JPH08169734A - Quick hardening clinker composition - Google Patents

Quick hardening clinker composition

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JPH08169734A
JPH08169734A JP31104494A JP31104494A JPH08169734A JP H08169734 A JPH08169734 A JP H08169734A JP 31104494 A JP31104494 A JP 31104494A JP 31104494 A JP31104494 A JP 31104494A JP H08169734 A JPH08169734 A JP H08169734A
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JP
Japan
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clinker
phase
weight
caf
hardening
Prior art date
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Pending
Application number
JP31104494A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Isohata
達夫 五十畑
Tatsushi Akiyama
達志 秋山
Shigehiro Ando
重裕 安藤
Masao Sato
雅男 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/32Aluminous cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/10Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material

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Abstract

PURPOSE: To produce a quick hardening clinker composition easy for production by using a rotary kiln, etc., to sinter a melted liq. as a medium, hardly causing remaining of free CaO and capable of quick hardening not only at normal temp. but also at low temp. CONSTITUTION: In a clinker used in the quick hardening cement, 0.1-50wt.% 2CaO.SiO2 based calcium silicate phase and/or 2CaO.Al2 O3 .SiO2 based calcium aluminosilicate phase are allowed to coexist and 3CaO.SiO2 based calcium silicate phase is not allowed to coexist as a mineral phase in the clinker composition in which 0.1-9wt.% Fe2 O3 and 0.1-9wt.% CaF2 are allowed to coexist respectively in the clinker consisting essentially of 12CaO.7Al2 O3 . In this way, various problems on C12 A7 production by an electrofusing method. for example, a sudden rise of production cost are solved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、急硬性セメントに使用
されるクリンカーの改良に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in clinker used in rapid hardening cement.

【0002】[0002]

【従来の技術】急硬性セメントに使用されるクリンカー
として、従来よりジェットセメントクリンカーや、アー
ウィン系クリンカーや、アルミナセメントクリンカー等
が使用されていた。また、急硬性成分である12CaO
・7Al23(以下、C127と略記する。)を主成分
としたクリンカーを溶融した後、急冷することによって
非晶質C127を合成して得られたクリンカーの使用も
検討されている。
2. Description of the Related Art Jet clinker, erwin type clinker, alumina cement clinker and the like have been conventionally used as clinker used for rapid hardening cement. Also, 12CaO, which is a rapid hardening component
Use of a clinker obtained by synthesizing amorphous C 12 A 7 by melting a clinker containing 7Al 2 O 3 (hereinafter abbreviated as C 12 A 7 ) as a main component and then rapidly cooling it Is being considered.

【0003】しかしながら上記ジェットセメントクリン
カーは、3CaO・SiO2(以下、C3Sと略記す
る。)系のカルシウムシリケート相を主成分とし、速硬
性成分として11CaO・7Al23・CaF2(以
下、C117・CaF2と略記する。)を20重量%から
30重量%含有するクリンカーであり、焼成時にはC11
7・CaF2は融液相として存在するものである。従っ
て、急硬性成分であるC117・CaF2の含有量が少な
く、十分な急硬性を有したものとはならないことから、
急硬性セメント用のクリンカーとしては満足すべきもの
ではなかった。このようなジェットセメントクリンカー
の問題を解決するために、急硬性成分であるC117
CaF2の含有量を約60重量%と増加させ、C3Sを2
0〜25重量%程度とする方法も考えられているが、こ
の方法では焼成時に融液相が増加しすぎてしまい、ロー
タリーキルンによるような融液を媒体とする焼結法での
製造が困難であったり、遊離CaOが多量に残ってしま
うという問題があった。
However, the above-mentioned jet cement clinker contains 3CaO.SiO 2 (hereinafter abbreviated as C 3 S) type calcium silicate phase as a main component and 11CaO.7Al 2 O 3 .CaF 2 (hereinafter referred to as a rapid hardening component). , C 11 abbreviated as a 7 · CaF 2.) the a clinker containing 30 wt% to 20 wt%, at the time of firing C 11
A 7 · CaF 2 is to present as a melt phase. Therefore, since the content of C 11 A 7 · CaF 2 which is a quick-hardening component is small, it does not have sufficient quick-hardening property.
It was not satisfactory as a clinker for rapid hardening cement. In order to solve such a problem of jet cement clinker, C 11 A 7
The content of CaF 2 was increased to about 60% by weight, and C 3 S was added to 2
A method of about 0 to 25% by weight is also considered, but with this method, the melt phase increases excessively during firing, and it is difficult to manufacture by a sintering method using a melt such as a rotary kiln as a medium. However, there is a problem that a large amount of free CaO remains.

