KR20140015442A - 시멘트 조성물 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

시멘트 페이스트, 모르타르 또는 콘크리트의 프레시 성상을 유지하면서, 시멘트 페이스트, 모르타르 또는 콘크리트의 강도 발현성을 유지·향상시키는, 시멘트 조성물 및 그의 제조 방법을 제공한다. V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％인, 시멘트 조성물이다. 또한, Sr 함유량이 0.035 내지 0.08질량％인, 시멘트 조성물이다. 시멘트 조성물의 V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％로 되도록, 석회석, 규석, 석탄회, 점토, 고로 슬래그, 건설 발생토, 하수 오니, 히드로 케이크 및 철원으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원료의 원료 원단위를 조정하고, 조정한 원료를 소성하여 시멘트 클링커를 제조하는 공정 (A)와, 상기 시멘트 클링커와 석고와 혼합재를 분쇄하는 공정 (B)를 포함하는, 시멘트 조성물의 제조 방법이다.

Description

시멘트 조성물 및 그의 제조 방법{CEMENT COMPOSITIONS AND PROCESS FOR PRODUCING SAME}
본 발명은, 시멘트 조성물 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
시멘트 조성물은, 시멘트 조성물에 포함되는 성분과 물이 반응하여 수화물을 생성하고, 강도를 발현한다. 일반적으로는, 수화물의 생성량이 많아짐에 따라, 모르타르 또는 콘크리트의 강도는 상승한다.
시멘트 유저로부터는, 콘크리트의 유동성이나 응결 시간을 손상시키지 않고, 강도 발현성이 우수한 콘크리트를 얻는 것이 가능한 시멘트 조성물이 요구되고 있다.
콘크리트의 강도 발현성을 향상시키는 방법으로서는, 「분말도(브레인 비표면적)를 미세하게 한다」, 「C3S 함유량을 증가시킨다」 등의 수단이 사용되고 있다(예를 들어 비특허문헌 1).
사단 법인 시멘트 협회, 시멘트의 상식, 「4. 시멘트의 종류와 용도」, p.11 내지 17, 2004년 발행
그러나, 비특허문헌 1과 같이 「분말도(브레인 비표면적)를 미세하게 한다」, 「C3S 함유량을 증가시킨다」 등의 시멘트 조성물의 분말도나 광물 조성을 바꾸는 수단에 의해 콘크리트 등의 경화체의 강도 발현성을 향상시키면, 응결 시간이 단축되고, 유동성이 저하되어 버린다는 사정이 있었다. 또한, 「분말도를 미세하게 한다」는 것은 시멘트의 분쇄 에너지를 증가시키고, 「C3S 함유량을 증가시킨다」는 것은 원료로 하여 석회석 원단위를 증가시키게 되고, 석회석의 탈탄산에 의한 CO2 배출 및 클링커 소성용의 에너지 증가로도 이어져, 어떤 경우든 시멘트 제조에 있어서의 CO2 발생량의 증가로 되기 때문에, 환경 면에서도 바람직한 것이 아니다.
본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 모르타르나 콘크리트의 적정한 프레시 성상(표준 연도 수량, 응결 시간)을 유지하면서, 모르타르 또는 콘크리트 등의 경화체의 강도 발현성을 향상시키는 것이 가능한 시멘트 조성물 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기한 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 모르타르나 콘크리트의 프레시 성상을 유지하면서, 모르타르 또는 콘크리트 등의 경화체의 강도 발현성을 향상시키기 위해서는, 시멘트 조성물 중의 바나듐(V) 함유량을 제어하는 것이 유효한 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％인 시멘트 조성물에 관한 것이다. 본 발명은, Sr 함유량이 0.035 내지 0.08질량％인, 상기 시멘트 조성물에 관한 것이다. 본 발명은, Mo 함유량이 0.0002 내지 0.007질량％이며, MgO 함유량이 1 내지 3질량％인, 상기 시멘트 조성물에 관한 것이다. 본 발명은, SO3 함유량이 0.2 내지 1.2질량％인 시멘트 클링커를 사용하여 이루어지는, 상기 시멘트 조성물에 관한 것이다. 본 발명은, SO3 함유량이 1.6 내지 2.5질량％인, 상기 시멘트 조성물에 관한 것이다. 본 발명은, R2O 함유량이 0.3 내지 0.6질량％인, 상기 시멘트 조성물에 관한 것이다. 본 발명은, C3S 함유량이 45 내지 70질량％, C2S 함유량이 5 내지 25질량％, C3A 함유량이 6 내지 15질량％ 및 C4AF 함유량이 7 내지 15질량％인, 상기 시멘트 조성물에 관한 것이다.
