KR102258626B1 - 건설-화학물질 적용을 위한 저-벨라이트 ｃｓａ 시멘트 - Google Patents

건설-화학물질 적용을 위한 저-벨라이트 ｃｓａ 시멘트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 결정질 또는 비정질 형태로, 또는 결정질 및 비정질 부분의 혼합물로서 적어도 90 wt.% C4A3$를 함유하는 칼슘 설포알루미네이트 시멘트에 관한 것이다.

Description

건설-화학물질 적용을 위한 저-벨라이트 ＣＳＡ 시멘트
본 발명은 CSA 클링커(clinker) 및 이의 제조 방법, 및 이로부터 분쇄된 시멘트 및 이의 용도에 관한 것이다.
용어 CSA는 본 명세서에서 약어로 사용되며, 화학적 용어인 칼슘 설포알루미네이트를 나타낸다. 좁은 의미에서, 칼슘 설포알루미네이트는 화합물 C4A3$를 의미하는 것으로 이해되며, 이의 산업적으로 제조된 변이체는 클라이나이트(kleinite) 또는 클라인의 화합물(Klein's Compound)이라고 한다. 자연적으로 발생하는 형태는 광물학에서 예엘리마이트(ye'elimite)로 알려져 있다. 순수 CSA 상(phase)의 조성 및 산화물로부터의 이의 형성은 반응식 1에 해당한다.
[반응식 1]
4C + 3A + $ → C4A3$
반응식은 시멘트-화학물질 약칭(shorthand)으로 표기되어 있다. 본 출원의 문맥에서 하기의 표기법이 적용된다: C: CaO; A: Al2O3; $: SO3; F: Fe2O3; S: SiO2; H: H2O; T: TiO2; M: MgO; Zn: ZnO, 필요한 경우 정확한 화학 조성은 문맥에서 추론될 수 있다.
CSA 시멘트는 예를 들어 저-에너지 및 저-CO2 시멘트, 팽창 시멘트, 및 조강 (high-early-strength) 및/또는 속경성(rapid-setting) 바인더와 같은 건설 산업 및 건설 화학의 다양한 분야에서 적용된다. 1934년에 속경화성(quick-setting) 및 내해수성(seawater-resistant) 바인더로 최초로 특허를 받았으며, CSA 시멘트의 산업적 적용은 1950년대 후반에 팽창(expanding) 또는 팽창성(expansive) 시멘트로 시작되었다. 그 다음, 부피-안정성 CSA 시멘트는 1970년대에 중국 건축 자재 아카데미(Chinese Building Materials Academy)에서 처음 개발되었으며, 오늘날 이들은 팽창 시멘트(expanding cement), 팽창성 시멘트(expansive cement), 조강 시멘트 (high-early-strength cement) 및 저-알칼리 시멘트(low-alkali cement)로 중국에서 표준화되었다 (Luigi Buzzi et.al. High-performance and low-CO2 cements based on calcium sulfoaluminate, ZKG International Nr. 50, 2010, S. 39 - 45).
2개의 상이 이들의 형성을 위해 포틀랜드 시멘트(Portland cement) 또는 알루미나 시멘트(aluminous cement) 클링커보다 유사하고 비교적 훨씬 낮은 온도를 필요로 하기 때문에, CSA 클링커의 제조에서 출발 물질 및 하소(calcining) 온도는 일반적으로 시멘트가 C4A3$ 이외에 클링커 상 C2S (벨라이트)를 함유하는 방식으로 선택된다. 하소 온도는 제조에 필요한 온도에 결정적인 영향을 미치기 때문에, 이러한 종류의 시멘트는 클링커가 1450℃에서 소결되는(sintered) 포틀랜드 시멘트에 비해 "저-에너지 시멘트"이다. 또 다른 상당한 이점은 CSA 클링커의 CaO 함량이 훨씬 낮고, 이에 따라 원료 혼합물의 석회석 함량이 낮아, 제조된 클링커 t 당 CO2 배출량을 상당히 감소시킨다. 따라서, CSA 시멘트는 "저-CO2 시멘트"라고도 한다.
표 1은 특정 에너지 요구량 및 CO2 배출량에 대한 몇 가지 비교 값을 나타낸다. 이들 값은 [J.H. Sharp et.al. Calcium sulfoaluminate cements - low-energy cements, special cements or what, Advances in Cement Research, 1999, 11, No.1, pp. 3-13]로부터 가져온 것이다.
순수 상(pure phases)의 특정 에너지 요구량 및 및 CO2 배출량
시멘트 - 상 (순수) 생성 엔탈피
[kJ/kg 클링커]		 CO2 배출량
[kg/kg 클링커]
C3S 1848 0.578
β-C2S 1336 0.511
CA 1030 0.278
C4A3$ 약 800 0.216
표 1에서 C4A3$ 및 C2S를 기반으로 한 시멘트는 상 C3S (3CaO·SiO2, 트리칼슘 실리케이트(tricalcium silicate), "알라이트(alite)") 및 상 C2S (2CaO·SiO2, 디칼슘 실리케이트(dicalcium silicate), "벨라이트(belite)")가 클링커의 광물학적 주성분을 형성하는 포틀랜드 시멘트보다 상당히 적은 열 에너지 소비와 저 CO2 배출량으로 제조될 수 있다는 것이 명백하다. 독일에서 제조된 포틀랜드 시멘트 클링커는 약 63 wt.% C3S 및 16 wt.% C2S의 평균 함량을 가진다 (VDZ Zement-Taschenbuch, 51st Edition, Table I.3.1-2). 상 CA (CaO·Al2O3, 모노칼슘 알루미네이트 (monocalcium aluminate))는 알루미나 시멘트 또는 칼슘 알루미네이트 시멘트, 요컨대 DIN EN 1464에 따른 CAC 또는 CA 시멘트의 광물학적 주성분이다. 표준 알루미나 시멘트의 모노칼슘 알루미네이트의 함량은 적어도 40 wt.% 이다 (Friedrich W. Locher, Zement, Verlag Bau+Technik, 2000). CSA 원료 혼합물의 무수 석고 (anhydrite) 부분 (CaSO4) 및 형성된 C4A3$도 더 이상 안정하지 않은 온도 하에서, 알라이트의 형성은 >1350℃의 온도를 필요로 하기 때문에, C2S에 비해 훨씬 더 반응적인 C4A3$ 및 C3S (알라이트)를 함께 소성하는 것은 사실상 불가능하다.
