JPH02192439A - 球状化セメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セメントの微小粒子の形状構造に関し、特に
その外周面が球状化されてなる球状化セメントに関する
。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）従来よ
り各種セメントを用いて各種コンクリートが製造されて
いる。

例えば、下記例のセメントコンクリートがあるが、それ
らには下記のごとき問題点がある。

■　超流動化コンクリート： これは、通常のレディーミクストコンクリートの製造時
あるいは現場施工時に流動化剤を添加して製造されるも
ので、コンクリートの施工性の改善と、品質改善の目的
に使用される。

しかし、セメントペーストの粘度が異常に低下するため
、骨材とセメントペーストとが分離してしまい、均質な
硬化物が得られない。

増粘剤によって粘度を維持する試みがなされているが、
安定性に乏しく、配合、練り混ぜ等の品質管理も難しい
。

■　高性能減水剤を用いたコンクリート：これは、通常
のレディーミクストコンクリートに高性能減水剤を添加
して製造されるもので、水結合剤比を下げ、高強度コン
クリート、高耐久性コンクリートを得る目的に使用され
る。

しかし、極端に水量を抑えるため、未水和のセメントが
偏在し、均一な硬化物が得にくい、また、スランプロス
が大きいことも欠点である。

■　超遅延コンクリート： これは、通常のレディーミクストコンクリートに超遅延
剤を添加して製造されるもので、凝結の超遅延性を利用
して、コールドジヨイントの発生抑制、スランプロスの
低減、水和熱の抑制、連続打設に伴う夜間生業の廃止な
どの目的に使用される。しかし、環境条件の変化によっ
て強度発現期間が変化し制御が難しい。

■　超高強度コンクリート： これは、氷結合材比を低くおさえ、また流動化剤や高性
能減水剤を添加して製造され、超高層建築物、原子力設
備などに使用される。

シリカヒユームが混和材として検討されているが、強度
、スランプ、スランプフローなどの変動が大きいため生
コンクリートとしての実用化域まで達していない。

■　マスコンクリート： これは、大型建築土木構造物（超高層建築物、ダム、原
子力設備など）に使用される。

セメントの水和反応に伴い発熱が生じるが、この温度制
御ができず、強度低下、ひび割れなどの問題を生ずるこ
とがある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは以上に記載のセメントコンクリートの問題
点を解決すべく鋭意研究の結果、流動性に優れ、高強度
で、かつ高耐久性のセメントコンクリートを提供するの
に役立つセメントを開発した。

すなわち本発明は、（１〉セメントクリンカ−微小粒子
の外周面が研磨及び／又は熔融により球状化されてなる
球状化セメントであり、かつ３０〜３．９μｍの直径の
球状化セメントが全体の６０〜１００重量％を占めてな
ることを特徴とする球状化セメント、及び（２）セメン
トクリンカ−微小粒子の外周面が研磨及び／又は熔融に
より球状化されてなる球状化セメント粒子の表面に混和
材料が付着形成されてなることを特徴とする球状化セメ
ントである。

本発明の球状化セメントの直径は３０〜３．９μｍのも
のが、セメントモルタルあるいは生コンクリートに良好
な流動性を与えるため好ましいものであり、また、該数
値範囲の直径の球状化セメントが全セメントのうち、６
０〜１００重量％を占めていることが好ましい。

また、球状化セメントの表面が混和材料、例えば微細セ
メント、シリカヒユーム、流動化剤等で被覆されてなる
カプセル型の球状化セメントは、活発な反応性を備えた
り、異なった表面反応性を備えたりするため、種々の効
果が発揮される。

該カプセル型球状化セメントは、表面に混和剤あるいは
混和材が均質に付着されているので、セメントと混和剤
あるいは混和材との反応（例えばポゾラン反応〉を均一
に行うことができ、コンクリートの品質（強度、スラン
プ等）の安定化を図ることができる。

本発明の球状化セメントは、公知の高速気流中衝撃法あ
るいは機械化学的表面融合法等の各種微小球体製造法を
採用して製造することができる。

母粒子としての球状化セメント粒子の全表面に子粒子と
してのセメント微細粉末、シリカヒユーム等を強く付着
形成させるに、例えばセメントクリンカ−微小粒子を公
知の高速気流中衝撃法（リング状空間からなる衝撃室中
で微小粒子材料に高運気流による回転衝撃を与えること
により、微小粒子材料を球状化する方法）で実施するこ
とが好ましい。

こうして得られるカプセル型球状化セメントにおいても
、その直径が３０〜３．９μｍである球状化セメントが
全体の６０〜１００重量％を占めてなるものが、モルタ
ル、生コンクリート製造用として好ましいものである。

直径が３０μｍを越えると、充填性が小さくなり、また
水和反応時において球状化セメント内部に未反応部分が
残存し、強度発現等に有効でない。

また、３．９μｍより小さいと微粉部分が多くなって凝
集性が大きくなり、モルタル、生コンクリートの流動性
の向上があまり期待できない。

前記範囲の球状化セメントは、セメント全体の６０重量
％より少ないと、モルタルペースト、生コンクリート等
に対する十分な流動性が付与されない。

流動性が良好であることは、水セメント比が少なく、即
ち水量が少なくても打設がし易く、かつ水量が余分でな
いため、高強度のモルタル、コンクリートが製造できる
ことに帰する。

