KR100875447B1 - Method for producing cement with controlled interstitial phase of clinker - Google Patents

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Abstract

Cement manufactured by using a gap phase of a controlled clinker is provided to reduce an exhaust of carbon dioxide, to save energy and to protect environment by reducing a fuel-used quantity and using lime stone having lower quality. Cement is manufactured by synthesizing a clinker of which a lime saturation factor(LSF) is 91 and an A/F ratio(aluminate to ferrite) is 0.15~0.30 or the LSF is 90 - 85, a silica modulus is over 2.5, an iron modulus is below 1.5 and the A/F ratio is 0.15~0.30. An SO3 content of the clinker is controlled to 0.5~1.0 weight%.

Description

조절된 클링커의 간극상을 이용한 시멘트 제조방법{Method for producing cement with controlled interstitial phase of clinker}Method for producing cement with controlled interstitial phase of clinker

본 발명은 시멘트의 제조에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 연료사용량의 감소 및 저품위 석회석의 활용으로 이산화탄소 배출량을 감소시켜 에너지 절감 및 환경보호를 이룰 수 있으며 소비자가 원하는 기능을 갖춘 시멘트의 제조에 관한 것이다. The present invention relates to the production of cement, and more particularly, to reducing energy consumption and utilization of low-grade limestone to reduce carbon dioxide emissions and to achieve energy saving and environmental protection, and to manufacturing cement having functions desired by consumers. .

고도로 발달한 산업화로 인해 지구대기환경의 변화가 가속되고, 이에 따라 기상이변으로 인한 피해도 늘어나는 추세이다. 따라서 전세계적으로 온실가스량 발생저감을 위한 노력이 진행되고 있는 상태이다.  Due to the highly developed industrialization, changes in the global atmospheric environment are accelerating, and accordingly, damage due to extreme weather is also increasing. Therefore, efforts are being made to reduce greenhouse gas emissions worldwide.

시멘트 업계는 대표적인 에너지 다소비, 이산화탄소(CO2) 가스 다량 발생 산업으로서 CO2 가스 발생과정은 raw materials로부터 발생하는 CO2와 연소공정에서 유연탄과 연료대체제로부터 발생하는 CO2로 대별할 수 있다. 공정 중 연료 및 원료 에서의 CO2 발생비율은 ≒ 36%:64% 수준이다.Cement industry is a representative energy consumption, carbon dioxide (CO 2 ) A large amount of gas generated Industry CO 2 gas generation process can be divided into CO 2 generated from the coal and fuel substitutes on the combustion process and CO 2 generated from raw materials. CO 2 generation rate in the fuel and raw material in the process is ≒ 36%: the 64% level.

원료혼분(Raw mix)의 소성 및 유연탄과 대체재의 연소과정 중에 다량의 CO2 가스가 발생되며, 이는 현재 대두되고 있는 지구온난화와 밀접한 관련이 있다. During the firing of raw mixes and the combustion of bituminous coal and alternatives, a large amount of CO 2 gas is generated, which is closely related to the global warming that is currently emerging.

그러므로 시멘트 제조공정에서 CO2 가스 발생량을 저감시키기 위하여 여러가지 방법이 제안되어 있다. 대표적인 방법으로는 Therefore, various methods have been proposed to reduce the amount of CO 2 gas generated in the cement manufacturing process. As a representative method

1) 시멘트 클링커의 소성 온도를 낮추는 방법, 1) how to lower the firing temperature of cement clinker,

2) 클링커 사용량을 저감시켜, 최종적으로는 소성을 적게 할 수 있는 혼합 시멘트의 적용하는 방법이 있다. 2) There is a method of applying mixed cement which can reduce the amount of clinker and finally reduce the firing.

그러나 이 방법들은 현재 시멘트 제조 공정에 쉽게 적용하지 못하고 있는데, 이는 각각의 제조 방법에 따라 단점이 대두되고 있기 때문이다. However, these methods are not easily applied to the cement manufacturing process at present, because of their drawbacks.