본 발명은, 시멘트 조성물의 V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％로 되도록, 석회석, 규석, 석탄회, 점토, 고로 슬래그, 건설 발생토, 하수 오니, 히드로 케이크 및 철원으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원료의 원료 원단위를 조정하고, 조정한 원료를 소성하여 시멘트 클링커를 제조하는 공정 (A)와, 상기 시멘트 클링커와 석고와 혼합재를 분쇄하는 공정 (B)를 포함하는, 시멘트 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 시멘트 페이스트, 모르타르 또는 콘크리트의 적정한 프레시 성상을 유지하기 위해, 시멘트 페이스트의 표준 연도 수량(일정한 연도를 얻기 위하여 필요한 수량) 및 응결 시간을 유지하면서, 모르타르 또는 콘크리트 등의 경화체의 강도 발현성(예를 들어 재령 28일의 강도 발현성)을 유지·향상시키는 것이 가능한 시멘트 조성물 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 시멘트 조성물 중의 V 함유량과, 이 시멘트 조성물을 사용한 재령 28일의 모르타르(경화체) 압축 강도의 관계를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물은 V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％인 것을 특징으로 한다.
바나듐(V)은 시멘트 조성물에 함유되는 미량 성분이다. 본 발명자들은, 시멘트 조성물 중의 V 함유량이, 시멘트 조성물을 사용한 시멘트 페이스트, 모르타르 또는 콘크리트의 경화체의 강도 발현성에 영향을 미치는 것을 밝혀내어, 시멘트 조성물의 V 함유량이 적성 범위로 되도록 함으로써, 시멘트 페이스트, 모르타르 또는 콘크리트의 적정한 프레시 성상(표준 연도 수량, 응결 시간)을 유지하면서, 그들의 경화체의 강도 발현성을 향상시키는 것을 발견했다. 시멘트 조성물의 V 함유량은, 시멘트 조성물의 전체 질량에 대한 함유 비율(질량％)이며, 시멘트 협회 표준 시험 방법 JCAS I-52 2000 「ICP 발광 분광 분석 및 전기 가열식 원자 흡광 분석 방법에 의한 시멘트 중의 미량 성분의 정량 방법」에 준하여 측정할 수 있다.
시멘트 조성물 중의 V 함유량은 0.0063 내지 0.012질량％이며, 바람직하게는 0.0070 내지 0.012질량％이며, 보다 바람직하게는 0.0080 내지 0.0115질량％이며, 더욱 바람직하게는 0.0090 내지 0.0105질량％이다. 시멘트 조성물 중의 V 함유량이 0.063질량％ 미만 또는 0.012질량％를 초과하면, 본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물을 사용한 모르타르 또는 콘크리트 등의 경화체의 강도 발현성을 적정하게 유지하지 못하는 경우가 있다.
