JP7218083B2 - セメント組成物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、セメント組成物の製造方法に関する。

セメントの一部をフライアッシュで置換してなるフライアッシュ混合セメントは、水酸化カルシウムとフライアッシュのポゾラン反応により、安定なケイ酸カルシウム水和物等の化合物を生成して緻密な組織を形成する。そのため、フライアッシュ混合セメントは、水密性、化学抵抗性、及び、長期強度発現性に優れている。
また、ポゾラン反応による発熱量は、ポルトランドセメントの水和による発熱量に比べて少ないため、フライアッシュ混合セメントの水和熱は、ポルトランドセメントの水和熱よりも少なくなる。また、フライアッシュは、それ自体、球状の微粒子であるから、ボールベアリング作用により、コンクリート等の流動性を向上させることができ、それゆえ、コンクリート等の製造における単位水量を少なくすることができ、フライアッシュ混合セメントを用いた硬化体の乾燥収縮を小さくすることができる。
さらに、フライアッシュ混合セメントは、セメント製造時のＣＯ_２排出量や、原料である石灰石や化石燃料などの天然資源の使用量を少なくすることができる点や、副産物であるフライアッシュを有効活用できる点などで、環境負荷の低減効果を有している。

フライアッシュ混合セメントはこのように多くの長所を有するが、一般社団法人セメント協会のホームページによると、２０１４年度のフライアッシュ混合セメントの生産高は７４千ｔ／年である。該生産高は、セメントの総生産高（５６，７００千ｔ／年）の０．１３％に過ぎない。このようにフライアッシュ混合セメントが普及しない理由として、例えば、初期の強度発現性が低いため、所定の強度を得るまでに長期の養生を要する点等が挙げられる。

かかるフライアッシュ混合セメントの強度発現性を向上させるための方法として、燃料となる石炭の性状や火力発電所の運転状態により品質が変動するフライアッシュの中から、好ましい品質を有するフライアッシュを評価して選別することなどが提案されている。
例えば、特許文献１では、石炭灰を大量に含む、強度発現性の良好なモルタルやコンクリート組成物のセメント／石炭灰比（質量比）は、石炭灰の２０％のスラリー液のｐＨが１１．０以上の場合に、０．５以上、該ｐＨが９．０以上、１１．０未満の場合に、０．７以上、該ｐＨが６．０以上、９．０未満の場合に、１．０以上に定めている。
また、特許文献２には、安定的に良好な強度発現性を有するセメントの製造に適したフライアッシュは、リートベルト解析法で求められる格子定数が０．４９３５ｎｍ以下であるα－石英を含み、ＢＥＴ比表面積が５．０ｍ^２／ｇ以下であるものと記載されている。

特開平９－１５６９７１号公報 特開２０１１－２０８６７号公報

特許文献１～２に記載された発明は、石炭灰の性質によってセメント／石炭灰比を変更する方法や、特殊な評価方法を用いてフライアッシュを選別する方法であり、フライアッシュ混合セメントの強度発現性を直接的に向上させるものではない。
そこで、本発明の目的は、フライアッシュを適当な割合（例えば、１．０～１０．０質量％）で含む場合であっても、強度発現性（特に、材齢７日～９１日におけるモルタル圧縮強さ）に優れ、かつ、流動性に優れたセメント組成物を製造することのできる方法を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）が１．８０～２．４０、水硬率（Ｈ．Ｍ．）が２．００～２．１４、鉄率（Ｉ．Ｍ．）が２．００～２．４０、エーライトの含有率が５３．０～５８．０質量％、及びビーライトの含有率が２０．０～２４．０質量％であり、かつ、フリーライムの含有率が１．０質量％未満であり、普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物である普通ポルトランドセメントクリンカー粉末と、石膏の粉砕物と、フライアッシュの粉砕物と、石灰石粉末、を含むセメント組成物の製造方法であって、普通ポルトランドセメントクリンカー粉末の量と、上記石膏の粉砕物の量（ＳＯ _３ 換算）の合計１００質量％中の、石膏の粉砕物の量（ＳＯ _３ 換算）の割合が、１．０～３．０質量％であり、普通ポルトランドセメントクリンカー粉末の量、石膏の粉砕物の量（ＳＯ _３ 換算）、フライアッシュの粉砕物の量、及び石灰石粉末の量の合計１００質量％中、フライアッシュの粉砕物の割合が１．０～１０．０質量％で、かつ、石灰石粉末の割合が１．０～５．０質量％であり、セメント組成物は、高炉スラグ粉末を含まず、普通ポルトランドセメントクリンカーと、石膏と、フライアッシュを、同時に粉砕して粉砕物を得た後、該粉砕物とブレーン比表面積が５，０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の石灰石粉末を混合して、セメント組成物を得るセメント組成物の製造方法によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］～［３］を提供するものである。