【0004】上記アーウィン系クリンカーは、急硬性を
有するアーウィン(4CaO・3Al23・SO3)を
70重量%以上含有することから、急硬性セメント用ク
リンカーとして利用されているものの、該アーウィン系
クリンカーを使用したセメントの低温時、例えば5℃に
おける硬化が遅いという欠点があった。上記アルミナセ
メントクリンカーは、CaO・Al23(以下、CAと
略記する。)を主成分とするものであるが、C127
主成分としたクリンカーに比べ急硬性が劣るという欠点
があった。また、急硬性成分であるC127を主成分と
したクリンカーを溶融した後、急冷することによって非
晶質C127を合成して得られたクリンカーを用いて製
造したセメントは、低温においても急硬性を有してお
り、上記アーウィン系クリンカーを使用した急硬性セメ
ントの問題点を解決するものとなっている。しかしなが
ら、この製造方法では、クリンカーの溶融や非晶質化の
ための特別の設備が必要である等の問題があり、また、
クリンカーの溶融に電融法を用いた場合には、多量の電
力を消費し、電力費が高くなり製造コストが高騰すると
いう問題があった。
The above-mentioned erwin-based clinker contains 70% by weight or more of erwin (4CaO.3Al 2 O 3 · SO 3 ) having a rapid hardening property, so that it is used as a clinker for rapid hardening cement. There is a drawback that the cement using the clinker cures slowly at low temperature, for example, 5 ° C. The above-mentioned alumina cement clinker has CaO.Al 2 O 3 (hereinafter abbreviated as CA) as a main component, but has a drawback that it is inferior in rapid hardening property to a clinker having C 12 A 7 as a main component. there were. In addition, the cement produced by using the clinker obtained by synthesizing the amorphous C 12 A 7 by melting the clinker containing C 12 A 7 which is a rapid hardening component as a main component and then rapidly cooling it is Also has a rapid hardening property, which solves the problem of the rapid hardening cement using the Irwin type clinker. However, this manufacturing method has a problem that special equipment for melting and amorphizing the clinker is required, and
When the electrofusion method is used for melting the clinker, there is a problem that a large amount of electric power is consumed, the electric power cost becomes high, and the manufacturing cost rises.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、融液を媒体として焼結させるロ
ータリキルンなどを用いての製造が容易であり、遊離C
aOが残りにくく、かつ常温ばかりでなく低温において
も硬化が速い急硬性クリンカー組成物を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above circumstances and is easy to manufacture using a rotary kiln or the like in which a melt is used as a medium for sintering, and free C
It is to provide a rapid-curing clinker composition in which aO is unlikely to remain and which is fast in curing not only at room temperature but also at low temperature.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願発明者は、上述のよ
うな従来のクリンカーの問題点を解決するため、焼結法
により合成したカルシウムアルミネート系クリンカーの
水和反応についての検討を行ない、急硬性成分であるC
117・CaF2を主成分とするクリンカーの焼成時に、
2CaO・SiO2(以下、C2Sと略記する。)系のカ
ルシウムシリケート相及び/又は2CaO・Al23
SiO2(以下、C2ASと略記する。)系のカルシウム
アルミノシリケート相を共存させることにより、C3
を共存させた場合と比較してC117・CaF2の水和反
応性を高められることを見い出し、本願発明に至ったの
である。
In order to solve the problems of the conventional clinker as described above, the inventor of the present application conducted a study on a hydration reaction of a calcium aluminate clinker synthesized by a sintering method, C, which is a rapid hardening component
11 When firing the clinker containing A 7 · CaF 2 as the main component,
2CaO · SiO 2 (hereinafter abbreviated as C 2 S) -based calcium silicate phase and / or 2CaO · Al 2 O 3 ·
By coexisting a SiO 2 (hereinafter abbreviated as C 2 AS) -based calcium aluminosilicate phase, C 3 S
It was found that the hydration reactivity of C 11 A 7 .CaF 2 can be increased as compared with the case of coexisting with, and the present invention was accomplished.

【0007】すなわち、本発明の請求項1記載の急硬性
クリンカー組成物は、急硬性セメント、急結材、速硬性
セメント、地盤改良材、マスキング材等硬化促進有機物
による水和遅延防止用に使用されるクリンカーであっ
て、C127を主成分とするクリンカーに、Fe23
全体の0.1〜9重量%、CaF2を全体の0.1〜9
重量%それぞれ共存させてなるクリンカー組成物に、鉱
物相としてC2S系のカルシウムシリケート相及び/又
はC2AS系のカルシウムアルミノシリケート相を全体
の0.1〜50重量%共存させ、かつC3S系のカルシ
ウムシリケート相は共存させないようにしたことを特徴
とする。
That is, the quick-setting clinker composition according to claim 1 of the present invention is used for preventing hydration delay due to hardening-promoting organic substances such as quick-setting cement, quick-setting material, quick-setting cement, ground improvement material and masking material. The clinker containing C 12 A 7 as a main component, and Fe 2 O 3 in an amount of 0.1 to 9 wt% and CaF 2 in an amount of 0.1 to 9% by weight.
Clinker composition obtained by co wt%, respectively, C 2 S system calcium silicate phase as a mineral phase and / or C 2 AS-based calcium aluminosilicate phase was a whole from 0.1 to 50% by weight coexistence, and C It is characterized in that the 3 S-based calcium silicate phase is not allowed to coexist.

【0008】また、請求項2記載の急硬性クリンカー組
成物は、上記請求項1記載の急硬性クリンカー組成物に
おいて、C127を主成分とするクリンカーが、鉱物相
として、C127系からなるカルシウムアルミネート相
を50重量%以上含有し、かつカルシウムアルミネート
相に占める3CaO・Al23(以下、C3Aと略記す
る。)又はCAの割合が0〜25重量%であることを特
徴とする。
Further, the rapid hardening clinker composition according to claim 2 is the rapid hardening clinker composition according to claim 1 in which the clinker containing C 12 A 7 as a main component is C 12 A 7 as a mineral phase. The content of 3CaO.Al 2 O 3 (hereinafter abbreviated as C 3 A) or CA in the calcium aluminate phase is 50% by weight or more, and the proportion of CA is 0 to 25% by weight. It is characterized by being.

