JPH10218643A - セメント混和材及びセメント組成物 - Google Patents

セメント混和材及びセメント組成物

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JPH10218643A
JPH10218643A JP9023519A JP2351997A JPH10218643A JP H10218643 A JPH10218643 A JP H10218643A JP 9023519 A JP9023519 A JP 9023519A JP 2351997 A JP2351997 A JP 2351997A JP H10218643 A JPH10218643 A JP H10218643A
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JP
Japan
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weight
cement
slag
composition
content
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JP9023519A
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English (en)
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Toyoshige Okamoto
豊重 岡元
Yasuyuki Ishida
泰之 石田
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Chichibu Onoda Cement Corp
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Publication date
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Publication of JPH10218643A publication Critical patent/JPH10218643A/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C04B7/14—Cements containing slag
    • C04B7/147—Metallurgical slag
    • C04B7/153—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators
    • C04B7/21—Mixtures thereof with other inorganic cementitious materials or other activators with calcium sulfate containing activators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

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  • Materials Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 （Ａ）ＣａＯ分０〜３７重量％、ＳｉＯ
2分２３〜９０重量％及びＡｌ2Ｏ3分０〜４０重量％
と、酸化鉄、アルカリ分、リン分、酸化チタン、酸化マ
ンガン及び酸化マグネシウムから選ばれる１種又は２種
以上０．１〜５０重量％又は／及びハロゲン分０．１〜
１０重量％とを含有し、ブレーン比表面積が２０００〜
１５０００である非晶質なスラグ組成物１００重量部に
対し（Ｂ）石膏を無水石膏換算で０〜９３重量部を含有
することを特徴とするセメント混和材及びこれとセメン
トを含有し、ＳＯ3 分が１〜５重量％であるセメント組
成物。 【効果】 優れた硬化体を与え、かつ廃棄物の有効利用
が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスラグ組成物を配合
したセメント混和材及びこれを含有するセメント組成物
に関し、更に詳細には各種廃棄物等の材料を溶融スラグ
化した組成物を利用し、セメントに混和することによ
り、優れた強度を有する硬化体が得られるセメント混和
材及びこれを含有するセメント組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
モルタル、コンクリート等の硬化性組成物としてセメン
トが広く用いられてきた。当該セメントはポルトランド
セメントに代表されるように石灰石を主原料とする組成
物原料をキルンを用いて焼成して得られるものであり、
水和により硬化する、いわゆる水硬性材料である。この
ようなポルトランドセメントに混合して用いられるセメ
ント混和材の一つとして、高炉水砕スラグが知られてい
る。当該高炉水砕スラグは、銑鉄製造工程で得られるス
ラグであり、おもにＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3及び、ＣａＯの
３成分からなっており、通常ＣａＯ ３８〜４５％、Ｓ
ｉＯ2 ３３〜３５％、Ａｌ2Ｏ3 １４〜１８％、ＭｇＯ
４〜８％、Ｆｅ2Ｏ3 ０．５〜２％の組成を有するとい
われている。この高炉水砕スラグは高炉で溶融された後
急冷して製造されるものであり、急冷により結晶化せ
ず、ほとんどがガラス状態となっている。このため、高
炉水砕スラグは潜在水硬性をもつといわれている。この
高炉水砕スラグの硬化は、ＣａＯ−ＳｉＯ2−Ｈ2Ｏ系の
ゲルをつくって安定化することによって起こるものであ
り、ＣａＯ分の量は当該硬化に重要な因子であるといわ
れており、特にこの高炉水砕スラグとポルトランドセメ
ントを配合した高炉セメントは長期強度が大きいこと、
化学抵抗性が高いことから港湾工事、下水道工事、排水
処理工事などに有用である。しかし、高炉セメントは表
面の硬化が劣る性質があり、そのため養生方法に注意を
要するというような欠点も有している。従って、高炉水
砕スラグに代わる良好なセメント混和材の出現が望まれ
ている。
【０００３】一方、特に大都市においては、下水汚泥や
都市ゴミの処理をはじめ、建設廃材等の各種産業廃棄物
は、その最終処分場の確保など種々の問題があり、その