CSA 클링커의 제조에 관한 문헌에서, C4A3$ 및 C2S (벨라이트)의 형성을 극대화하기 위한 온도 범위는 주로 1250-1350℃로 표시된다. 어떤 경우에는, C2S의 낮은 반응성이 허용되며, 다른 경우에는, 원료 혼합물을 활성화하기 위하여 다양한 방법과 첨가제가 사용된다. C4A3$는 약 1330-1350℃의 온도에서도 불안정하기 때문에 (무수 석고는 >1200℃의 온도에서 분해됨), CSA 클링커의 제조에서 원료의 조성 및 제조, 공정 제어 및 대기 오염 제어 조치 측면에서 높은 요구 사항이 있다 (Ivan Odler, Special Inorganic Cements, 2000; Luigi Buzzi et.al., ibid.).
CSA 시멘트를 팽창 또는 팽창성 시멘트, 및 조절가능한 경화성(setting) 및 경화(hardening) 특성을 갖는 치수 안정성 특수 시멘트로도 사용할 수 있는 가능성은 상 C4A3$의 몇 가지 기본 수화 반응으로 설명할 수 있다. 표 2에서, 이러한 반응은 순수 C4A3$, 및 C4A3$와 칼슘 설페이트 및 산화칼슘/수산화칼슘의 혼합물에 대해 함께 그리고 조합된 경우에 나타낸다.
C4A3$의 수화 반응
번호 출발 물질 생성물 경화성1) 팽창성2)
1 C4A3$ + 18H → C4A$H12 + 2AH3 긴
2.1 2C4A3$ + 2C$ + 56H → C6A$3H32 + 4AH3 + C4A$H12 짧은 -
2.2 C4A3$ + 2C$ + 38H → C6A$3H32 + 2AH3 긴 -
3 C4A3$ + 7CH + 24H → C3AH6 + 2(C3A·0.5C$·0.5CH·12H) 매우 짧은
4 C4A3$ + 8C$ + 6C + 96H → 3C6A$3H32 매우 짧은 +
1) US 2003/0183131 A1 ; 2) Buzzi et al., ibid.
C4A3$ 및 물 (표 2, 번호 1)로 제조된 석회(lime)는 매우 느린 경화성 및 경화 특성을 가지고 있음이 US 2003/0183131 A1에 알려져 있다. 수화 생성물은 모노설페이트 C4A$H12 및 수산화알루미늄 AH3 이다. 칼슘 설페이트 (무수 석고, 이수화물 등)를 더 많이 첨가하면, 몰비 C$:C4A3$ = 2:1에서 모노설페이트가 더 이상 발생하지 않고 에트링자이트(ettringite)와 수산화알루미늄 만 존재할 때까지 (표 2, 번호 2.2), 모노설페이트 및 수산화알루미늄 이외에 강화 에트링자이트 C6A$3H32 (표 2, 번호 2.1)가 점점 더 형성된다. 추가로 증가하는 몰비 C$: C4A3$ = >2에서, 수화 생성물은 점점 더 팽창한다. 칼슘 실리케이트의 제조 방법은 DE 37 11 549 C2에 알려져 있다. 또한, 특히 건축 재료로서 상이한 적용 분야에서 칼슘 실리케이트의 용도가 개시된다. 순수 C4A3$ 상의 합성 과정 및 이의 특성은 과학 논문 ["Solid-state synthesis of pure ye'elimite", Y. El Khessaimi et al., Journal of the European Ceramic Society, 30 (2018) 3401-3411]에 알려져 있다.
C4A3$와 수산화칼슘 또는 산화칼슘의 혼합물의 수화는 C3AH6 및 AFm 상을 수소화한다. 표 2, 번호 3은 수산화칼슘과의 반응 예를 나타낸다.
칼슘 설페이트 및 산화칼슘 (또는 수산화칼슘)을 함께 첨가하면, 에트링자이트만을 형성하는 급속 경화성 및 경화 혼합물이 표 2, 번호 4에 따라 제조될 수 있다.
오늘날에도 여전히 기술적으로 제조되고 있으며 C4A3$ 및 벨라이트 이외에 상이한 양의 추가 상을 포함할 수 있는 상이한 유형의 설포벨라이트 시멘트는 5 가지 범주로 나눌 수 있다. 벨라이트-설포알루미네이트-페라이트 시멘트 (Ivan Odler, ibid.)의 시스템을 실질적으로 특징짓는 이러한 범주는 표 3에 나타내었다.
시판용 CSA 시멘트의 특성
약어 시멘트명 특성
SAB 설포알루미네이트 벨라이트 주성분 벨라이트, CSA 함량 비교적 낮음
SFAB 설포페로알루미네이트 벨라이트 SAB, Al은 부분적으로 Fe로 대체됨
BSA 벨라이트 설포알루미네이트 주성분 CSA, 벨라이트 부분 낮음
BSFA 벨라이트 설포페로알루미네이트 BSA, Al은 부분적으로 Fe로 대체됨
BSAF 벨라이트 설포알루미네이트 페라이트 SAFB, CSA에서 더 높은 Fe 부분, 명확한 페라이트 함량
선행 기술은 C4A3$ 성분 및 추가 필수 주성분으로 벨라이트를 함유하는 광범위한 CSA 시멘트를 제공한다. US 2013/233207은 10 내지 35 wt.% Al2O3, 40 내지 50 wt.% CaO, 및 5 내지 25 wt.% SO3 및 0 내지 28 wt.% Si02 및 0 내지 30 wt.% Fe203를 함유하는 원료 혼합물인 칼슘 설포알루미네이트 시멘트의 제조 방법을 개시하며, 여기서 상기 혼합물은 적어도 1200-1300℃의 하소 온도에서 하소된다.
시판용 CSA 시멘트는 일반적으로 표 3에 따라 SAB/SAFB에서 BSA/BSFA 변형으로 설계된다. 실리케이트를 함유하는 원료를 이용하여, 느린 장기(long-term) 후-경화(post-hardening)를 보장하고 형성될 에트링자이트의 최대량을 제한하는데 사용되는 다양한 벨라이트 함량이 가능하다. 2 가지 측면은 모르타르 및 콘크리트의 바인더로 CSA 시멘트를 사용할 때 유용하며, 경화된 시멘트의 내구성 및 부피 안정성과 관련하여 절대적으로 필요하다.