［１］ ケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）が１．８０～２．４０、水硬率（Ｈ．Ｍ．）が２．００～２．１４、鉄率（Ｉ．Ｍ．）が２．００～２．４０、ボーグ式を用いて算出したエーライトの含有率が５３．０～５８．０質量％、及びボーグ式を用いて算出したビーライトの含有率が２０．０～２４．０質量％であり、かつ、フリーライムの含有率が１．０質量％未満であり、普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物である普通ポルトランドセメントクリンカー粉末と、石膏の粉砕物と、フライアッシュの粉砕物と、石灰石粉末、を含むセメント組成物の製造方法であって、上記普通ポルトランドセメントクリンカー粉末の量と、上記石膏の粉砕物の量（ＳＯ _３ 換算）の合計１００質量％中の、石膏の粉砕物の量（ＳＯ _３ 換算）の割合が、１．０～３．０質量％であり、上記普通ポルトランドセメントクリンカー粉末の量、上記石膏の粉砕物の量（ＳＯ _３ 換算）、上記フライアッシュの粉砕物の量、及び上記石灰石粉末の量の合計１００質量％中、フライアッシュの粉砕物の割合が１．０～１０．０質量％で、かつ、石灰石粉末の割合が１．０～５．０質量％であり、上記セメント組成物は、高炉スラグ粉末を含まず、上記普通ポルトランドセメントクリンカーと、上記石膏と、上記フライアッシュを、同時に粉砕して粉砕物を得た後、該粉砕物とブレーン比表面積が５，０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の石灰石粉末を混合して、上記セメント組成物を得ることを特徴とするセメント組成物の製造方法。
［２］ 上記石膏は、二水石膏と半水石膏の混合物であり、二水石膏と半水石膏の合計１００質量％中の半水石膏の割合が、ＳＯ _３ 換算で３０～８５質量％である前記［１］に記載のセメント組成物の製造方法。
［３］ 前記［１］又は［２］に記載のセメント組成物の製造方法によってセメント組成物を得た後、該セメント組成物と水を混合して、水硬性組成物を得る水硬性組成物の製造方法。

本発明のセメント組成物の製造方法によれば、フライアッシュを適当な割合（例えば、１．０～１０．０質量％）で含む場合であっても、強度発現性（特に、材齢７日～９１日におけるモルタル圧縮強さ）に優れ、かつ、流動性に優れたセメント組成物を製造することができる。

本発明のセメント組成物の製造方法は、ケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）が１．８０～２．４０で、かつ、フリーライムの含有率が１．０質量％未満である普通ポルトランドセメントクリンカー粉末と、石膏と、フライアッシュと、ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ^２／ｇ以上の石灰石粉末、を含むセメント組成物の製造方法であって、普通ポルトランドセメントクリンカーと、石膏と、フライアッシュと、石灰石を、同時に粉砕して、セメント組成物を得るセメント組成物の製造方法、または、上記普通ポルトランドセメントクリンカーと、石膏と、フライアッシュを、同時に粉砕して粉砕物を得た後、該粉砕物と上記石灰石粉末を混合して、セメント組成物を得るセメント組成物の製造方法である。
なお、本明細書において、セメント組成物とは、水、骨材及び減水剤を含まないセメント含有粉末またはそれに由来する物（水を含む混練物中の上記粉末の由来物、または、その硬化物）をいう。また、水硬性組成物とは、セメント組成物と水を含む硬化性組成物であって、水硬性組成物の硬化前の形態および硬化後の形態を包含するものである。水硬性組成物の例としては、ペースト、モルタル、及びコンクリートが挙げられる。
以下、本発明を詳細に説明する。