【0009】また、請求項3記載の急硬性クリンカー組
成物は、請求項1又は2記載の急硬性クリンカー組成物
において、C127系のカルシウムアルミネート相が、
117・CaF2単独、あるいはC117・CaF2とC
127との混合物であることを特徴とする。
The rapid-setting clinker composition according to claim 3 is the rapid-setting clinker composition according to claim 1 or 2, wherein the C 12 A 7- based calcium aluminate phase is
C 11 A 7 · CaF 2 alone or C 11 A 7 · CaF 2 and C
It is characterized by being a mixture with 12 A 7 .

【0010】[0010]

【作用】本発明の急硬性クリンカー組成物によれば、C
127を主成分とするクリンカーに、Fe23を全体の
0.1〜9重量%、CaF2を全体の0.1〜9重量%
それぞれ共存させてなるクリンカー組成物を用いたこと
により、これを焼結すると、CaF2がCaO及びAl2
3と反応して高温融液相となるC117・CaF2を生
成し、Fe23が同様にCaO及びAl23と反応して
低温融液相となるCaO−Al23−Fe23系物質を
生成する。従って、これら高温融液相と低温融液相とが
生成されることにより、これらの融液生成温度差が大と
なり、よって高温融液相を固相とし、共存する低温融液
相を融液相とする温度範囲、すなわちC117・CaF2
が溶解せず、しかもCaO−Al23−Fe23系物質
が溶融する、上記融液生成温度差に相当する温度範囲を
焼結温度とすることにより、ロータリーキルン等による
焼結法によってクリンカーを焼成することが可能となる
のである。また、上記クリンカー組成物に、鉱物相とし
てC2S系のカルシウムシリケート相及び/又はC2AS
系のカルシウムアルミノシリケート相を全体の0.1〜
50重量%共存させ、かつC3S系のカルシウムシリケ
ート相は共存させないようにしたことにより、石灰飽和
度が低下するので、遊離CaOが多量に残るのを防止で
きる。
According to the rapid hardening clinker composition of the present invention, C
Fe 2 O 3 0.1 to 9% by weight and CaF 2 0.1 to 9% by weight in the clinker mainly composed of 12 A 7.
By using the clinker composition coexisting with each other, when this is sintered, CaF 2 becomes CaO and Al 2
O 3 reacts with generating the C 11 A 7 · CaF 2 having a high temperature melt phase, Fe 2 O 3 is low melt phase reacts similarly to CaO and Al 2 O 3 CaO-Al 2 O 3 -Fe to produce a 2 O 3 based material. Therefore, by generating the high-temperature melt phase and the low-temperature melt phase, the difference in the melt generation temperature between them becomes large, so that the high-temperature melt phase is the solid phase and the coexisting low-temperature melt phase is the melt. Phase temperature range, ie C 11 A 7 · CaF 2
Is not melted, and the CaO—Al 2 O 3 —Fe 2 O 3 based material is melted, and the temperature range corresponding to the above-mentioned melt generation temperature difference is set as the sintering temperature. It is possible to bake the clinker. In addition, in the above clinker composition, a C 2 S-based calcium silicate phase and / or C 2 AS is added as a mineral phase.
Calcium aluminosilicate phase of the entire system 0.1 ~
By making 50% by weight coexist and not allowing the C 3 S-based calcium silicate phase to coexist, the lime saturation is lowered, so that a large amount of free CaO can be prevented.

【0011】以下、本発明の急硬性クリンカー組成物を
詳細に説明する。本発明の急硬性クリンカー組成物
(A)は、急硬性セメント、急結材、速硬性セメント、
地盤改良材、マスキング材等硬化促進有機物による水和
遅延防止用に使用されるクリンカーであって、C127
を主成分とするクリンカーに、Fe23を全体の0.1
〜9重量%、CaF2を全体の0.1〜9重量%それぞ
れ共存させてなるクリンカー組成物(B)に、鉱物相と
してC2S系のカルシウムシリケート相及び/又はC2
S系のカルシウムアルミノシリケート相を全体の0.1
〜50重量%共存させ、かつC3S系のカルシウムシリ
ケート相は共存させないものである。
The rapid hardening clinker composition of the present invention will be described in detail below. The rapid-setting clinker composition (A) of the present invention comprises a rapid-setting cement, a quick-setting material, a quick-setting cement,
Soil improvement material, a clinker used by the masking material such as hardening accelerator organics for hydration delay preventing, C 12 A 7
Fe 2 O 3 was added to the clinker mainly composed of
To 9% by weight, clinker composition consisting coexist CaF 2, respectively 0.1 to 9% by weight of the total (B), the calcium silicate phases C 2 S system as mineral phase and / or C 2 A
The total amount of S-based calcium aluminosilicate phase is 0.1
˜50% by weight, and no C 3 S-based calcium silicate phase is allowed to coexist.

