JP7407049B2 - Method for producing material for hydraulic hardening body and method for producing cement hardening body - Google Patents
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Description
本発明は水硬性硬化体用材料に関し、特にセメントクリンカ骨材を含む材料に関する。また、本発明は、水硬性硬化体用材料の製造方法及びセメント硬化体の製造方法に関する。 The present invention relates to a material for a hydraulic hardening body, and particularly to a material containing cement clinker aggregate. The present invention also relates to a method for manufacturing a material for a hydraulically hardened body and a method for manufacturing a hardened cement body.
近年、セメントクリンカを製造するに際しては、その原料として処理困難な多様な廃棄物が利用されている。これにより、産業廃棄物の処理とセメントの生産の両立が行われている。 In recent years, various difficult-to-process wastes have been used as raw materials for producing cement clinker. This allows for both industrial waste processing and cement production.
しかしながら、セメントの需要が低下してくると、セメントの生産量は低下してしまう。この場合、セメント製造工場において受け入れることのできる産業廃棄物の量も減少してしまい、循環型社会を構築する観点からは好ましくない。 However, if the demand for cement declines, the production volume of cement will decline. In this case, the amount of industrial waste that can be accepted at the cement manufacturing factory also decreases, which is unfavorable from the perspective of building a recycling-oriented society.
そこで、セメントクリンカを骨材として使用することが考えられている（例えば、特許文献１参照）。骨材は、コンクリートやモルタルなどのセメント硬化物を製造する際に、セメントと共に導入される。このため、セメントクリンカを骨材として利用できれば、セメントクリンカの消費量を増やすことができるため、セメントクリンカの生産量を増加できる。 Therefore, it has been considered to use cement clinker as an aggregate (for example, see Patent Document 1). Aggregates are introduced together with cement when producing hardened cement products such as concrete and mortar. Therefore, if cement clinker can be used as an aggregate, the amount of cement clinker consumed can be increased, and therefore the production amount of cement clinker can be increased.
また、本発明者らの鋭意研究により、セメントクリンカを細骨材に使用することで、コンクリートの圧縮強度などの物性や中性化抵抗性などの耐久性を向上できることが確認されている（下記非特許文献１参照）。 In addition, through intensive research by the present inventors, it has been confirmed that the use of cement clinker as fine aggregate can improve concrete's physical properties such as compressive strength and durability such as carbonation resistance (see below). (See Non-Patent Document 1).
しかし、セメントクリンカは水硬性を有するため、貯蔵時に大気中の湿分と反応し、水和物を生成する。セメントクリンカからなる骨材は、屋根があったとしても屋外で長期にわたって保管されると、水和物が生成されることで強度が低下したり、減水剤の所要量が増加してしまう。 However, since cement clinker has hydraulic properties, it reacts with atmospheric moisture during storage to produce hydrates. If aggregate made of cement clinker is stored outdoors for a long time, even with a roof, hydrates will form, resulting in a decrease in strength and an increase in the amount of water-reducing agent required.
更に、セメントクリンカは黒色から灰色であるが、若干の水和反応によって白色化が生じる。このため、大きな劣化でなくてもユーザに品質異常を疑われやすく、普及が阻害される可能性がある。 Additionally, cement clinker is black to gray in color, but whitening occurs due to some hydration reactions. For this reason, even if there is no major deterioration, users are likely to suspect quality abnormalities, which may hinder widespread use.
本発明は、上記の課題に鑑み、セメントクリンカを骨材に利用しながらも、セメントクリンカの保管中に水和反応の進行を抑制できる、水硬性硬化体用材料を提供することを目的とする。また、本発明は、かかる水硬性硬化体用材料の製造方法、及びこの水硬性硬化体用材料を用いたセメント硬化体の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a material for a hydraulic hardening body that can suppress the progress of hydration reaction during storage of cement clinker while using cement clinker as an aggregate. . Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a material for a hydraulically hardened body, and a method for manufacturing a hardened cement body using this material for a hydraulically hardened body.
本発明の水硬性硬化体用材料は、セメントクリンカ骨材と、非潜在水硬性の鉱物質粉末とが混合されてなることを特徴とする。 The material for a hydraulically hardened body of the present invention is characterized in that it is a mixture of cement clinker aggregate and non-latent hydraulic mineral powder.