１．セメント組成物の構成材料
（１）普通ポルトランドセメントクリンカー粉末
本発明で使用する普通ポルトランドセメントクリンカー粉末（以下、単に「セメントクリンカー」ともいう。）は、普通ポルトランドセメントクリンカーを粉砕することによって得ることができる。セメントクリンカーのケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）は、１．８０～２．４０、好ましくは１．９０～２．３７、より好ましくは２．００～２．３５、特に好ましくは２．１０～２．３３である。ケイ酸率が１．８０未満であると、セメントクリンカー中の３ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３（アルミネート相；以下、「Ｃ_３Ａ」ともいう。）および４ＣａＯ・Ａｌ_２Ｏ_３・Ｆｅ_２Ｏ_３（フェライト相；以下、「Ｃ_４ＡＦ」ともいう。）の含有量が多くなり、セメント組成物の流動性や、中期～長期材齢における強度発現性（例えば、材齢７日～９１日におけるモルタル圧縮強さ）が低下する。ケイ酸率が２．４０を超えると、セメント組成物の強度発現性が低下する。

セメントクリンカーの水硬率（Ｈ．Ｍ．）は、セメントクリンカーの製造の容易性や、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは２．００～２．２０、より好ましくは２．０５～２．１８、特に好ましくは２．１０～２．１４である。
セメントクリンカーの鉄率（Ｉ．Ｍ．）は、セメントクリンカーの製造の容易性や、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは１．６０～２．４０、より好ましくは１．９０～２．３５、特に好ましくは２．００～２．２５である。

セメントクリンカーのフリーライムの含有率は、１．０質量％未満、好ましくは０．１～０．８質量％、より好ましくは０．２～０．７質量％、特に好ましくは０．３～０．５５質量％である。該含有率が１．０質量％以上であると、セメント組成物の強度発現性が低下する。

セメントクリンカーの、ボーグ式を用いて算出したＣ_３Ａの含有率は、セメント組成物の流動性や強度発現性の観点から、好ましくは１０．５～１３．５質量％、より好ましくは１０．８～１３．２質量％、特に好ましくは１１．０～１３．１質量％である。
また、セメントクリンカーの、ボーグ式を用いて算出した３ＣａＯ・ＳｉＯ₂（エーライト；以下、「Ｃ_３Ｓ」）ともいう。）の含有率は、セメント組成物の流動性、強度発現性の観点から、好ましくは５３．０～５８．０質量％、より好ましくは５３．５～５７．５質量％、特に好ましくは５４．０～５７．０質量％である。
また、セメントクリンカーの、ボーグ式を用いて算出した２ＣａＯ・ＳｉＯ₂（ビーライト；以下、「Ｃ_２Ｓ」ともいう。）の含有率は、セメント組成物の流動性、強度発現性の観点から、好ましくは２０．０～２４．０質量％、より好ましくは２０．５～２３．５質量％、特に好ましくは２１．０～２３．０質量％である。
さらに、セメントクリンカーの、ボーグ式を用いて算出したＣ_４ＡＦの含有率は、好ましくは７．０～１１．０質量％、より好ましくは８．０～１０．０質量％、特に好ましくは８．５～９．４質量％である。

また、セメントクリンカーの、ボーグ式を用いて算出したＣ_３ＳとＣ_２Ｓの質量比（Ｃ_３Ｓ／Ｃ_２Ｓ）は、好ましくは５．０未満、より好ましくは２．０～４．０、特に好ましくは２．５～３．０である。該比が５．０未満であれば、セメントクリンカーの製造の容易性がより向上し、セメント組成物の強度発現性がより向上する。

なお、本明細書中、セメントクリンカー中のＣ₃Ｓ、Ｃ₂Ｓ、Ｃ₃Ａ、Ｃ₄ＡＦの各含有率は、セメントクリンカー全量（１００質量％）中の割合として、セメントクリンカー原料やセメントクリンカー（焼成物）の化学成分に基づき、下記のボーグの計算式を用いて算出される。
Ｃ₃Ｓ（質量％）＝（４．０７×ＣａＯ（質量％））－（７．６０×ＳｉＯ₂（質量％））－（６．７２×Ａｌ₂Ｏ₃（質量％））－（１．４３×Ｆｅ₂Ｏ₃（質量％））
Ｃ₂Ｓ（質量％）＝（２．８７×ＳｉＯ₂（質量％））－（０．７５４×Ｃ₃Ｓ（質量％））
Ｃ₃Ａ（質量％）＝（２．６５×Ａｌ₂Ｏ₃（質量％））－（１．６９×Ｆｅ₂Ｏ₃（質量％））
Ｃ₄ＡＦ（質量％）＝３．０４×Ｆｅ₂Ｏ₃（質量％）

