JPH0753244A - 超速硬セメントの製造方法 - Google Patents
超速硬セメントの製造方法Info
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- JPH0753244A JPH0753244A JP5201563A JP20156393A JPH0753244A JP H0753244 A JPH0753244 A JP H0753244A JP 5201563 A JP5201563 A JP 5201563A JP 20156393 A JP20156393 A JP 20156393A JP H0753244 A JPH0753244 A JP H0753244A
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- aluminum
- weight
- hardening cement
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
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- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】低価格の原料を用い、低い焼成温度で効率よく
超速硬セメントを製造することができる超速硬セメント
の製造方法を提供する。 【構成】まず、アルミナ源として金属アルミニウムの含
有量を１０〜２０重量％に制御したアルミウム残灰を用
意する。次いで、アルミニウム残灰、石灰石および蛍石
を、夫々、３５〜４０重量％、５５〜６０重量％および
４〜５重量％の含有量で混合して混合物を調製する。次
に、この混合物を１１００〜１２００℃の焼成雰囲気温
度で焼成して、超速硬セメントを得る。
超速硬セメントを製造することができる超速硬セメント
の製造方法を提供する。 【構成】まず、アルミナ源として金属アルミニウムの含
有量を１０〜２０重量％に制御したアルミウム残灰を用
意する。次いで、アルミニウム残灰、石灰石および蛍石
を、夫々、３５〜４０重量％、５５〜６０重量％および
４〜５重量％の含有量で混合して混合物を調製する。次
に、この混合物を１１００〜１２００℃の焼成雰囲気温
度で焼成して、超速硬セメントを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超速硬性の特殊セメン
トの製造方法に関する。
トの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の超速硬性セメントは、水との混合
により直ちに３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・３ＣａＳＯ4 ・３
２Ｈ2 Ｏ（エトリンガイト）を生成し、数十秒後には硬
化が始まり急硬する。超速硬性のセメント鉱物（ジェッ
ト鉱物）の主成分は、カルシウムフルオロアルミネート
（１１ＣａＯ・７Ａｌ2 Ｏ3 ・ＣａＦ2 ）をベースにし
たものであり、ボーキサイト、石灰および蛍石を原料と
し、これらの混合物を焼成炉または電気炉を用いて高温
焼成して製造している。従来、ジェット鉱物は、ボーキ
サイト４５〜５５重量％、石灰石４０〜５０重量％およ
び蛍石４〜５重量％を配合した混合物を、例えば１４５
０℃で焼成して製造している。
により直ちに３ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・３ＣａＳＯ4 ・３
２Ｈ2 Ｏ（エトリンガイト）を生成し、数十秒後には硬
化が始まり急硬する。超速硬性のセメント鉱物（ジェッ
ト鉱物）の主成分は、カルシウムフルオロアルミネート
（１１ＣａＯ・７Ａｌ2 Ｏ3 ・ＣａＦ2 ）をベースにし
たものであり、ボーキサイト、石灰および蛍石を原料と
し、これらの混合物を焼成炉または電気炉を用いて高温
焼成して製造している。従来、ジェット鉱物は、ボーキ
サイト４５〜５５重量％、石灰石４０〜５０重量％およ
び蛍石４〜５重量％を配合した混合物を、例えば１４５
０℃で焼成して製造している。
【０００３】このように高温焼成されたセメント中に
は、カルシウムフルオロアルミネートの他に、トリカル
シウムシリケート（３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）、ジカルシウ
ムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）、テトラカルシウ
ムアルミノフェライト（４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2
Ｏ3 ）が同様に含まれているが、上述のカルシウムフル