【0012】上記C127を主成分とするクリンカー
は、鉱物相として、C127系とC3AとCA等のカルシ
ウムアルミネート相を50重量%以上、好ましくは70
重量%含有し、かつカルシウムアルミネート相に占める
3A又はCAの割合が0〜25重量%であるものであ
り、C127系鉱物の大半を結晶相として存在させたも
のである。上記C127系のカルシウムアルミネート相
は、C117・CaF2単独、あるいはC117・CaF2
とC127との混合物である。
The clinker containing C 12 A 7 as a main component contains, as a mineral phase, a C 12 A 7 system and a calcium aluminate phase such as C 3 A and CA of 50% by weight or more, preferably 70%.
The content of C 3 A or CA in the calcium aluminate phase is 0 to 25% by weight, and most of the C 12 A 7 minerals are present as a crystalline phase. The C 12 A 7- based calcium aluminate phase is C 11 A 7 · CaF 2 alone or C 11 A 7 · CaF 2
And a mixture of C 12 A 7.

【0013】上記カルシウムアルミネート相が50重量
%未満の場合には、急硬性成分であるC127の含有量
が少なく、ジェットセメントクリンカーの場合のように
急硬性セメント用のクリンカーとしては不十分なものと
なってしまうので好ましくない。従って、本発明の急硬
性クリンカー組成物(A)におけるC127を主成分と
するクリンカーでは、上記カルシウムアルミネート相量
を50重量%以上とすることは勿論のこと、急硬性の確
保という観点からC127系鉱物量を可能な限り高める
ため、カルシウムアルミネート相量を70重量%以上確
保することが好ましい。また、カルシウムアルミネート
相中のC3A又はCAの含有量は25重量%以下である
ことが好ましい。
When the amount of the calcium aluminate phase is less than 50% by weight, the content of C 12 A 7 which is a quick-hardening component is small, and it is not suitable as a clinker for quick-hardening cement as in the case of jet cement clinker. It is not preferable because it becomes sufficient. Therefore, in the clinker containing C 12 A 7 as a main component in the rapid-curing clinker composition (A) of the present invention, it is not only necessary to set the amount of the calcium aluminate phase to 50% by weight or more, but also to secure the rapid-hardening property. From the viewpoint, in order to increase the amount of C 12 A 7 mineral as much as possible, it is preferable to secure the amount of calcium aluminate phase of 70% by weight or more. The content of C 3 A or CA in the calcium aluminate phase is preferably 25% by weight or less.

【0014】そして、本発明の急硬性クリンカー組成物
(A)では、上述のようなC127を主成分とするクリ
ンカーに、融液形成成分としてFe23を全体の0.1
重量%以上9重量%以下の範囲内で添加し共存させ、か
つCaF2を全体の0.1重量%以上9重量%以下の範
囲内で添加し共存させることによってクリンカー組成物
(B)を得る。このようにFe23とCaF2とを添加
共存させたことにより、低温融液相(CaO−Al23
−Fe23系)と高温融液相(C117・CaF2系)と
をそれぞれ生成させ、これによって融液生成温度差を拡
大し、この温度範囲内でのクリンカーの焼成を可能にし
たのである。
In the rapid-hardening clinker composition (A) of the present invention, the clinker containing C 12 A 7 as a main component as described above and Fe 2 O 3 as a melt forming component in a total amount of 0.1
A clinker composition (B) is obtained by adding and coexisting within a range of from 9% by weight to 9% by weight, and adding CaF 2 within a range of from 0.1% by weight to 9% by weight of the whole. . Thus, by coexisting Fe 2 O 3 and CaF 2 , the low temperature melt phase (CaO-Al 2 O 3
-Fe 2 O 3 system) and a high temperature melt phase (C 11 A 7 · CaF 2 system) are generated respectively, thereby expanding the melt generation temperature difference, and firing the clinker within this temperature range is possible. I did it.

【0015】ここで、Fe23の添加量を上記範囲とし
たのは、添加量が0.1重量%未満では、低温融液相の
生成量が不足し、ロータリーキルンなどによるような融
液を媒体とする焼結法での製造が困難となるからであ
り、一方、添加量が9重量%を超えると、低温融液相が
増加し過ぎてしまい、上述の少ない場合と同様に融液を
媒体とする焼結法での製造が困難となり、しかも急硬性
成分であるC127系鉱物の含有量が少なくなってしま
い、急硬性が低下するからである。また、CaF2の添
加量を上記範囲としたのは、添加量が0.1重量%未満
では、低温融液相と高温融液相との融液生成温度の拡大
が不十分となり、やはりロータリーキルンなどによるよ
うな融液を媒体とする焼結法での製造が困難となるから
であり、一方、添加量が9重量%を超えると、高温融液
相が増加し過ぎてしまい、上述の少ない場合と同様に融
液を媒体とする焼結法での製造が困難となり、しかも急
硬性成分であるC127系鉱物の含有量が少なくなって
しまい、急硬性が低下するからである。
Here, the amount of Fe 2 O 3 added is in the above range because when the amount added is less than 0.1% by weight, the amount of low-temperature melt phase produced is insufficient and melt such as in a rotary kiln is used. This is because it becomes difficult to manufacture by a sintering method using as a medium. On the other hand, when the addition amount exceeds 9% by weight, the low temperature melt phase increases too much, and the melt is melted in the same manner as in the above-mentioned few cases. the production of a sintering method with medium becomes difficult, yet the content of C 12 a 7 based mineral becomes less is steeper rigid component, because rapid hardening is reduced. Further, the amount of CaF 2 added is in the above range, because if the amount added is less than 0.1% by weight, the expansion of the melt generation temperature between the low temperature melt phase and the high temperature melt phase becomes insufficient, and again the rotary kiln This is because it becomes difficult to manufacture by a sintering method using a melt as a medium as described above. On the other hand, when the addition amount exceeds 9% by weight, the high temperature melt phase increases too much, and as in the case it is difficult to manufacture in a sintering process to medium melt, yet will be the content of C 12 a 7 mineral is steeper rigid component becomes small, because rapid hardening is reduced.