本明細書において、「非潜在水硬性の鉱物質粉末」とは、水硬性を有さない又は潜在水硬性を有さない無機物の粉末を指し、具体的にはポゾラン、石灰石粉末、γ-Ｃ2Ｓ、又は建設発生土などである。ポゾランには、火山灰、凝石灰、ケイ藻土、フライアッシュ、焼却灰、焼成した粘土等が含まれる。 As used herein, "non-latent hydraulic mineral powder" refers to inorganic powder that does not have hydraulic properties or does not have latent hydraulic properties, specifically pozzolan, limestone powder, γ-C 2 S, or soil generated from construction. Pozzolans include volcanic ash, calcified lime, diatomaceous earth, fly ash, incinerated ash, fired clay, etc.
鉱物質粉末の粒径は、０．６ｍｍ以下であるのが好ましく、０．３ｍｍ以下であるのがより好ましく、０．１５ｍｍ以下であるのが特に好ましい。鉱物質粉末の粒径が０．６ｍｍより大きくなると、セメントクリンカに付着する面積が小さくなり、水和反応を抑制する効果が充分に得られない場合がある。 The particle size of the mineral powder is preferably 0.6 mm or less, more preferably 0.3 mm or less, particularly preferably 0.15 mm or less. If the particle size of the mineral powder is larger than 0.6 mm, the area that it adheres to the cement clinker becomes small, and the effect of suppressing the hydration reaction may not be sufficiently obtained.
また、鉱物質粉末のブレーン比表面積は、１５００ｃｍ2／ｇ以上、３００００ｃｍ2／ｇ以下であるのが好ましく、２０００ｃｍ2／ｇ以上、２００００ｃｍ2／ｇ以下であるのがより好ましく、２５００ｃｍ2／ｇ以上、１００００ｃｍ2／ｇ以下であるのが特に好ましい。鉱物質粉末のブレーン比表面積が１５００ｃｍ2／ｇを下回る程度に鉱物質粉末の粒径が大きい場合には、前述のようにセメントクリンカに付着する面積が小さくなり、水和反応を抑制する効果が充分に得られない場合がある。他方、鉱物質粉末のブレーン比表面積が１００００ｃｍ2／ｇを超えるほど細かい粉末になると、粉末同士が凝集しやすくなりセメントクリンカと混合する際に分散しにくくなる可能性がある。 Further, the Blaine specific surface area of the mineral powder is preferably 1,500 cm 2 /g or more and 30,000 cm 2 /g or less, more preferably 2,000 cm 2 /g or more and 20,000 cm 2 /g or less, and 2,500 cm 2 /g. Above, it is particularly preferable that it is 10,000 cm 2 /g or less. When the particle size of the mineral powder is large enough to have a Blaine specific surface area of less than 1500 cm 2 /g, the area of adhesion to the cement clinker becomes smaller as described above, and the effect of suppressing the hydration reaction is reduced. You may not get enough. On the other hand, if the mineral powder is so fine that the Blaine specific surface area exceeds 10,000 cm 2 /g, the powders tend to aggregate and may become difficult to disperse when mixed with cement clinker.
上記の水硬性硬化体用材料によれば、非潜在水硬性の鉱物質粉末がセメントクリンカに混在されるため、保管時において大気中の水分を吸収して水和反応が進展することが抑制される。また、セメントクリンカ骨材を単独で長期間の保管する場合に生じていた、変色の課題も生じない。 According to the above-mentioned material for a hydraulic hardening body, since non-latent hydraulic mineral powder is mixed in the cement clinker, the progress of hydration reaction by absorbing moisture in the atmosphere during storage is suppressed. Ru. Furthermore, the problem of discoloration that occurs when cement clinker aggregate is stored alone for a long period of time does not occur.
前記鉱物質粉末は、前記セメントクリンカ骨材１００質量部に対して、５質量部以上、３０質量部以下で混合されているものとしても構わない。 The mineral powder may be mixed in an amount of 5 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the cement clinker aggregate.
セメントクリンカ骨材を１００質量部に対して、鉱物質粉末を５質量部以上混合することで、水和反応が抑制される。なお、鉱物質粉末を３０質量部を超える量だけ混合すると、この水硬性硬化体用材料を骨材としてコンクリートを製造する場合にコンクリートの粘性が大幅に増加してしまうおそれがある。かかる観点から、セメントクリンカ骨材を１００質量部に対して、鉱物質粉末を３０質量部以下の量だけ混合するのが好ましい。 Hydration reaction is suppressed by mixing 5 parts by mass or more of mineral powder with 100 parts by mass of cement clinker aggregate. If more than 30 parts by mass of mineral powder is mixed, there is a risk that the viscosity of concrete will increase significantly when concrete is produced using this material for a hydraulically hardened body as an aggregate. From this point of view, it is preferable to mix 30 parts by mass or less of mineral powder with 100 parts by mass of cement clinker aggregate.
