4% by mass. Content of K 2 O of chlorine bypass dust is usually 7 to 13 wt%, preferably 8-12 wt%, more preferably 9-11 wt%, more preferably 9.5-10.5 It is mass%. The TiO 2 content of chlorine bypass dust is usually 0.1 to 0.5% by mass, preferably 0.15 to 0.48% by mass, and more preferably 0.2 to 0.46% by mass. , More preferably 0.25 to 0.45% by mass. The MnO content of the chlorine bypass dust is usually 0.02 to 0.5% by mass, preferably 0.03 to 0.4% by mass, and more preferably 0.04 to 0.35% by mass. More preferably, it is 0.04 to 0.3% by mass. Within this range, it is possible to provide a blast furnace cement composition having excellent strength development.
本発明で使用するダストの含有量は特に限定されるものではないが、高炉スラグ１００質量部に対して通常１４質量部以下であり、５〜１４質量部が好ましく、６〜１３質量部がより好ましく、９〜１２質量部がさらに好ましく、１０質量部を超えて１１質量部以下が特に好ましい。このような範囲であれば、材齢７日の強度発現性と材齢２８日の強度発現性のいずれにも優れた高炉セメント組成物を提供することができる。なお、ダストとしてＥＰダストと塩素バイパスダストの両方を使用する場合、その合計含有量が上記範囲であることが好ましい。 The content of dust used in the present invention is not particularly limited, but is usually 14 parts by mass or less, preferably 5 to 14 parts by mass, more preferably 6 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of blast furnace slag. Preferably, 9 to 12 parts by mass is more preferable, and more than 10 parts by mass and 11 parts by mass or less are particularly preferable. Within such a range, it is possible to provide a blast furnace cement composition having excellent strength development at 7 days of age and strength development at 28 days of age. When both EP dust and chlorine bypass dust are used as the dust, the total content thereof is preferably in the above range.
本発明に係るセメント組成物に使用されるセメントクリンカーとしては、ＳＰ方式（多段サイクロン余熱方式）又はＮＳＰ方式（仮焼炉を併設した多段サイクロン余熱方式）等の既存のセメント製造設備を用い、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、銅からみ及び焼却灰からなる群より選ばれる原料を混合し、焼成して製造されたものが使用できる。 As the cement clinker used in the cement composition according to the present invention, existing cement manufacturing equipment such as SP method (multi-stage cyclone residual heat method) or NSP method (multi-stage cyclone residual heat method with a blast furnace) is used, and limestone is used. , Cement, coal ash, clay, blast furnace slag, construction soil, sewage sludge, copper entanglement and incineration ash are mixed and fired.
本発明に係るセメント組成物に使用するセメントクリンカーのボーグ鉱物組成に関しては、Ｃ３Ｓの含有量は通常５０〜７０質量％であり、好ましくは５３〜６７質量％であり、より好ましくは５５〜６５質量％である。Ｃ２Ｓの含有量は通常７〜２１質量％であり、好ましくは９〜１９質量％であり、より好ましくは１０〜１８質量％である。Ｃ３Ａの含有量は通常６〜１５質量％であり、好ましくは７〜１４質量％であり、より好ましくは８〜１３質量％である。Ｃ４ＡＦの含有量は通常６〜１５質量％であり、好ましくは７〜１４質量％であり、より好ましくは８〜１３質量％である。このような鉱物組成のセメントクリンカーであれば、強度発現性に優れる高炉セメント組成物を提供することができる。 For the Borg mineral composition of the cement clinker used in the cement composition according to the present invention, the content of C 3 S is normally 50 to 70 wt%, preferably 53-67 wt%, more preferably 55 to It is 65% by mass. The content of C 2 S is generally 7 to 21 wt%, preferably 9-19 wt%, more preferably from 10 to 18 wt%. The content of C 3 A is usually 6 to 15 wt%, preferably 7-14 wt%, more preferably 8-13 wt%. The content of C 4 AF is usually 6 to 15% by mass, preferably 7 to 14% by mass, and more preferably 8 to 13% by mass. A cement clinker having such a mineral composition can provide a blast furnace cement composition having excellent strength development.