저온소성이 가능한 벨라이트(Belite) 시멘트의 경우 조기 강도발현율이 낮으며, 응결이 길어지는 단점(이에 따른 건축공기 및 건설비용증가)이 있으며, 혼합시멘트 또한 혼합재(슬래그, 플라이애쉬 및 기타 포졸란 물질 등을 혼합)의 함량이 증가함에 따라 벨라이트(Belite) 시멘트와 유사한 단점이 나타난다. 그러므로 이러한 시멘트의 강도 및 응결 등의 기초 물성이 해결되지 않고서는 CO2를 저감할 수 있는 새로운 시멘트를 범용으로 개발, 사용할 수 없다.Belite cement, which can be fired at low temperature, has a low early strength expression rate and has a long condensation effect (increasing construction air and construction cost), and mixed cement is also mixed material (slag, fly ash and other pozzolanic materials). As a result of the increase in the content of the (or the like), similar disadvantages to the Belite cements appear. Therefore, without the basic physical properties such as strength and the condensation of such a cement it is not resolved can not develop, use a new cement for general purposes can be reduced to CO 2.

따라서 본 발명은 소비자가 원하는 기능을 갖춘 시멘트를 제조함과 동시에 연료사용량의 감소 및 저품위 석회석의 활용으로 CO2 배출량을 감소시킬 수 있는 신개념의 시멘트를 제조하여 에너지 절감 및 환경보호를 이루는 것을 목적으로 한다. Accordingly, the present invention aims to achieve energy saving and environmental protection by manufacturing cement of a new concept that can reduce CO 2 emissions by reducing fuel consumption and utilizing low-grade limestone while simultaneously manufacturing cement having a function desired by consumers. do.

또한 본 발명은 보통포틀랜드시멘트(Ordinary Portland cement: OPC)와 동등 수준의 물성 발현이 가능한 시멘트 및 혼합시멘트에 대한 연구 및 개발을 통해 저온 소성을 가능하도록 즉, 이소성성을 유발시켜 단위 유연탄의 사용량을 줄이고, 양질의 클링커를 생산할 수 있는 기술을 확보하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention is to enable the low-temperature firing through the research and development of cement and mixed cements that can exhibit the same level of physical properties as Ordinary Portland cement (OPC), that is, to induce plasticity to reduce the amount of unit bituminous coal used. It is aimed at reducing and securing the technology capable of producing high quality clinker.

또한 본 발명은 신개념의 시멘트를 개발함으로써 저품위 석회석의 사용 및 석회석 투입량 하락을 통해 CO2 발생량을 저감시키는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention aims to reduce the amount of CO 2 generated through the use of low-grade limestone and the reduction of limestone input by developing a new concept of cement.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명자의 연구에서 알루미네이트(aluminate) 광물과 페라이트(ferrite) 광물의 함량비를 물성발현에 적합하도록 조정하고, 클링커 내에 함유될 수 있는 알카리 함량을 적절히 조절하면 목적하는 시멘트를 제조할 수 있다는 사실을 알게 되어 본 발명을 완성하게 된 것이다. In the study of the present inventors for achieving the above object, by adjusting the content ratio of the aluminate (mineral) and ferrite (mineral) to suit the physical properties, and appropriately adjusting the alkali content that can be contained in the clinker It was found that the cement can be produced to complete the present invention.

본 발명에 의하면 석회포화도(Lime Saturation Factor: LSF) 91, 알루미네이트/페라이트 비(A/F)가 0.15~0.30인 클링커 합성을 통해 제조하는 것을 특징으로 하는 시멘트의 제조방법이 제공된다. According to the present invention, there is provided a method for producing cement, which is prepared by the synthesis of lime saturation factor (LSF) 91 and aluminate / ferrite ratio (A / F) of 0.15 to 0.30.

또한 본 발명에 의하면, LSF가 90~85이고, 규산율(Silica Modulud: SM)이 2.5 이상이며, 철율(Irom Modulus: IM)이 1.5이하이고, A/F 비가 0.15~0.30인 클링커 합성을 통해 제조하는 것을 특징으로 하는 시멘트의 제조방법이 제공된다. According to the present invention, the LSF is 90-85, the silica modulus (SM) is 2.5 or more, the iron modulus (Irom Modulus: IM) is 1.5 or less, and the A / F ratio is 0.15-0.30 through the clinker synthesis. Provided is a method for producing cement, which is characterized in that it is manufactured.