本発明に係る水硬性硬化体用材料の製造方法は、
セメントクリンカを所定の分級点で分級して、微粉を取り除く工程（ａ）と、
前記工程（ａ）の後、非潜在水硬性の鉱物質粉末を混合する工程（ｂ）とを含むことを特徴とする。
The method for producing a material for a hydraulic hardening body according to the present invention includes:
a step (a) of classifying cement clinker at a predetermined classification point to remove fine powder;
After the step (a), the method is characterized by including a step (b) of mixing non-latent hydraulic mineral powder.
上記方法によれば、鉱物質粉末を混合する前後で粒度分布を同等にすることができ、骨材として要求される粒度分布を充足する水硬性硬化体用材料が得られる。 According to the above method, the particle size distribution can be made the same before and after mixing the mineral powder, and a material for a hydraulic hardened body that satisfies the particle size distribution required for an aggregate can be obtained.
本発明に係るセメント硬化体の製造方法は、前記水硬性硬化体用材料、セメント、及び水を混合してセメント硬化体を得ることを特徴とする。 The method for producing a hardened cement body according to the present invention is characterized in that a hardened cement body is obtained by mixing the material for a hydraulic hardened body, cement, and water.
本発明によれば、セメントクリンカを骨材に利用しながらも、セメントクリンカの保管中に水和反応の進行を抑制できる、水硬性硬化体用材料が提供される。更には、セメントクリンカ同士の固結が防止される水硬性硬化体用材料が提供される。 According to the present invention, there is provided a material for a hydraulic hardening body that can suppress the progress of a hydration reaction during storage of cement clinker while using cement clinker as an aggregate. Furthermore, a material for a hydraulic hardening body is provided that prevents cement clinkers from caking together.
以下、本発明を実施形態に則して説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on embodiments.
本発明の水硬性硬化体用材料は、セメントクリンカ骨材と、非潜在水硬性の鉱物質粉末とが混合されてなる。この水硬性硬化体用材料の製造方法の一例を説明する。 The material for a hydraulically hardened body of the present invention is a mixture of cement clinker aggregate and non-latent hydraulic mineral powder. An example of a method for manufacturing this material for a hydraulic hardening body will be explained.
（クリンカ生成処理工程Ｓ１）
一般的な方法により、供給されるセメント原料Ｍ１からセメントクリンカＣ１（以下、適宜「クリンカＣ１」と略記する。）が得られる。例えば、セメント原料Ｍ１をロータリーキルンで焼成後、クリンカクーラによって冷却することにより、クリンカＣ１が得られる。
(Clinker generation processing step S1)
Cement clinker C1 (hereinafter appropriately abbreviated as "clinker C1") is obtained from supplied cement raw material M1 by a general method. For example, clinker C1 is obtained by firing cement raw material M1 in a rotary kiln and then cooling it in a clinker cooler.
（分級・粗砕処理工程Ｓ２）
クリンカＣ１を、骨材として利用可能な粒径になるように、分級及び粗砕処理を必要に応じて複数回繰り返し行う。例えば、このクリンカＣ１を細骨材として利用する場合、粗骨材と細骨材を区別するための分級点を基準として、篩やエアセパレータ等からなる分級機を用いて、粗粒ＣＣ１と微粒ＦＣ１に分級される。この粗粒ＣＣ１は、粗砕処理が行われることで、粒径が細かくされ、微粒ＦＣ１に変化する。
(Classification/crushing process S2)
Clinker C1 is repeatedly subjected to classification and coarse crushing treatment multiple times as necessary so that it has a particle size that can be used as aggregate. For example, when using this clinker C1 as fine aggregate, a classifier consisting of a sieve, an air separator, etc. is used to separate coarse particles CC1 and fine particles based on the classification point for distinguishing between coarse and fine aggregates. Classified as FC1. The coarse particles CC1 are subjected to a coarse crushing process to have a finer particle size and change into fine particles FC1.
分級・粗砕処理工程Ｓ２が繰り返し実行されることで、微粒ＦＣ１は、例えばＪＩＳ５００５：２００９ 「コンクリート用砕石及び砕砂」に規定された粒度分布を充足するように、粒度分布を有する状態となる。 By repeatedly performing the classification and crushing process S2, the fine particles FC1 have a particle size distribution that satisfies the particle size distribution specified in, for example, JIS 5005: 2009 "Crushed stone and crushed sand for concrete".