本発明に係るセメント組成物に使用される石膏は特に限定されるものではないが、ＪＩＳ Ｒ ９１５１「セメント用天然せっこう」に規定される品質を満足することが望ましい。具体的には二水石膏、半水石膏、不溶性無水石膏が好適に用いられる。 The gypsum used in the cement composition according to the present invention is not particularly limited, but it is desirable that the quality specified in JIS R 9151 “Natural gypsum for cement” is satisfied. Specifically, dihydrate gypsum, semi-hydrated gypsum, and insoluble anhydrous gypsum are preferably used.
また、セメントクリンカー及び石膏の混合物として、ポルトランドセメントを使用することもできる。例えば普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強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、耐硫酸ポルトランドセメントなどが使用できる。普通ポルトランドセメントであれば入手が容易で、強度発現性に優れる高炉セメント組成物を提供することができる。さらに、セメントクリンカー、石膏および高炉スラグの代替として従来の高炉セメントを使用することも可能である。例えばＪＩＳ Ｒ ５２１１：２００９「高炉セメント」に規定される高炉セメントである。 Portland cement can also be used as a mixture of cement clinker and gypsum. For example, ordinary Portland cement, early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate-heat Portland cement, low-heat Portland cement, sulfuric acid-resistant Portland cement, and the like can be used. Ordinary Portland cement can be easily obtained, and a blast furnace cement composition having excellent strength development can be provided. In addition, conventional blast furnace cement can be used as an alternative to cement clinker, gypsum and blast furnace slag. For example, it is a blast furnace cement specified in JIS R 5211: 2009 "Blast furnace cement".
本発明に係るセメント組成物にポルトランドセメントを使用する場合のポルトランドセメントのボーグ鉱物組成に関しては、Ｃ３Ｓの含有量は通常５０〜７０質量％であり、好ましくは５３〜６７質量％であり、より好ましくは５５〜６５質量％である。Ｃ２Ｓの含有量は通常７〜２１質量％であり、好ましくは９〜１９質量％であり、より好ましくは１０〜１８質量％である。Ｃ３Ａの含有量は通常６〜１５質量％であり、好ましくは７〜１４質量％であり、より好ましくは８〜１３質量％である。Ｃ４ＡＦの含有量は通常６〜１５質量％であり、好ましくは７〜１４質量％であり、より好ましくは８〜１３質量％である。このような鉱物組成のポルトランドセメントであれば容易に入手可能であり、強度発現性に優れる高炉セメント組成物を提供することができる。 For the Borg mineral composition of Portland cement when using Portland cement cement composition according to the present invention, the content of C 3 S is normally 50 to 70 wt%, preferably 53-67 wt%, More preferably, it is 55 to 65% by mass. The content of C 2 S is generally 7 to 21 wt%, preferably 9-19 wt%, more preferably from 10 to 18 wt%. The content of C 3 A is usually 6 to 15 wt%, preferably 7-14 wt%, more preferably 8-13 wt%. The content of C 4 AF is usually 6 to 15% by mass, preferably 7 to 14% by mass, and more preferably 8 to 13% by mass. Portland cement having such a mineral composition can be easily obtained, and a blast furnace cement composition having excellent strength development can be provided.
本発明に係るセメント組成物にポルトランドセメントを使用する場合、その化学成分はＪＩＳ Ｒ ５２０２「セメントの化学分析方法」に準拠して測定することができる。 When Portland cement is used in the cement composition according to the present invention, its chemical composition can be measured in accordance with JIS R 5202 "Chemical analysis method of cement".