【0016】このようにして得られたクリンカー組成物
(B)は、これを焼結すると、CaF2が速硬性成分で
あるCaO及びAl23と反応して高温融液相となるC
117・CaF2を生成し、Fe23がCaO及びAl2
3と反応して低温融液相となるCaO−Al23−F
23系物質を生成する。従って、高温融液相を固相と
し、共存する低温融液相を融液相とする温度範囲、すな
わちC117・CaF2が溶解せず、しかもCaO−Al
23−Fe23系物質が溶融する温度範囲を焼結温度と
することにより、ロータリーキルン等による焼結法によ
ってクリンカーを焼成することが可能となるのである。
When the clinker composition (B) thus obtained is sintered, CaF 2 reacts with the fast-hardening components CaO and Al 2 O 3 to form a high temperature melt phase C.
11 A 7 · CaF 2 is produced, and Fe 2 O 3 is converted to CaO and Al 2
O 3 becomes the low-temperature melt phase reacts with CaO-Al 2 O 3 -F
e 2 O 3 type substance is produced. Therefore, the temperature range in which the high-temperature melt phase is the solid phase and the coexisting low-temperature melt phase is the melt phase, that is, C 11 A 7 .CaF 2 is not dissolved, and CaO--Al
By setting the temperature range in which the 2 O 3 —Fe 2 O 3 based material melts to the sintering temperature, the clinker can be fired by a sintering method using a rotary kiln or the like.

【0017】さらに、本発明の急硬性クリンカー組成物
(A)では、上述のようなクリンカー組成物(B)に、
鉱物相としてC2S系のカルシウムシリケート相及び/
又はC2AS系のカルシウムアルミノシリケート相を全
体の0.1〜50重量%、好ましくは0.1〜30重量
%共存させ、かつC3S系のカルシウムシリケート相は
共存させないものである。ここで、C2S系のカルシウ
ムシリケート相及び/又はC2AS系のカルシウムアル
ミノシリケート相の共存量を上記範囲としたのは、共存
量が0.1重量%未満では、天然原料を使用した場合に
は、事実上、組成設計が困難となるからであり、一方、
共存量が50重量%を超えると、急硬性成分であるC12
7系のカルシウムアルミネート相の含有量が低下する
からである。また、C3S系のカルシウムシリケート相
が含有されていると、石灰飽和度が増加し、遊離CaO
が残り易くなってしまうという問題が発生する。
Furthermore, in the rapid hardening clinker composition (A) of the present invention, the clinker composition (B) as described above is added to
C 2 S-based calcium silicate phase as mineral phase and /
Alternatively, the C 2 AS-based calcium aluminosilicate phase is allowed to coexist in an amount of 0.1 to 50% by weight, preferably 0.1 to 30% by weight, and the C 3 S-based calcium aluminosilicate phase is not allowed to coexist. Here, the coexisting amount of the C 2 S-based calcium silicate phase and / or the C 2 AS-based calcium aluminosilicate phase is set to the above range because a natural raw material is used when the coexisting amount is less than 0.1% by weight. This is because, in practice, composition design becomes difficult, while
When the coexisting amount exceeds 50% by weight, C 12 which is a rapid hardening component is used.
This is because the content of the A 7 type calcium aluminate phase is reduced. In addition, when the C 3 S-based calcium silicate phase is contained, the lime saturation increases and free CaO
However, there is a problem that it becomes easy to remain.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明する。 (実験例1)表1に示す組成のクリンカー組成物を焼結
法により合成し、急硬性の比較試験を実施した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. (Experimental Example 1) A clinker composition having a composition shown in Table 1 was synthesized by a sintering method, and a comparative test of rapid hardness was performed.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】急硬性の比較試験は、試製クリンカーを紛
砕して、これを急硬性クリンカー粉末とし、これらクリ
ンカー粉末を用いて以下の手順によるプロクター貫入抵
抗試験(5℃、20℃)を実施した。普通セメントを使
用したモルタルの混練をJIS R 5201にしたが
って行なった後30分間静置し、その後急硬性クリンカ
ー粉末を添加して30秒間混練してプロクター貫入抵抗
試験に供した。プロクター貫入抵抗試験は、コンクリー
トの凝結試験方法(JIS A 6204)に準じて行
なった。その結果を表2ならびに図1に示す。図1は、
5℃における貫入抵抗値の経時変化を示したグラフであ
る。
In the rapid hardness comparison test, a trial-made clinker was pulverized to obtain a rapid-hardening clinker powder, and a proctor penetration resistance test (5 ° C., 20 ° C.) was carried out by the following procedure using these clinker powders. . Kneading of mortar using ordinary cement was carried out in accordance with JIS R 5201 and then allowed to stand for 30 minutes, after which rapid hardening clinker powder was added and kneaded for 30 seconds and subjected to a proctor penetration resistance test. The proctor penetration resistance test was performed according to the setting test method of concrete (JIS A 6204). The results are shown in Table 2 and FIG. Figure 1
It is a graph which showed the time-dependent change of the penetration resistance value in 5 degreeC.