リサイクルを含めた再資源化に関する調査研究が盛んに
行われている。また、下水汚泥や都市ゴミを減容化のた
め焼却した下水汚泥焼却灰や都市ゴミ焼却灰、更にはそ
れらのいっそうの減容化のため溶融処理したスラグ等に
ついても、各自治体や装置メーカーは有効利用技術の開
発を行っている。しかし、その用途は、路盤材やブロッ
クの骨材やタイルや煉瓦等の原料として利用され始めて
いるが、その量は微々たるものであり、技術的、価格的
な制約、流通の問題等から、未だに有効活用はまだまだ
少なく、かつ、積極的に有効活用されている段階でもな
く、その処理に悩んでいるのが実状である。
【０００４】例えば、下水汚泥に関しては、建設省は、
昭和５０年度以降、下水汚泥の資源化に関する調査研究
を行っている。又、下水汚泥の有効利用を促進する為、
汚泥の有効利用施設を補助対象にしている。更に、昭和
６３年度より、下水道の建設事業に汚泥製品（路盤材や
土質改良材等）を積極的に用いることを内容とする下水
汚泥資源利用モデル事業を実施している。しかし、この
ように長年その有効利用について検討しているにもかか
わらず、未だに下水汚泥焼却灰やゴミ焼却灰はもちろ
ん、それらを溶融スラグ化した溶融スラグも含めて大き
な有効活用は図られていない。
【０００５】従って本発明の目的は、このような溶融ス
ラグを利用した良好なセメント混和材及びセメント組成
物を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】斯かる実情に鑑み、本発
明者は、高炉水砕スラグに代わる新しいセメント混和材
を見出すべく種々の廃棄物を焼却溶融してスラグ化し、
その組成及びその硬化性能について種々検討してきたと
ころ、全く意外にも下水汚泥やゴミの焼却溶融スラグの
組成はそのほとんどがＣａＯ分が３７重量％以下である
にもかかわらず、特定のブレーン比表面積にし、セメン
トに混和し、ＳＯ3分を特定の範囲に調整すれば、優れ
た強度を有する硬化体が得られ、更に研究を進めた結
果、この焼却溶融スラグと同様の組成及びブレーン比表
面積を有するスラグ組成物も同様にＳＯ3分を調整すれ
ば良好な水硬性を示し、優れた強度を有する硬化体が得
られることを見出し、本発明を完成した。
【０００７】すなわち本発明は、（Ａ）ＣａＯ分０〜３
７重量％、ＳｉＯ2分２３〜９０重量％及びＡｌ2Ｏ3分
０〜４０重量％と、酸化鉄、アルカリ分、リン分、酸化
チタン、酸化マンガン及び酸化マグネシウムから選ばれ
る１種又は２種以上０．１〜５０重量％又は／及びハロ
ゲン分０．１〜１０重量％とを含有し、ブレーン比表面
積が２０００〜１５０００である非晶質なスラグ組成物
１００重量部に対し（Ｂ）石膏を無水石膏換算で０〜９
３重量部を含有することを特徴とするセメント混和材を
提供するものである。
【０００８】また、本発明は、このセメント混和材及び
セメントを含有し、ＳＯ3分が１〜５重量％の範囲であ
ることを特徴とするセメント組成物を提供するものであ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明に用いられるスラグ組成物
（Ａ）とは、粘土、石灰石、下水汚泥焼却物、ゴミ焼却
物、産業廃棄物等の種々の原料を上記の化学成分となる
ように調整したものを高温で溶融し、急冷して得られる
スラグ組成物である。ここで、各種の原料は、市販の材
料を混合して用いてもよいが、下水汚泥焼却物、ゴミ焼
却物及び産業廃棄物は、これを直接用いても化学組成が
上記の範囲にあるものがほとんどであり、経済性及び未
利用資源の有効利用の点からこれを用いるのがより好ま
しい。すなわち下水汚泥焼却溶融スラグ、ゴミ焼却溶融
スラグ及び産業廃棄物焼却溶融スラグ等の廃棄物溶融ス
ラグを用いることが好ましい。スラグ組成物（Ａ）にお
けるＣａＯ分は０〜３７重量％であるが、１〜３７重量
％、特に１〜３５重量％が好ましい。また、ＳｉＯ2 分
は、２３〜９０重量％であるが、特に２５〜９０重量％
が好ましい。更に、Ａｌ2Ｏ3分は０〜４０重量％である
が、１〜４０重量％、特に１０〜３０重量％が好まし
い。
【００１０】また、本発明に用いるスラグ組成物（Ａ）
においては、ＣａＯ分／ＳｉＯ2 分の重量比も、硬化体
の強度発現性に重要であり、当該重量比は好ましくは
１．３以下、より好ましくは１．１以下、更に好ましく
は１．０以下である。
【００１１】また、スラグ組成物（Ａ）においては、酸
化鉄（Fe2O3換算）、アルカリ分（Na2O及びK2Oの合計換
算）、リン分（P2O5換算）、酸化チタン（TiO2換算）、
酸化マンガン（MnO換算）及び酸化マグネシウム（MgO換
算）から選ばれる１種又は２種以上が合計量で０．１〜
５０重量％、又は／及びハロゲン分０．１〜１０重量％
が含まれる。ここで、酸化鉄、アルカリ分、リン分、酸
化チタン、酸化マンガン及び酸化マグネシウムはその１
種又は２種以上の合計量で０．１〜５０重量％含まれて
いればよいが、０．５〜５０重量％、特に５〜５０重量
％含まれているのが、硬化体の強度発現性の点から好ま
しい。また、これらの成分は１種又は２種以上の合計量
で０．１〜５０重量％含まれていればよいが、各成分に
ついては、酸化鉄は０〜２０重量％、アルカリ分は０〜
３０重量％、リン分は０〜２５重量％、酸化チタンは０
〜２０重量％、酸化マンガンは０〜１０重量％、酸化マ
グネシウムは０〜１５重量％の範囲であるのが好まし
い。
【００１２】このうち、酸化鉄は、０〜２０重量％含ま
れていればよいが、特に０．５〜１５重量含まれている
のが好ましい。また、アルカリ分は、０〜３０重量％含
まれていればよいが、特に０．１〜２０重量％、更には
１〜１０重量％含まれているのがより好ましい。リン分
は０〜２５重量％含まれていればよいが、特に０．５〜
１０重量％含まれているのが好ましい。酸化チタン分は
０〜２０重量％含まれていればよいが、特に０．１〜２
０重量％含まれているのが好ましい。酸化マンガンは、
０〜１０重量％含まれていればよいが、特に０．１〜５
重量％含まれているのが好ましい。酸化マグネシウムは
０〜１５重量％含まれていればよいが、特に１〜１０重
量％含まれているのが好ましい。
【００１３】また、ハロゲン分としては、フッ素及び塩
素が含まれるが、フッ素が特に好ましい。またハロゲン
分の含有量は０．１〜１０重量％であるが、０．１〜８
重量％、特に０．５〜７．５重量％が好ましい。また、
酸化鉄、アルカリ分、リン分、酸化チタン、酸化マンガ