本発明に係るセメント組成物におけるセメントクリンカーと石膏との合計含有量は、４０〜７０質量％であり、好ましくは４３〜６７質量％であり、より好ましくは４５〜６５質量％である。セメントクリンカーと石膏との合計含有量が７０質量％を超えるとＣＯ２削減に対する寄与が小さく、４０質量％未満であると強度発現性の低下が懸念される。本発明に係るセメント組成物にポルトランドセメントを使用する場合、ポルトランドセメントの含有量が上記の条件を満たすことが好ましい。 The total content of the cement clinker and gypsum in the cement composition according to the present invention is 40 to 70% by mass, preferably 43 to 67% by mass, and more preferably 45 to 65% by mass. If the total content of cement clinker and gypsum exceeds 70% by mass, the contribution to CO 2 reduction is small, and if it is less than 40% by mass, there is a concern that the strength development will decrease. When Portland cement is used in the cement composition according to the present invention, it is preferable that the content of Portland cement satisfies the above conditions.
本発明に係るセメント組成物におけるセメントクリンカーの含有量は、通常３６〜６９．９質量％であり、好ましくは４０〜６５質量％であり、より好ましくは４５〜６０質量％であり、特に好ましくは５０〜５５質量％である。本発明に係るセメント組成物における石膏の含有量は、通常０．１〜４質量％であり、好ましくは０．５〜３．５質量％であり、より好ましくは０．７５〜３．０質量％であり、さらに好ましくは１〜２．０質量％であり、特に好ましくは１．２〜１．５質量％である。 The content of cement clinker in the cement composition according to the present invention is usually 36 to 69.9% by mass, preferably 40 to 65% by mass, more preferably 45 to 60% by mass, and particularly preferably. It is 50 to 55% by mass. The content of gypsum in the cement composition according to the present invention is usually 0.1 to 4% by mass, preferably 0.5 to 3.5% by mass, and more preferably 0.75 to 3.0% by mass. %, More preferably 1 to 2.0% by mass, and particularly preferably 1.2 to 1.5% by mass.
本発明に係るセメント組成物は、上記の成分からなるものであってもよいが、上記成分以外の混合材を含むことができる。上記の成分以外の混合材としては、ＪＩＳ Ｒ ５２１２「シリカセメント」に規定されるシリカ質混合材、ＪＩＳ Ａ ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に規定されるフライアッシュ、ＪＩＳ Ｒ ５２１０「ポルトランドセメント」に規定される石灰石を利用することができる。 The cement composition according to the present invention may consist of the above-mentioned components, but may contain a mixed material other than the above-mentioned components. Examples of the mixed material other than the above components include a siliceous mixed material specified in JIS R 5212 "Silica cement", fly ash specified in JIS A 6201 "Fly ash for concrete", and JIS R 5210 "Portland cement". The specified limestone can be used.
＜セメント組成物の製造方法＞
次に、本発明のセメント組成物の製造方法の一例について説明する。下記の製造方法によれば、本発明のセメント組成物を安価かつ効率的に製造することができる。
<Manufacturing method of cement composition>
Next, an example of the method for producing the cement composition of the present invention will be described. According to the following production method, the cement composition of the present invention can be produced inexpensively and efficiently.
まず、ダストに含まれるＥＰダストの塩素含有量及び有機炭素含有量を調整する。具体的には、ＥＰダストを水洗して、塩素含有量を０〜０．１質量％に、有機炭素含有量を０〜０．００２５質量％に調整する（水洗工程）。ダストが塩素バイパスダストを含む場合、塩素バイパスダストの塩素含有量を３〜４０質量％に調整すべく、塩素バイパスダストを水洗してもよい。ＥＰダストや塩素バイパスダストの水洗は、例えば、塩素バイパスダストの水洗設備や、水槽と攪拌設備からなる施設で行うことができる。 First, the chlorine content and organic carbon content of EP dust contained in the dust are adjusted. Specifically, EP dust is washed with water to adjust the chlorine content to 0 to 0.1% by mass and the organic carbon content to 0 to 0.0025% by mass (water washing step). When the dust contains chlorine bypass dust, the chlorine bypass dust may be washed with water in order to adjust the chlorine content of the chlorine bypass dust to 3 to 40% by mass. Water washing of EP dust and chlorine bypass dust can be performed, for example, in a water washing facility for chlorine bypass dust or a facility including a water tank and a stirring facility.