경화된 시멘트에 남아 있는 에트링자이트-형성 성분의 미수화 잔류물은 나중에 수분 또는 물이 침투하는 경우, 예를 들어 다공성 시스템에서 또는 미세-균열의 결과로, 2차 에트링자이트 형성을 야기할 수 있으며, 이에 따라 형상 부분(shaped part) 또는 성분의 손상 또는 심지어 이의 완전히 파괴를 야기할 수 있다.
이러한 문제는 순수 에트링자이트 C6A$3H32의 결정화 수분 함량이 45.9 wt.%이고 따라서 0.85의 물/시멘트 또는 물/고체 값에 해당하는 것으로 간주될 때 명백해진다. 이 물/시멘트 값이 일반적으로 이 물/시멘트 값보다 상당히 낮게 유지되는 모르타르 배합(recipes)에서, 예를 들어 벨라이트의 함량에 의한, 바인더 내 에트링자이트-형성 성분의 함량은 이의 완전한 수화를 보장하기 위해, 이에 따라 제한되어야 한다.
CSA 시멘트 이외에 포틀랜드 시멘트 및 조정된 칼슘 설페이트 함량도 함유할 수 있는 다-성분 건설-화학 배합에서, 수압식으로 활성(hydraulically active), 에트링자이트-형성 상의 가능한 가장 높은 함량을 가지며 제한적, 수압식으로 낮은 또는 비활성 성분을 함유하지 않는 바인더를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 특히 건설 화학에 사용하기 위한, 높은 함량의 활성 상 C4A3$ 및 수압식으로 낮은 또는 비반응성 상의 작은 부분을 갖는 이러한 종류의 CSA 시멘트를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 낮은 또는 비반응성 상의 작은 부분만을 가지며, 따라서 낮은 내지 비반응성 벨라이트의 상당 부분을 함유하는 CSAB 시멘트로서 소량의 건설-화학 배합에 사용될 수 있다. 이러한 이점은 여러 측면에서 긍정적인 영향을 미치며, 이의 예로 필요한 저장 부피의 감소이다.
본 발명에 따른 CSA 시멘트는 칼슘 알루미네이트 (C12A7, C3A, CA) 또는 CaO 및/또는 Ca(OH)2와도 같은 상이한 수압식으로 고반응성인 상의 저함량을 가지며, 특정 상황에서 C4A3$ 수화를 방해할 수 있다. 따라서, 성분은 높은 수준의 균일성 및 높은 수준의 효율성을 달성하며, 특히 건설 화학에 관심이 있다.
또한, 표 1에서, 본 발명에 따른 CSA 시멘트는 더 높은 벨라이트-함유 CSA 시멘트에 비해 생성된 클링커의 특정 에너지 요구량 (kJ/kg) 및 특정 CO2 배출량 (kg/kg)과 관련하여 비용 및 환경적 관점에서 상당한 이점을 가지고 있음이 명백하다. C4A3$의 제조를 위한 특정 에너지 요구량은 약 40% 더 낮으며, 특정 CO2 배출량은 벨라이트 제조 시보다 50% 이상 더 낮다.
건설-화학 배합 및 건설-화학 산업의 배합에서 바인더 성분으로서 본 발명에 따른 CSA 시멘트의 용도 이외에도, 본 발명은 매우 효과적인 성분 C4A3$를 추가하는 것이 유리한 CSA 시멘트의 추가 용도 분야, 예를 들어 수축 보상 시스템 (shrinkage compensated systems) 또는 오염 물질 및 중금속 고정 또는 코팅 및 페인트에 관한 것이다.
본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트는 결정질 또는 비정질(amorphous) 형태로 또는 결정질 및 비정질 부분의 혼합물로서 적어도 90 wt.% C4A3$를 함유하고, 칼슘 설포알루미네이트는 3500 cm2/g, 바람직하게는 4000 cm2/g, 더 바람직하게는 4500 cm2/g 내지 6250 cm2/g, 바람직하게는 6000 cm2/g, 더 바람직하게는 5750 cm2/g, 더욱 더 바람직하게는 5500 cm2/g의 블레인(Blaine)에 따른 특정 분쇄 분말도(grinding fineness)를 가진다. 본 발명에 따른 칼슘 알루미네이트 시멘트는 CaO로 계산하여 최대 0.5 wt.% 유리 석회, 및/또는 C12A7로 계산하여 최대 0.5 wt.% C3A, 및/또는 최대 2.0 wt.% 마에나이트(mayenite), 및/또는 CA로 계산하여 최대 10.0 wt.% 크로타이트(krotite), 및 C2S로 계산하여 0.5 내지 10 wt.% C4AF 및 이의 혼합 결정 C6A3-XFX (1≤x≤3) 및/또는 0.5 내지 10 wt.% 벨라이트, 및/또는 CA로 계산하여 적어도 0.5 wt.% 크로타이트를 더 가진다. 결과적으로, 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 유리한 처리 및 강도 특성을 가진다.
유리하게는, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 최대 99.5 wt.%, 바람직하게는 최대 99 wt.%, 더 바람직하게는 최대 98 wt.%, 더욱 더 바람직하게는 최대 97 wt.%, 특히 바람직하게는 최대 96 wt.%, 더욱 더 특히 바람직하게는 95 wt.%의 C4A3$룰 함유한다. 결과적으로, 여전히 유리한 처리 및 강도 특성을 가지면서 제조가 단순화된다.