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】表2ならびに図1に示した結果から明かな
ように、本実施例のクリンカー組成物を用いたモルタル
は、比較例のクリンカー組成物を用いたモルタルに比べ
て、20℃のみならず5℃においても、凝結の始発なら
びに終結時間が速く、優れた急硬性を示し、遊離石灰
(遊離CaO)が残りにくいことが判る。
As is clear from the results shown in Table 2 and FIG. 1, the mortar using the clinker composition of this example is not only at 20 ° C. It can be seen that even at 5 ° C, the initiation and termination time of setting is fast, excellent rapid hardening is exhibited, and free lime (free CaO) hardly remains.

【0023】(実験例2)表3に示す組成のクリンカー
組成物を焼結法により合成し、C117・CaF2と共存
するカルシウムシリケート相の水和発熱速度(cal/
g・hr)への影響について比較試験を行った。
(Experimental Example 2) A clinker composition having a composition shown in Table 3 was synthesized by a sintering method, and a heat rate of hydration (cal / cal) of a calcium silicate phase coexisting with C 11 A 7 .CaF 2 (cal /
A comparative test was conducted for the effect on g · hr).

【0024】[0024]

【表3】 [Table 3]

【0025】水和発熱速度の比較試験は、試製クリンカ
ーを粉末度8500cm2/gに紛砕して、これを急硬
性クリンカー粉末とし、これらクリンカー粉末を用い
て、コンダクションカロリーメーターにより、20℃、
水/セメント比=1の条件で水和発熱速度を測定した。
その結果を図2に示す。図2は、共存カルシウムシリケ
ート相の水和発熱速度への影響を示したグラフであり、
図2中、曲線イは実施例9のクリンカー組成物を用いた
場合の水和時間と水和発熱速度との関係を示し、曲線ロ
は実施例10のクリンカー組成物を用いた場合のの水和
時間と水和発熱速度との関係を示し、曲線ハは比較例2
のクリンカー組成物を用いた場合の水和時間と水和発熱
速度との関係を示し、曲線ニは比較例3のクリンカー組
成物を用いた場合の水和時間と水和発熱速度との関係を
示すものである。
In the comparative test of hydration heat generation rate, a trial clinker was pulverized to a fineness of 8500 cm 2 / g to obtain a rapid-hardening clinker powder, and these clinker powders were used to measure at 20 ° C. by a conduction calorimeter. ,
The hydration heat generation rate was measured under the condition of water / cement ratio = 1.
The result is shown in FIG. FIG. 2 is a graph showing the influence of the coexisting calcium silicate phase on the hydration heat generation rate,
In FIG. 2, curve a shows the relationship between the hydration time and the hydration exothermic rate when the clinker composition of Example 9 was used, and curve b was the water when the clinker composition of Example 10 was used. The relationship between the summing time and the hydration heat generation rate is shown.
Shows the relationship between the hydration time and the hydration exothermic rate when the clinker composition of Example 2 was used, and the curve D shows the relationship between the hydration time and the hydration exothermic rate when the clinker composition of Comparative Example 3 was used. It is shown.

【0026】図2に示した結果から明かなように、カル
シウムシリケート相がC2Sである本実施例のクリンカ
ー組成物を用いた場合は、C3Sが共存している比較例
のクリンカー組成物を用いた場合に比べて、ピーク時間
が速く、ピーク高さも高くなっていることから、水和発
熱速度が速く、優れた急硬性を示すことが判る。
As is clear from the results shown in FIG. 2, when the clinker composition of this example in which the calcium silicate phase is C 2 S is used, the clinker composition of the comparative example in which C 3 S coexists. Since the peak time is faster and the peak height is higher than the case of using the product, it is understood that the hydration heat generation rate is fast and the excellent rapid hardening property is exhibited.

【0027】(実験例3)表4、表5に示す組成のクリ
ンカー組成物をロータリーキルンを用いる焼結法により
合成し、曲げ強度(5℃)、圧縮強度(5℃)、ハンド
リングタイム(5℃)の比較試験を実施した。
(Experimental Example 3) Clinker compositions having the compositions shown in Tables 4 and 5 were synthesized by a sintering method using a rotary kiln, and bending strength (5 ° C), compressive strength (5 ° C) and handling time (5 ° C). ) Was carried out.

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】[0029]

【表5】 [Table 5]

【0030】曲げ強度、圧縮強度、ハンドリングタイム
の比較試験は、試製クリンカーを紛砕して、これを急硬
性クリンカー粉末とし、これらクリンカー粉末を用いて
以下の手順により実施した。
A comparative test of bending strength, compressive strength, and handling time was carried out by crushing a trial clinker to prepare a rapid-hardening clinker powder, and using the clinker powder according to the following procedure.