次いで、高炉スラグとダストとセメントクリンカーと石膏とを混合することで、セメント組成物を得る（混合工程）。このとき、ＥＰダストの含有量が高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜１３質量部となり、得られるセメント組成物中の高炉スラグとダストの合計含有量が３０〜６０質量％となり、セメントクリンカーと石膏との合計含有量が４０〜７０質量％となるように、各成分を配合する。ダストが塩素バイパスダストを含む場合、塩素バイパスダストの含有量が高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜７質量部となるように、各成分を配合する。各成分の種類や配合量の好ましい形態は、前述のとおりである。 Then, the blast furnace slag, dust, cement clinker and gypsum are mixed to obtain a cement composition (mixing step). At this time, the content of EP dust is 0.5 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of blast furnace slag, and the total content of blast furnace slag and dust in the obtained cement composition is 30 to 60% by mass, and cement. Each component is blended so that the total content of clinker and gypsum is 40 to 70% by mass. When the dust contains chlorine bypass dust, each component is blended so that the content of chlorine bypass dust is 0.5 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of blast furnace slag. The preferred forms of the type and blending amount of each component are as described above.
また、本発明では、セメントクリンカーと石膏との代わりにポルトランドセメントを使用してもよく、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグの代わりに、高炉セメントを使用してもよい。すなわち、本発明の高炉セメント組成物の製造方法は、ポルトランドセメントと高炉スラグとダストとを混合することでセメント組成物を得る工程及び／又は高炉セメントとダストとを混合してセメント組成物を得る工程を含んでいてもよい。 Further, in the present invention, Portland cement may be used instead of cement clinker and gypsum, and blast furnace cement may be used instead of cement clinker, gypsum and blast furnace slag. That is, the method for producing a blast furnace cement composition of the present invention is a step of obtaining a cement composition by mixing Portland cement, blast furnace slag and dust, and / or mixing blast furnace cement and dust to obtain a cement composition. It may include a step.
セメントクリンカーを製造する工程では、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、建設発生土、下水汚泥、銅からみ及び焼却灰からなる群より選ばれる原料を混合し、焼成してセメントクリンカーを製造することができる。 In the process of producing cement clinker, raw materials selected from the group consisting of limestone, silica stone, coal ash, clay, construction soil, sewage sludge, copper entanglement and incineration ash can be mixed and fired to produce cement clinker. it can.
セメントクリンカーは、ＳＰ方式（多段サイクロン予熱方式）又はＮＳＰ方式（仮焼炉を併設した多段サイクロン予熱方式）等の既存のセメント製造設備を用いて、製造することができる。 The cement clinker can be manufactured by using an existing cement manufacturing facility such as an SP method (multi-stage cyclone preheating method) or an NSP method (multi-stage cyclone preheating method equipped with a calcining furnace).
セメントクリンカーと石膏と高炉スラグとダストとを混合する方法としては、特に制限されるものではなく、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグとダストを混合粉砕する方法や、セメントクリンカーと石膏とを混合粉砕後、別粉砕したスラグとダストとを混合する方法等があげられる。 The method of mixing cement clinker, gypsum, blast furnace slag and dust is not particularly limited, and the method of mixing and crushing cement clinker, gypsum, blast furnace slag and dust, or after mixing and crushing cement clinker and gypsum. , A method of mixing separately crushed slag and dust, and the like.
なお、本発明に係るセメント組成物に使用される高炉スラグとダストとの混合物を「セメント又はコンクリート用の混合材」と称し、本発明の一実施形態に含まれるものであり、本発明に係るセメント組成物を製造する際に使用することができる。セメント又はコンクリート用の混合材は、前述したブレーン比表面積の条件を満たす微粉末状のものが好ましい。なお、以下では「セメント又はコンクリート用の混合材」を単に「混合材」と呼称する。 The mixture of blast furnace slag and dust used in the cement composition according to the present invention is referred to as "mixture material for cement or concrete" and is included in one embodiment of the present invention. It can be used in the production of cement compositions. The mixture for cement or concrete is preferably in the form of a fine powder that satisfies the above-mentioned conditions for the specific surface area of brain. In the following, "mixing material for cement or concrete" is simply referred to as "mixing material".