ン及び酸化マグネシウムから選ばれる１種又は２種以上
とハロゲン分とは、いずれか一方が含まれていればよい
が、両者が含まれていてもよい。当然ながら、この両者
が含まれている場合には、これらの含有量は、上記範囲
のうちの少量の範囲でよい。
【００１４】また、スラグ組成物（Ａ）には上記成分以
外に Ｂ2Ｏ3、ＳＯ3、酸化銅、ＳnＯ2、ＺnＯ2等を少
量〜微量添加することもできる。なお、上記下水汚泥焼
却溶融スラグ及びゴミ焼却溶融スラグ等は、既に述べた
ようにＣａ成分を含まないものでもよいが、Ｃａ成分が
極端に少ないか、あるいは含まない組成のスラグの場
合、特に、ポルトランドセメント成分との組み合わせに
よる混合セメント用に適していると考えられる。ただ通
常強度発現に効果の大きいと考えられるＣ−Ｓ−Ｈ水和
物を形成させるというような観点からは、一般的にはＣ
ａ成分を含有するものであることが好ましい。
【００１５】特に、Ｃａ分の量がＣａＯに換算して、１
〜３７重量％、特に１〜３５重量％、更には、８〜３５
重量％であるゴミ焼却溶融スラグ及び下水汚泥焼却溶融
スラグ等が好ましい。なお、ＣａＯ分の量が、例えば３
７重量％より多くても、硬化性材料は得られるものの、
高炉スラグの場合と異なり、通常は、鉄分やアルカリ等
も多く含まれるため、ガラス形成酸化物であるシリカや
リン酸分が少なくなってしまいガラス化しにくくなる組
成物のものも多く、急結性のものや、かえって強度発現
性が劣るようなものになってしまう場合もある。更に
は、一般的に溶融スラグ化に高温を必要とするため焼成
エネルギーを多く必要とするようになり、その他、高温
になるにつれて炉材が急激に浸食されやすくなるという
ような、好ましくない面も現れるが、このような組成の
場合には、ポルトランドセメントと混合使用すると、好
ましい結果が得られることが多い。
【００１６】もちろんＳｉＯ2、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3 等の
材料を追加調整して、高ＣａＯ型の高炉スラグ組成に近
い組成とすることも可能である。しかし、本発明の組成
物では、ＣａＯ分をそのように多くしなくても良好な硬
化性組成物や硬化体が得られるため、むしろ、ＣａＯ分
が多くＳｉＯ2 が少ない場合には、ガラス化しやすくす
るため、例えば、ＳｉＯ2 分を追加し、相対的にＣａＯ
分を下げたもの（１≧Ｃ／Ｓのもの）をスラグ化すると
いうような処理により、上記のような問題点が改良さ
れ、その場合、アルカリや水酸化カルシウムを吸収する
というような好ましい面もあるため、むしろ必要以上に
ＣａＯ分の多い組成のものは好ましくないのである。
【００１７】なお、通常の高炉スラグ組成の場合、Ｃａ
Ｏ含有量が４０重量％程度以上のもは、そう特異的なも
のではなく、過去においても、多くの研究者が、高炉ス
ラグ関連組成について検討しているが、高炉スラグの水
和活性が高く強度発現性の良好な組成は、高炉スラグの
主要構成成分である、ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3−ＣａＯ−Ｍ
ｇＯ系の４成分合成スラグで、それぞれＳｉＯ2 ３１．
２８重量％、Ａｌ2Ｏ3 １５．４８重量％、ＣａＯ ４
９．０８重量％、ＭｇＯ ４．６９重量％と高ＣａＯの
ものが高い水和活性を有することが報告されている。ま
た、実際の高炉スラグ組成物においても、ＣａＯ分が３
５重量％程度以下になると、その反応活性は極端に低下
することが知られている。一方、本発明に用いる溶融ス
ラグ組成物では、ＣａＯ分が３５重量％程度のものはも
ちろん、従来の研究では考えられないような、８重量％
程度と非常に低いもの、更には、ＣａＯ分を含まなくと
も高い反応活性を示すことが判明しており、このような
点からも、本発明の溶融スラグは、従来の高炉スラグと
は大きく異なる。
【００１８】以上のような理由により本発明において
は、ＣａＯを上記範囲に限定している。又、上記溶融ス
ラグは、アルミナ成分を０〜４０重量％（特に１０〜３
０重量％含有するものであることが好ましい。アルミナ
成分を上記範囲に限定しているのは、４０重量％よりも
多いと強度発現性の良好な硬化体が得られなかったり、
スラグ化に非常な高温を必要とするようになり好ましく
ない面が現れるためである。また、アルミナ分を含まな
くとも、硬化性の組成物は得られるため上記範囲に限定
している。ただ、このスラグの水和によりゼオライトを
生成するためには、ある程度以上のアルミナを含有する
ことが好ましく、そのためには１０重量％〜３０重量％
のアルミナを含有することがより好ましい。
【００１９】また、スラグ組成物（Ａ）としては、シリ
カ分を、２３〜９０重量％含む組成物としているが、シ
リカ分が２３重量％より少なくなると、スラグ化（ガラ
ス化）しにくくなるとともに、強度発現性確保のために
必要なカルシウムシリケート水和物の生成量が少なくな
ってしまい、強度発現性が悪くなってしまうためであ
る。反対にシリカ分が９０重量％より多くなるとスラグ
化（ガラス化）に高温を必要とし、焼成溶融スラグ化し
にくくなるためである。
【００２０】又、上記溶融スラグは、Ｐ成分を含有する
ものであることが好ましい。特に、Ｐ分の量がＰ2Ｏ5
に換算して、0 〜２５重量％（特に１〜１０重量％）で
ある下水汚泥焼却溶融スラグや都市ゴミ焼却溶融スラグ
等が好ましい。なお、Ｐ成分については、上記範囲に限
定したのは、２５重量％より多くなると硬化や強度発現
に有効な他成分の量が相対的に少なくなり、良好な硬化
体が得られにくくなるためである。
【００２１】又、上記下水汚泥焼却溶融スラグは、Ｎａ
及び／又はＫ成分（アルカリ成分）を含有するものであ
ることが好ましい。特に、Ｎａ及びＫ分の量がＮａ2Ｏ
とＫ2Ｏの合計量に換算して、０〜３０重量％、特に
０．１〜３０重量％、更には１〜１０重量％であるゴミ
焼却溶融スラグ及び下水汚泥焼却溶融スラグ等が好まし
い。アルカリの量が３０重量％を超えると強度発現性が
悪くなり、また、硬化体からアルカリが溶出し易くなり
耐久性が悪くなるからである。なお、ポルトランドセメ
ントを用い、いわゆる混合セメントとする場合、アルカ
リが多いと特に長期強度に悪影響を及ぼすため、本スラ
グ組成物においても、他の成分との関連もあるが、通
常、アルカリは１０重量％以下のものを用いた方がより
好ましいというような場合もある。
【００２２】又、上記下水汚泥焼却溶融スラグ等は、一