（混合処理工程Ｓ３）
クリンカＣ１が粗骨材ＣＣＡとして利用される場合には、粗粒ＣＣ１が利用され、クリンカＣ１が細骨材ＣＦＡとして利用される場合には、微粒ＦＣ１が利用される。ここでは、クリンカＣ１を用いて細骨材ＣＦＡが生成される場合を例に挙げて説明する。
(Mixing process S3)
When clinker C1 is used as coarse aggregate CCA, coarse particles CC1 are used, and when clinker C1 is used as fine aggregate CFA, fine particles FC1 are used. Here, a case where fine aggregate CFA is generated using clinker C1 will be described as an example.
クリンカＣ１から分級された微粒ＦＣ１に対し、非潜在水硬性の鉱物質粉末Ａ１を混合する。このとき、分級・粗砕処理工程Ｓ２において、粒度の極めて細かい粒径（例えば粒径０．１５ｍｍ未満）の微粒ＦＣ１を除去した上で、この除去した粒径と同等の粒径を示す鉱物質粉末Ａ１を混合することで、細骨材ＣＦＡとして規定される粒度分布を満足した状態で鉱物質粉末Ａ１が混合される。このとき、除去された粒度の極めて細かい粒径の微粒ＦＣ１は、セメントＣＭとして利用できる。なお、細骨材ＣＦＡとして規定される粒度分布を満たす限りにおいて、一部の粒径の微粒ＦＣ１を除去することなく、鉱物質粉末Ａ１を混合するものとしても構わない。 Non-latent hydraulic mineral powder A1 is mixed with fine particles FC1 classified from clinker C1. At this time, in the classification and crushing process S2, after removing the fine particles FC1 with extremely fine particle sizes (for example, particle size less than 0.15 mm), mineral substances having a particle size equivalent to the removed particle size are removed. By mixing powder A1, mineral powder A1 is mixed in a state that satisfies the particle size distribution defined as fine aggregate CFA. At this time, the removed fine particles FC1 having an extremely fine particle size can be used as cement CM. Note that, as long as the particle size distribution defined as the fine aggregate CFA is satisfied, the mineral powder A1 may be mixed without removing part of the fine particles FC1.
鉱物質粉末Ａ１としては、火山灰、凝石灰、ケイ藻土、フライアッシュ、焼却灰、焼成した粘土等のポゾランや、石灰石粉末、γ-Ｃ2Ｓ、又は建設発生土などが利用可能である。特に、鉱物質粉末Ａ１としてγ-Ｃ2Ｓを利用した場合、クリンカに含まれるビーライト（β-Ｃ2Ｓ）と同一の化学組成でありながら、非潜在水硬性を示すことから、回収後に原料調合処理を行うことなく焼成するのみでセメントクリンカとなり、再度セメント原料Ｍ１として利用できるため好適である。 As the mineral powder A1, pozzolans such as volcanic ash, curdled lime, diatomaceous earth, fly ash, incinerated ash, and fired clay, limestone powder, γ-C 2 S, or soil generated from construction can be used. In particular, when γ-C 2 S is used as mineral powder A1, it has the same chemical composition as belite (β-C 2 S) contained in clinker, but it exhibits non-latent hydraulic properties, so it This is preferable because it becomes cement clinker simply by firing without carrying out any raw material mixing process, and can be used again as cement raw material M1.
クリンカＣ１が普通ポルトランドセメントクリンカである場合には、鉱物質粉末Ａ１としてフライアッシュ及び石灰石粉末を用いることで、回収後にセメント原料Ｍ１と同等の成分分布を示すことができる。これにより、コンクリートやモルタルとして利用された後の廃コンクリートや廃モルタルを回収後、原料調合処理を行うことなく、再度セメント原料Ｍ１として利用できるため好適である。 When the clinker C1 is ordinary Portland cement clinker, by using fly ash and limestone powder as the mineral powder A1, it is possible to show the same component distribution as the cement raw material M1 after recovery. This is preferable because waste concrete or waste mortar that has been used as concrete or mortar can be recovered and used again as cement raw material M1 without performing a raw material mixing process.