또한 본 발명에 의하면, 상기한 클링커가 SO3 함량을 0.5~1.0 중량%로 제어된 것임을 특징으로 하는 시멘트의 제조방법이 제공된다. In addition, according to the present invention, there is provided a method for producing cement, characterized in that the clinker is controlled by the SO 3 content of 0.5 to 1.0% by weight.

본 발명에 따르는 시멘트는 이산화탄소 발생량이 매우 낮으면서도 소성성, 유동성, 후기 재령강도 등 대부분의 물성이 우수하고 저온소성에서도 전반적으로 양호한 경향성을 유지하면 또한 OPC 보다 양호한 유동성 및 유사한 응결시간 수준을 나타낸다. The cement according to the present invention exhibits very good physical properties such as plasticity, flowability, late-age strength, and low overall carbon dioxide, and maintains a good tendency even at low temperature firing.

이하 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명에 있어서, 석회포화도( LSF = Lime Saturation Factor)는 포틀랜드 시멘트 클링커 중에 실질적으로 어떤 화합물이 생성되었는가를 알 수 있는 것을 나타내는 비율이다. 석회포화도가 높은 원료혼합물을 소성하면 SiO2는 대부분 C3S로 되기 때문에, 조강 클링커가 얻어지게 된다. 그러나 석회포화도가 높은 원료 혼합 물을 소성하기 위해서는 고온을 필요로 하기 때문에, 소성 과정이 보다 늦어지게 되고 소성되지 않은 CaO가 많이 포함된 클링커로 되기 때문에 좋지 않게 된다. 또한 석회포화도가 낮아지게됨에 따라 C2S가 많아져 장기 강도형의 시멘트가 얻어지게 된다. In the present invention, the lime saturation factor (LSF = Lime Saturation Factor) is a ratio indicating that substantially what compound is produced in the Portland cement clinker. When the raw material mixture having a high degree of lime saturation is fired, since SiO 2 is mostly C 3 S, a crude steel clinker is obtained. However, since the high temperature is required to fire the raw material mixture having a high degree of lime saturation, the firing process is slower and it is not good because it becomes a clinker containing a lot of uncalcined CaO. In addition, as the degree of lime saturation is lowered, C 2 S increases, thereby obtaining cement of long-term strength.

철율(IM = Iron Modulus)은 알루미네트와 페라이트의 양적인 관계를 표시하는 비율로서, 철율이 낮은 원료혼합물은 낮은 소성온도에도 클링커의 생성이 용이하게 된다. 철율이 낮을 때, 시멘트는 C3A가 작고, C4AF는 많기 때문에, 초기강도는 낮지만, 수화열이 작고 화학저항성이 크게 된다. 반대로 철율이 높은 원료혼합물은 소성이 어려워지기 때문에 연료소비가 증가하게 되며, 단단한 경질의 클링커가 생성되어 시멘트 밀에서의 분쇄시 에너지가 많이 소모되어 생산원가가 높아지는 결과를 가져오게 된다. Iron modulus (IM = Iron Modulus) is a ratio indicating the quantitative relationship between aluminate and ferrite, and low ferrous material mixtures facilitate the formation of clinker even at low firing temperatures. When the iron ratio is low, the cement has a low C 3 A and a high C 4 AF, so that the initial strength is low, but the heat of hydration is small and the chemical resistance is large. On the contrary, the raw material mixture having a high iron ratio increases fuel consumption because it is difficult to fire, and hard hard clinker is generated, resulting in high energy consumption during grinding in a cement mill, resulting in higher production costs.

규산율(SM = Silica Modulus)은 산기성분의 양적인 관계를 표현하는 것으로서 규산율을 사용하고 있으며, 규산율은 클링커를 소성하는 로타리킬른 내의 혼합물 거동과 클링커 품질에 영향을 미치는 중요한 수치이다. 규산율이 높아지면 원료혼합물의 소성이 어려워지기 때문에, 소성에 고온의 열이 필요하게 되고 동시에 연료소비가 증가하게 된다. 또한 킬른의 내화물을 침식시키고 소성되는 시멘트는 C2S가 많기 때문에 강도발현이 늦어진다The silicic acid rate (SM = Silica Modulus) is used to express the quantitative relationship between acid groups, and the silicic acid rate is an important value that affects the mixture behavior and clinker quality in rotary kilns firing clinker. When the silicic acid ratio is increased, the firing of the raw material mixture becomes difficult, so that high temperature heat is required for firing, and fuel consumption increases. In addition, the strength expression is delayed because the cement which erodes the kiln's refractory material and calcined has a lot of C 2 S.