般的には、Ｆｅ成分を含有するものであることが好まし
く、Ｆｅ分の量はＦｅ2Ｏ3 に換算して、０〜２０重量
％（特に０．５〜２０重量％）であるゴミ焼却溶融スラ
グ及び下水汚泥焼却溶融スラグ等が好ましい。Ｆｅ成分
は、ガラス構造の不安定化はもちろん溶融温度低下、す
なわち焼成エネルギーの低減効果が大であるが、２０重
量％より多くなると強度発現性が著しく悪くなり好まし
くない。
【００２３】又、上記下水汚泥焼却溶融スラグ等は、Ｍ
ｇ成分ＭｇＯに換算して０〜１５重量％（特に１〜１０
重量％）含有するものであることが好ましい。Ｍｇ成分
もまた、ガラスの構造を不安定化しスラグの活性化に効
果があるのであるが、１５重量％より多くなると、むし
ろ強度発現性が悪くなるためである。又、上記下水汚泥
焼却溶融スラグ等は、Ｔｉ成分をＴｉＯ2 に換算して０
〜２０重量％（特に０．１〜２０重量％）含有するもの
であることが好ましい。Ｔｉ成分もまた、ガラスの構造
を不安定化しスラグの活性化に効果があるのであるが、
２０重量％より多くなると、強度発現性が悪くなるとと
もに経済的にも不利になるためである。
【００２４】又、上記下水汚泥焼却溶融スラグ等は、Ｍ
ｎ成分をＭｎＯに換算して０〜１０重量％（特に０．１
〜５重量％）含有するものであることが好ましい。Ｍｎ
成分もまた、ガラスの構造を不安定化しスラグの活性化
に効果があるのであるが、１０重量％より多くなると、
強度発現性が悪くなるとともに経済的にも不利になるた
めである。
【００２５】又、上記下水汚泥焼却溶融スラグ等は、ハ
ロゲン（フッ素や塩素）分を０〜１０重量％、特に０．
１〜８重量％、更には０．５〜７．５重量％含有するも
のであることが好ましい。ハロゲン分もまた、ガラスの
構造を不安定化しスラグの活性化に効果があるのである
が、１０重量％より多くなると、強度発現性が悪くなる
とともに経済的にも不利になるためである。なお、ハロ
ゲンとしては、フッ素、塩素、臭素等があるが、塩素や
臭素は鉄筋を錆びさせる性質があるため、一般的には、
フッ素が好ましい。
【００２６】本発明に用いられるスラグ組成物（Ａ）
は、前記の如く、上記化学組成になるように各原料を混
合した後、高温で溶融した後急冷することにより製造す
ることができ、また、下水汚泥焼却物、ゴミ焼却物又は
産業廃棄物を溶融スラグ化することによっても製造でき
る。
【００２７】ここで、下水汚泥焼却物としては、下水汚
泥を各種方法で脱水処理したもの、例えば脱水助剤とし
て消石灰等を使用した石灰系下水汚泥焼却灰、及び脱水
助剤として高分子凝集剤を使用した高分子系下水汚泥焼
却灰が挙げられる。また、ゴミ焼却物としては、通常の
都市ゴミ焼却物が挙げられる。また産業廃棄物として
は、都市ゴミ以外の廃棄物、例えば砕石スラッジ、コン
クリート廃材等が挙げられる。
【００２８】これらの材料の溶融温度は特に制限されな
いが、通常１２００〜１６００℃が好ましく、溶融は、
例えば電気溶融方式のアーク式溶融炉、プラズマ式溶融
炉、電気抵抗式溶融炉、ガス等の燃料を用いる反射式表
面溶融炉、複写式表面溶融炉等を用いて行われる。また
急冷手段としては水冷又は風冷が挙げられるが、水冷が
特に好ましい。
【００２９】このようにして得られたスラグ組成物
（Ａ）のうち、下水汚泥焼却溶融スラグ、ゴミ焼却溶融
スラグ又は産業廃棄物溶融スラグの場合、その組成は通
常ＣａＯ分が５〜３５重量％、ＳｉＯ2 分が３０〜７０
重量％、Ａｌ2Ｏ3分が５〜２５重量％であり、酸化鉄が
２〜２０重量％、アルカリ分が１〜１５重量％、リン分
が０．５〜２３重量％、酸化チタンが０．１〜３重量
％、酸化マンガン０．１〜３重量％、酸化マグネシウム
が２〜６重量％、ハロゲンが０〜５重量％、その他ＳＯ
3 が０〜５重量％である。
【００３０】より詳細には、通常発生するゴミ焼却灰を
主体とする灰からゴミ焼却溶融スラグとした場合、これ
らの成分の含有量は、例えば、ＣａＯ分は、７〜３５重
量％、ＳｉＯ2分は、３０〜７０重量％、Ａｌ2Ｏ3分
は、５〜２２重量％程度、Ｆｅ2Ｏ3で０．５〜１５重量
％、ＭｇＯで０．５〜６重量％、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏの合計
量で２〜１５重量％、Ｐ2Ｏ5で０．５〜５重量％、ハロ
ゲン（塩素等）やＳＯ3で、それぞれ０．０〜５重量％
程度、その他ＭｎＯやＴｉＯ2が、それぞれ０．１〜１
重量％及び０．５〜３重量％程度の範囲にある。
【００３１】又、下水汚泥焼却溶融スラグの場合には、
ＣａＯ分は、５〜３５重量％程度の範囲にあり、ＳｉＯ
2分は２０〜４５の重量％程度範囲にあり、通常は、２
５〜４０重量％である。Ａｌ2Ｏ3分は、５〜２５重量％
程度の範囲にあり、通常は１０〜２０重量％で、ＭｇＯ
分は、２〜５重量％程度の範囲にあり、通常は３重量％
前後のものが多いようである。Ｐ2Ｏ5分は、石灰系下水
汚泥焼却灰の場合、１〜１０重量％程度の範囲にあり、
通常は５〜１０重量％、高分子系下水汚泥焼却灰の場
合、７〜２３重量％程度の範囲にあり、通常は７〜２０
重量％である。アルカリ分の量は、Ｎａ2ＯとＫ2Ｏの合
量で、１〜５重量％程度の範囲にあり、通常は３重量％
前後のものが多いようである。Ｆｅ分は、Ｆｅ2Ｏ3に換
算して、５〜２０重量％程度の範囲にあり、通常は１０
重量％前後のものが多いようである。
【００３２】本発明に用いられるスラグ組成物（Ａ）
は、ブレーン比表面積が２０００〜１５０００（cm2／
ｇ）の範囲内であればよいが、３０００〜１５０００
（cm2／ｇ）、特に４５００〜１５０００（cm2／ｇ）の
範囲が硬化体の強度発現性の点から好ましい。なおブレ
ーン比表面積が１５０００を超えたものも好適に使用で
きるが、粉砕にコストがかかり、経済的でないので、上
限を１５０００にしたものである。
【００３３】本発明に用いられる石膏（Ｂ）は、無水
塩、半水塩及び二水塩のいずれも使用することができ、
その使用量は無水石膏換算で、スラグ組成物１００重量
部に対して０〜９３重量部、より好ましくは２〜９３重
量部、特に好ましくは４〜９３重量部である。この使用
量の下限が０であるのは、後に硬化させるときに混合す
るセメント中に石膏が含まれている場合を考慮したため
であり、上限の９３重量部は硬化体の強度を考慮したた
めである。
【００３４】本発明のセメント混和材には、上記のスラ
グ組成物（Ａ）及び石膏（Ｂ）以外に、本発明の効果を
損なわない限り他の材料を配合することもできる。この