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明の内容を詳細に説明する。本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、以下において特に断りがない場合は、％は質量％を示す。 Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited to these examples. In the following, unless otherwise specified,% indicates mass%.
１．ＥＰダストの水洗
使用したＥＰダストの化学成分を表１に示す。ＥＰダストに対し、質量で１０倍の水を添加し、１時間攪拌した後に吸引ろ過を行うことで、水洗物（水洗したＥＰダスト）を得た。この水洗物を４０℃で乾燥させ、試験に用いた。なお、ＥＰダストの水洗前後の塩素含有量、有機炭素含有量およびブレーン比表面積は、表２に示すとおりである。
1. 1. Washing EP dust with water Table 1 shows the chemical composition of the EP dust used. Water was added to EP dust 10 times by mass, and the mixture was stirred for 1 hour and then suction-filtered to obtain a water-washed product (water-washed EP dust). This flush was dried at 40 ° C. and used in the test. The chlorine content, organic carbon content, and brain specific surface area of EP dust before and after washing with water are as shown in Table 2.
２．セメント組成物の製造
使用した高炉スラグの化学成分、ポルトランドセメントのボーグ鉱物組成、塩素バイパス（ＢＰ）ダストの化学成分をそれぞれ表３〜５に示す。なお、ポルトランドセメント中の石膏含有量は２．５質量％、セメントクリンカー含有量は９５質量％である。まず、ブレーン比表面積３５００ｃｍ２／ｇに粉砕された高炉スラグに対し、ＥＰダストおよび塩素バイパスダストを表６に示す水準で添加、混合することで、混合材を得た。なお、ダストは高炉スラグに対して外割で添加し、ＥＰダストは水洗前又は水洗後のものを使用した。得られた混合材の含有量が４４．５質量％となるように、混合材とポルトランドセメントとを混合することで、セメント組成物を製造した。
2. Manufacture of cement composition Tables 3 to 5 show the chemical composition of the blast furnace slag used, the Borg mineral composition of Portland cement, and the chemical composition of chlorine bypass (BP) dust, respectively. The gypsum content in Portland cement is 2.5% by mass, and the cement clinker content is 95% by mass. First, EP dust and chlorine bypass dust were added and mixed at the levels shown in Table 6 to the blast furnace slag crushed to a brain specific surface area of 3500 cm 2 / g to obtain a mixed material. The dust was added to the blast furnace slag by external split, and the EP dust used before or after washing with water was used. A cement composition was produced by mixing the mixed material and Portland cement so that the content of the obtained mixed material was 44.5% by mass.
３．強度発現性の評価
製造したセメント組成物を用いて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に準拠して、モルタル供試体の作製および圧縮強さ（材齢７日、２８日）の測定を行った。なお、モルタル圧縮強さに基づく判定として、「材齢７日のモルタル圧縮強さが４０Ｎ／ｍｍ２以上である」、または「材齢２８日のモルタル圧縮強さが６０Ｎ／ｍｍ２を超える」のいずれか片方のみ満たす場合を○とし、いずれも満たす場合を◎、いずれも満たさない場合を×とした。
3. 3. Evaluation of Strength Development Using the manufactured cement composition, preparation of a mortar specimen and compressive strength (7 days, 28 days of age) in accordance with JIS R 5201: 1997 "Physical test method of cement". Measurements were made. As a judgment based on the mortar compressive strength, "the mortar compressive strength on the 7th day of the material is 40 N / mm 2 or more" or "the mortar compressive strength on the 28 day of the material exceeds 60 N / mm 2 ". The case where only one of the above was satisfied was evaluated as ◯, the case where all of them were satisfied was evaluated as ⊚, and the case where none of them was satisfied was evaluated as ×.