클링커 구성 광물의 특징을 살펴보면 다음과 같다.The characteristics of clinker minerals are as follows.

알라이트(Alite: C3S)는 시멘트 클링커의 생산에 필요한 열에너지의 상당 부분은 원료중의 CaCO3를 CaO로 분해하고 그 소성온도를 1450℃로 유지하는데 쓰이는데, 특히, C3S는 합성시 CaO의 요구량이 가장 많으며 합성온도도 가장 높다. 따라서 원료 모듈러스(Modulus) 조정으로 C3S 함량을 줄이면 시멘트 제조 에너지의 감소에 의한 CO2 저감효과를 가질 수 있다.Alite (C 3 S) is used to decompose CaCO 3 in the raw material to CaO and to maintain its firing temperature at 1450 ℃. In particular, C 3 S is synthesized. CaO demand is the highest and synthesis temperature is the highest. Therefore, reducing the C 3 S content by adjusting the raw modulus (Modulus) may have a CO 2 reduction effect by reducing the cement production energy.

간극질상으로서, 알루미네이트상(C3A) 및 페라이트상(C4AF)은 클링커화 반응 초기에 생성되며 수화율은 빠르고 높지만 강도 증가에는 크게 기여하지 못한다.As the interstitial phase, the aluminate phase (C 3 A) and the ferrite phase (C 4 AF) are produced early in the clinkerization reaction and the hydration rate is fast and high but does not contribute significantly to the strength increase.

벨라이트(Belite: C2S)는 수화 반응속도가 느리게 진행되므로 C2S가 많으면 후기강도 증진율이 높으며, 원료중의 CaCO3의 양을 줄이면 클링커에서 C3S가 감소하고 C2S가 증가한다.Belite (C 2 S) has a slow hydration reaction rate, so the higher the strength of C 2 S, the higher the late strength enhancement rate.Reducing the amount of CaCO 3 in the raw material decreases C 3 S in the clinker and C 2 S Increases.

표 1은 시멘트 클링커 화합물의 생성을 나타낸 것이다. Table 1 shows the production of cement clinker compounds.

Figure 112007052785479-pat00001
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표 2는 시멘트 클링커 주요광물의 성질을 비교한 것이다. Table 2 compares the properties of the major cement clinker minerals.

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본 발명에 따르는 시멘트는 현재 제조되고 있는 1종 보통 포틀랜드 시멘트에 대해 보다 기능성을 부여하기 위해 개선한 시멘트로서, 기존 분류방식으로 구분한다면 1종 범위에 속하는 시멘트이다. 시멘트의 기능적인 특성으로서 클링커 구성광물인 belite(C2S) 함량을 증가시켜 저온소성과 저품위 석회석 사용량 증대를 도모할 수 있으며, 저온소성 및 저품위 석회석을 적극 활용함으로써 CO2가스 발생량을 저감할 수 있다.The cement according to the present invention is an improved cement to give more functionality to the currently produced one kind of ordinary portland cement, which is classified into one category if classified by the existing classification method. As a functional feature of cement, it is possible to increase the use of low-temperature calcined and low-grade limestone by increasing the content of belite (C 2 S), a clinker component mineral, and to reduce CO 2 gas generation by actively utilizing low-temperature calcined and low-grade limestone. have.

이하, 본 발명을 실시예의 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, the method of the present invention will be described.