ような材料としては、例えば高炉スラグ、フライアッシ
ュ等が挙げられる。高炉スラグは、スラグ組成物（Ａ）
１００重量部に対し５〜２０００重量部程度配合しても
よい。
【００３５】本発明のセメント組成物は、上記セメント
混和材とセメントを含有し、ＳＯ3分が１〜５重量％の
範囲であるものである。ここで用いるセメントは、特に
限定されず、例えば、ポルトランドセメント、アルミナ
セメント等が挙げられ、就中ポルトラントセメントが好
ましい。セメント混和材に対するセメントの使用量は、
セメント自体硬化性を有するため、上限はないが、一般
的にはセメント１００重量部に対してセメント混和材を
５〜１５０重量部程度用いることが好ましい。また、本
発明のセメント組成物のＳＯ3 分は、硬化体の強度の点
で１〜５重量％の範囲としなければならないが、特に
１．２〜４．０重量％の範囲とすることが好ましい。Ｓ
Ｏ3 分は通常石膏を添加して調整することができる。
【００３６】本発明のセメント組成物は、良好な水硬性
を有するので、水と混合するのみで優れた強度を有する
硬化体とすることができる。より具体的にはセメント組
成物に水を混合し、養生硬化させることにより優れた強
度を有する硬化体を得ることができる。また、セメント
組成物に水及び骨材を混合し、養生硬化させることによ
っても硬化体を得ることができる。養生手段としては、
特に制限されないが、６０〜８０℃、４〜２４時間が好
ましい。なお、適正組成物のスラグを用い、適正処方の
組成物とすることにより、ポルトランドセメントと同
様、常温養生によってももちろん良好な硬化体を得るこ
とができる。また骨材としては、各種スラグ、通常のコ
ンクリート、モルタル、ブロック製品、建材等に使用さ
れる骨材、例えば砂、砂利、砕石、軽量骨材等を用いる
ことができる。このような下水汚泥焼却溶融スラグや都
市ゴミ焼却溶融スラグがセメントと組み合わせることに
より何故に良好に硬化するのか詳細な学問的解明は今後
の研究を待たなければならない。しかし、本発明者等
は、次のように考えた。
【００３７】下水汚泥焼却溶融スラグや都市ゴミ焼却溶
融スラグには、ガラス形成酸化物であるＳｉＯ2はもち
ろんであるが、Ａｌ2Ｏ3やＣａＯの他にも、鉄分（Ｆｅ
2Ｏ3等）、ＭｇＯ、アルカリ（Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ）、リン
分（Ｐ2Ｏ5）等も多く含まれ、更には、イオウ（Ｓ）
分、マンガン分、ＴｉＯ2も含まれ、更に、都市ゴミ焼
却灰にはハロゲン（特に塩素；Ｃｌ）も含まれるという
特徴を有している。従って、本発明者らは、高炉スラグ
の主要構成成分であるシリカ分、カルシウム分、アルミ
ナ分、及びマグネシア分等の量的関係が硬化反応に影響
していることはもちろんであるが、高炉スラグにはほと
んど含まれないか、含まれていたとしても非常に少な
い、鉄分、リン分（Ｐ2Ｏ5）、アルカリ、マンガン等が
、中でも、アルカリや鉄分、リン分、ハロゲン（塩素
やフッ素等）等が、下水汚泥焼却溶融スラグや都市ゴミ
焼却溶融スラグ等の反応性に大きく影響しているものと
考えた。
【００３８】すなわち、下水汚泥焼却溶融スラグや都市
ゴミ焼却溶融スラグは、本質的にはガラスであるが、上
記鉄分、リン分、アルカリ等が、このガラス構造を不安
定化し、活性化され、非常に反応性の高い状態になって
いると考えられる。従って、このようなスラグはアルカ
リ性の雰囲気下では浸食され易くなって、この浸食によ
り溶出した成分と、例えばポルトランドセメントの水和
により生成する水酸化カルシウム等が水和反応して、ケ
イ酸カルシウム水和物（Ｃ−Ｓ−Ｈ）や、アルカリ（カ
ルシウム）−アルミナ−シリカ等の化合物であるゼオラ
イト等の化合物を形成して強度発現性を示すようになっ
たのではないかと推察される。
【００３９】そのため、例えば、セメントとしてポルト
ランドセメントを用いた場合、適正な混合量とすること
により、水酸化カルシウムの生成をも抑えたり、生成し
ないような硬化体とすることも可能なため、従来のポル
トランドセメント硬化体の白華やアルカリ骨材反応の問
題を解決できる可能性をも有している。その他、ガラス
繊維に悪影響を及ぼすアルカリを反応吸収し、また水酸
化カルシウムも反応吸収して、その生成を少なくあるい
は生成しないようにすることができることから、ガラス
繊維強化セメントコンクリート製品（ＧＲＣ）用のセメ
ントとしての利用も可能である。また、従来のポルトラ
ンドセメントに較べ、耐酸性、耐海水性に優れた硬化体
を与え、海洋構造物、下水管等の耐蝕性を求められる構
造物に利用できる可能性がある。
【００４０】いずれにしても、詳細な硬化機構について
は、まだ不明なものの、高炉スラグと異なり非常にＣａ
Ｏ分が少ないか含まれていないスラグ系においても、一
定のブレーン比表面積とし、セメントを組み合せ、石膏
等でＳＯ3 分を１〜５重量％とすれば良好な強度発現性
を示すセメント組成物が得られる。
【００４１】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれに何ら限定されるものではない。
【００４２】実施例１ 石灰系下水汚泥溶融スラグ「大阪市下水道公社品で主要
化学成分（重量％）；ＳｉＯ2 ３３．４、Ａｌ2Ｏ3 １
４．２、Ｆｅ2Ｏ3 ５．０、ＣａＯ ３３．９、ＭｇＯ
２．４、Ｐ2Ｏ5 ７．０、Ｓ １．１、Ｎａ2Ｏ ０．７
５、Ｋ2Ｏ ０．６８、その他」（Ｃ／Ｓ＝１．１０）を
ボールミルにて粉末度が、ブレーン値で３５００及び４
５００cm2／ｇとなるよう粉砕したものそれぞれ５重量
部に、普通ポルトランドセメント「秩父小野田社品」
を、それぞれ９５重量部を混合してセメント組成物を得
た。なお、混合セメント中のＳＯ3 量は、ブレーン値３
５００cm2／ｇのものについては２重量％となるよう、
またブレーン値４５００cm2／ｇのものについては２重
量％と３重量％となるよう天然石膏にて調整し、結局３
種類の混合セメント試料を得た。これら混合セメントを
ＩＳＯの標準砂を用いて、ＩＳＯモルタル強さ試験方法
（セメント：砂＝１：３、水セメント比５０％、４cm×
４cm×１６cm）に準じて混練成形し、２０℃湿空にて１
日間養生した後、脱型後、２０℃にて水中養生し、３
日、７日、２８日及び９１日後の圧縮強さを求めた。ま
た最終養生品については、硬化体のＸ線解析試験を行
い、Ｃａ（ＯＨ） 2の残存量について確認した。