セメントクリンカーの原料としては、石灰石、生石灰、消石灰等のＣａＯ原料や、珪石、粘土等のＳｉＯ_２原料や、粘土等のＡｌ₂Ｏ₃原料や、鉄滓、鉄ケーキ等のＦｅ₂Ｏ₃原料等を使用することができる。
なお、本発明においては、セメントクリンカーの原料として、前記原料に加えて、産業廃棄物、一般廃棄物及び発生土から選ばれる一種以上を使用することができる。セメントクリンカーの原料として、産業廃棄物、一般廃棄物及び発生土から選ばれる一種以上を使用することは、廃棄物の有効利用を促進させる観点から好ましい。
ここで、産業廃棄物とは、事業活動に伴って生じた廃棄物（ただし、後述する「発生土」を除く。）をいう。産業廃棄物としては、例えば、生コンスラッジ、各種汚泥（例えば、下水汚泥、浄水汚泥、製鉄汚泥等）、建設廃材、コンクリート廃材、各種焼却灰、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉２次灰等が挙げられる。
一般廃棄物とは、産業廃棄物以外の廃棄物（ただし、後述する「発生土」を除く。）をいう。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。
発生土とは、建設工事に伴い副次的に発生する土砂（例えば、地盤の掘削により生じるボーリング廃土）や汚泥（建設汚泥；例えば、地盤改良工事で生じる、セメントミルクと掘削土の混合物）をいう。

本発明で使用する普通ポルトランドセメントクリンカーは、上述した原料を、所望の水硬率、ケイ酸率、鉄率となるように混合した後、好ましくは１，３５０～１，５５０℃（より好ましくは１，４００～１，５００℃）で焼成することで製造される。
各原料を混合する方法は、特に限定されるものではなく、慣用の混合装置等を用いて行えばよい。
また、焼成に使用する装置も、特に限定されるものではなく、例えば、ロータリーキルン等を用いればよい。なお、ロータリーキルンを用いて焼成する場合、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。

（２）石膏
本発明で使用する石膏としては、例えば、二水石膏、半水石膏、および無水石膏等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、セメント組成物の流動性および強度発現性の観点から、二水石膏と半水石膏の混合物を用いることが好ましい。二水石膏と半水石膏の合計１００質量％中の半水石膏の割合は、セメント組成物の流動性および強度発現性の観点から、ＳＯ_３換算で、好ましくは１０～９５質量％、より好ましくは２０～９０質量％、特に好ましくは３０～８５質量％である。

（３）フライアッシュ
本発明で使用するフライアッシュのブレーン比表面積は、セメント組成物の流動性、及び強度発現性の観点から、好ましくは１，５００～８，０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは２，０００～７，０００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは２，５００～６，０００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは２，７００～５，０００ｃｍ^２／ｇ、特に好ましくは２，９００～４，０００ｃｍ^２／ｇである。
また、フライアッシュを、９７５±２５℃で１５分間加熱した場合における、フライアッシュの質量減少率は、好ましくは９．０質量％以下、より好ましくは０．１～８．０質量％、さらに好ましくは０．５～６．０質量％、特に好ましくは１．０～５．０質量％である。該質量減少率が９．０質量％を超える場合、セメント組成物の流動性および強度発現性が低下する。

（４）石灰石粉末
本発明で使用する石灰石粉末のブレーン比表面積は、５，０００ｃｍ^２／ｇ以上、好ましくは５，２００～１５，０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは５，４００～１４，０００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは５，５００～１５，０００ｃｍ^２／ｇ、さらに好ましくは５，６００～１３，０００ｃｍ^２／ｇ、特に好ましくは５，７００～１２，０００ｃｍ^２／ｇである。ブレーン比表面積が５，０００ｃｍ^２／ｇ未満であると、セメント組成物の強度発現性が低下する。

２．セメント組成物の組成（構成材料の配合）及び製造方法
（１）各材料の割合
本発明のセメント組成物の製造方法において、普通ポルトランドセメントクリンカー粉末と、石膏の量（ＳＯ_３換算）の量の合計１００質量％中の、石膏の量（ＳＯ_３換算）の割合は、好ましくは１．０～３．０質量％、より好ましくは１．１～２．５質量％、特に好ましくは１．２～２．３質量％である。該割合が１．０質量％以上であれば、セメント組成物の流動性がより向上する。該割合が３．０質量％以下であれば、セメント組成物の強度発現性がより向上する。
また、普通ポルトランドセメントクリンカー粉末の量と、石膏の量（ＳＯ_３換算）の合計１００質量％中の、全ＳＯ_３量の割合は、セメント組成物の流動性及び強度発現性の観点から、好ましくは１．５～３．０質量％、より好ましくは１．７～２．８質量％、特に好ましくは２．０～２．６質量％である。