よって１本発明の球状化セメントを使用すれば、高強度
のセメント製品が生産されることとなる。

常法によるセメントの製造は、原料としての、石灰石、
粘土、ケイ石及び酸化鉄を適当割合に配合し、微粉砕し
、プレヒータを経てロータリーキルンに送り約１４５０
℃の高温で焼成して、セメントクリンカ−を得た後、ク
ーラーで急冷し、その後これを仕上げミル（チューブミ
ル）で微粉砕して、粒径１〜９０ｕｍのセメント微粒子
となす方法によって行われる。

なお、ポルトランドセメントの製造では、前記仕上げミ
ルで微粉砕する段階において、３〜５％の石膏が添加さ
れる。

すなわち、微粉砕されたセメントクリンカ−は粒径１〜
９０１ｍのものであるが、その微小粒子の外形は若干角
はとれているが角形のものである。

本発明では、このセメントクリンカ−粉末（微小粒子）
を例えば、市販の高速気流中衝撃装置に数分間通過させ
ることによって、外周面の角が更にとれて微小球状体と
なったセメント（球状のセメント微小粒子）を提供する
ものであり、その粒径は３０〜ｌＩＩｍ程度である。こ
の粒度範囲は広く分布することは好ましくない、すなわ
ち粒度分布が広範にわたると、かえってモルタル、生コ
ンクリートの流動性を悪化し、打設が困難になる。

（実施例） 次に、本発明の球状化セメントの製造、その性状等につ
き詳細に説明する。

常法によるセメントの製造工程の仕上げミル（チューブ
ミル）から導出された粒径１〜９０μｍのセメントクリ
ンカ−微小粒子を、市販の高速気流中衝撃装置である「
ナラーハイブリタイザー」　（商品名二株式会社　奈良
機械製作新製）に供給し、３〜２０分間運転させる。

該高速気流中衝撃装置は、第１国、第２区にその主要部
構造を示すごときもので、リング状空間からなる衝撃室
中で微小粒子材料に回転衝撃を与えることにより、微小
粒子材料を球状化するものである。

第１図は、その断面図、第２図は側断面図であり、図中
、１はケーシング、２は前部カバー、３は後部カバー、
４は回転盤、５はブレード、６は回転軸、７はリング状
衝突室、８はリング状ステーター、９はジャケット、１
０は球状化セメントと排出弁、１１は球状化セメント排
出シュート、１２は循環回路管、１３は原料微小粒子セ
メントの供給シュート、１４は原料微小粒子セメントの
ホッパーである。

まず、ホッパー１４内の原料のセメントが、セメントシ
ュート１３から、リング状衝突室７へ供給される。

すると、回転盤４とそれに取着されたブレード５の回転
により、リング状衝突室７内の原料セメント微小粒子は
、高速で該室７内を回転しながら飛散し、その間リング
状ステーター８の表面に設けられた多数の三角溝８°表
面とブレード５とに回転しながら衝突する。

衝突したセメント微小粒子は衝突室７に開口している循
環回路管１２の一端口からその管内に入り循環した後、
他端口から再び衝突室７内に導入される。

このようにして、回転衝突は回転盤４の回転にしたがっ
て多数回続けられ、所望球状となるまで続行される。

通常、回転盤４の回転数は４０００〜１６００Ｑｒμｍ
で、作動時間は３〜２０分間である。

作動終了後、排出弁１０を降下して開くことによって、
球状化されたセメントがシュート１１から取り出される
。

なお、ジャケット９内には冷却媒体、あるいは加熱媒体
を導入することによって、球状化セメントの表面処理、
例えば混和剤の被覆処理を均質、確実に行うことができ
る。

以上のようにして、外周面の角が更にとれて球状となっ
たセメント微小粒子が得られる。

このような球状化法は、その他公知の各種装置によって
行うことができ、例えばオングミルく商品名：ホソカワ
ミクロン株式会社製の機械的乾式粉砕機の改良型）を使
用する機械化学的表面融合法、あるいは「クリプトロン
システム」　（商品名：川崎重工（株）製の機械式微粉
砕機の改良型）等によっても行うことができる。

以上の球状化処理によって得られる球状化セメントは、
粒径が１〜３０１Ｊｍであって、表面が均質化された球
状であるため、ベアリング効果を生じ、著しい流動性を
得ることができ、よってワーカビイリティのよいものと
なる。その結果、該球状化セメントを配合したセメント
ペーストは流動性に富むものとなり、流し込み成形性に
優れる。