【００４３】実施例２ 実施例１の下水汚泥スラグ粉砕品を２０重量部、普通ポ
ルトランドセメントの混合割合を８０重量部とした他
は、実施例１と同様に処理し、３日、７日、２８日及び
９１日後の圧縮強さをもとめ、また硬化体中のＣａ（Ｏ
Ｈ）2の残存量について確認した。
【００４４】実施例３ 実施例１の下水汚泥スラグ粉砕品を４０重量部、普通ポ
ルトランドセメントの混合割合を６０重量部とした他
は、実施例１と同様に処理し、３日、７日、２８日及び
９１日後の圧縮強さを求め、また硬化体中のＣａ（Ｏ
Ｈ）2の残存量について確認した。
【００４５】実施例４ 実施例１の下水汚泥スラグ粉砕品の代わりに、東京都の
高分子系下水汚泥焼却溶融スラグ「主要化学成分（重量
％）；ＳｉＯ2 ４６．３、Ａｌ2Ｏ3 １８．４、Ｆｅ2Ｏ
3 ９．０、ＣａＯ ９．４、ＭｇＯ ３．０、Ｐ2Ｏ5 １
４．１、Ｎａ2Ｏ １．３７、Ｋ2Ｏ ２．６９、その他」
（Ｃ／Ｓ＝０．２１）を用い、該粉砕品を５重量部、普
通ポルトランドセメントの混合割合を９５重量部とした
他は、実施例１と同様に処理し、３日、７日、２８日及
び９１日後の圧縮強さを求め、また硬化体中のＣａ（Ｏ
Ｈ）2の残存量について確認した。
【００４６】実施例５ 実施例４の下水汚泥焼却溶融スラグを用い、該粉砕品を
２０重量部、普通ポルトランドセメントの混合割合を８
０重量部とした他は、実施例１と同様に処理し、３日、
７日、２８日及び９１日後の圧縮強さを求めた。
【００４７】実施例６ 実施例４の下水汚泥焼却溶融スラグを用い、該粉砕品を
４０重量部、普通ポルトランドセメントの混合割合を６
０重量部とした他は、実施例１と同様に処理し、３日、
７日、２８日及び９１日後の圧縮強さを求め、また硬化
体中のＣａ（ＯＨ）2の残存量について確認した。
【００４８】実施例７ 実施例１の下水汚泥スラグ粉砕品の代わりに、横浜市の
ゴミ焼却灰をアルミナ製の容器に入れ、電気炉で１４０
０℃にて１時間溶融後、水中に投入して急冷して得たゴ
ミ焼却溶融スラグ「主要化学成分（重量％）；ＳｉＯ2
３８．１、Ａｌ 2Ｏ3 １７．２、Ｆｅ2Ｏ3 １２．１、Ｃ
ａＯ １９．６、ＭｇＯ ３．２、ＳＯ3０．６、Ｎａ2Ｏ
２．６１、Ｋ2Ｏ １．３４、ＴｉＯ2 １．７４、 Ｐ2
Ｏ5 １．６、その他」（Ｃ／Ｓ＝０．５３）を、水中に
投入急冷してスラグ化したゴミ焼却溶融スラグを用い、
該粉砕品を５重量部、普通ポルトランドセメントの混合
割合を９５重量部とした他は、実施例１と同様に処理
し、３日、７日、２８日及び９１日（ブレーン値４５０
０cm2／ｇ品のみ）後の圧縮強さを求め、また硬化体中
のＣａ（ＯＨ）2の残存量について確認した。
【００４９】実施例８ 実施例７のゴミ焼却溶融スラグを用い、該粉砕品を２０
重量部、普通ポルトランドセメントの混合割合を８０重
量部とした他は、実施例１と同様に処理し、３日、７
日、２８日及び９１日（ブレーン値４５００cm2／ｇ品
のみ）後の圧縮強さを求め、また硬化体中のＣａ（Ｏ
Ｈ）2の残存量について確認した。
【００５０】実施例９ 実施例７のゴミ焼却溶融スラグを用い、該粉砕品を４０
重量部、普通ポルトランドセメントの混合割合を６０重
量部とした他は、実施例１と同様に処理し、３日、７
日、２８日及び９１日（ブレーン値４５００cm2／ｇ品
のみ）後の圧縮強さを求め、また硬化体中のＣａ（Ｏ
Ｈ）2の残存量について確認した。
【００５１】実施例１０ 実施例７のゴミ焼却溶融スラグの代わりに、埼玉県吉川
市（旧吉川町）のゴミ焼却溶融スラグ「主要化学成分
（重量％）；ＳｉＯ2 ３６．６、Ａｌ2Ｏ3 １８．８、
Ｆｅ2Ｏ3 ８．２、ＣａＯ ２１．５、ＭｇＯ ３．７、
Ｎａ2Ｏ ３．２４、Ｋ2Ｏ １．３３、Ｐ2Ｏ5 ２．６、
その他」（Ｃ／Ｓ＝０．６０）を用い、該粉砕品を５重
量部、普通ポルトランドセメントの混合割合を９５重量
部とした他は、実施例１と同様に処理し、３日、７日、
２８日及び９１日（ブレーン値４５００cm2／ｇ品の
み）後の圧縮強さを求め、また硬化体中のＣａ（ＯＨ）
2の残存量について確認した。
【００５２】実施例１１ 実施例１０のゴミ焼却溶融スラグを用い、該粉砕品を２
０重量部、普通ポルトランドセメントの混合割合を８０
重量部とした他は、実施例１と同様に処理し、３日、７
日、２８日及び９１日後の圧縮強さを求め、また硬化体
中のＣａ（ＯＨ）2の残存量について確認した。
【００５３】実施例１２ 実施例１０のゴミ焼却溶融スラグを用い、該粉砕品を４
０重量部、普通ポルトランドセメントの混合割合を６０
重量部とした他は、実施例１と同様に処理し、３日、７
日、２８日及び９１日（ブレーン値４５００cm2／ｇ品
のみ）後の圧縮強さを求め、また硬化体中のＣａ（Ｏ
Ｈ）2の残存量について確認した。
【００５４】実施例１３ それぞれ関東化学社品の特級試薬を用いてＳｉＯ2 ５０
重量％、ＣａＯ ０重量％、Ａｌ2Ｏ3 ３０重量％、Ｆｅ
2Ｏ3 ５重量％、ＭｇＯ ５重量％、Ｐ2Ｏ5 ５重量％、
Ｎａ2Ｏ ５重量％となるよう調整した試料（Ｃ／Ｓ＝
０）を、１３７０℃で６０分、１４２０℃で６０分、１
５２０℃で２０分間加熱溶融し、その後水中に流し出し
急冷して溶融スラグを得た。該溶融スラグをボールミル
にて粉末度が、ブレーン値で３０００cm2／ｇとなるよ
う粉砕したもの２０重量部を、普通ポルトランドセメン
トの「秩父小野田社品」を８０重量部と混合して混合セ
メント組成物を得た。なお、混合セメント中のＳＯ3 量
は、２％となるよう天然石膏にて調整した。この混合セ
メントをＩＳＯの標準砂を用いて、ＩＳＯモルタル強さ
試験方法（セメント：砂＝１：３、水セメント比５０
％、４cm×４cm×１６cm）に準じて混練成形し、蒸気養
生装置（タバイ製）を用い、室温から８０℃まで湿空状
態にて３時間かけて昇温した後、１２時間保持養生後、
室温まで２時間かけて冷却したものについて脱型後、圧
縮強さを求めた。
【００５５】実施例１４ 実施例１３の溶融スラグを用い、該粉砕品を４０重量
部、普通ポルトランドセメントの混合割合を６０重量部
とした他は、実施例１３と同様に処理し、圧縮強さを求
めた。
【００５６】実施例１５ それぞれ関東化学社品の特級試薬を用いてＳｉＯ2 ６０
重量％、ＣａＯ ０重量％、Ａｌ2Ｏ3 ２０重量％、Ｆｅ
2Ｏ3 ５重量％、ＭｇＯ ５重量％、Ｎａ2Ｏ５重量％、
Ｐ2Ｏ5 ２．５重量％、フッ素 ２．５重量％（ＮａＦに
て調整した）となるよう調整した試料を、１３００℃で
６０分間、１４００℃で３０分間、１５００℃で２０分