【0031】[0031]

【表6】 表6中、JET−AはジェットセメントA型、HCは早
強セメントを表す。、
[Table 6] In Table 6, JET-A represents jet cement A type and HC represents early strength cement. ,

【0032】上記表6の配合のセメントを試作してJI
S R 5201に準じてモルタル強さ試験を行った。
ハンドリングタイムについては、直径1インチ、高さ2
インチの測定用コーンを用い、ビガー針装置に取り付け
たとき降下する全量が350gとなるように調整した
後、JIS R 5201によるフロー試験と同様にし
て凝結試験枠に詰め、次いでビガー針装置のコーンの尖
端をモルタル表面に接する位置にセットし、降下させた
ときの侵入深さを読み、侵入深さが1.5mmになった
ときの時間をハンドリングタイムとした(注水時を基準
とする。)。これら結果を表7に示す。
A cement having the composition shown in the above Table 6 was produced as a trial and JI
A mortar strength test was conducted according to S R 5201.
Regarding handling time, diameter 1 inch, height 2
Using an inch measuring cone, adjust so that the total amount of drop when attached to the biger needle device would be 350 g, then fill it in a coagulation test frame in the same manner as the flow test according to JIS R 5201, and then add the cone of the biger needle device. Set the point of contact with the surface of the mortar and read the depth of penetration when descending, and the time when the depth of penetration was 1.5 mm was taken as the handling time (based on water injection). . The results are shown in Table 7.

【0033】[0033]

【表7】 表7中、hは時間、dは日、h−mは時間−分、強度比
は比較例4のクリンカー組成物を用いたモルタルの3時
間後の圧縮強度を100とし、これに対する各実施例の
クリンカー組成物を用いたモルタルの3時間後の圧縮強
度の割合を示したものである。
[Table 7] In Table 7, h is time, d is day, h-m is hour-minute, and the strength ratio is 100% as the compressive strength of the mortar using the clinker composition of Comparative Example 4 after 3 hours. 3 shows the ratio of the compressive strength of a mortar using the clinker composition of Example 3 after 3 hours.

【0034】表7に示した結果から明かなように、本実
施例のクリンカー組成物を用いたモルタルは、比較例の
クリンカー組成物を用いたモルタルに比べて、早い時
間、例えば3hにおいて圧縮強度値が大きく、優れた急
硬性を示すことが判る。
As is clear from the results shown in Table 7, the mortar using the clinker composition of this example has a higher compressive strength than the mortar using the clinker composition of the comparative example at an earlier time, for example, 3 hours. It can be seen that the value is large and that it exhibits excellent rapid hardening.

【0035】(実験例4)表8に示す組成のクリンカー
組成物を焼結法により合成し、圧縮強度(20℃)の比
較試験を実施した。
(Experimental Example 4) A clinker composition having the composition shown in Table 8 was synthesized by a sintering method, and a comparative test of compressive strength (20 ° C) was carried out.

【0036】[0036]

【表8】 表8中、C117・CaF2は、焼成温度1300℃、粉
末度6500cm2/gのものである。
[Table 8] In Table 8, C 11 A 7 · CaF 2 , the calcination temperature 1300 ° C., is of fineness 6500 cm 2 / g.

【0037】圧縮強度の比較試験は、試製クリンカーを
紛砕して、これを急硬性クリンカー粉末とし、表9に示
した配合のセメントを試作してJIS R 5201に
準じてモルタル強さ試験を行った。その結果を表9に合
わせて示す。
In the comparative test of compressive strength, a trial clinker was pulverized, and this was used as a quick-hardening clinker powder, and a cement having the composition shown in Table 9 was made as a trial to perform a mortar strength test according to JIS R5201. It was The results are also shown in Table 9.

【0038】[0038]

【表9】 [Table 9]