オロアルミネートが約２０％存在する。
は、カルシウムフルオロアルミネートの他に、トリカル
シウムシリケート（３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）、ジカルシウ
ムシリケート（２ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）、テトラカルシウ
ムアルミノフェライト（４ＣａＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｆｅ2
Ｏ3 ）が同様に含まれているが、上述のカルシウムフル
オロアルミネートが約２０％存在する。
【０００４】カルシウムフルオロアルミネートは、水と
混合すると直ちに溶解し、３ＣａＯ・ＳｉＯ2 の水和に
よって溶出した水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2 ）
が、式（１）に示すように、石膏（ＣａＳＯ4 ）と速や
かに反応し、上述のエトリンガイトを生成して急硬する
ことが知られている。
混合すると直ちに溶解し、３ＣａＯ・ＳｉＯ2 の水和に
よって溶出した水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）2 ）
が、式（１）に示すように、石膏（ＣａＳＯ4 ）と速や
かに反応し、上述のエトリンガイトを生成して急硬する
ことが知られている。
【０００５】
【化１】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カルシ
ウムフルオロアルミネートを含有する超速硬性セメント
の製造原料である石灰石、ボーキサイトおよび蛍石は比
較的高価である。また、上述の超速硬性セメントの製造
方法では、カルシウムフルオロアルミネートの他に長期
材令の強度に寄与する鉱物であるトリカルシウムシリケ
ート（３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）を生成させるためには、ロ
ータリーキルンまたは電気炉を用いて、１４５０℃とい
う非常に高温の焼成温度で焼成する必要がある。
ウムフルオロアルミネートを含有する超速硬性セメント
の製造原料である石灰石、ボーキサイトおよび蛍石は比
較的高価である。また、上述の超速硬性セメントの製造
方法では、カルシウムフルオロアルミネートの他に長期
材令の強度に寄与する鉱物であるトリカルシウムシリケ
ート（３ＣａＯ・ＳｉＯ2 ）を生成させるためには、ロ
ータリーキルンまたは電気炉を用いて、１４５０℃とい
う非常に高温の焼成温度で焼成する必要がある。
【０００７】このような結果、従来の超速硬性セメント
の製造方法は、原料が比較的高価で、焼成に多大なエネ
ルギーが必要であるため、製造コストが高くなる傾向に
ある。
の製造方法は、原料が比較的高価で、焼成に多大なエネ
ルギーが必要であるため、製造コストが高くなる傾向に
ある。
【０００８】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、低価格の原料を用い、低い焼成温度で効率よく
超速硬セメントを製造することができる超速硬セメント
の製造方法を提供する。
であり、低価格の原料を用い、低い焼成温度で効率よく
超速硬セメントを製造することができる超速硬セメント
の製造方法を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属アルミニ
ウム含有量を１０〜２０重量％に制御したアルミウム残
灰、石灰石および蛍石を含有する混合物を調製する工
程、および、前記混合物を焼成する工程を具備したこと
を特徴とする超速硬セメントの製造方法を提供する。
ウム含有量を１０〜２０重量％に制御したアルミウム残
灰、石灰石および蛍石を含有する混合物を調製する工
程、および、前記混合物を焼成する工程を具備したこと
を特徴とする超速硬セメントの製造方法を提供する。
【００１０】本発明の超速硬セメントの製造方法では、
混合物を調製する工程において、アルミウム残灰、石灰
石および蛍石の含有量を、夫々、３５〜４０重量％、５
５〜６０重量％および４〜５重量％とすることが好まし
い。
混合物を調製する工程において、アルミウム残灰、石灰
石および蛍石の含有量を、夫々、３５〜４０重量％、５
５〜６０重量％および４〜５重量％とすることが好まし
い。
【００１１】また、混合物を焼成する工程において、焼
成雰囲気温度を１１００℃〜１２００℃とすることが好
ましい。以下、本発明の超速硬セメントの製造方法を詳
細に説明する。
成雰囲気温度を１１００℃〜１２００℃とすることが好
ましい。以下、本発明の超速硬セメントの製造方法を詳
細に説明する。