[실시예]EXAMPLE

기초실험을 위하여 샘플링된 석회석(고품위-CaCO3 86%, 저품위-CaCO3 77%) 및 기타 원재료를 분쇄한 후, 검토된 플레인(Plain)과 21개의 실험 배합에 따라 혼분을 조제하고 각 소성온도(1450℃ : 22개 배합, 1400 및 1350℃ : 11개 배합)별로 실험실(LAB.)에서 클링커를 합성하여 제조된 이들의 소성성 및 광물조성 함량(C2S)을 일차적으로 비교 분석하였다.Grinded sampled limestone (86% high-CaCO 3 , 77% low-CaCO 3 ) and other raw materials for basic experiments, the mixture is prepared according to the plain and 21 experimental combinations examined and each firing temperature (1450 ° C: 22 formulations, 1400 and 1350 ° C: 11 formulations), the plasticity and mineral composition content (C 2 S) prepared by synthesizing clinker in a laboratory (LAB.) Were primarily analyzed.

※ Plain : 석회석 CaCO3 83.5%, LSF 94, SM 2.5 ※ Plain: Limestone CaCO 3 83.5%, LSF 94, SM 2.5

※ 실험 배합 : 석회석 CaCO3 82.5-80.5%, LSF 93-89, SM 2.4-3.0Experimental formulation: Limestone CaCO 3 82.5-80.5%, LSF 93-89, SM 2.4-3.0

총 22개의 배합군 중 기초실험을 통해 가장 양호한 결과를 나타낸 배합군을 선정하고, 알칼리 함량 및 Aluminate/ferrite의 비율을 임의적으로 조정하여 각각의 요소가 클링커 및 시멘트 물성변화에 미치는 영향을 검토하였다. Of the 22 blending groups, we selected the blending group that showed the best results through basic experiments and examined the effect of each element on the change of clinker and cement properties by arbitrarily adjusting the alkali content and aluminate / ferrite ratio.

출발 원재료 및 부재료Starting materials and subsidiary materials

샘플링된 원재료 및 부재료를 LAB.실험용 볼밀(Ball Mill)을 통해 88㎛ 잔사 12%를 기준으로 분쇄하여 각각의 원재료 및 부재료에 대한 화학성분을 분석하였다. 그 결과는 표 3에 제시된다.  The sampled raw materials and subsidiary materials were pulverized based on 12% of 88㎛ residue through LAB.Ball Mill, and the chemical composition of each raw material and subsidiary materials was analyzed. The results are shown in Table 3.

Figure 112007052785479-pat00003
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기초 실험A basic experiment

시멘트 물성 비교 실험을 하기에 앞서, 석회석 품위 하향 및 혼분 Modulus 조정으로 가능한 혼분 배합을 검토하여 LAB.합성된 클링커의 소성성 및 광물조성 함량을 비교 분석한 후, 최적의 실험배합군을 도출하고자 기초 실험을 일차적으로 실시하였다.Prior to the comparison of cement properties, the mixing of possible mixtures by adjusting limestone grade and mixing modulus was carried out to compare and analyze the plasticity and mineral composition contents of LAB. The experiment was conducted primarily.

원료 배합 및 Raw material formulation and 클링커Clinker 합성 synthesis

석회석 품위(CaCO3 82.5-80.5%) 및 혼분 Modulus 범위(LSF 93-89, SM 2.4-3.0)에서 경석 및 F/A를 각각 2%로 고정했을 때 IM(1.2-1.5) 및 클링커 C2S 함량기준(25-35%,Bogue식 계산)을 만족하는 배합군 21개를 도출하여, Plain을 포함한 총 22개의 배합군에 대해 LAB. 실험용 고온형 Box Furnace(Lindberg Model 5124)로 최대 소성온도 1450℃에서 10분 동안 클링커를 합성하여 1350℃에서 꺼내 상온에서 급냉시킨 후 F-CaO를 측정하여 소성성을 검토하였다. 21개의 배합군을 비교 분석한 결과 선정한 최적 배합군의 석회석 품위 및 혼분 Modulus을 도출하였다, 그 결과는 표 4에 제시된다. Limestone Grace (CaCO 3 82.5-80.5%) and IM (1.2-1.5) and clinker C 2 S content based on pumice and F / A at 2% in the mixed modulus range (LSF 93-89, SM 2.4-3.0), respectively (25- Twenty-one combinations satisfying 35%, Bogue's equation) were obtained, and LAB. The high temperature Box Furnace (Lindberg Model 5124) was synthesized for 10 minutes at the maximum firing temperature of 1450 ° C for 10 minutes, and then quenched at 1350 ° C and quenched at room temperature. As a result of comparative analysis of 21 compound groups, limestone quality and mixing modulus of the selected optimal compound group were derived. The results are shown in Table 4.