유리하게는, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 CaO로 계산하여, 최대 0.2 wt.%, 바람직하게는 최대 0.1 wt.%의 유리 석회를 함유한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 최대 0.2 wt.%, 바람직하게는 최대 0.1 wt.%의 C3A를 함유한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 C12A7로 계산하여, 최대 1.0 wt.%, 바람직하게는 최대 0.5 wt.%의 마에나이트를 함유한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 CA로 계산하여, 최대 7.5 wt.%, 바람직하게는 최대 5.0 wt.%, 더 바람직하게는 최대 2.5 wt.%, 더욱 더 바람직하게는 최대 1.0 wt.%의 크로타이트를 함유한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 최대 7.5 wt.%, 바람직하게는 최대 5.0 wt.%, 더 바람직하게는 최대 2.5 wt.%, 더욱 더 바람직하게는 최대 1.0 wt.%의 C4AF 및 이의 혼합 결정 C6A3-XFX (1≤x≤3)을 함유한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 C2S로 계산하여, 최대 7.5 wt.%, 바람직하게는 최대 5.0 wt.%, 더 바람직하게는 최대 2.5 wt.%, 더욱 더 바람직하게는 최대 1.0 wt.%의 벨라이트를 함유한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 CA로 계산하여, 적어도 1 wt.%, 바람직하게는 적어도 1.5 wt.%, 더 바람직하게는 적어도 2 wt.%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 2.5 wt.%의 크로타이트를 함유한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 적어도 1 wt.%, 바람직하게는 적어도 1.5 wt.%, 더 바람직하게는 적어도 2 wt.%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 2.5 wt.%의 C4AF 및 이의 혼합 결정 C6A3-XFX (1≤x≤3)을 함유한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 C2S로 계산하여, 적어도 1 wt.%, 바람직하게는 적어도 1.5 wt.%, 더 바람직하게는 적어도 2 wt.%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 2.5 wt.%의 벨라이트를 함유한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 하기의 추가 원소 중 하나 이상을 함유한다: Si, Na, K, Mg, Sr, Ba, Ti. Zr, V, P, Cr, Mn 및 Zn. 원소는 순수 형태 및/또는 상이한 산화 상태의 이들의 산화물 형태 및/또는 상이한 화합물 형태로 함유될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 순수 형태 및/또는 상이한 산화 상태의 이들의 산화물 형태 및/또는 상이한 화합물 형태의 전이 금속도 함유될 수 있다.
결정질 형태 이외에, 광물 상도 부분적으로 잠정질(cryptocrystalline) 형태 및 비정질 형태로, 또는 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트에서 결정질, 점정질 및/또는 비정질 형태의 혼합물로서 존재할 수 있다. 상 함량 (wt.%)을 명시할 때, 동일한 화학 조성의 비정질 부분도 포함된다.
칼슘 알루미네이트 (CA, CA2, C3A, C12A7) 및 칼슘 설포알루미네이트 (C4A3$)의 결정 격자 내에서, Al3+는 Fe3+로 대체될 수 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 Fe3+/Al3+의 혼합 결정 형성은 광물 상의 명명에 명확하게 포함된다; 그러나, 성분의 공식적인 표현에는 명확하게 표시되어 있지 않다.
독립적인 발명은 건설-화학 산업의 배합에서 바인더 성분으로서 본 발명에 따른 현재 기재된 칼슘 설포알루미네이트 시멘트의 용도이다.
추가의 독립적인 발명은 결정질 또는 비정질 형태로 또는 결정질 및 비정질 부분의 혼합물로서 적어도 90 wt.% C4A3$, 및 3500 cm2/g 내지 6250 cm2/g의 블레인에 따른 특정 분쇄 분말도를 갖는 칼슘 설포알루미네이트 시멘트의 제조 방법이며, 여기서, 칼슘 설포알루미네이트 시멘트의 제조를 위해, 41 내지 50 wt.%, 바람직하게는 42.5 내지 50 wt.%의 Al2O3 및 34 내지 41 wt.%, 바람직하게는 35 내지 40 wt.%의 CaO 및 11 내지 19 wt.%, 바람직하게는 12 내지 18 wt.%의 SO3, 및 0.1 내지 3 wt.%의 SiO2 및/또는 0.1 내지 1 wt.%의 Fe2O3 및/또는 0.05 내지 2.5 wt.%의 TiO2 및/또는 0.05 내지 2.5 wt.%의 ZnO를 함유하는 원료의 혼합물을 사용하고, 상기 방법은 적어도 1150℃의 하소 온도에서 원료 혼합물을 하소하는 단계, 및 3500 cm2/g 내지 6000 cm2/g의 블레인에 따른 특정 분쇄 분말도를 갖는 원료 혼합물로 원료를 분쇄하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 이 방법을 이용한, 원료 혼합물은 0.1 내지 2.5 wt.% SiO2 및/또는 0.1 내지 0.7 wt.% Fe2O3 및/또는 0.05 내지 2.1 wt.% TiO2 및/또는 0.05 내지 2.4 wt.% ZnO를 함유한다.
바람직하게는, 방법은 적어도 1175℃, 바람직하게는 적어도 1200℃, 더 바람직하게는 적어도 1225℃, 및 최대 1350℃, 바람직하게는 적어도 1325℃, 더 바람직하게는 적어도 1300℃의 하소 온도에서 원료 혼합물을 하소하는 단계; 및/또는 4000 cm2/g, 바람직하게는 4500 cm2/g 내지 5500 cm2/g의 블레인에 따른 특정 분쇄 분말도를 갖는 원료 혼합물로 원료를 분쇄하는 단계를 포함하며, 분쇄 단계는 볼 밀(ball mill)에서, 바람직하게는 2 단계로 수행되고, 두 단계에서 상이한 분쇄체 (grinding bodies)가 볼 밀에서 사용된다.
도 1은 혼합물 1, 5, 6 및 7의 열 흐름 곡선의 비교를 나타낸다.
실시예 1
출발 물질 (calc. 보크사이트(bauxite), 석회석, 칼슘 설페이트 및 calc. 알루미나)을 이용하여, 약 5000 cm2/g의 블레인에 따른 특정 분쇄 분말도를 갖는 7 가지 균질 혼합물을 제조하였다. 출발 물질의 각 화학 성분은 표 4에 명시되어 있다.
혼합물 7은 광물화제로서 분말상 순수 물질 성분 ZnO를 추가로 함유한다. 7 가지 혼합물을 제조하기 위한 출발 물질의 각 양은 표 5에 제공된다. 7 가지 혼합물의 각 화학 성분은 표 6에 제공된다.