본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물은, 스트론튬(Sr) 함유량이, 바람직하게는 0.035 내지 0.08질량％, 보다 바람직하게는 Sr 함유량이 0.04 내지 0.075질량％, 더욱 바람직하게는 0.041 내지 0.07질량％, 특히 바람직하게는 0.042 내지 0.06질량％이다. 시멘트 조성물 중의 Sr 함유량이, 상기 범위 내이면, 시멘트 조성물의 프레시 성상(표준 연도 수량, 응결 시간)을 적절하게 유지하면서, 모르타르 또는 콘크리트 등의 경화체의 강도 발현성을 유지·향상시킬 수 있다. 시멘트 조성물 중의 Sr 함유량은, 시멘트 조성물의 전체 질량에 대한 함유 비율(질량％)이며, 이 함유 비율은, 시멘트 협회 표준 시험 방법 JCAS I-52 2000 「ICP 발광 분광 분석 및 전기 가열식 원자 흡광 분석 방법에 의한 시멘트 중의 미량 성분의 정량 방법」에 준하여 측정할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물은, 몰리브덴(Mo) 함유량이, 바람직하게는 0.0002 내지 0.007질량％, 보다 바람직하게는 0.0002 내지 0.0065질량％, 더욱 바람직하게는 0.0002 내지 0.0064질량％, 특히 바람직하게는 0.0002 내지 0.0063질량％이다. 시멘트 조성물 중의 Mo 함유량이, 상기 범위 내이면, 시멘트 조성물의 프레시 성상(표준 연도 수량, 응결 시간)을 적절하게 유지하면서, 모르타르나 콘크리트 등의 경화체의 강도 발현성을 유지·향상시킬 수 있다. 시멘트 조성물 중의 Mo 함유량은, 시멘트 조성물의 전체 질량에 대한 함유 비율(질량％)이며, 이 함유 비율은, 시멘트 협회 표준 시험 방법 JCAS I-52 2000 「ICP 발광 분광 분석 및 전기 가열식 원자 흡광 분석 방법에 의한 시멘트 중의 미량 성분의 정량 방법」에 준하여 측정할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물에서는, MgO 함유량이, 바람직하게는 1 내지 3질량％, 보다 바람직하게는 1 내지 2.5질량％, 더욱 바람직하게는 1 내지 2질량％, 특히 바람직하게는 1 내지 1.5질량％이다. 시멘트 조성물 중의 MgO 함유량이, 상기 범위 내이면, 시멘트 조성물의 프레시 성상(표준 연도 수량, 응결 시간)을 적절하게 유지하면서, 모르타르나 콘크리트 등의 경화체의 강도 발현성을 더욱 향상시킬 수 있다. 시멘트 조성물 중의 MgO 함유량은, 시멘트 조성물의 전체 질량에 대한 함유 비율(질량％)이며, 이 함유 비율은, JIS R 5202:1998 「포틀랜드 시멘트의 화학 분석 방법」에 준하여 측정할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물은, SO3 함유량이 0.2 내지 1.2질량％인 시멘트 클링커를 사용하여 이루어지는 것이 바람직하다. 시멘트 클링커의 SO3 함유량은, 보다 바람직하게는 0.25 내지 0.90질량％, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 0.70질량％이다. 시멘트 클링커의 SO3 함유량이 상기 범위 내이면, 이 시멘트 클링커와, 석고와, 혼합재를 분쇄하여 얻어지는 시멘트 조성물의 SO3 함유량을 소정의 범위로 조정하기 쉬워지기 때문에 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물은, R2O 함유량이, 바람직하게는 0.3 내지 0.6질량％, 보다 바람직하게는 0.35 내지 0.6질량％, 더욱 바람직하게는 0.35 내지 0.55질량％, 특히 바람직하게는 0.4 내지 0.5질량％이다. 시멘트 조성물 중의 R2O 함유량이, 상기 범위 내이면, 시멘트 조성물의 프레시 성상(표준 연도 수량, 응결 시간)을 적절하게 유지하면서, 모르타르나 콘크리트 등의 경화체의 강도 발현성을 유지·향상시킬 수 있다. 시멘트 조성물 중의 R2O 함유량은, 시멘트 조성물의 전체 질량에 대한 함유 비율(질량％)이며, 이 함유 비율은, JIS R 5202:1998 「포틀랜드 시멘트의 화학 분석 방법」에 준하여 측정할 수 있다. 시멘트 조성물의 R2O(알칼리) 함유량은, 하기 식 (I)로 표시하는 양을 의미한다.