本発明のセメント組成物の製造方法において、普通ポルトランドセメントクリンカー粉末の量、石膏の量（ＳＯ_３換算）、フライアッシュの量、及び石灰石粉末の量の合計１００質量％中のフライアッシュの割合は、好ましくは１．０～１０．０質量％、より好ましくは２．５～９．０質量％、特に好ましくは５．０～８．０質量％である。該割合が１．０質量％以上であれば、フライアッシュの有効活用を促進することができる。該割合が１０質量％以下であれば、セメント組成物の強度発現性をより向上することができる。

本発明のセメント組成物の製造方法において、普通ポルトランドセメントクリンカー粉末の量、石膏の量（ＳＯ_３換算）、フライアッシュの量、及び石灰石粉末の量の合計１００質量％中の石灰石粉末の割合は、好ましくは１．０～５．０質量％、より好ましくは１．５～４．０質量％、特に好ましくは１．８～３．０質量％である。該割合が上記数値範囲内であれば、セメント組成物の強度発現性をより向上することができる。

本発明のセメント組成物の製造方法において、上述した普通ポルトランドセメントクリンカー粉末、石膏、フライアッシュ、及び石灰石粉末の他に、必要に応じて、高炉スラグ粉末と珪石粉末の中から選ばれる少なくとも１種を、セメントクリンカー１００質量部に対して、５．５質量部以下の量で含んでいてもよい。

（２）セメント組成物の製造方法
上述した普通ポルトランドセメントクリンカー等の材料を用いてセメント組成物を得る方法は、以下の（ａ）または（ｂ）の方法である。
（ａ）普通ポルトランドセメントクリンカーと、石膏と、フライアッシュと、石灰石を、同時に粉砕して、セメント組成物を得る方法
該方法において、粉砕は、得られるセメント組成物のブレーン比表面積が、好ましくは３，０００～３，４００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは３，１００～３，３５０ｃｍ^２／ｇとなるまで行うことが好ましい。なお、該粉砕によって、セメント組成物に含まれる石灰石粉末のブレーン比表面積は、５，０００ｃｍ^２／ｇ以上のものとなる。

（ｂ）普通ポルトランドセメントクリンカーと、石膏と、フライアッシュを、同時に粉砕して粉砕物を得た後、該粉砕物と石灰石粉末を混合して、セメント組成物を得る方法
該方法において、粉砕は、粉砕物（普通ポルトランドセメントクリンカーと石膏とフライアッシュを粉砕してなるもの）のブレーン比表面積が、好ましくは３，０００～３，４００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは３，１００～３，３５０ｃｍ^２／ｇとなるまで行うことが好ましい。

なお、本発明の製造方法（上述の（ａ）又は（ｂ）の方法）によって得られたセメント組成物中の普通ポルトランドセメントクリンカー粉末のブレーン比表面積は、好ましくは２，５００～３，４００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは２，６００～３，３００ｃｍ^２／ｇ、特に好ましくは２，７００～３，２００ｃｍ^２／ｇである。
また、本発明の製造方法によって得られたセメント組成物中の石膏のブレーン比表面積は、好ましくは５，０００～１５，０００ｃｍ^２／ｇ、より好ましくは６，０００～１４，０００ｃｍ^２／ｇである。

本発明の製造方法によれば、特定のケイ酸率およびフリーライムの含有率を有する普通ポルトランドセメントクリンカーと、石膏と、フライアッシュとを同時に粉砕することにより、これらの材料を同時に粉砕しない場合に比べて、得られるセメント組成物の強度発現性（特に、中期～長期材齢（例えば、材齢７日～９１日）における強度発現性）をより向上することができる。