출발 물질의 화학적 특성
원료 Calc. 보크사이트 석회석 칼슘 설페이트 Calc. 알루미나
LOI 0.21 43.72 10.85 0.14
SiO2 5.13 0.19 0.27 0.02
Al2O3 88.52 0.04 0.35 99.86
TiO2 4.45 0.01 0.01 0
MnO 0.01 0.01 0.01 0.01
Fe2O3 1.12 0.04 0.07 0.03
CaO 0 55.77 40.49 0
MgO 0.29 0.43 0.11 0.03
K2O 0.54 0.03 0.03 0.01
Na2O 0.01 0 0 0.1
SO3 0.03 0.05 47.79 0.03
총 100.31 100.29 99.98 100.23
모든 자료 (wt.%)
7 가지 원료 혼합물의 조성
혼합물 1 2 3 4 5 6 7
Calc. 보크사이트 - 30.4 39.2 20.5 - - -
석회석 34.4 38.6 40.2 36.9 33.3 33.3 34.4
칼슘 설페이트 24.6 21.5 20.6 22.1 26.7 30.0 24.0
Calc. 알루미나 41.0 9.5 - 20.5 40.0 36.7 40.0
ZnO - - - - - - 1.6
모든 자료 (wt.%)
표 5에 따른 원료 혼합물의 화학적 분석 (점화 손실 없음)
혼합물 1 2 3 4 5 6 7
SiO2 0.2 1.9 2.5 1.3 0.2 0.2 0.1
Al2O3 49.9 44.4 42.5 46.4 47.5 45 47.2
TiO2 0.0 1.6 2.1 1.1 0.0 0.0 0.0
Fe2O3 0.1 0.5 0.6 0.4 0.1 0.1 0.1
CaO 35.5 38.3 39.5 37.2 36.3 37.1 35.7
SO3 13.9 12.9 12.5 13.0 15.6 17.4 13.8
ZnO - - - - - - 2.31
총 99.6 99.6 99.7 99.4 99.7 99.8 99.21
모든 자료 (wt.%)
7 가지 혼합물 각각의 부분량(partial amounts)으로부터 펠렛을 압축시키고 각각 1250℃에서 1시간 동안 하소시켰다. 그 다음, 이들을 가마(kiln)에서 꺼내 실온으로 냉각시키고, 출발 분말도로 분쇄하였다. 리트벨트(Rietveld) 방법을 이용한 정량적 XRD 분석으로 이들 물질을 분석한 다음, 전체 시료를 동일한 온도에서 1시간 동안 다시 하소하였다. 다시 냉각시키고 분쇄한 후, 이 시료를 XRD 분석으로 다시 분석하였다. 이러한 분석의 결과는 하기 표 7에 나타내었다.
혼합물 1-7의 광물학적 분석 (1250℃에서 하소)
혼합물 1 2 3 4 5 6 7
예엘리마이트 (C4A3$) 94.3 93.7 91.3 95.3 91.0 92.3 98.5
무수 석고 (C$) 0.8 - - 0.4 3.7 6.8 -
페로브스카이트
(Perovskite) (CT)		 - 3.1 3.2 1.6 - - -
크로타이트 (CA) 4.4 - - - 3.9 - 0.4
마에나이트 (C12A7) 0.4 - 0.5 - 1.3 - -
유리 석회 (CaO) - 0.1 - - - 0.8 -
벨라이트 (C2Sα,β) 0.1 3.1 5.0 2.3 0.1 0.1 -
겔레나이트 (C2AS) - - - 0.4 - - -
가나이트(Gahnite) (ZnAl2O4) - - - - - - 1.1
모든 자료 (wt.%)
표 7은 > 90 wt.%의 표적 예엘리마이트 함량이 언급된 조건 하에서 사용된 원료와 함께 7 가지 혼합물 모두에 존재함을 나타낸다.
이러한 방식으로 얻은 7개의 클링커로부터 시료 1, 5, 6 및 7을 선택하였다. 각각은 블레인에 따른 5000 cm2/g +/- 250 cm2/g의 분말도까지 첨가제 없이 700rpm으로 마노(agate) 삽입물이 있는 진동 디스크 밀에서 2분 동안 분쇄한 다음, 50 h 동안 0.50의 물/시멘트로 20℃에서 열 흐름 열량계에서 수화하였다. 측정된 열 흐름 곡선은 도 1에 나타내었다.
도 1은 혼합물 1, 5, 6 및 7의 열 흐름 곡선의 비교를 나타낸다. 열량계에서 확인된 모든 혼합물은 혼합 후 적어도 2.5 h의 긴 휴면 기간을 가지며 뚜렷한 최대 열 흐름을 나타낸다. 혼합물 1, 5 및 6의 열 흐름 곡선과 비교하여, 혼합물 7은 약 7.5 h의 시멘트 페이스트에서 명백히 더 긴 개방 시간을 나타낸다. 동시에, 혼합물 7은 균질 수화 반응을 가진다.
실시예 2
반-산업적 규모의 하소 시험을 위해, 표 6의 혼합물 7의 화학 조성에 따라 원료 혼합물을 선택하고 "R-BC7"로 명명된 새로운 원료로부터 제조되었다. 이러한 원료의 화학 조성은 표 8에 나타내었다. 원료 혼합물 R-BC7의 백분율 조성은 표 9에 나타내었다.
원료 혼합물 R-BC7의 화학적 특성.
원료 무수 석고 Calc. 알루미나 석회석 석회 수화물
(Lime hydrate)
LOI 3.37 0.71 43.57 24.29
SiO2 0.74 0.01 0.26 1.94
Al2O3 0.05 99.03 0.09 0.57
Fe2O3 0.05 0.01 0.01 0.25
CaO 40.30 0.03 55.32 71.51
MgO 0.74 0.06 0.68 0.96
SO3 54.29 0.00 0.00 0.25
K2O 0.02 0.00 0.00 0.10
Na2O 0.06 0.16 0.03 0.04
P2O5 0.02 0.00 0.02 0.01
TiO2 0.00 0.00 0.00 0.02
Mn2O3 0.01 0.00 0.00 0.02
SrO 0.33 0.00 0.03 0.04
ZnO 0.01 0.01 0.00 0.01
총 99.99 100.02 100.01 100.01
모든 자료 (wt.%)
원료 혼합물 R-BC7의 백분율 조성
Calc. 알루미나 39.7
석회석 27.8
석회 수화물 9.5
무수 석고 21.0
ZnO 2.0
모든 자료 (wt.%)
과립판을 이용한, 원료 혼합물 R-BC7의 과립은 10 mm의 평균 직경을 가진다. 원료 혼합물 성분으로 사용된 석회 수화물 부분을 사용하여 과립화 능력을 향상시컸다.