【００１２】本発明の超速硬セメントは、従来の超速硬
セメントの主原料であるアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）源のボ
ーキサイトの代替に、アルミ二次製錬によって発生する
アルミニウム残灰を用い、しかも、このアルミニウム残
灰中の金属アルミニウム(Metal-Al)の量を適宜制御する
ことにより、焼成温度の大巾な低下が可能になるという
知見に基づいてなされたものである。このアルミニウム
残灰は、産業廃棄物であり安価に入手でき、製造コスト
低減に大きく寄与する。すなわち、通常のアルミニウム
残灰中の各種成分は表１に示す通りである。
セメントの主原料であるアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）源のボ
ーキサイトの代替に、アルミ二次製錬によって発生する
アルミニウム残灰を用い、しかも、このアルミニウム残
灰中の金属アルミニウム(Metal-Al)の量を適宜制御する
ことにより、焼成温度の大巾な低下が可能になるという
知見に基づいてなされたものである。このアルミニウム
残灰は、産業廃棄物であり安価に入手でき、製造コスト
低減に大きく寄与する。すなわち、通常のアルミニウム
残灰中の各種成分は表１に示す通りである。
【００１３】
【表１】 これに対して、本発明の超速硬セメントの製造方法で
は、例えば表２に示すような成分を含有するアルミニウ
ム残灰を使用する。
は、例えば表２に示すような成分を含有するアルミニウ
ム残灰を使用する。
【００１４】
【表２】
【００１５】表２から明らかなように、本発明で用いら
れるアルミニウム残灰は、その全体の１０〜２０重量％
の金属アルミニウムを含有する。アルミニウム残灰中の
金属アルミニウムの量は、例えば、アルミニウム精練時
の溶解温度を７００〜７６０℃、スラグ温度を７００〜
９００℃にして制御することができる。
れるアルミニウム残灰は、その全体の１０〜２０重量％
の金属アルミニウムを含有する。アルミニウム残灰中の
金属アルミニウムの量は、例えば、アルミニウム精練時
の溶解温度を７００〜７６０℃、スラグ温度を７００〜
９００℃にして制御することができる。
【００１６】また、アルミニウム残灰中のアルミナ量
は、ボーキサイト（１０〜２０％）に比較して多く、し
かも、金属アルミニウムの量を制御することにより、表
３に示すような割合で各種原料を配合した混合物を、１
１００〜１２００℃の比較的低い焼成雰囲気温度で焼成
が可能である。
は、ボーキサイト（１０〜２０％）に比較して多く、し
かも、金属アルミニウムの量を制御することにより、表
３に示すような割合で各種原料を配合した混合物を、１
１００〜１２００℃の比較的低い焼成雰囲気温度で焼成
が可能である。
【００１７】
【表３】
【００１８】この場合、混合物全体に占める金属アルミ
ニウムの量は５〜８重量％である。アルミニウム残灰中
に少なくとも１０重量％の金属アルミニウムが存在する
ことにより、混合物の焼成においてテルミット反応が起
こり発熱するので、焼成温度を、ボーキサイトを用いた
場合に比べて１５０〜２００℃低減することができる。
しかし、アルミニウム残灰中の金属アルミニウムの量が
２０重量％を越えると、例えば、ロータリーキルンの内
壁で局所的にテルミット反応の点在化が顕著となり、付
着物の成長が増大し、製造が不可能となる。ここでは、
金属アルミニウムによるテルミット反応の発現を焼成温
度の低減のメカニズムとして説明したが、テルミット反
応以外の焼成反応促進効果を否定するものではない。
ニウムの量は５〜８重量％である。アルミニウム残灰中
に少なくとも１０重量％の金属アルミニウムが存在する
ことにより、混合物の焼成においてテルミット反応が起
こり発熱するので、焼成温度を、ボーキサイトを用いた
場合に比べて１５０〜２００℃低減することができる。
しかし、アルミニウム残灰中の金属アルミニウムの量が
２０重量％を越えると、例えば、ロータリーキルンの内
壁で局所的にテルミット反応の点在化が顕著となり、付
着物の成長が増大し、製造が不可能となる。ここでは、
金属アルミニウムによるテルミット反応の発現を焼成温
度の低減のメカニズムとして説明したが、テルミット反
応以外の焼成反応促進効果を否定するものではない。
【００１９】本発明の超速硬セメントの製造方法に従っ
て製造されるセメントは、単独で用いても良いし、従来
のポルトランドセメントや石膏などと併用することがで
きる。
て製造されるセメントは、単独で用いても良いし、従来
のポルトランドセメントや石膏などと併用することがで
きる。
【００２０】
【作用】本発明の超速硬セメントの製造方法によれば、
ボーキサイトに代えて比較的安価なアルミニウム残灰を
アルミナ源を使用するので、製造コストを削減できる。