本発明の製造方法で製造されたセメント組成物は、水、及び、必要に応じて配合される他の材料（例えば、細骨材、粗骨材、減水剤等）と混合されることによって、水硬性組成物（具体的には、ペースト、モルタル、又はコンクリート）として使用される。
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、又はポリカルボン酸系等の、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。
本発明のセメント組成物を、モルタル又はコンクリートとして使用する場合には、骨材として、モルタルやコンクリートの製造に使用される通常の細骨材（例えば、川砂、陸砂、砕砂等）や粗骨材（例えば、川砂利、山砂利、砕石等）を使用することができる。また、骨材の一部または全部として、溶融スラグ（例えば、都市ゴミ、都市ゴミ焼却灰、及び下水汚泥焼却灰から選ばれる一種以上を溶融して製造されたもの）、高炉スラグ、製鋼スラグ、銅スラグ、碍子屑、ガラスカレット、陶磁器廃材、クリンカーアッシュ、廃レンガ、コンクリート廃材等の廃棄物を使用することもできる。
なお、必要に応じて、本発明の目的に支障のない範囲内で、空気連行剤、消泡剤等の混和剤を使用してもよい。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［普通ポルトランドセメントクリンカーＡ～Ｂの製造］
下水汚泥、石炭灰、発生土等と、石灰石等の一般的なポルトランドセメントクリンカーの原料を用いて、得られる普通ポルトランドセメントクリンカー（Ａ～Ｂ）の水硬率（Ｈ．Ｍ．）、ケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）、及び鉄率（Ｉ．Ｍ．）が、表１に示す値となるように、セメント組成物の原料を調製した。調製した原料を、小型ロータリーキルンを用いて、１，４５０℃で焼成して、塊状物である普通ポルトランドセメントクリンカーＡ～Ｂを得た。
なお、普通ポルトランドセメントクリンカーＢは、市販されている一般的な普通ポルトランドセメントクリンカーに相当する。

普通ポルトランドセメントクリンカーＡ～Ｂの製造で使用した材料以外の使用材料を以下に示す。
（１）排脱二水石膏：住友金属社製の排脱二水石膏を、最大粒径が１．２ｍｍ以下となるように解砕したもの
（２）半水石膏：上記排脱二水石膏を１４０℃で加熱したもの
（３）石灰石：粒径３０ｍｍ程度
（４）石灰石粉末：ブレーン比表面積８，０００ｃｍ^２／ｇ
（５）細骨材：「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に定める標準砂
（６）減水剤：ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤、ＢＡＳＦジャパン製、商品名「マスターグレニウムＳＰ８Ｎ」
（７）消泡剤：非イオン界面活性剤、日華化学社製、商品名「フォームレックス７４７」
（８）フライアッシュＡ～Ｅ：表２に示すもの
（９）水：水道水
また、排脱二水石膏と半水石膏を、排脱二水石膏と半水石膏の合計１００質量％中の半水石膏の割合が５０質量％（ＳＯ_３換算によるもの）となるように混合してなる石膏（以下、「混合石膏」ともいう。）を製造した。

［参考例１～５］
表３に示す種類の普通ポルトランドセメントクリンカー（表３中、「クリンカー」と示す。）と、混合石膏（表３中、「石膏」と示す。）と、フライアッシュと、石灰石を、セメント組成物中の各材料の割合が表３に示すものとなるように、バッチ式ボールミルに投入した後、これらを同時に粉砕して、セメント組成物を得た。
なお、表３中、石膏の割合（質量％）は、普通ポルトランドセメントクリンカーの量と、石膏の量（ＳＯ_３換算）の合計１００質量％中の、石膏の量（ＳＯ_３換算）の割合を示す。
また、表３中、フライアッシュ及び石灰石の各割合（質量％）は、普通ポルトランドセメントクリンカーの量、石膏の量（ＳＯ_３換算）、石灰石の量、及びフライアッシュの量の合計１００質量％中の割合を示す。
さらに、表３中、全ＳＯ_３（質量％）は、普通ポルトランドセメントクリンカーの量と、石膏の量（ＳＯ_３換算）の合計１００質量％中の、全ＳＯ_３の割合を示す。
［実施例１］
普通ポルトランドセメントクリンカーと混合石膏とフライアッシュを、同時に粉砕して粉砕物（ブレーン比表面積３，１４０ｃｍ^２／ｇ）を得た後、該粉砕物に石灰石粉末を添加して混合する以外は参考例１と同様にしてセメント組成物を得た。

［比較例１～５］
普通ポルトランドセメントクリンカーと混合石膏と石灰石を、同時に粉砕して粉砕物を得た後、該粉砕物にフライアッシュを添加して混合する以外は、参考例１と同様にしてセメント組成物を得た。
［比較例６］
普通ポルトランドセメントクリンカーＡの代わりに普通ポルトランドセメントクリンカーＢを使用する以外は、参考例１と同様にしてセメント組成物を得た。
［比較例７］
普通ポルトランドセメントクリンカーＡの代わりに普通ポルトランドセメントクリンカーＢを使用する以外は、比較例１と同様にしてセメント組成物を得た。
［比較例８］
フライアッシュを使用しない以外は、比較例７と同様にしてセメント組成物を得た。該セメント組成物は、市販されている一般的な普通ポルトランドセメントに相当するものである。
得られた各セメント組成物のブレーン比表面積、及び、石膏の量（ＳＯ_３換算）と、普通ポルトランドセメントクリンカー粉末の量の合計１００質量％中の、全ＳＯ_３量の割合を表３に示す。