４．結果
結果を表６に示す。非水洗のＥＰダストを添加した比較例２では、そのモルタル圧縮強さは材齢７日ではダスト無添加の比較例１よりも向上したものの、材齢２８日では低下した。一方、水洗したＥＰダストを添加した場合（実施例１）、ダスト無添加の比較例１と比較して、材齢７日と材齢２８日のいずれもモルタル圧縮強さが向上した。また、ＥＰダストに更に塩素バイパスダストを添加した場合、非水洗ＥＰダストとの組み合わせでは、材齢２８日のモルタル圧縮強さは低下した（比較例３）。しかしながら、水洗ＥＰダストと組み合わせることで、ダスト無添加の場合よりもモルタル圧縮強さは高くなった（実施例２〜８）。また、水洗したＥＰダストの添加量が高炉スラグ１００質量部に対して４．５〜１３質量部であり、且つ水洗したＥＰダストと塩素バイパスダストとの合計添加量が高炉スラグ１００質量部に対して１４質量部以下である場合、材齢７日と材齢２８日のモルタル圧縮強さが特に向上した（実施例１、２、７、８）。
これらの結果から、ＥＰダストを水洗して塩素含有量および有機炭素含有量を制御することで、ＥＰダストの添加によるセメント組成物の長期強度発現性が高まることがわかった。また、今まで課題であった塩素バイパスダストの添加による長期強度の低下についても、水洗したＥＰダストを添加することで抑制でき、より多くの副産物を利用できることがわかった。
4. Results The results are shown in Table 6. In Comparative Example 2 in which non-washed EP dust was added, the compressive strength of the mortar was improved at 7 days of age as compared with Comparative Example 1 in which no dust was added, but decreased at 28 days of age. On the other hand, when EP dust washed with water was added (Example 1), the compressive strength of the mortar was improved in both the age of 7 days and the age of 28 days as compared with Comparative Example 1 in which no dust was added. Further, when chlorine bypass dust was further added to the EP dust, the compressive strength of the mortar at the age of 28 days decreased in combination with the non-washed EP dust (Comparative Example 3). However, when combined with water-washed EP dust, the mortar compressive strength was higher than in the case where no dust was added (Examples 2 to 8). The amount of EP dust added with water was 4.5 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of blast furnace slag, and the total amount of EP dust washed with water and chlorine bypass dust was added with respect to 100 parts by mass of blast furnace slag. When the amount was 14 parts by mass or less, the compressive strength of the mortar at 7 days and 28 days was particularly improved (Examples 1, 2, 7, and 8).
From these results, it was found that by washing the EP dust with water to control the chlorine content and the organic carbon content, the long-term strength development of the cement composition by the addition of the EP dust is enhanced. It was also found that the decrease in long-term strength due to the addition of chlorine bypass dust, which had been a problem until now, can be suppressed by adding EP dust washed with water, and more by-products can be used.
Claims (16)
前記高炉スラグと前記ダストとの合計含有量が３０〜６０質量％であり、前記セメントクリンカーと前記石膏との合計含有量が４０〜７０質量％であり、
前記ダストがＥＰダストと塩素バイパスダストを含み、
前記ＥＰダストの塩素含有量が０〜０．１質量％、有機炭素含有量が０〜０．００２５質量％であり、
前記ＥＰダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜１３質量部であり、
前記塩素バイパスダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜７質量部であることを特徴とする、
セメント組成物。 A cement composition containing blast furnace slag, dust, cement clinker and gypsum.
The total content of the blast furnace slag and the dust is 30 to 60% by mass, and the total content of the cement clinker and the gypsum is 40 to 70% by mass.
The dust contains EP dust and chlorine bypass dust.
The EP dust has a chlorine content of 0 to 0.1% by mass and an organic carbon content of 0 to 0.0025% by mass.
Ri 0.5-13 parts by der content with respect to the blast furnace slag 100 parts by weight of the EP dust,
And wherein 0.5 to 7 parts by der Rukoto to the blast furnace slag 100 parts by the content of the chlorine bypass dust,
Cement composition.