시멘트 조성물의 R2O 함유량=Na2O 함유량+0.658×K2O 함유량 (I)
또한, 본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물은, SO3 함유량이, 바람직하게는 1.6 내지 2.5질량％, 보다 바람직하게는 1.7 내지 2.5질량％, 더욱 바람직하게는 1.8 내지 2.48질량％이다. 시멘트 조성물 중의 SO3 함유량이, 상기 범위 내이면, 시멘트 조성물의 프레시 성상(표준 연도 수량, 응결 시간)을 적절하게 유지하면서, 모르타르나 콘크리트 등의 경화체의 강도 발현성을 유지·향상시킬 수 있다. 시멘트 조성물 중의 SO3 함유량은, 시멘트 조성물의 전체 질량에 대한 함유 비율(질량％)이며, 이 함유 비율은, JIS R 5202:1998 「포틀랜드 시멘트의 화학 분석 방법」에 준하여 측정할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물의 광물 조성은, 바람직하게는 C3S 함유량이 45 내지 70질량％, C2S 함유량이 5 내지 25질량％, C3A 함유량이 6 내지 15질량％ 및 C4AF 함유량이 7 내지 15질량％이며, 보다 바람직하게는 C3S 함유량이 48 내지 65질량％, C2S 함유량이 10 내지 25질량％, C3A 함유량이 8 내지 13질량％ 및 C4AF 함유량이 8 내지 12질량％이며, 더욱 바람직하게는 C3S 함유량이 50 내지 64질량％, C2S 함유량이 11 내지 20질량％, C3A 함유량이 9 내지 12질량％ 및 C4AF 함유량이 8 내지 11질량％이며, 특히 바람직하게는 C3S 함유량이 53 내지 60질량％, C2S 함유량이 11 내지 18질량％, C3A 함유량이 9 내지 11질량％, C4AF 함유량이 8 내지 10질량％이다. 시멘트 조성물의 광물 조성이 상기 범위 내이면, 모르타르 및 콘크리트의 프레시 성상(표준 연도 수량, 응결 시간)을 유지하면서, 모르타르 또는 콘크리트 등의 경화체의 강도 발현성을 용이하게 유지·향상시킬 수 있다.
여기서, 시멘트 조성물 중의 C3S 함유량(알라이트상), C2S 함유량(벨라이트상), C3A 함유량(알루미네이트상), C4AF 함유량(페라이트상)은, 하기의 보그식 [1] 내지 [4]에 의해 산출한다.
C3S 함유량(질량％)=4.07×CaO 함유량(질량％)-7.60×SiO2 함유량(질량％)-6.72×Al2O3 함유량(질량％)-1.43×Fe2O3 함유량(질량％)-2.85×SO3 함유량(질량％)...[1]
C2S 함유량(질량％)=2.87×SiO2 함유량(질량％)-0.754×C3S 함유량(질량％)...[2]
C3A 함유량(질량％)=2.65×Al2O3 함유량(질량％)-1.69×Fe2O3 함유량(질량％)...[3]
C4AF 함유량(질량％)=3.04×Fe2O3 함유량(질량％)...[4]
식 중의 「CaO 함유량」, 「SiO2 함유량」, 「Al2O3 함유량」 및 「Fe2O3 함유량」은, 각각, 시멘트 조성물에 있어서의 CaO, SiO2, Al2O3 및 Fe2O3의 시멘트 조성물의 전체 질량에 대한 함유 비율(질량％)이다. 이들 함유 비율은, JIS R 5202 「포틀랜드 시멘트의 화학 분석 방법」 혹은 JIS R 5204 「시멘트의 형광 X선 분석 방법」에 의해 측정할 수 있다.
이어서, 본 발명의 시멘트 조성물의 제조 방법의 실시 형태에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물의 제조 방법은, 시멘트 조성물의 V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％로 되도록, 석회석, 규석, 석탄회, 점토, 고로 슬래그, 건설 발생토, 하수 오니, 히드로 케이크 및 철원(구리 얽힘, 고로 더스트 등)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원료의 원료 원단위를 조정하고, 조정한 원료를 소성하여 시멘트 클링커를 제조하는 공정 (A)와, 상기 시멘트 클링커와 석고와 혼합재를 분쇄하는 공정 (B)를 포함한다.