参考例１～５、比較例１～９において、セメント組成物中の石灰石粉末のブレーン比表面積は、６，５００～８，０００ｃｍ^２／ｇであった。
また、参考例１～５、実施例１、比較例１～９において、セメント組成物中の普通ポルトランドセメントクリンカー粉末（粉砕物）のブレーン比表面積は、２，８００～２，９００ｃｍ^２／ｇであった。
さらに、参考例１～５、実施例１、比較例１～９において、セメント組成物中の石膏のブレーン比表面積は、８，５００～１１，５００ｃｍ^２／ｇであった。
なお、参考例１～５、及び比較例１～９における、セメント組成物中の石灰石粉末のブレーン比表面積、参考例１～５、実施例１、及び比較例１～９における、セメント組成物中の普通ポルトランドセメントクリンカー粉末（粉砕物）のブレーン比表面積、並びに、参考例１～５、実施例１、及び比較例１～９における、セメント組成物中の石膏のブレーン比表面積は、セメント組成物を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して、セメント組成物中の材料の粒子を特定し、該粒子の平均粒径を求めた後、該平均粒径から推定することができる。

得られたセメント組成物について、以下の評価を行った。
（１）モルタルフローの測定
水とセメント組成物の質量比（水／セメント組成物）が０．３、細骨材とセメント組成物の質量比（細骨材／セメント組成物）が１．４、消泡剤とセメント組成物の質量比（消泡剤／セメント組成物）が０．００１、減水剤とセメント組成物の質量比（減水剤／セメント組成物）が０．００６５となる量で、セメント組成物等のこれら材料を混合して、モルタルを調製した。これら材料の混練は、ホバートミキサーを用いて、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準拠（ただし、混練時間は、ここに記載されている時間よりも２分間長いものとした。）して行った。なお、混練に際して、減水剤と消泡剤は水と同時にミキサーに投入した。
得られたモルタルについて、「ＪＩＳ Ａ １１７１（ポリマーセメントモルタルの試験方法）」に記載されたスランプコーンを用いて、「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」のフロー試験に準拠して、混練直後のモルタルフロー値を、１５回の落下運動を行わないで測定した。
（２）モルタル圧縮強さの測定
「ＪＩＳ Ｒ ５２０１（セメントの物理試験方法）」に準拠して、材齢３日、７日、２８日、９１日の各時点における、モルタル圧縮強さを測定した。
結果を表４に示す。

表４から、本発明のセメント組成物の製造方法（上述の方法（ａ）：普通ポルトランドセメントクリンカーと、石膏と、フライアッシュと、石灰石を同時に粉砕する方法）を行った参考例１～５において、得られたセメント組成物を用いたモルタルは、モルタルフローおよびモルタル圧縮強さが大きいことがわかる。
具体的には、参考例１と比較例１（普通ポルトランドセメントクリンカーと石膏と石灰石を、同時に粉砕して粉砕物を得た後、該粉砕物にフライアッシュを添加して混合する以外は、参考例１と同じもの）を比較すると、参考例１のモルタルフロー（直後：２６０ｍｍ、３０分後：１２７ｍｍ）は、比較例１のモルタルフロー（直後：２２７ｍｍ、３０分後：１０７ｍｍ）よりも大きい。また、参考例１の材齢７日以降のモルタル圧縮強さ（７日：４９．３Ｎ／ｍｍ^２、２８日：６７．３Ｎ／ｍｍ^２、９１日：７７．０Ｎ／ｍｍ^２）は、比較例１の材齢７日以降のモルタル圧縮強さ（７日：４６．５Ｎ／ｍｍ^２、２８日：６１．４Ｎ／ｍｍ^２、９１日：６５．８Ｎ／ｍｍ^２）よりも大きい。
このような傾向は、参考例２と比較例２、参考例３と比較例３、参考例４と比較例４、参考例５と比較例５を、各々、比較した場合にも同様に見られる。