また、セルフレベリングコンクリートに用いることは優
れた流動性が付与されるために、非常に有効なものであ
る。

さらに、球状化セメントの表面には混和材料を均一に付
着させることができる。

その方法としては、高速気流中衝撃法によって球状化す
る際に、例えばシリカヒユームを５〜３０％添加する。

すると、第３図に断面を示すことく、球状化セメント２
０の全球面上にシリカヒユーム超微粒子２１層が一面に
付着した状態のカプセル型球状化セメントとなる。

このカプセル型球状化セメントは、シリカヒユーム（Ｓ
ｉＯ２）とセメントとの反応（ボ・シラン反応）を均一
に行うことができ、従来問題となっていた高強度シリカ
ヒユーム混入２ンクリートの品質（強度、スランプ値等
）の不安定性を大いに改善することができる。

このようなカプセル型球状化セメントを使用すれば、水
和反応の制御等が確実かつ容易に行える。

第４図に示すものは、母粒子がシリカヒユーム２１で、
子粒子がセメントクリンカ−超微粒子２２であるセメン
ト複合体である。

これは、超微粒子のセメント複合体であって、シリカヒ
ユームとセメントとの反応を均一にすることができるた
め、これを使用すれば超高強度コンクリートを製造する
ことができる。なお、ここで使用される超微粒子のセメ
ントクリンカ−は、前記の高速気流中衝撃装置によって
球状化セメントを製造する際に、副産物として得られる
もので。

前記球状化セメントを分別して残った残部超微細分のセ
メントクリンカーを更に分級して得ることができる。

次に、本球状化セメントを配合したモルタルと、これを
配合しない従来のポルトランドセメント配合のモルタル
の流動性（フロー値）について比較試験した結果を第５
図に示す。

本試験で使用した球状化セメントは高速気流中衝撃法に
よって製造されたもので、３．９〜３０１１ｍ直径の球
状化セメント（平均粒径１１．３４μｍ）が７７．１重
量％を占める球状化セメントであり、これをＪＩＳＲ５
２０１に定める試験法にしたがって供試体調製を行い、
かつ水セメント比を変えて調製して供試体を造り、フロ
ー試験を行ったものである。

第５図に示す結果からみて、本発明の球状化セメントを
用いた場合は、モルタルの流動性・はポルトランドセメ
ント使用のものに比べて大いに向上し、すなわち同一水
量で大きなフロー値（流動性）を示し、同じフロー値で
は配合水を１０％以上減水させることができることが解
る。

その結果、水量が少なくても流動性に優れるモルタル、
生コンクリート等による打設が可能となり、高強度の硬
化製品を提供することができる。

（発明の効果） 以上に説明したとおり、本発明の球状化セメントは、外
形が球状の微小粒子であって、表面が均質化された球状
であるため、ベアリング作用を発揮し、該球状化セメン
ト配合物に著しい流動性を付与することができ、よって
ワーカビイリテイのよいものとなる。

したがって、該球状化セメントを配合した配合物は、流
動性に富むため流し込み成形が容易となり、特に、セル
フレベリングコンクリートに用いることが非常に有利で
ある。

また、流し込み充填が密に行われるため、高強度の硬化
物を製造することができる。

さらに、本発明の球状化セメントは表面に混和材料を均
一に付着させたものとすることができ、これは混和剤と
の反応を均一かつ完全に進行させることができるので、
均一組織で優れた特性のコンクリートを製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例で用いられる高速気流中衝撃装置の断
面図、第２図はその側断面図である。 第３１Ｊは、表面にシリカヒユームが被着された球状化
セメント微小粒子の断面図、第４図は表面にセメント超
微粒子が被着されたシリカヒユームの断面図、第５図は
球状化セメント使用によるモルタルの流動性、及び普通
ポルトランドセメント使用によるモルタルの流動性の比
較グラフを示す。 １：クーリング、２：前部カバー ３：ｆ＆部カバー、４：回転盤、 ５ニブレード、　６：回転軸、 ７：リング状衝突室、８：リング状ステーター９：ジャ
ケット、１０：球状化セメントと排出弁、１１：球状化
セメント排出シュート、 １２：循環回路管、 １３　： １４　＝ ２０： ２１： ２２： 原料微小粒子セメントの供給シュート、原料微小粒子セ
メントのホッパー 球状化セメントの微小粒子、 シリカヒユーム。 超微粒子セメントクリンカ−

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）セメントクリンカー微小粒子の外周面が研磨及び
   ／又は熔融により球状化されてなる球状化セメントであ
   り、かつ３０〜３．９μｍの直径の球状化セメントが全
   体の６０〜１００重量％を占めてなることを特徴とする
   球状化セメント。
2. （２）セメントクリンカー微小粒子の外周面が研磨及び
   ／又は熔融により球状化されてなる球状化セメント粒子
   の表面に混和材料が付着形成されてなることを特徴とす
   る球状化セメント。
3. （３）母粒子としての球状化セメント粒子の全表面に子
   粒子としてのセメント微粉末が強く付着形成されてなる
   ものであることを特徴とする請求項１又は２記載の球状
   化セメント。
4. （４）母粒子としての球状化セメント粒子の全表面に子
   粒子としてのシリカヒュームが付着形成されてなること
   を特徴とする請求項１又は２記載の球状化セメント。
5. （５）球体粒子の直径が３０〜３．９μｍである球状化
   セメントが全体の６０〜１００重量％を占めてなること
   を特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の球状
   化セメント。