間加熱溶融し、その後水中に流し出し急冷して溶融スラ
グを得、以下、実施例１３と同様に処理し圧縮強さを測
定した。
【００５７】実施例１６ 実施例２１の溶融スラグを用い、粉末度を変えて粉砕し
た該粉砕品を４０重量部を、それぞれ普通ポルトランド
セメントの混合割合を６０重量部とした他は、実施例１
３と同様に処理し圧縮強さを求めた。
【００５８】実施例１７ それぞれ関東化学社品の特級試薬を用いてＳｉＯ2 ６５
重量％、ＣａＯ ０重量％、Ａｌ2Ｏ3 １５重量％、Ｆｅ
2Ｏ3 ５重量％、ＭｇＯ ５重量％、Ｎａ2Ｏ０重量％、
フッ素 ５重量％（ＮａＦにて調整した）となるよう調
整した試料（Ｃ／Ｓ＝０）を、１３００℃で１時間、１
４００℃で６０分間、１５００℃で２０分間加熱溶融
し、その後水中に流し出し急冷して溶融スラグを得、以
下、実施例１３と同様に処理し圧縮強さを測定した。
【００５９】実施例１８ 実施例１７の溶融スラグを用い、該粉砕品を４０重量
部、普通ポルトランドセメントの混合割合を６０重量部
とした他は、実施例１３と同様に処理し、圧縮強さを求
めた。
【００６０】実施例１９ それぞれ関東化学社品の特級試薬を用いてＳｉＯ2 ８５
重量％、ＣａＯ ０重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０重量％、Ｆｅ2
Ｏ3 １０重量％、Ｎａ2Ｏ ５重量％となるよう調整した
試料（Ｃ／Ｓ＝０）を、１５００℃で１時間、１５５０
℃で４０分間、１５８０℃で２０分間加熱溶融し、その
後水中に流し出し急冷して溶融スラグを得た。該溶融ス
ラグをボールミルにて粉末度が、ブレーン値で４５００
cm2／ｇとなるよう粉砕したもの、２０重量部を、それ
ぞれ普通ポルトランドセメント「秩父小野田社品」８０
重量部と混合し混合セメント組成物を得、以下、実施例
１３と同様に処理し圧縮強さを測定した。
【００６１】実施例２０ 実施例１９の溶融スラグを用い、該粉砕品を４０重量
部、普通ポルトランドセメントの混合割合を６０重量部
とした他は、実施例１３と同様に処理し、圧縮強さを求
めた。
【００６２】実施例２１ それぞれ関東化学社品の特級試薬を用いてＳｉＯ2 ９０
重量％、ＣａＯ ０重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０重量％、Ｎａ2
Ｏ ５重量％、フッ素 ５重量％（ＮａＦにて調整した）
となるよう調整した試料（Ｃ／Ｓ＝０）を、１５００℃
で６０分間、１５５０℃で６０分間、１５８０℃で２０
分間加熱溶融し、その後水中に流し出し急冷して溶融ス
ラグを得、以下、実施例１９と同様に処理し圧縮強さを
測定した。
【００６３】実施例２２ 実施例２１の溶融スラグを用い、該粉砕品を４０重量
部、普通ポルトランドセメントの混合割合を６０重量部
とした他は、実施例１９と同様に処理し、圧縮強さを求
めた。
【００６４】実施例２３ それぞれ関東化学社品の特級試薬を用いてＳｉＯ2 ５０
重量％、ＣａＯ ０重量％、Ａｌ2Ｏ3 ０重量％、Ｆｅ2
Ｏ3 １０重量％、ＭｇＯ １５重量％、Ｎａ2Ｏ１５重量
％となるよう調整した試料（Ｃ／Ｓ＝０）を電気炉に
て、１２００℃で１時間、１３００℃で１時間加熱溶融
し、その後水中に流し出し急冷して溶融スラグを得た。
該溶融スラグをボールミルにて粉末度が、ブレーン値で
４５００cm2／ｇとなるよう粉砕したもの、２０重量部
を、それぞれ普通ポルトランドセメント「秩父小野田社
品」８０重量部と混合し混合セメント組成物を得、以
下、実施例１３と同様に処理し圧縮強さを測定した。
【００６５】実施例２４ 実施例２３のスラグ粉砕品を用い、該粉砕品を４０重量
部、普通ポルトランドセメントの混合割合を６０重量部
とした他は、実施例１３と同様に処理し、蒸気養生後の
圧縮強さを求めた。
【００６６】実施例２５ 実施例１のスラグ粉砕品を用い、該粉砕品を５重量部、
日本鋼管社の高炉スラグ「化学成分；ＳｉＯ2 ３２．２
重量％、ＣａＯ ４１．３重量％、Ａｌ2Ｏ3 １５．０重
量％、Ｆｅ2Ｏ3 １．０重量％、ＭｇＯ ７．８重量％、
Ｎ」（Ｃ／Ｓ＝１．３７）１５重量部、普通ポルトラン
ドセメント８０重量部、ＳＯ3 量を３重量％とした他
は、実施例１と同様に処理し、圧縮強さを測定した。
【００６７】比較例１ 実施例１の下水汚泥焼却溶融スラグの代わりに、日本鋼
管社の高炉スラグ「化学成分；ＳｉＯ2 ３２．２重量
％、ＣａＯ ４１．３重量％、Ａｌ2Ｏ3 １５．０重量
％、Ｆｅ2Ｏ3 １．０重量％、ＭｇＯ ７．８重量％、
Ｎ」（Ｃ／Ｓ＝１．３７）を用い、該粉砕品を５重量
部、普通ポルトランドセメントの混合割合を９５重量部
とした他は、実施例１と同様に処理し、３日、７日、２
８日及び９１日後の圧縮強さを求め、また硬化体中のＣ
ａ（ＯＨ）2の残存量について確認した。
【００６８】比較例２ 比較例１の高炉スラグを用い、該粉砕品を２０重量部、
普通ポルトランドセメントの混合割合を４０重量部とし
た他は、実施例１と同様に処理し、３日、７日、２８日
及び９１日後の圧縮強さを求めた。
【００６９】比較例３ 比較例１の高炉スラグを用い、該粉砕品を４０重量部、
普通ポルトランドセメントの混合割合を６０重量部とし
た他は、実施例１と同様に処理し、３日、７日、２８日
及び９１日後の圧縮強さを求め、また硬化体中のＣａ
（ＯＨ）2 の残存量について確認した。
【００７０】比較例４ 普通ポルトランドセメントのみを用いて実施例１と同様
に処理し、３日、７日、２８日及び９１日後の圧縮強さ
を求め、また硬化体中のＣａ（ＯＨ）2 の残存量につい
て確認した。
【００７１】比較例５ 普通ポルトランドセメントのみを用いて実施例１３と同
様に処理し、蒸気養生後の圧縮強さを求め、また硬化体
中のＣａ（ＯＨ）2 の残存量について確認した。
【００７２】比較例６ 実施例２１の溶融スラグの代わりに、ＩＳＯの標準砂を
用い、ボールミルにて粉末度がブレーン値で４５００cm
2／ｇとなるよう粉砕したもの、２０重量部を、普通ポ
ルトランドセメント「秩父小野田社品」８０重量部と混
合し混合セメント組成物を得、以下、実施例１３と同様
に処理し圧縮強さを測定した。
【００７３】比較例７ 比較例６の標準砂粉砕品を用い、該粉砕品を４０重量
部、普通ポルトランドセメントの混合割合を６０重量部
とした他は、実施例１３と同様に処理し、蒸気養生後の
圧縮強さを求めた。上記実施例１〜実施例２５及び比較
例１〜比較例７で得た試料について、その圧縮強さを調