請求項１記載のセメント組成物。 Wherein the chlorine content of the previous SL in the chlorine bypass dust is 3 to 40 wt%,
The cement composition according to claim 1.
請求項２記載のセメント組成物。 The SiO 2 content of the chlorine bypass dust is 7 to 12% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 6% by mass, the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 4% by mass, and the CaO content is. 45 to 55 wt%, MgO content of 0.2 to 1.2 wt%, Na 2 O content of 0.5 to 2 wt%, K 2 O content of 7-13 wt%, TiO 2 content Is 0.1 to 0.5% by mass, and the MnO content is 0.02 to 0.5% by mass.
The cement composition according to claim 2.
前記ＥＰダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して４．５〜１３質量部であることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項記載のセメント組成物。 The dust content is 14 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag.
The content of the EP dust is 4.5 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag.
The cement composition according to any one of claims 1 to 3.
前記ＥＰダストのブレーン比表面積が７０００〜３００００ｃｍ２／ｇであることを特徴とする、
請求項１〜４のいずれか１項記載のセメント組成物。 The SiO 2 content of the EP dust is 6 to 11% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 5.5% by mass, the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 3% by mass, and the CaO content. 41 to 45.5% by mass, MgO content is 0.2 to 1.2% by mass, SO 3 content is 0.3 to 1.3% by mass, and Na 2 O content is 0.05 to 0. 5 mass%, K 2 O content of 0.5 to 1.5 wt%, TiO 2 content of 0.1 to 0.6 wt%, MnO content is 0.01 to 0.2 wt% ,
The EP dust has a brain specific surface area of 7,000 to 30,000 cm 2 / g.
The cement composition according to any one of claims 1 to 4.
前記ＥＰダストを水洗して、塩素含有量を０〜０．１質量％に、有機炭素含有量を０〜０．００２５質量％に調整する水洗工程と、
前記ＥＰダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜１３質量部となり、前記塩素バイパスダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜７質量部となり、前記セメント組成物中の前記高炉スラグと前記ダストの合計含有量が３０〜６０質量％となり、前記セメントクリンカーと前記石膏との合計含有量が４０〜７０質量％となるように、前記高炉スラグと前記ダストと前記セメントクリンカーと前記石膏とを混合する混合工程と
を含むことを特徴とする、
セメント組成物の製造方法。 A method for producing a cement composition containing blast furnace slag, dust, cement clinker and gypsum, wherein the dust contains EP dust and chlorine bypass dust.
A water washing step of washing the EP dust with water to adjust the chlorine content to 0 to 0.1% by mass and the organic carbon content to 0 to 0.0025% by mass.
The content of the EP dust is 0.5 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag, and the content of the clinker bypass dust is 0.5 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag. The blast furnace slag so that the total content of the blast furnace slag and the dust in the cement composition is 30 to 60% by mass, and the total content of the cement clinker and the gypsum is 40 to 70% by mass. It comprises a mixing step of mixing the dust, the cement clinker and the gypsum.
Method for producing cement composition.
請求項６記載のセメント組成物の製造方法。 The chlorine content of the chlorine bypass dust is 3 to 40% by mass .
The method for producing a cement composition according to claim 6.
請求項７記載のセメント組成物の製造方法。 The S iO 2 content of the chlorine bypass dust is 7 to 12% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 6% by mass, the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 4% by mass, and the CaO content. There 45-55 wt%, MgO content of 0.2 to 1.2 wt%, Na 2 O content of 0.5 to 2 wt%, K 2 O content of 7-13 wt%, TiO 2 content The amount is 0.1 to 0.5% by mass, and the MnO content is 0.02 to 0.5% by mass.
The method for producing a cement composition according to claim 7.
請求項６〜８のいずれか１項記載のセメント組成物の製造方法。 In the mixing step, the dust content is 14 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag, and the EP dust content is 4.5 to 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag. As described above, the blast furnace slag, the dust, the cement clinker, and the gypsum are mixed.