(A) 공정에서의 시멘트 클링커의 원료로서는, 석회석, 규석, 석탄회, 점토, 고로 슬래그, 건설 발생토, 하수 오니, 히드로 케이크 및 철원 등을 들 수 있다. 석탄회는, 석탄 화력 발전소 등으로부터 발생하는 것이며, 신더 애시, 플라이 애시, 클링커 애시 및 보텀 애시를 들 수 있다. 건설 발생토로서는, 건설 공사의 시공에 수반하여 부차적으로 발생하는 잔토나 이토, 폐토 등을 들 수 있다. 하수 오니로서는, 오니 단미 이외, 이것에 석회석을 첨가하여 건분화한 것이나, 소각 잔사 등을 들 수 있다. 히드로 케이크로서는, 해수 마그네시아 클링커를 제조할 때의, 해수에 소량의 수산화칼슘을 첨가하여, 해수 중의 탄산 가스를 제거하는 공정에서 발생하는 부산물이며, 칼슘 및 마그네슘 각각의 수산화물 및 탄산염을 주성분으로 하는 것을 들 수 있다. 철원으로서는, 구리 얽힘, 고로 더스트 등을 들 수 있다. 또한, V를 어느 정도 함유하는 원료이면, 상기한 석회석, 규석, 석탄회, 점토, 고로 슬래그, 건설 발생토, 하수 오니, 히드로 케이크 및 철원 이외일 수도 있다.
(A) 공정에서의 시멘트 클링커 원료의 원료 원단위로서는, 시멘트 클링커 1톤(t)당, 드라이 베이스(수분을 포함하지 않는 상태)로, 석회석 700 내지 1400kg/t-클링커, 규석 20 내지 150kg/t-클링커, 석탄회 0 내지 300kg/t-클링커, 점토 0 내지 100kg/t-클링커, 고로 슬래그 0 내지 100kg/t-클링커, 건설 발생토 10 내지 150kg/t-클링커, 하수 오니 0 내지 100kg/t-클링커, 히드로 케이크 0 내지 100kg/t-클링커 및 철원 30 내지 80kg/t-클링커를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 공정 (A)에서는, 시멘트 클링커 원료로서, 드라이 베이스로, 석회석 800 내지 1300kg/t-클링커, 규석 20 내지 100kg/t-클링커, 석탄회 10 내지 250kg/t-클링커, 점토 0 내지 80kg/t-클링커, 고로 슬래그 5 내지 50kg/t-클링커, 건설 발생토 20 내지 150kg/t-클링커, 하수 오니 0 내지 70kg/t-클링커, 히드로 케이크 20 내지 80kg/t-클링커 및 철원 30 내지 60kg/t-클링커를 사용하는 것이 보다 바람직하다. 석탄회는, 드라이 베이스로 20 내지 250kg/t-클링커인 것이 더욱 바람직하다.
(A) 공정에서의 시멘트 클링커 원료의 원료 원단위를 조정하는 방법으로서는, 각 시멘트 클링커 원료의 V 함유량을 측정하여, V를 많이 포함하는 시멘트 클링커 원료의 원료 원단위를 주로 조정하고, 시멘트 조성물의 V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％로 되도록 원료 원단위를 조정한다. 시멘트 클링커 원료의 원료 원단위를 조정하는 방법으로서, 구체적으로는, 미리 제조한 시멘트 조성물을 샘플링하고, 시멘트 조성물 중의 V 함유량을 측정하여, 시멘트 조성물 중의 V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％로 되도록, 시멘트 클링커 원료의 원료 원단위를 조정하여, 이 원료를 소성하여 얻어진 시멘트 클링커를 사용하는 방법을 들 수 있다. 이러한 방법에 의해, V 함유량이 특정한 범위이며, 강도 발현성(예를 들어 재령 28일의 강도 발현성)을 유지·향상시킨 시멘트 조성물을 제조할 수 있다. 여기서 「원료 원단위」란, 시멘트 클링커를 1톤 제조하는 데 있어서 사용되는 각 원료의 질량(kg/t-클링커)을 의미한다. 또한, V를 어느 정도 함유하는 원료이면, 상기한 석회석, 규석, 석탄회, 점토, 고로 슬래그, 건설 발생토, 하수 오니, 히드로 케이크 및 철원 이외일 수도 있다.