Figure 112007052785479-pat00004
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실험결과Experiment result

기초실험을 통하여 선정된 배합(SB-11, SB-15)의 클링커 특성을 Plain과 비교 분석하였다. Plain과 실험 배합군에 대한 원료 배합비 및 화학성분 분석 결과는 표 5 및 표 6과 같다.The clinker characteristics of the selected formulations (SB-11, SB-15) were compared with plain. Table 5 and Table 6 show the raw material blending ratios and chemical composition analysis results for the plain and the experimental blending groups.

Figure 112007052785479-pat00005
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Figure 112007052785479-pat00006
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A/F비 변화에 따른 소성성을 파악하기 위해 소성성에 영향을 미치는 SM 및 LSF를 고정한 상태에서 IM변화에 따른 소성성을 파악하였다.(LSF 91, SM 2.6 고정) In order to grasp the plasticity according to the change of A / F ratio, the plasticity according to IM change was identified while fixing SM and LSF affecting plasticity. (LSF 91, SM 2.6 fixed)

표 7은 A/F비 변화에 따른 소성결과(XRD 정량분석 결과)를 나타낸 것이다. Table 7 shows the firing results (XRD quantitative analysis results) according to the change in the A / F ratio.

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표 7의 결과로부터 IM증가에 따른 난소성성의 경향은 거의 미비한 경향을 보이고 있으며 소성온도가 감소함에 따라 C 3 A 함량은 증가하고 C 4 AF 의 함량은 감소 하는 경향을 확인할 수 있었다.From the results of Table 7, the tendency of ovarianity according to the increase of IM was almost insignificant. As the firing temperature was decreased, the content of C 3 A increased and the content of C 4 AF decreased .

C2S 함량과 소성성 등을 고려하여 결정된 배합 SB-11,15의 소성온도에 따른 C3A와C4AF의 함량을 비교하였다.The contents of C 3 A and C 4 AF according to the firing temperature of the compound SB-11,15 determined in consideration of the C 2 S content and the plasticity were compared.

간극질상(C3A, C4AF)의 함량을 비교해 보면, 전체 간극질상의 함량은 15-17%수준으로 거의 유사하며 SB-15는 C4AF 함량이 가장 많은 반면에 C3A 함량은 가장 적은데, 이는 Modulus 조정을 위한 원료 배합상 점토 투입비가 가장 낮고 철광석 투입비가 가장 높기 때문인 것으로 분석된다.Comparing the contents of the interstitial phases (C 3 A, C 4 AF), the contents of the total interstitial phases are almost similar (15-17%), and SB-15 has the highest C 4 AF content while the C 3 A content is This is due to the fact that clay input costs are the lowest and iron ore input costs are the highest in the mix of raw materials for modulus adjustment.

표 8은 소성온도 변화에 따른 소성결과를 나타낸 것이다.Table 8 shows the firing results according to the firing temperature change.

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소성온도 및 체류시간에 따른 클링커 광물상중의 간극질상의 변화에 있어서, 일반적으로 소성온도가 감소되고 킬른내 원료의 체류시간이 감소될수록 C3A는 증가하고 C4AF는 감소되는 것으로 알려져 있다. 본 실험에서도 소성온도에 따른 영향(Lab.클링커 합성에 따른 체류시간은 서로 동일한 조건이므로 이 부분의 영향은 배제)만을 살펴보면 소성온도가 저하됨에 따라 C3A 함량은 증가하고 C4AF 함량은 감소되는 것을 확인할 수 있었다. C3A(aluminate)의 함량은 일반적으로 시멘트에서 강도보다는 응결 및 유동성에 영향을 미치는 중요한 요소 중의 하나이다.In the change of the interstitial phase in the clinker mineral phase with the firing temperature and residence time, it is generally known that as the firing temperature decreases and the residence time of the raw material in the kiln decreases, C 3 A increases and C 4 AF decreases. In this experiment, only the effects of the firing temperature (remaining time due to the synthesis of lab clinker is the same condition, excluding the effect of this part), the C 3 A content increases and the C 4 AF content decreases as the firing temperature decreases. It could be confirmed. The content of C 3 A (aluminate) is generally one of the important factors influencing condensation and flowability rather than strength in cement.