7 m의 길이 및 50 cm의 내경(inner diameter)을 갖는 과립을 중유-연소 시험 회전 가마(kiln)에 놓았다. 가마를 1.5 rpm에서 실행하였다. 소결 구역의 하소 온도는 평균 1270℃로 유지하였다. 소결 영역에서 하소될 물질의 체류 시간(dwell time)은 30-40 분이었다.
냉각 후, 본 발명에 따른 클링커 K-BC7을 2 단계로 분쇄하였다. 볼이 채워진 볼 밀에서 처음으로 분쇄하였고, 원통형 분쇄체를 가진 볼 밀에서 두 번째로 분쇄하였다. 추가 첨가제 없이 클링커를 분쇄하였다. 블레인에 따른 표적 분말도는 5000 cm2/g 이었다. 총 100 kg 이상의 BC7로 명명된 본 발명에 따른 CSA 시멘트는 본 발명에 따른 클링커 K-BC7로부터 제조되었다.
표 10은 클링커 K-BC7의 분쇄로부터 BC7로 명명된 본 발명에 따른 CSA 시멘트의 화학적 분석을 나타낸다. 2개의 시판용 CSA 시멘트 "알리프레(Alipre)" (이탈체멘티(Italcementi)) 및 "넥스트 베이스(Next Base)" (부치 우니쳄(Buzzi Unicem))의 무작위 시료에 대한 화학적 분석을 비교 자료로 나타내었다.
본 발명에 따른 CSA 시멘트 BC7 및 2개의 시판용 비교 제품의 화학적 분석.
시멘트 시험 매개변수 "알리프레"
(이탈체멘티)		 "넥스트 베이스"
(부치 우니쳄)		 "BC7"
(칼루쳄
(Calucem))
화학 조성 (wt.%) LOI 0.52 1.43 0.06
SiO2 8.83 10.52 0.59
Al2O3 31.23 29.43 47.20
TiO2 0.43 1.49 0.02
MnO 0.17 0.04 0.00
Fe2O3 1.50 3.00 0.05
CaO 40.18 41.68 36.90
MgO 4.28 2.51 0.49
K2O 0.50 0.39 0.01
Na2O 0.81 0.37 0.00
SO3 11.37 9.24 12.90
P2O5 0.12 0.00 0.01
ZnO 0.00 0.00 1.90
총 99.94 100.10 100.12
잔류물 (wt.%) 90　μm 0.0 1.4 4.2
분말도 블레인 (cm2/g) 4700 4600 5210
본 발명에 따른 CSA 시멘트 BC7의 광물학적 조성을 표 11에 나타내었다. 이들 값은 시판용 칼슘 설포알루미네이트 시멘트 "알리프레" (이탈체멘티) 및 "넥스트 베이스" (부치 우니쳄)의 무작위 시료 분석과 비교된다.
2개의 CSA 시멘트 "알리프레" 및 "넥스트 베이스"는 90 wt.% 미만의 C4A3$ 함량 및 11.80 wt.% ("알리프레") 또는 17.70 wt.% ("넥스트 베이스")의 벨라이트 (C2Sα,β) 함량을 가진다.
본 발명에 따른 CSA BC7은 94.5 wt.%의 C4A3$ 함량 및 2.0 wt.%의 벨라이트 (C2Sα,β) 함량을 가진다. C12A7과 같은 속경화성 상은 존재하지 않거나 또는 미량으로만 존재한다.
모든 상 함량은 Rietveld software, HighScore Plus, Version 4.6a (PANalytical B.V., Almelo, The Netherlands)를 이용하여 결정되었다. 고속 가속기 검출기(rapid Xcelerator Detector)가 있는 PANalytical Cubix Rφntgen Diffractometer를 분석에 사용하였다.
본 발명에 따른 CSA 시멘트 BC7 및 2개의 시판용 CSA 시멘트의 광물학적 분석
CSA 시멘트 "알리프레"
(이탈체멘티)		 "넥스트 베이스"
(부치 우니쳄)		 본 발명에 따른 CSA BC7
(칼루쳄)
C4A3$ 69.2 61.9 94.5
α-C2S 4.2 11.3 0.8
β-C2S 7.6 6.4 1.2
C$ 0.7 4.4 1.0
C3MS2 2.1 5.3 -
C2AS 2.3 4 -
3C2S3·C$·CaF2
(엘라스타다이트-플루오린(ellastadite-fluorin))		 5.3 - -
CT 0 3.9 -
C3FT 3.7 1.1 -
MgO 4.1 1.7 -
CA - - 1.1
C12A7 0.8 0 0.3
ZnA (가나이트) - 1.1
모든 자료 (wt.%)
본 발명에 따른 시멘트 BC7 및 비교 시료 "알리프레" 및 "넥스트 베이스"에 대해 표준 강성, 석회에 대한 경화 시간 및 24시간 후 표준 모르타르에 대한 압축 강도 개발을 달성하기 위한 물 수요는 EN 14647에 따라 결정되었다.
EN 14647에 따라, EN 196-3의 시험 방법을 사용하여 표준 강성 및 이에 필요한 물 수요를 결정한다. 압축 강도는 1350 g의 표준 모래 함량에서 500 g의 시멘트 및 200 g의 물 (물/시멘트 = 0.40)을 함유하는 표준 모르타르에서 EN 14647에 따라 결정된다. 물 수요 및 석회에 대한 경화 거동(setting behavior) 시험 및 압축 강도 시험의 결과는 표 12에 나타내었다.
경화 시험 및 강도 시험의 결과
시험 매개변수 "알리프레"
(이탈체멘티)		 "넥스트 베이스"
(부치 우니쳄)		 본 발명에 따른 CSA BC7
(칼루쳄)
경화성 석회 물 요구량(%) 32.0 32.0 28.0
SB (h:min) 0:09 0:17 1:45
SE (h:min) 0:12 0:20 2:30
압축 강도 24　h (MPa) 25 6 44
SB = 경화 시작; SE = 경화 종료
시판용 비교 시멘트는 둘 다 32%의 물 요구량으로, 시멘트 석회에서 9분 ("알리프레") 또는 17분 ("넥스트 베이스")의 속경화성을 나타낸다.