시멘트 클링커 원료 중에서도, 석탄회, 건설 발생토, 점토, 철원(구리 얽힘, 고로 더스트) 등의 사용량(원료 원단위)이, 시멘트 조성물의 V 함유량에 끼치는 영향이 크다. 시멘트 조성물의 V 함유량을 조정하기 위해서는, V 함유량이 끼치는 영향이 큰 상기 원료의 원료 원단위를 조정하여 이루어지는 시멘트 클링커를 사용하여, 시멘트 조성물을 제조하는 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물의 제조 방법에 있어서, 시멘트 조성물의 Sr 함유량이 0.035 내지 0.08질량％로 되도록, 시멘트 클링커 원료의 원료 원단위를 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 시멘트 조성물의 제조 방법에 있어서, 시멘트 조성물의 Mo 함유량이 0.0002 내지 0.007질량％로 되도록, 시멘트 클링커 원료의 원료 원단위를 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 시멘트 조성물의 제조 방법에 있어서, 시멘트 조성물의 MgO 함유량이 1 내지 3질량％로 되도록 시멘트 클링커 원료의 원료 원단위를 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 시멘트 조성물의 제조 방법에 있어서, 시멘트 조성물의 R2O 함유량이 0.3 내지 0.6질량％로 되도록, 시멘트 클링커 원료의 원료 원단위를 조정하는 것이 바람직하다. 시멘트 조성물의 Sr 함유량, Mo 함유량, MgO 함유량 및 R2O 함유량을 조정하기 위해서는, 미리 제조한 시멘트 조성물을 샘플링하고, 시멘트 조성물 중의 Sr 함유량, Mo 함유량, MgO 함유량 및 R2O 함유량을 측정하여, 시멘트 조성물 중의 Sr 함유량, Mo 함유량, MgO 함유량 및 R2O 함유량이 특정량으로 되도록, 시멘트 클링커 원료의 원료 원단위를 조정하여, 이 원료를 소성하여 얻어진 시멘트 클링커를 사용하는 방법을 들 수 있다.
본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물의 제조 방법에 있어서, 시멘트 클링커의 SO3 함유량이 0.2 내지 1.2질량％로 되도록 시멘트 클링커 원료의 원료 원단위를 조정하는 것이 바람직하다.
시멘트 클링커 원료로서, 각 원료 중의 V 함유량, Sr 함유량, Mo 함유량, MgO 함유량 및 R2O 함유량이, 이하의 범위인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 각 원료 중의 V 함유량, Sr 함유량, Mo 함유량, MgO 함유량 및 R2O 함유량은, 각 원료 전체(100질량％)에 대한 함유 비율(질량％)이다.
석회석으로서는, V 함유량이, 바람직하게는 0.0001 내지 0.002질량％, 보다 바람직하게는 0.0001 내지 0.0015질량％, 더욱 바람직하게는 0.0002 내지 0.0012질량％, 특히 바람직하게는 0.0002 내지 0.001질량％인 것을 사용한다. Sr 함유량이, 바람직하게는 0.005 내지 0.07질량％, 보다 바람직하게는 0.005 내지 0.06질량％, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.06질량％, 특히 바람직하게는 0.015 내지 0.055 질량％인 것을 사용한다. Mo 함유량이, 바람직하게는 0.002질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.001질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0005질량％ 이하, 특히 바람직하게는 0.0003질량％ 이하인 것을 사용한다. MgO 함유량이, 바람직하게는 0.1 내지 1.5질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.2 내지 1.3질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.25 내지 1.1질량％ 이하, 특히 바람직하게는 0.3 내지 1.0질량％인 것을 사용한다. R2O 함유량이, 바람직하게는 0.05질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.04질량％, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 0.03질량％, 특히 바람직하게는 0.005 내지 0.02질량％인 것을 사용한다.