알칼리 함량을 고려한 Considering alkali content RawRaw MixMix ModulusModulus

일반적으로 시멘트에서 알칼리는 클링커 소성과정 중에 설페이트이온(SO3)과 결합하여 알칼리 설페이트(K2SO4)로 존재하거나 클링커 결정속에 고용되어 C3A(Aluminate)의 결정구조를 변경하는 형태로 존재한다.Generally, in cement, alkali is present in the form of alkali sulphate (K 2 SO 4 ) in combination with sulfate ions (SO 3 ) during clinker firing process or in the form of solid solution in clinker crystal to change the crystal structure of C 3 A (Aluminate). do.

이러한 알칼리 설페이트(K2SO4)함량은 시멘트 페이스트 유동성에 중요한 영향을 미치는데 일반적으로 클링커의 냉각조건이 서냉으로 갈수록 클링커에 고용되는 알칼리의 함량이 증가하여 알칼리 설페이트 함량은 줄어드는 경향을 나타낸다.The alkali sulfate (K 2 SO 4 ) content has a significant effect on the cement paste fluidity. In general, as the cooling condition of the clinker increases to slow cooling, the amount of alkali dissolved in the clinker increases, indicating that the alkali sulfate content decreases.

따라서 적정 알칼리 함량을 파악하기 위해 Total 알칼리 및 SO3함량을 변경하면서 유동성을 측정하였다.Therefore, the fluidity was measured while changing the total alkali and SO 3 content to determine the proper alkali content.

① 알칼리 및 SO3함량 변경에 따른 유동성① Fluidity by changing alkali and SO 3 content

㉮ 실험방법㉮ Experimental method

상기의 실험배합 SB-11,15는 Lab에서 원료를 배합하고 소성하였기 때문에 실제공정의 알칼리 함량과는 차이가 있다.The experimental mixture SB-11, 15 is different from the alkali content of the actual process because the raw materials were mixed and fired in the lab.

연료를 사용하지 않고 휘발물질의 순환이 없으므로 공정 클링커에 비해 K2O 및 SO3 함량이 낮다. 따라서 LAB. 합성 클링커의 K2O 및 SO3를 실제 공정 클링커와 유사하게 제조하기 위해서는 부족한 K2O와 SO3원을 휘발을 고려하여 배합과정에서 인위적으로 보충해 주어야 하므로 K2O 및 SO3원의 보충원으로 K2SO4 시약을 사용하였다.There is no fuel and no circulation of volatiles, resulting in lower K 2 O and SO 3 content than process clinkers. Thus LAB. Replacement of K 2 O and SO 3 won in consideration of the volatilization of scarce K 2 O and SO 3 won to similarly prepared K 2 O and SO 3 in the synthesis of clinker from the original process clinker so need to artificially supplemented with in Formulation procedure K 2 SO 4 reagent was used as a circle.

LAB. 소성 시 휘발을 고려하여 실제 공정 클링커의 K2O와 SO3 함량과 유사한 배합을 찾기 위해 K2SO4 시약을 0.4~0.8% 범위에서 첨가하여 기초 LAB. 소성실험을 실시한 결과, K2SO4 시약 0.6%를 외할로 첨가했을 경우 실제 공정 클링커의 SO3(0.7%)와 K2O(0.91%) 함량에 가장 근접하게 나타남으로써 K2SO4 시약을 외할로 0.6% 첨가하기로 결정하였다.LAB. Considering the volatilization during firing, K 2 O and SO 3 of the actual process clinker To find a formulation similar to the content, K 2 SO 4 reagent was added in the range of 0.4-0.8%. As a result of the firing test, the K 2 SO 4 reagent when added to 0.6% to oehal actual process clinker of SO 3 (0.7%), and K 2 O as the closest appear to (0.91%) content of K 2 SO 4 reagent It was decided to add 0.6% by exhalation.

표 9는 실공정 클링커의 알칼리 및 SO3에 적합한 K2SO4첨가량 변화를 나타낸 것이다.Table 9 shows changes in the amount of K 2 SO 4 addition suitable for alkali and SO 3 of the actual process clinker.