クリンカＣ１が、Ｃａ含有量の高い早強ポルトランドセメントクリンカである場合には、鉱物質粉末Ａ１として、Ｓｉ源となるフライアッシュを用いることで、回収後にセメント原料Ｍ１と同等の成分分布を示すことができる。また、クリンカＣ１がＣａ含有量の低い中庸熱ポルトランドセメントクリンカ、低熱ポルトランドセメントクリンカ等である場合には、鉱物質粉末Ａ１としてＣａ源となる石灰石粉末を用いることで、回収後にセメント原料Ｍ１と同等の成分分布を示すことができる。 When clinker C1 is early-strength Portland cement clinker with high Ca content, by using fly ash as a Si source as mineral powder A1, it can show the same component distribution as cement raw material M1 after recovery. Can be done. In addition, if the clinker C1 is a medium-heat Portland cement clinker or a low-heat Portland cement clinker with a low Ca content, by using limestone powder as a Ca source as the mineral powder A1, it can be equivalent to the cement raw material M1 after recovery. The component distribution of can be shown.
混合処理工程Ｓ３は、分級・粗砕処理工程Ｓ２で得られた微粒ＦＣ１と、鉱物質粉末Ａ１とを、例えばミキサ等の混合機で混合することで、クリンカＣ１から分級された微粒ＦＣ１と鉱物質粉末Ａ１とが混合された、細骨材ＣＦＡとして利用可能な混合物Ｄ１を得る工程である。 In the mixing process S3, the fine particles FC1 obtained in the classification and crushing process S2 are mixed with the mineral powder A1 using a mixer such as a mixer, so that the fine particles FC1 and the minerals are mixed from the clinker C1. This is a step of obtaining a mixture D1 that can be used as fine aggregate CFA, which is mixed with fine aggregate CFA.
なお、分級・粗砕処理工程Ｓ２で得られた粗粒ＣＣ１と、鉱物質粉末Ａ１とを、例えばミキサ等の混合機で混合することで、粗骨材ＣＣＡとして利用可能な混合物Ｄ２を生成することも可能である。 In addition, by mixing the coarse particles CC1 obtained in the classification and crushing process S2 and the mineral powder A1 with a mixer such as a mixer, a mixture D2 that can be used as coarse aggregate CCA is generated. It is also possible.
これらの混合物（Ｄ１，Ｄ２）によって生成された、骨材（ＣＦＡ，ＣＣＡ）によれば、クリンカＣ１からなる粒子（微粒ＦＣ１／粗粒ＣＣ１）に対して、当該粒子よりも粒径の細かい非潜在水硬性の鉱物質粉末Ａ１が混合されている。この結果、骨材（ＣＦＡ，ＣＣＡ）が長期間にわたって保管されていても、クリンカＣ１からなる粒子に対して水和反応が進行することが抑制される。これにより、クリンカＣ１からなる粒子同士の固結も抑制される。また、保管中に変色するという課題も生じない。 According to the aggregates (CFA, CCA) produced by these mixtures (D1, D2), compared to the particles made of clinker C1 (fine particles FC1/coarse particles CC1), there are Latent hydraulic mineral powder A1 is mixed. As a result, even if the aggregate (CFA, CCA) is stored for a long period of time, the progress of hydration reaction on the particles made of clinker C1 is suppressed. This also suppresses caking of particles made of clinker C1. Further, the problem of discoloration during storage does not occur.
また、クリンカＣ１は十分強度が高いため、鉱物質粉末Ａ１が混合されてなる混合物（Ｄ１，Ｄ２）によって得られる骨材（ＣＦＡ，ＣＣＡ）は、骨材として求められる強度を満たすことができる。 Further, since the clinker C1 has sufficiently high strength, the aggregate (CFA, CCA) obtained from the mixture (D1, D2) in which the mineral powder A1 is mixed can satisfy the strength required for the aggregate.
（コンクリート化／モルタル化処理Ｓ４）
細骨材ＣＦＡとして利用可能な混合物Ｄ１は、セメントＣＭ、及び粗骨材ＣＡと共に水と混合されることでコンクリート化される。この混合時に利用される粗骨材ＣＡとしては、上記の方法で得られたクリンカＣ１から生成された、粗骨材ＣＣＡとして利用可能な混合物Ｄ２を用いても構わないし、他の粗骨材を用いても構わない。
(Concrete/mortar processing S4)
The mixture D1 that can be used as the fine aggregate CFA is concreted by being mixed with water together with the cement CM and the coarse aggregate CA. As the coarse aggregate CA used in this mixing, it is possible to use a mixture D2 which is produced from the clinker C1 obtained by the above method and which can be used as a coarse aggregate CCA, or other coarse aggregates may be used. You may use it.
また、この混合物Ｄ１がモルタルとして利用される場合には、セメントＣＭ及び水と混合されることで、モルタル化される。コンクリート又はモルタルが、セメント硬化体に対応する。 Moreover, when this mixture D1 is used as mortar, it is made into mortar by being mixed with cement CM and water. Concrete or mortar corresponds to the hardened cement body.