また、アルミニウム残灰中の金属アルミニウムの量を１
０〜２０重量％に制御することにより、金属アルミニウ
ムによるテルミット反応による発熱を利用し、焼成温度
が低減される。
ボーキサイトに代えて比較的安価なアルミニウム残灰を
アルミナ源を使用するので、製造コストを削減できる。
また、アルミニウム残灰中の金属アルミニウムの量を１
０〜２０重量％に制御することにより、金属アルミニウ
ムによるテルミット反応による発熱を利用し、焼成温度
が低減される。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例をより詳細に説明す
る。金属アルミニウムを２０重量％含有するアルミニウ
ム残灰３５．９ｇ、石灰石５９．８ｇ、および、蛍石
４．３ｇを混合して混合物を調製した。この混合物を１
１００℃の焼成雰囲気温度で焼成して実施例のサンプル
Ａを得た。
る。金属アルミニウムを２０重量％含有するアルミニウ
ム残灰３５．９ｇ、石灰石５９．８ｇ、および、蛍石
４．３ｇを混合して混合物を調製した。この混合物を１
１００℃の焼成雰囲気温度で焼成して実施例のサンプル
Ａを得た。
【００２２】一方、比較例として、金属アルニウムを５
重量％未満含有するアルミニウム残灰を用いた以外は、
サンプルＡと同様にして、比較例のサンプルＢを得た。
これらの２種類のサンプルＡおよびＢについて、Ｘ線解
析を行った。この結果を、図１および図２にぞれぞれ示
す。
重量％未満含有するアルミニウム残灰を用いた以外は、
サンプルＡと同様にして、比較例のサンプルＢを得た。
これらの２種類のサンプルＡおよびＢについて、Ｘ線解
析を行った。この結果を、図１および図２にぞれぞれ示
す。
【００２３】図１および図２から明らかなように、本発
明の混合物は、アルミニウム残灰中に十分な量の金属ア
ルミニウムを含んでいる。これにより、金属アルミニウ
ムのテルミット反応による発熱があるため、金属アルミ
ニウムの量が５重量％未満であったサンプルＢに比べ
て、サンプルＡ中に、カルシウムフルオロアルミネート
（１１ＣａＯ・７Ａｌ2 Ｏ3 ・ＣａＦ2 ）の回析ピーク
が増長していることが判かった。
明の混合物は、アルミニウム残灰中に十分な量の金属ア
ルミニウムを含んでいる。これにより、金属アルミニウ
ムのテルミット反応による発熱があるため、金属アルミ
ニウムの量が５重量％未満であったサンプルＢに比べ
て、サンプルＡ中に、カルシウムフルオロアルミネート
（１１ＣａＯ・７Ａｌ2 Ｏ3 ・ＣａＦ2 ）の回析ピーク
が増長していることが判かった。
【００２４】次に、上述の実施例のサンプルＡ２５重量
％、ポルトランドセメント５０重量％、および、石膏２
５重量％を配合したセメント混合物について、土質工学
会法に従って、土質試験を行った。対象土は、含水比２
２０％のヘドロである。この結果を、図３中に特性線Ｉ
で示す。
％、ポルトランドセメント５０重量％、および、石膏２
５重量％を配合したセメント混合物について、土質工学
会法に従って、土質試験を行った。対象土は、含水比２
２０％のヘドロである。この結果を、図３中に特性線Ｉ
で示す。
【００２５】一方、上述の比較例のサンプルＡ２５重量
％、ポルトランドセメント５０重量％、および、石膏２
５重量％を配合したセメント混合物について、同様の土
質試験を行った。この結果を、図３中に特性線IIで示
す。
％、ポルトランドセメント５０重量％、および、石膏２
５重量％を配合したセメント混合物について、同様の土
質試験を行った。この結果を、図３中に特性線IIで示
す。
【００２６】図３から明らかなように、実施例のサンプ
ルＡ、すなわち、アルミニウム残灰中の金属アルミニウ
ムの量が２０重量％である場合の方が、アルミニウム残
灰中の金属アルミニウムの量が５重量％未満である比較
例のサンプルＢを用いた場合よりも、材令１日、３日お
よび７日での圧縮強度がいずれも優れていることがわか
った。
ルＡ、すなわち、アルミニウム残灰中の金属アルミニウ
ムの量が２０重量％である場合の方が、アルミニウム残
灰中の金属アルミニウムの量が５重量％未満である比較
例のサンプルＢを用いた場合よりも、材令１日、３日お
よび７日での圧縮強度がいずれも優れていることがわか
った。
【００２７】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の超速硬セメ
ントの製造方法によれば、アルミニウムの二次製錬から
発生した産業廃棄物であるアルミニウム残灰を、ボーキ
サイトに代えてアルミナ源として使用しているので、製
造コストを低減できる。また、アルミニウム残灰中の金
属アルミニウムの量を１０〜２０重量％に制御して、金
属アルミニウムのテルミット反応による発熱を利用し
て、焼成温度の大巾な低減を図ることができる。