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㉯실험결과(경시변화)㉯ Experimental results

실험 배합을 통한 배합군의 응결을 측정한 결과는 표 10에 제시된 바와 같다. 실험 배합군의 응결시간이 Plain보다 초결, 종결 모두 늦게 도출되었다. 저온소성으로 갈수록 초결 및 종결이 단축되는 현상이 나타나는데 이는 저온 소성에 따른 C3A함량 증가에 다른 영향으로 분석된다. The results of measuring the condensation of the blended group through the experimental blending are shown in Table 10. The settling time of the experimental group was found to be later than both plain and final. As the low temperature firing occurs, the initialization and termination are shortened, which is analyzed to have a different effect on the increase of C 3 A content due to low temperature firing.

Figure 112007052785479-pat00010
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혼분 Modulus 조정(LSF 86-90, SM 2.6-2.7)에 따른 클링커 광물조성의 변화(C2S 함량 30-35% )를 통하여 1종 보통 시멘트를 2종 중용열 시멘트에 가깝게 제조하는 Lab. 실험 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.Lab that produces one kind of normal cement closer to two kinds of medium heat cement through the change of clinker mineral composition (C 2 S content of 30-35%) according to the mixing modulus adjustment (LSF 86-90, SM 2.6-2.7). As a result of the experiment, the following conclusions were obtained.

첫째, 실험 배합의 측정결과 Plain과 유사한 수준의 F-CaO 함량을 갖는 조건, 즉 LSF 91수준과 이때 Aluminate/Ferrite의 비를 0.15에서 0.30사이의 클링커First, the result of the measurement of the experimental formulation, clinker with a similar F-CaO content, that is, the level of LSF 91 and the ratio of Aluminate / Ferrite between 0.15 and 0.30.

둘째, LSF를 90~85로 낮추고 SM을 2.5이상으로 하여 이때 IM을 1.5이하로 배합하면 Aluminate와 Ferriteql를 0.15~0.30으로 제어한 클링커Second, clinker which controlled Aluminate and Ferriteql to 0.15 ~ 0.30 when LSF is lowered to 90 ~ 85 and SM is set to 2.5 or more and IM is below 1.5.

셋째, 이 클링커에 SO3 함량을 0.5~1.0 중량%로 제어한 클링커를 제조하여 개발한 시멘트는 소성성, 유동성, 후기 재령강도 등 대부분의 물성이 우수하고, 저온 소성에서도 전반적으로 양호한 경향성을 유지하였다. 또한 일반 OPC보다 양호한 유동성 및 유사한 응결시간 수준을 나타내었다. Third, the cement developed by producing clinker with controlled SO 3 content of 0.5 ~ 1.0 wt% in this clinker is excellent in most of physical properties such as plasticity, fluidity, and late age strength, and maintains overall good tendency even at low temperature firing. It was. It also showed better fluidity and similar settling time levels than regular OPC.

Claims (4)

석회포화도(Lime Saturation Factor: LSF) 91, 알루미네이트/페라이트 비(A/F)가 0.15~0.30인 클링커 합성을 통해 제조하는 것을 특징으로 하는 시멘트의제조방법.Lime saturation factor (LSF) 91, alumina / ferrite ratio (A / F) is 0.15 ~ 0.30 by a clinker synthesis method characterized in that the manufacturing method of the cement. LSF가 90~85이고, 규산율(Silica Modulud: SM)이 2.5 이상이며, 철율(Irom Modulus: IM)이 1.5이하이고, A/F 비가 0.15~0.30인 클링커 합성을 통해 제조하는 것을 특징으로 하는 시멘트의 제조방법. LSF is 90 ~ 85, silica modulus (SM) is more than 2.5, iron modulus (Irom Modulus: IM) is less than 1.5, A / F ratio of 0.15 ~ 0.30 characterized in that it is produced by clinker synthesis Method of manufacturing cement. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클링커의 SO3 함량을 0.5~1.0 중량%로 제어한 것임을 특징으로 하는 시멘트의 제조방법. The method for producing cement according to claim 1 or 2, wherein the SO 3 content of the clinker is controlled to 0.5 to 1.0% by weight.
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