The method for producing a cement composition according to any one of claims 6 to 8.
前記ＥＰダストのブレーン比表面積が７０００〜３００００ｃｍ２／ｇであることを特徴とする、
請求項６〜９のいずれか１項記載のセメント組成物の製造方法。 The SiO 2 content of the EP dust is 6 to 11% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 5.5% by mass, the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 3% by mass, and the CaO content. 41 to 45.5% by mass, MgO content is 0.2 to 1.2% by mass, SO 3 content is 0.3 to 1.3% by mass, and Na 2 O content is 0.05 to 0. 5 mass%, K 2 O content of 0.5 to 1.5 wt%, TiO 2 content of 0.1 to 0.6 wt%, MnO content is 0.01 to 0.2 wt% ,
The EP dust has a brain specific surface area of 7,000 to 30,000 cm 2 / g.
The method for producing a cement composition according to any one of claims 6 to 9.
高炉スラグとダストを含み、前記ダストがＥＰダストと塩素バイパスダストを含み、
前記ＥＰダストの塩素含有量が０〜０．１質量％、有機炭素含有量が０〜０．００２５質量％であり、
前記ＥＰダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して４．５〜１３質量部であり、
前記塩素バイパスダストの含有量が前記高炉スラグ１００質量部に対して０．５〜７質量部であることを特徴とする、
セメント又はコンクリート用の混合材。 A mixture for cement or concrete
Blast furnace slag and dust are included, and the dust contains EP dust and chlorine bypass dust .
The EP dust has a chlorine content of 0 to 0.1% by mass and an organic carbon content of 0 to 0.0025% by mass.
Ri 4.5 to 13 parts by der content with respect to the blast furnace slag 100 parts by weight of the EP dust,
And wherein 0.5 to 7 parts by der Rukoto to the blast furnace slag 100 parts by the content of the chlorine bypass dust,
Mixture for cement or concrete.
請求項１１記載のセメント又はコンクリート用の混合材。 The dust content is 14 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the blast furnace slag.
The mixture for cement or concrete according to claim 11.
請求項１１または１２記載のセメント又はコンクリート用の混合材。 Wherein the chlorine content of the previous SL chlorine bypass dust is 3 to 40 wt%,
The mixture for cement or concrete according to claim 11 or 12.
請求項１３記載のセメント又はコンクリート用の混合材。 The SiO 2 content of the chlorine bypass dust is 7 to 12% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 6% by mass, the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 4% by mass, and the CaO content is. 45 to 55 wt%, MgO content of 0.2 to 1.2 wt%, Na 2 O content of 0.5 to 2 wt%, K 2 O content of 7-13 wt%, TiO 2 content Is 0.1 to 0.5% by mass, and the MnO content is 0.02 to 0.5% by mass.
The mixture for cement or concrete according to claim 13.
前記ＥＰダストのブレーン比表面積が７０００〜３００００ｃｍ２／ｇであることを特徴とする、
請求項１１〜１４のいずれか１項記載のセメント又はコンクリート用の混合材。 The SiO 2 content of the EP dust is 6 to 11% by mass, the Al 2 O 3 content is 1.5 to 5.5% by mass, the Fe 2 O 3 content is 0.5 to 3% by mass, and the CaO content. 41 to 45.5% by mass, MgO content is 0.2 to 1.2% by mass, SO 3 content is 0.3 to 1.3% by mass, and Na 2 O content is 0.05 to 0. 5 mass%, K 2 O content of 0.5 to 1.5 wt%, TiO 2 content of 0.1 to 0.6 wt%, MnO content is 0.01 to 0.2 wt% ,
The EP dust has a brain specific surface area of 7,000 to 30,000 cm 2 / g.
The mixture for cement or concrete according to any one of claims 11 to 14.
請求項１１〜１５のいずれか１項記載のセメント又はコンクリート用の混合材。 The brain specific surface area of the blast furnace slag is 3000 to 5000 cm 2 / g.
The mixture for cement or concrete according to any one of claims 11 to 15.
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