また、粗骨材ＣＣＡとして利用可能な混合物Ｄ２は、セメントＣＭ、及び細骨材ＦＡと共に水と混合されることでコンクリート化される。この混合時に利用される細骨材ＦＡとしては、上記の方法で得られたクリンカＣ１から生成された、細骨材ＣＦＡとして利用可能な混合物Ｄ１を用いても構わないし、他の細骨材を用いても構わない。 Further, the mixture D2 that can be used as the coarse aggregate CCA is made into concrete by being mixed with water together with the cement CM and the fine aggregate FA. As the fine aggregate FA used in this mixing, it is possible to use the mixture D1 which is produced from the clinker C1 obtained by the above method and which can be used as the fine aggregate CFA, or other fine aggregates may be used. You may use it.
（共用工程Ｓ５）
上記方法で得られたコンクリート又はモルタルが、現場において利用される。
(Shared process S5)
The concrete or mortar obtained by the above method is used on site.
（リサイクル工程Ｓ６）
利用後のコンクリートは、粗骨材が分離される。コンクリートにおいて、混合物Ｄ１が細骨材として利用されていた場合、粗骨材が分離された後の回収物である、細骨材ＣＦＡ及びペースト部分によって、セメント用のリサイクル原料ＲＭが得られる。また、コンクリートにおいて、混合物Ｄ２が粗骨材として利用されていた場合には、分離された粗骨材ＣＣＡについても、セメント用のリサイクル原料ＲＭとして利用できる。
(Recycling process S6)
After use, the coarse aggregate is separated from the concrete. When the mixture D1 is used as a fine aggregate in concrete, the recycled raw material RM for cement is obtained by the fine aggregate CFA and paste portion, which are recovered after the coarse aggregate is separated. Further, in the case where the mixture D2 is used as a coarse aggregate in concrete, the separated coarse aggregate CCA can also be used as a recycled raw material RM for cement.
このクリンカＣ１と鉱物質粉末Ａ１が混合されてなる骨材を回収後に得られるリサイクル原料ＲＭは、セメント原料Ｍ１として焼成されることで、加熱時にＣＯ2を排出する石灰石原料の利用量を低下できる。これにより、クリンカ生成処理工程Ｓ１時に発生するＣＯ2の発生量が減少すると共に、この処理に要するエネルギー量も削減できるため、地球温暖化の抑制に寄与する効果が得られる。 The recycled raw material RM obtained after collecting the aggregate made by mixing the clinker C1 and the mineral powder A1 is fired as the cement raw material M1, thereby reducing the amount of limestone raw material used, which emits CO 2 when heated. . As a result, the amount of CO 2 generated during the clinker generation treatment step S1 can be reduced, and the amount of energy required for this treatment can also be reduced, resulting in an effect that contributes to suppressing global warming.
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されない。 EXAMPLES The present invention will be explained below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
［１．使用材料］
（セメントクリンカＣ１）
セメントクリンカＣ１として、太平洋セメント社製、普通ポルトランドセメントクリンカが利用された。この普通ポルトランドセメントクリンカの、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）法の定量分析により求めた化学組成を表１に、粉末Ｘ線回折（ＸＲＤ）リートベルト法により求めた鉱物組成を表２に、それぞれ示す。
[1. Materials used]
(cement clinker C1)
As the cement clinker C1, ordinary Portland cement clinker manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. was used. The chemical composition of this ordinary Portland cement clinker determined by quantitative analysis using X-ray fluorescence spectrometry (XRF) is shown in Table 1, and the mineral composition determined by powder X-ray diffraction (XRD) Rietveld method is shown in Table 2. .
なお、本明細書において、「Ｃ3Ｓ」、「Ｃ2Ｓ」、「Ｃ3Ａ」、「Ｃ4ＡＦ」なる表記は、いずれもセメント化学分野で汎用的に用いられている略記号であり、それぞれは、３ＣａＯ・ＳｉＯ2、２ＣａＯ・ＳｉＯ2、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、４ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3に対応する。 In this specification, the notations "C 3 S,""C 2 S,""C 3 A," and "C 4 AF" are all abbreviations commonly used in the field of cement chemistry. 3CaO.SiO2 , 2CaO.SiO2 , 3CaO.Al2O3 , and 4CaO.Al2O3.Fe2O3 , respectively.