대조적으로, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트 BC7은 28%의 낮은 물 요구량으로 석회에서 상당히 긴 경화 특성을 가진다. 석회의 물 요구량 및 경화 특성의 값은 포틀랜드 및 알루미나 시멘트의 값과 비교할 수 있다. "알리프레" 비교 시멘트는 9분에서 시작되는 경화로 가장 짧은 처리 시간을 나타낸다.
24 h 후, "넥스트 베이스"의 압축 강도는 6 MPa이고, "알리프레"의 압축 강도는 25 MPa이다. 그러나, 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트 BC7은 24 h 후에 이미 44 MPa의 압축 강도를 가지므로, 시판용 비교 시료 "알리프레"의 강도의 거의 2배인 강도를 가진다.
실시예 3
본 발명에 따른 CSA 시멘트 BC7을 이용한, 타일 접착제, 레벨링 화합물 (levelling compounds), 충전제 및 보수용 모르타르의 분야의 제품에 대해 일반적인 산업-표준 바인더 성분, 첨가제 및 충전제를 이용하여 자가-레벨링(self-levelling) 충전제로 다양한 건설-화학 혼합물을 제조하였다.
자가-레벨링 충전제는 건설-화학 배합 중에서 특히 수요가 많은 제품이다. 30분의 처리 시간 동안 매우 우수한 진행을 가져야 하며, 높은 초기 강도 및 빠른 접근성을 보장해야 한다. 일반적으로, 고품질 자가-레벨링 충전제는 높은 함량의 칼슘 설포알루미네이트 시멘트를 가진다.
다양한 배합의 조성은 표 13에 제공된다. 배합 성분은 "바인더", "첨가제 I 및 II" 및 "충전제"로 나뉜다. 각각의 기본 배합은 본 발명에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트 BC7로 제조되었다. 본 발명에 따른 CSA 시멘트 BC7-1 및 BC7-2를 이용하는 2개의 배합은 시판용 비교 시멘트 "알리프레" (이탈체멘티) 및 "넥스트 베이스" (부치 우니쳄)를 이용하는 배합과 비교된다. 배합 BC7-1은 19.66 wt.%의 본 발명에 따른 CSA 시멘트 BC7을 함유한다. BC7 함량은 배합 BC7-2에서 14.74 wt.%로 감소하였으며, 배합은 분쇄된 석회석 (F2)으로 100%까지 제조되었다.
4개의 혼합물은 이들의 농도에 대해 슬럼프 a5, a15 및 a30을 측정하고, 4 h, 6h 및 24 h 후 이들의 압축 강도 발현에 대해 표준 프리즘 4 cm x 4 cm x 16 cm에서 측정하여, 이들의 제조 후 30분 동안 시험하였다. 표 13에 사용된 용어 및 약어는 하기와 같다.
"바인더"는 배합 부분을 의미하는 것으로 이해된다: 포틀랜드 시멘트 (OPC) Milke Premium CEM I 52.5 R, HeidelbergCement AG; 칼슘 설포알루미네이트 시멘트 (CSA) 및 칼슘 설페이트 (C$) 무수 석고 - Micro A, Casea.
"첨가제 I"는 주로 지연 및 가속 효과를 갖는 첨가제를 나타낸다: 타르타르산 L(+) p.a. (WS), HARKE Chemicals GmbH; 및 순수 리튬 카보네이트 (LiC), Merck, item no. 5670.
"첨가제 II"는 혼합물의 농도에 주요 영향을 미치는 첨가제를 포함한다: 액화 ViscoCrete-225 P (VF), SIKA; 셀룰로오스 에테르 Culminal MHPC-500 PF (CE), Ashland; 소포제(anti-foaming agent) Agitan P 801 (ES), Munzing Chemie GmbH; 및 재분산성 고분자 분말 (redispersible polymer powder, RPP) ELOTEX FL 2280, Akzo Nobel Chemicals AG.
충전제 (F)는 수압 반응에 관여하지 않는 불활성 물질을 나타낸다. 석영 모래(Quartz sand) F34 (F1) (Quarzwerke GmbH) 및 분쇄 석회석 40GU (F2) (Omya GmbH)가 실시예에서 사용되었다.
표 13에서, 명시된 백분율 값은 혼합물의 총 중량에서 성분의 백분율 부분과 관련된다.
모든 건설-화학 혼합물은 0.21의 일정한 물/고체 값 (w/s 값)으로 혼합되었다.
슬럼프는 2000 g의 건식 배합 혼합물을 정확하게 칭량하고 EN 196에 따라 모르타르 혼합기에서 420g 탈염수와 함께 I 단계에서 30초 동안 혼합한 다음, 단계 II에서 90초 동안 혼합하는 방식으로 시험하였다. 혼합수(mixing water)를 혼합통 (mixing trough)에 넣은 다음, 건조 혼합물을 첨가하였다. 그 다음, 결과로 생성된 부을 수 있는(pourable) 혼합물을 3개의 배출 고리(discharge rings), 즉 동심 눈금(concentric graduations)을 제공하고 정확히 수평 방향으로 배향된, 플렉시글라스(plexiglass)로 만들어진 3개의 건식 확산 판(spreading plates)이 중심이 되도록 배열된, 35 mm의 높이 및 68 mm의 내경을 갖는 환상(annular) 알루미늄 용기에 분배하였다. 혼합 시작 후 5분에, 첫 번째 고리를 올리고, 원형 질량의 직경을 캘리퍼를 이용하여 서로 수직인 두 측정값의 평균값으로, a5 값을 결정하였다. 동일한 방식으로, 15분 및 30분 후에 다른 2개의 고리를 이동시켜 값 a15 및 a30을 결정하였다.
4, 6 및 24 h 후 압축 강도를 결정하기 위해, 건설-화학 혼합물을 동일한 방식으로 제조하였으며, 혼합이 끝난 후, 부을 수 있는 물질을 추가의 압축 조치없이 EN 196에 따라 프리즘 주형(prism mold)에 부었다. 금형은 EN 196에 따라 저장하였으며, 프리즘은 예정된 날짜에 표준에 따라 시험하였다.