べた結果を使用したスラグのブレーン値が３５００cm2
／ｇの場合について表１に、ブレーン値が４５００cm2
／ｇの場合について表２に、蒸気養生試験の場合の実施
例について表３に示す。
【００７４】
【表１】
【００７５】
【表２】
【００７６】
【表３】
【００７７】実施例２６ 石灰系下水汚泥溶融スラグ「大阪市下水道公社品で主要
化学成分（重量％）；ＳｉＯ2 ３３．４、Ａｌ2Ｏ3 １
４．２、Ｆｅ2Ｏ3 ５．０、ＣａＯ ３３．９、ＭｇＯ
２．４、Ｐ2Ｏ5 ７．０、Ｓ １．１、Ｎａ2Ｏ ０．７
５、Ｋ2Ｏ ０．６８、その他」（Ｃ／Ｓ＝１．１０）を
ボールミルにて粉末度が、ブレーン値で８０００cm2／
ｇとなるよう粉砕したものをそれぞれ５重量部に、普通
ポルトランドセメント「秩父小野田社品」、それぞれ９
５重量部を混合してセメント組成物を得た。なお、混合
セメント中のＳＯ3 量は、３重量％となるように天然石
膏にて調整し混合セメントを得た。これらの混合セメン
トをＩＳＯの標準砂を用いて、ＩＳＯモルタル強さ試験
方法（セメント：砂＝１：３、水セメント比５０％、４
cm×４cm×１６cm）に準じて混練成形し、２０℃湿空に
て１日間養生した後、脱型後、２０℃にて水中養生し、
圧縮強さを求めた。その結果１日後の圧縮強さは１６７
（kgf／cm2）であり、７日後は４７４（kgf／cm2）、２
８日後は６００（kgf／cm2）であった。
【００７８】実施例２７ 実施例２６の下水汚泥溶融スラグ粉砕品を２０重量部、
普通ポルトランドセメントの混合割合を８０重量部とし
た以外は、実施例２６と同様に処理し、圧縮強さを求め
た。その結果１日後の圧縮強さは１４０（kgf／cm2）で
あり、３日後は２９３（kgf／cm2）、７日後は３９８
（kgf／cm2）、２８日後は５７６（kgf／cm2）であっ
た。
【００７９】実施例２８ 実施例２６において、ブレーン値を４５００cm2／ｇと
しＳＯ3 量を５重量％とした以外は実施例２６と同様に
処理し、圧縮強さ（１日及び３日後）を求めた。その結
果、１日後の圧縮強さは１１３（kgf／cm2）であり、３
日後は１９７（kgf／cm2）であった。
【００８０】比較例８ 実施例２８において、スラグ粉砕品を２０重量部、普通
ポルトランドセメントの混合割合を８０重量部とし、Ｓ
Ｏ3 量を６重量％とした以外は実施例２８と同様に処理
し、圧縮強さ（１日及び３日後）を求めた。その結果１
日後の圧縮強さは８０（kgf／cm2）であり、３日後は１
３４（kgf／cm2）であった。
【００８１】実施例２９ 関東化学社品の特級試薬を用いてＳｉＯ2 ２３．５重量
％、Ａｌ2Ｏ3 ３０．０重量％、Ｆｅ2Ｏ3 ５．０重量
％、ＣａＯ ３０．５重量％、ＭｇＯ ５．０重量％、Ｎ
ａ2Ｏ ５．０重量％、Ｆ １．０重量％となるよう調製
した試料（Ｃ／Ｓ＝１．３０）を１３８０℃で６０分、
１４３０℃で６０分、１５００℃で１５分間加熱溶融
し、その後、水中に流し出し急冷して溶融スラグを得
た。この溶融スラグを粉末度がブレーン値で４５００cm
2／ｇとなるようボールミルにて粉砕したもの１０重量
部を、普通ポルトランドセメントの「秩父小野田社品」
８５重量部と無水石膏５重量部とを混合してＳＯ3 量が
４．６重量％の混合セメント組成物を得た。この混合セ
メントをＩＳＯの標準砂を用いて、ＩＳＯモルタル強さ
試験方法（セメント：砂＝１：３、水セメント比５０
％、４cm×４cm×１６cm）に準じて混練成形し、２０℃
湿空にて１日間養生した後、脱型後、２０℃にて水中養
生し、１日及び３日後の圧縮強さを求めた。その結果、
１日後の圧縮強度は１３８（kgf／cm2）であり、７日後
の圧縮強度は５１８（kgf／cm2）であった。
【００８２】比較例９ 実施例２９において、普通ポルトランドセメントを８０
重量部とし、無水石膏を１０重量部用いた他は実施例２
９と同様にし、ＳＯ3 量が７．３重量％の混合セメント
組成物を得た。これについて実施例２９と同様な試験を
行ったところ、１日後の圧縮強度は１２３（kgf／cm2）
であり、７日後の圧縮強度は２５５（kgf／cm2）であ
り、実施例２９の約半分であった。
【００８３】
【発明の効果】本発明のセメント混和材は、下水汚泥焼
却灰やゴミ焼却灰を原料とすることができるため、これ
らの有効利用・資源化が図れ、更にこの混和材とセメン
トを含み、一定のＳＯ3 分を持つセメント組成物は優れ
た強度を有する硬化体を与える。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０４Ｂ 18:04）

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）ＣａＯ分０〜３７重量％、ＳｉＯ
    2分２３〜９０重量％及びＡｌ2Ｏ3分０〜４０重量％
    と、酸化鉄、アルカリ分、リン分、酸化チタン、酸化マ
    ンガン及び酸化マグネシウムから選ばれる１種又は２種
    以上０．１〜５０重量％又は／及びハロゲン分０．１〜
    １０重量％とを含有し、ブレーン比表面積が２０００〜
    １５０００である非晶質なスラグ組成物１００重量部に
    対し（Ｂ）石膏を無水石膏換算で０〜９３重量部含有す
    ることを特徴とするセメント混和材。
  2. 【請求項２】 スラグ組成物（Ａ）が廃棄物溶融スラグ
    である請求項１記載のセメント混和材。
  3. 【請求項３】 スラグ組成物（Ａ）において、酸化鉄が
    ０〜２０重量％、アルカリ分が０〜３０重量％、リン分
    が０〜２５重量％、酸化チタンが０〜２０重量％、酸化
    マンガンが０〜１０重量％、酸化マグネシウムが０〜１
    ５重量％の範囲であって、これらの１種又は２種以上の
    合計量が０．１〜５０重量％である請求項１又は２記載
    のセメント混和材。
  4. 【請求項４】 廃棄物溶融スラグが、下水汚泥焼却溶融
    スラグ、ゴミ焼却溶融スラグ及び産業廃棄物焼却溶融ス
    ラグから選ばれる１種又は２種以上である請求項２記載
    のセメント混和材。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載のセメ
    ント混和材及びセメントを含有し、ＳＯ3分１〜５重量
    ％の範囲であることを特徴とするセメント組成物。
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