（鉱物質粉末Ａ１）
鉱物質粉末Ａ１としては、ＪＩＳ Ａ ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」のII種規格を充足する、フライアッシュII種が用いられた。利用されたフライアッシュII種の、鉱物組成を表３に、密度、粒径、ブレーン比表面積、及び強熱減量（Ig.loss）の値を表４に示す。
(Mineral powder A1)
As the mineral powder A1, fly ash type II, which satisfies the type II standard of JIS A 6201 "Fly ash for concrete", was used. The mineral composition of the fly ash II type used is shown in Table 3, and the values of density, particle size, Blaine specific surface area, and loss on ignition (Ig.loss) are shown in Table 4.
なお、鉱物組成は、Ｘ線回折／リートベルト解析による方法に準拠して、結晶質相の含有率（質量％）を求めた後、該含有率を１００（質量％）から引いて得た値をフライアッシュ全体の非晶質相（glass）量とした。粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置による計測値に基づくメディアン径（５０％粒子径）が採用された。ブレーン比表面積は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠した方法で測定した。密度及びIg.loss値は、ＪＩＳ Ａ ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に準拠した方法で測定した。 The mineral composition is the value obtained by determining the content (mass%) of the crystalline phase in accordance with the method of X-ray diffraction/Rietveld analysis, and then subtracting the content from 100 (mass%). was taken as the amount of amorphous phase (glass) in the entire fly ash. As the particle size, the median diameter (50% particle diameter) based on the measured value by a laser diffraction particle size distribution measuring device was adopted. Blaine specific surface area was measured by a method based on JIS R 5201 "Physical test method for cement". The density and Ig.loss value were measured according to JIS A 6201 "Fly ash for concrete".
［２．製造方法］
上記セメントクリンカＣ１を分級・粗砕することで、下記表５に示す粒度分布を示す細骨材ＣＦＡを製造した。分級装置としては、網ふるいが用いられ、粗砕装置としては、ジョークラッシャ―及びトップグラインダーが用いられた。なお、「粒体の粒度」とは、粒体における最大寸法（例えば、断面が楕円である粒体においては、長軸の寸法をいう。）をいう。
[2. Production method]
By classifying and coarsely crushing the cement clinker C1, fine aggregate CFA having a particle size distribution shown in Table 5 below was manufactured. A mesh sieve was used as the classification device, and a jaw crusher and a top grinder were used as the coarse crushing device. Note that the term "particle size of granules" refers to the maximum dimension of the granules (for example, in the case of granules with an elliptical cross section, it refers to the dimension of the major axis).
また、各細骨材ＣＦＡに対して、ＪＩＳ Ａ １１０９「細骨材の密度及び吸水率試験方法」に準拠した方法で測定・算定した、絶乾密度、表乾密度、及び吸水率の値を下記表６に示す。 In addition, for each fine aggregate CFA, the absolute dry density, surface dry density, and water absorption values measured and calculated in accordance with JIS A 1109 "Test method for density and water absorption of fine aggregate" It is shown in Table 6 below.
（実施例１）
上記表５に示す粒度分布を満たす細骨材ＣＦＡ１００質量部に対し、上記表３及び表４に示す性質を有する鉱物質粉末Ａ１を５質量部混合し、混合物Ｄ１からなるクリンカ骨材Ｘ１を作製した。
(Example 1)
5 parts by mass of mineral powder A1 having the properties shown in Tables 3 and 4 above was mixed with 100 parts by mass of fine aggregate CFA that satisfies the particle size distribution shown in Table 5 above to produce clinker aggregate X1 consisting of mixture D1. did.
（実施例２～実施例３）
鉱物質粉末Ａ１の混合比率を変化した点以外は、実施例１と同様の方法で製造し、混合物Ｄ１からなるクリンカ骨材を作製した。
(Example 2 to Example 3)
A clinker aggregate made of mixture D1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of mineral powder A1 was changed.
（比較例１）
鉱物質粉末Ａ１を混合せずに上記表５に示す粒度分布を満たす細骨材ＣＦＡにより、クリンカ骨材を作製した。
(Comparative example 1)
Clinker aggregate was produced using fine aggregate CFA satisfying the particle size distribution shown in Table 5 above without mixing mineral powder A1.
［３．実験内容］
実施例１～３及び比較例１の各クリンカ骨材を、４０℃、９８％ＲＨの恒温恒湿槽に７日間保存した。その後、各クリンカ骨材を恒温恒湿槽から取り出した後、粉砕し、熱重量分析装置を用いて５５０℃時における質量変化量を測定した。この変化量は、水和物からの脱水量とみなすことができる。
[3. Experiment contents]
Each clinker aggregate of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 was stored in a constant temperature and humidity bath at 40° C. and 98% RH for 7 days. Thereafter, each clinker aggregate was taken out from the constant temperature and humidity bath, and then pulverized, and the amount of change in mass at 550° C. was measured using a thermogravimetric analyzer. This amount of change can be considered as the amount of dehydration from the hydrate.