ントの製造方法によれば、アルミニウムの二次製錬から
発生した産業廃棄物であるアルミニウム残灰を、ボーキ
サイトに代えてアルミナ源として使用しているので、製
造コストを低減できる。また、アルミニウム残灰中の金
属アルミニウムの量を１０〜２０重量％に制御して、金
属アルミニウムのテルミット反応による発熱を利用し
て、焼成温度の大巾な低減を図ることができる。
【図１】金属アルミニウムを２０重量％含有するアルミ
ニウム残灰をアルミナ源として用いたサンプルＡのＸ線
回析強度を示す特性図。
ニウム残灰をアルミナ源として用いたサンプルＡのＸ線
回析強度を示す特性図。
【図２】金属アルミニウムを５重量％未満含有するアル
ミニウム残灰をアルミナ源として用いたサンプルＢのＸ
線回析強度を示す特性図。
ミニウム残灰をアルミナ源として用いたサンプルＢのＸ
線回析強度を示す特性図。
【図３】セメント混合物の材令に対する圧縮強度の関係
を示す特性図。
を示す特性図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片山 治男 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 鳥居 数馬 静岡県浜松市西丘町71番地の５ 株式会社 シンコーフレックス内 (72)発明者 松浦 博幸 静岡県浜松市西丘町71番地の５ 株式会社 シンコーフレックス内
Claims (3)
- 【請求項１】 金属アルミニウム含有量を１０〜２０重
量％に制御したアルミウム残灰、石灰石および蛍石を含
有する混合物を調製する工程、および、前記混合物を焼
成する工程を具備したことを特徴とする超速硬セメント
の製造方法。 - 【請求項２】 混合物を調製する工程において、アルミ
ウム残灰、石灰石および蛍石の含有量を、夫々、３５〜
４０重量％、５５〜６０重量％および４〜５重量％とし
た請求項１記載の超速硬セメントの製造方法。 - 【請求項３】 混合物を焼成する工程において、焼成雰
囲気温度を１１００℃〜１２００℃とした請求項１また
は２記載の超速硬セメントの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201563A JPH0753244A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 超速硬セメントの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5201563A JPH0753244A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 超速硬セメントの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0753244A true JPH0753244A (ja) | 1995-02-28 |
Family
ID=16443132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5201563A Pending JPH0753244A (ja) | 1993-08-13 | 1993-08-13 | 超速硬セメントの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0753244A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8567705B2 (en) | 2010-05-19 | 2013-10-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Vertical mill |
| JP2015168590A (ja) * | 2014-03-05 | 2015-09-28 | 住友大阪セメント株式会社 | セメントクリンカの製造方法、セメントクリンカ及びセメント |
-
1993
- 1993-08-13 JP JP5201563A patent/JPH0753244A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8567705B2 (en) | 2010-05-19 | 2013-10-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Vertical mill |
| JP2015168590A (ja) * | 2014-03-05 | 2015-09-28 | 住友大阪セメント株式会社 | セメントクリンカの製造方法、セメントクリンカ及びセメント |
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