参考例１と、比較例６（ケイ酸率が２．４５である普通ポルトランドセメントクリンカーＢを使用したもの）を比較すると、参考例１の材齢７日以降のモルタル圧縮強さ（７日：４９．３Ｎ／ｍｍ^２、２８日：６７．３Ｎ／ｍｍ^２、９１日：７７．０Ｎ／ｍｍ^２）は、比較例６の材齢７日以降のモルタル圧縮強さ（７日：４６．４Ｎ／ｍｍ^２、２８日：６２．０Ｎ／ｍｍ^２、９１日：７２．０Ｎ／ｍｍ^２）よりも大きい。
参考例１と、比較例７（ケイ酸率が２．４５である普通ポルトランドセメントクリンカーＢを使用し、普通ポルトランドセメントクリンカーと石膏と石灰石を、同時に粉砕して粉砕物を得た後、該粉砕物にフライアッシュを添加して混合したもの）を比較すると、参考例１の材齢７日以降のモルタル圧縮強さ（７日：４９．３Ｎ／ｍｍ^２、２８日：６７．３Ｎ／ｍｍ^２、９１日：７７．０Ｎ／ｍｍ^２）は、比較例７の材齢７日以降のモルタル圧縮強さ（７日：４５．４Ｎ／ｍｍ^２、２８日：６１．９Ｎ／ｍｍ^２、９１日：７０．８Ｎ／ｍｍ^２）よりも大きい。

また、本発明のセメント組成物の他の製造方法（上述の方法（ｂ）：普通ポルトランドセメントクリンカーと石膏とフライアッシュを、同時に粉砕して粉砕物を得た後、該粉砕物に石灰石粉末を混合する方法）を行った実施例１と、比較例１（普通ポルトランドセメントクリンカーと石膏と石灰石を、同時に粉砕して粉砕物を得た後、該粉砕物にフライアッシュを添加して混合する以外は、実施例１と同じもの）を比較すると、実施例１のモルタルフロー（直後：２６６ｍｍ、３０分後：１３０ｍｍ）は、比較例１のモルタルフロー（直後：２２７ｍｍ、３０分後：１０７ｍｍ）よりも大きい。また、実施例１の材齢７日以降のモルタル圧縮強さ（７日：４９．０Ｎ／ｍｍ^２、２８日：６６．８Ｎ／ｍｍ^２）は、比較例１の材齢７日以降のモルタル圧縮強さ（７日：４６．５Ｎ／ｍｍ^２、２８日：６１．４Ｎ／ｍｍ^２）よりも大きい。

Claims (3)

1. ケイ酸率（Ｓ．Ｍ．）が１．８０～２．４０、水硬率（Ｈ．Ｍ．）が２．００～２．１４、鉄率（Ｉ．Ｍ．）が２．００～２．４０、ボーグ式を用いて算出したエーライトの含有率が５３．０～５８．０質量％、及びボーグ式を用いて算出したビーライトの含有率が２０．０～２４．０質量％であり、かつ、フリーライムの含有率が１．０質量％未満であり、普通ポルトランドセメントクリンカーの粉砕物である普通ポルトランドセメントクリンカー粉末と、石膏の粉砕物と、フライアッシュの粉砕物と、石灰石粉末、を含むセメント組成物の製造方法であって、
   上記普通ポルトランドセメントクリンカー粉末の量と、上記石膏の粉砕物の量（ＳＯ_３換算）の合計１００質量％中の、石膏の粉砕物の量（ＳＯ_３換算）の割合が、１．０～３．０質量％であり、
   上記普通ポルトランドセメントクリンカー粉末の量、上記石膏の粉砕物の量（ＳＯ_３換算）、上記フライアッシュの粉砕物の量、及び上記石灰石粉末の量の合計１００質量％中、フライアッシュの粉砕物の割合が１．０～１０．０質量％で、かつ、石灰石粉末の割合が１．０～５．０質量％であり、
   上記セメント組成物は、高炉スラグ粉末を含まず、
   上記普通ポルトランドセメントクリンカーと、上記石膏と、上記フライアッシュを、同時に粉砕して粉砕物を得た後、該粉砕物とブレーン比表面積が５，０００ｃｍ ^２ ／ｇ以上の石灰石粉末を混合して、上記セメント組成物を得ることを特徴とするセメント組成物の製造方法。
2. 上記石膏は、二水石膏と半水石膏の混合物であり、二水石膏と半水石膏の合計１００質量％中の半水石膏の割合が、ＳＯ_３換算で３０～８５質量％である請求項１に記載のセメント組成物の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載のセメント組成物の製造方法によってセメント組成物を得た後、該セメント組成物と水を混合して、水硬性組成物を得る水硬性組成物の製造方法。