また、この水分はセメントクリンカの水和反応に使用された結合水であると判断できるため、比較例１の質量減少率を基準としたときの、各実施例１～３における結合水の減少率（％）を算出した。 In addition, since this water can be judged to be bound water used in the hydration reaction of cement clinker, the reduction rate of bound water in each of Examples 1 to 3 is based on the mass reduction rate of Comparative Example 1. (%) was calculated.
［４．結果］
結果を表７に示す。
[4. result]
The results are shown in Table 7.
表７によれば、実施例１～３は、いずれも比較例１と比べて結合水が減少しており、このことは、セメントクリンカ骨材に、非潜在水硬性の鉱物質粉末であるフライアッシュ粉末が混合されることで、水和反応が抑制できていることを示している。 According to Table 7, in all Examples 1 to 3, the amount of bound water was reduced compared to Comparative Example 1, which means that the cement clinker aggregate was filled with non-hydraulic mineral powder. This shows that the hydration reaction can be suppressed by mixing the ash powder.
仮に、フライアッシュの混合が水硬性成分の希釈のみの効果しか奏さないとすれば、鉱物質粉末Ａ１を骨材１００質量部に対して１０質量部だけ混合した（混合率９．１％）実施例２の場合には、結合水減少率は９．１％程度を示すはずである。しかし、表７の結果から、結合水減少率は約４３％と大きな値を示している。このことは、フライアッシュ粉末の混合によって、セメントクリンカの水和反応が抑制できていることを示唆するものである。 If mixing fly ash only has the effect of diluting the hydraulic component, then 10 parts by mass of mineral powder A1 was mixed with 100 parts by mass of aggregate (mixing ratio 9.1%). In the case of Example 2, the bound water reduction rate should be about 9.1%. However, from the results in Table 7, the bound water reduction rate is as large as about 43%. This suggests that the hydration reaction of cement clinker can be suppressed by mixing fly ash powder.
なお、表７によれば、セメントクリンカ骨材１００質量部に対して、５質量部以上のフライアッシュ粉末を混合することで、セメントクリンカの水和反応が抑制できることが分かる。また、混合比率を高めることで、その水和反応の抑制効果が高められることも確認される。 According to Table 7, it can be seen that the hydration reaction of cement clinker can be suppressed by mixing 5 parts by mass or more of fly ash powder with 100 parts by mass of cement clinker aggregate. It is also confirmed that increasing the mixing ratio increases the effect of suppressing the hydration reaction.
また、各クリンカ骨材は初期時には灰色を示していたが、フライアッシュ粉末を混合しなかった比較例１では、恒温恒湿槽から取り出した後、やや白色に変化していた。これに対し、実施例１～３では色の変化が確認されなかった。 Further, each clinker aggregate was initially gray in color, but in Comparative Example 1 in which no fly ash powder was mixed, the color changed to a slightly white color after being taken out from the constant temperature and humidity bath. In contrast, no change in color was observed in Examples 1 to 3.
Claims (2)
前記工程（ａ）の後、前記微粒に対して粒径０．１５ｍｍ未満の鉱物質粉末を混合する工程（ｂ）とを含み、
前記鉱物質粉末は、火山灰、凝石灰、ケイ藻土、フライアッシュ、焼却灰、焼成した粘土、石灰石粉末、γ-Ｃ2Ｓ、及び建設発生土からなる群に属する１種以上であり、
前記工程（ｂ）は、前記セメントクリンカの質量１００部に対して５部以上、３０部以下で前記鉱物質粉末を混合する工程であることを特徴とする、水硬性硬化体用材料の製造方法。 After classifying the cement clinker into coarse particles for coarse aggregate and fine particles for fine aggregate at a predetermined classification point, a step (a) of removing fine powder with a particle size of less than 0.15 mm from the fine particles obtained after classification; ,
After the step (a), a step (b) of mixing mineral powder with a particle size of less than 0.15 mm with the fine particles,
The mineral powder is one or more types belonging to the group consisting of volcanic ash, calcified lime, diatomaceous earth, fly ash, incinerated ash, calcined clay, limestone powder, γ-C 2 S, and construction soil ,
A method for producing a material for a hydraulic hardening body, characterized in that the step (b) is a step of mixing the mineral powder in an amount of 5 parts or more and 30 parts or less with respect to 100 parts by mass of the cement clinker. .
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