상이한 칼슘 설포알루미네이트 시멘트를 갖는 자가-레벨링 충전제
시멘트 "알리프레" "넥스트 베이스" BC7-1 BC7-2
배합
CSA (%) 19.66 19.66 19.66 14.74
OPC (%) 4.91 4.91 4.91 4.91
C$ (%) 4.91 4.91 4.91 4.91
총 바인더 29.49 29.49 29.49 24.57
첨가제 I
WS (%) 0.13 0.13 0.13 0.13
LiC (%) 0.29 0.29 0.29 0.29
첨가제 II
VF (%) 0.10 0.10 0.10 0.10
CE (%) 0.07 0.07 0.07 0.07
ES (%) 0.14 0.14 0.14 0.14
RPP (%) 0.98 0.98 0.98 0.98
충전제
F1 (%) 40.54 40.54 40.54 40.54
F2 (%) 28.26 28.26 28.26 33.17
W/S 값 0.21 0.21 0.21 0.21
슬럼프
a5 (mm) 245 232 245 242
a15 (mm) 246 232 240 245
a30 (mm) 250 236 235 245
압축 강도
4　h (MPa) 15.3 13.9 17.8 14.3
6　h (MPa) 17.5 15.3 22.2 17.1
24　h (MPa) 26.3 21.2 33.9 27.1
모든 자가-레벨링 충전제가 30분 동안 매우 우수한 진행을 갖는다는 것이 표 13에서 명백하다. 본 발명에 따른 19.66% 칼슘 설포알루미네이트 시멘트 BC7을 갖는 충전제 BC7-1은 19.66% "알리프레" 및 19.66% "넥스트 베이스"를 갖는 충전제에 비해 4 h, 6 h 및 24 h 후에 명백히 더 높은 압축 강도를 나타낸다. 본 발명에 따른 14.74% 칼슘 설포알루미네이트 시멘트 BC7만을 갖는 충전제 BC7-2는 놀랍게도 19.66%의 시멘트 함량을 갖는 비교 배합 "알리프레" 및 "넥스트 베이스"의 강도 수준에 있다.
칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 특히 C2S로 계산하여 최대 97 wt.% C4A3$, 적어도 1 wt.% 벨라이트, 및 CA로 계산하여 적어도 0.5 wt.% 크로타이트를 함유할 수 있다.
칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 특히 C2S로 계산하여 최대 97 wt.% C4A3$, 적어도 1 wt.% 벨라이트, 및 CA로 계산하여 적어도 0.5 wt.% 크로타이트, 및 C12A7로 계산하여 적어도 0.1 wt.%, 최대 2.0 wt.%, 특히 최대 1.0 wt.%, 특히 최대 0.5 wt.% 마에나이트를 함유할 수 있다.
칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 특히 C2S로 계산하여 최대 97 wt.% C4A3$, 적어도 1.5 wt.% 벨라이트, 및 CA로 계산하여 적어도 0.5 wt.% 크로타이트를 함유할 수 있다.
칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 특히 C2S로 계산하여 최대 97 wt.% C4A3$, 적어도 1.5 wt.% 벨라이트, 및 CA로 계산하여 적어도 0.5 wt.% 크로타이트, 및 C12A7로 계산하여 적어도 0.1 wt.%, 최대 2.0 wt.%, 특히 최대 1.0 wt.%, 특히 최대 0.5 wt.% 마에나이트를 함유할 수 있다.
하기의 항목 중 하나 이상에 따른 칼슘 설포알루미네이트 시멘트 또는 이의 제조도 본 발명에 따른다:

Claims (17)

  1. 결정질 또는 비정질 형태로, 또는 결정질 및 비정질 부분의 혼합물로서 적어도 90 wt.% C4A3$ 및 3500　cm2/g 내지 6250 cm2/g의 블레인에 따른 특정 분쇄 분말도를 갖는 칼슘 설포알루미네이트 시멘트의 제조 방법으로서,
    칼슘 설포알루미네이트 시멘트의 제조를 위해,
    41 내지 50 wt.%의 Al2O3,
    34 내지 41 wt.%의 CaO 및
    11 내지 19 wt.%의 SO3,
    및
    0.1 내지 3 wt.%의 SiO2 및/또는
    0.1 내지 1 wt.%의 Fe2O3 및/또는
    0.05 내지 2.5 wt.%의 TiO2 및/또는
    0.05 내지 2.5 wt.%의 ZnO를 함유하는 원료의 혼합물을 사용하고,
    방법은 3500　cm2/g 내지 6000 cm2/g의 블레인에 따른 특정 분쇄 분말도를 갖는 혼합물로 원료를 분쇄하는 단계, 및
    적어도 1150℃의 하소 온도에서 혼합물을 하소하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 분쇄 단계는 볼 밀(ball mill)에서 2 단계로 수행되고, 두 단계에서 상이한 분쇄체(grinding bodies)가 볼 밀에서 사용되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 칼슘 설포알루미네이트 시멘트로서,
    칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 결정질 또는 비정질 형태로, 또는 결정질 및 비정질 부분의 혼합물로서 적어도 90 wt.% C4A3$, 및
    CaO로 계산하여, 최대 0.5 wt.%의 유리 석회, 및/또는
    최대 0.5 wt.%의 C3A, 및/또는
    C12A7로 계산하여, 최대 2.0 wt.%의 마에나이트, 및/또는
    CA로 계산하여, 최대 10.5 wt.%의 크로타이트를 함유하고,
    0.5 내지 10.0 wt.%의 C4AF 및 이의 혼합 결정 C6A3-XFX (1≤x≤3), 및/또는
    C2S로 계산하여, 0.5 wt.% 내지 10.0 wt.%의 벨라이트, 및/또는
    CA로 계산하여, 적어도 0.5 wt.%의 크로타이트를 더 함유하며,
    3500　cm2/g 내지 6250 cm2/g의 블레인에 따른 특정 분쇄 분말도를 더 갖는 것을 특징으로 하는, 칼슘 설포알루미네이트 시멘트.
  4. 제 3항에 있어서, 칼슘 설포알루미네이트는 하기의 추가 원소 중 하나 이상 또는 상이한 산화 상태의 이들의 산화물, 및 이들의 화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는, 칼슘 설포알루미네이트 시멘트:
    Si, Na, K, Mg, Sr, Ba, Ti. Zr, V, P, Cr, Mn, Zn 및/또는 기타 전이 금속.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서, 칼슘 설포알루미네이트 시멘트는 건설-화학 산업의 배합에서 바인더 성분으로 사용되는 것을 특징으로 하는, 칼슘 설포알루미네이트 시멘트.
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