【0039】表9に示した結果から明かなように、本実
施例のクリンカー組成物を用いたモルタルは、比較例の
クリンカー組成物を用いたモルタルに比べて、20℃に
おいても、早い時間、例えば3hにおいて圧縮強度値が
大きく、優れた急硬性を示すことが判る。
As is clear from the results shown in Table 9, the mortar using the clinker composition of this example had a shorter time at 20 ° C. than the mortar using the clinker composition of the comparative example. For example, it can be seen that the compressive strength value is large at 3 h and that the excellent rapid hardening property is exhibited.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明の急硬性クリ
ンカー組成物は、C127を主成分とするクリンカー
に、Fe23を全体の0.1〜9重量%、CaF2を全
体の0.1〜9重量%それぞれ共存させてなるクリンカ
ー組成物に、鉱物相としてC2S系のカルシウムシリケ
ート相及び/又はC2AS系のカルシウムアルミノシリ
ケート相を全体の0.1〜50重量%共存させ、かつC
3S系のカルシウムシリケート相は共存させないように
したものであるので、融液を媒体として焼結させるロー
タリキルンなどを用いての製造が容易となり、電融法に
よるC127製造上の諸問題、例えば製造コストの高騰
を解決でき、また、遊離CaOも残りにくいという利点
がある。また、急硬性セメント用のクリンカーとして、
速硬性成分の含有量が多く、常温ばかりでなく低温にお
いても硬化が速く、従来の急硬性クリンカーの問題点を
解決する優れたものとなる。また、従来のジェットセメ
ント中の速硬性成分であるC117・CaF2を単に増量
させたクリンカーよりも格段に優れた急硬性を有したも
のとなる。
As described above, the rapid-curing clinker composition of the present invention contains 0.1 to 9% by weight of Fe 2 O 3 and CaF 2 in the clinker containing C 12 A 7 as a main component. throughout clinker composition obtained by co 0.1 to 9% by weight each, the whole C 2 S system calcium silicate phase and / or C 2 aS-based calcium aluminosilicate phase as a mineral phase 0.1-50 % Coexistence, and C
Since the 3 S-based calcium silicate phase is not allowed to coexist, the production using a rotary kiln or the like in which a melt is used as a medium is facilitated, and various C 12 A 7 production methods by the electrofusion method are facilitated. There is an advantage that problems such as soaring manufacturing costs can be solved and free CaO hardly remains. Also, as a clinker for rapid hardening cement,
Since the content of the fast-curing component is large and the curing is fast not only at room temperature but also at low temperature, it is an excellent solution to the problems of conventional rapid-curing clinker. In addition, the rapid-curing property is far superior to that of the clinker in which the amount of C 11 A 7 · CaF 2 which is a fast-hardening component in the conventional jet cement is simply increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 5℃における貫入抵抗値の経時変化を示した
グラフである。
FIG. 1 is a graph showing a change with time of a penetration resistance value at 5 ° C.

【図2】 共存カルシウムシリケート相の水和発熱速度
への影響を示したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the influence of the coexisting calcium silicate phase on the heat-up rate of hydration.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C09K 103:00 (72)発明者 安藤 重裕 東京都千代田区神田美土代町1番地 住友 大阪セメント株式会社内 (72)発明者 佐藤 雅男 大阪府大阪市大正区南恩加島7−1−55 住友大阪セメント株式会社中央研究所・セ メントコンクリート研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication location // C09K 103: 00 (72) Inventor Shigehiro Ando 1 Kanda Mitoshiro-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. (72) Inventor Masao Sato 7-1-55 Minami Enkajima, Taisho-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Central Research Center / Sement Concrete Research Lab.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 急硬性セメント、急結材、速硬性セメン
ト、地盤改良材、マスキング材等硬化促進有機物による
水和遅延防止用に使用されるクリンカーであって、12
CaO・7Al23を主成分とするクリンカーに、Fe
23を全体の0.1〜9重量%、CaF2を全体の0.
1〜9重量%それぞれ共存させてなるクリンカー組成物
に、鉱物相として2CaO・SiO2系のカルシウムシ
リケート相及び/又は2CaO・Al23・SiO2
のカルシウムアルミノシリケート相を全体の0.1〜5
0重量%共存させ、かつ3CaO・SiO2系のカルシ
ウムシリケート相は共存させないようにしたことを特徴
とする急硬性クリンカー組成物。
1. A clinker used for preventing hydration delay due to hardening-promoting organic substances such as quick-setting cement, quick-setting material, quick-setting cement, ground improvement material, and masking material.
Fe is added to the clinker containing CaO · 7Al 2 O 3 as the main component.
2 O 3 is 0.1 to 9% by weight of the whole, and CaF 2 is 0.
In the clinker composition coexisting with 1 to 9% by weight, 2CaO.SiO 2 -based calcium silicate phase and / or 2CaO.Al 2 O 3 .SiO 2 -based calcium aluminosilicate phase is added as a mineral phase. 1-5
A rapid-hardening clinker composition, characterized in that 0 wt% is allowed to coexist and a 3CaO.SiO 2 -based calcium silicate phase is not allowed to coexist.
【請求項2】 12CaO・7Al23 を主成分とす
るクリンカーが、鉱物相として、12CaO・7Al2
3系からなるカルシウムアルミネート相を50重量%
以上含有し、かつカルシウムアルミネート相に占める3
CaO・Al23又はCaO・Al23の割合が0〜2
5重量%であることを特徴とする請求項1記載の急硬性
クリンカー組成物。
2. A clinker containing 12CaO.7Al 2 O 3 as a main component has a mineral phase of 12CaO.7Al 2
50% by weight of calcium aluminate phase consisting of O 3 system
3 contained in the above and occupying the calcium aluminate phase
The ratio of CaO · Al 2 O 3 or CaO · Al 2 O 3 is 0 to 2
The rapid hardening clinker composition according to claim 1, which is 5% by weight.
【請求項3】 12CaO・7Al23系のカルシウム
アルミネート相が、11CaO・7Al23・CaF2
単独、あるいは11CaO・7Al23・CaF2と1
2CaO・7Al23との混合物であることを特徴とす
る請求項1又は2記載の急硬性クリンカー組成物。
3. The 12CaO.7Al 2 O 3 -based calcium aluminate phase comprises 11CaO.7Al 2 O 3 .CaF 2
Alone or 1 with 11CaO ・ 7Al 2 O 3・ CaF 2
The rapid-hardening clinker composition according to claim 1 or 2, which is a mixture with 2CaO · 7Al 2 O 3 .
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