규석으로서는, V 함유량이, 바람직하게는 0.001 내지 0.01질량％, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.008질량％, 더욱 바람직하게는 0.002 내지 0.007질량％, 특히 바람직하게는 0.003 내지 0.006질량％인 것을 사용한다. Sr 함유량이, 바람직하게는 0.001 내지 0.04질량％, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.03질량％, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 0.025질량％, 특히 바람직하게는 0.001 내지 0.02질량％인 것을 사용한다. Mo 함유량이, 바람직하게는 0.002질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.001질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0005질량％ 이하, 특히 바람직하게는 0.0004질량％ 이하인 것을 사용한다. MgO 함유량이, 바람직하게는 0.05 내지 1.0질량％, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.8질량％, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.6질량％, 특히 바람직하게 0.1 내지 0.5질량％인 것을 사용한다. R2O 함유량이, 바람직하게는 0.1 내지 4.0질량％, 보다 바람직하게는 0.1 내지 3.0질량％, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 2.5질량％, 특히 바람직하게는 0.3 내지 2.0질량％인 것을 사용한다.
석탄회로서는, V 함유량이, 바람직하게는 0.01 내지 0.1질량％, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.08질량％, 더욱 바람직하게는 0.015 내지 0.07질량％, 특히 바람직하게는 0.035 내지 0.06질량％인 것을 사용한다. 또한, 시멘트 조성물 중의 V 함유량을 제어하기 위해서는, 가능한 한 V 함유량이 많은 석탄회를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다. Sr 함유량이, 바람직하게는 0.02 내지 0.2질량％, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.15질량％, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.13질량％, 특히 바람직하게는 0.02 내지 0.12질량％인 것을 사용한다. Mo 함유량이, 바람직하게는 0.004질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.003질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.002질량％ 이하, 특히 바람직하게는 0.0015질량％ 이하인 것을 사용한다. MgO 함유량이, 바람직하게는 0.2 내지 3.0질량％, 보다 바람직하게는 0.4 내지 3.0질량％, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 2.5질량％, 특히 바람직하게는 0.4 내지 2.3질량％인 것을 사용한다. R2O 함유량이, 바람직하게는 0.1 내지 3.5질량％, 보다 바람직하게는 0.2 내지 3.0질량％, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 2.5질량％, 특히 바람직하게는 0.5 내지 2.0질량％인 것을 사용한다.
고로 슬래그로서는, V 함유량이, 바람직하게는 0.001 내지 0.02질량％, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.015질량％, 더욱 바람직하게는 0.003 내지 0.012질량％, 특히 바람직하게는 0.004 내지 0.01질량％인 것을 사용한다. Sr 함유량이, 바람직하게는 0.02 내지 0.08질량％, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.07질량％, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 0.06질량％, 특히 바람직하게는 0.02 내지 0.05질량％ 이하인 것을 사용한다. Mo 함유량이, 바람직하게는 0.002질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.001질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0005질량％ 이하, 특히 바람직하게는 0.0003질량％ 이하인 것을 사용한다. MgO 함유량이, 바람직하게는 3.0 내지 10질량％, 보다 바람직하게는 3.0 내지 8.0질량％, 더욱 바람직하게는 3.0 내지 7.0질량％, 특히 바람직하게는 4.0 내지 7.0질량％인 것을 사용한다. R2O 함유량이, 바람직하게는 0.02 내지 1.0질량％, 보다 바람직하게는 0.04 내지 0.8질량％, 더욱 바람직하게는 0.06 내지 0.6질량％, 특히 바람직하게는 0.08 내지 0.5질량％인 것을 사용한다.
점토로서는, V 함유량이, 바람직하게는 0.005 내지 0.05질량％, 보다 바람직하게는 0.005 내지 0.03질량％, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.025질량％, 특히 바람직하게는 0.015 내지 0.02질량％인 것을 사용한다. Sr 함유량이, 바람직하게는 0.001 내지 0.03질량％, 보다 바람직하게는 0.003 내지 0.025질량％, 더욱 바람직하게는 0.003 내지 0.02질량％, 특히 바람직하게는 0.004 내지 0.015질량％ 이하인 것을 사용한다. Mo 함유량이, 바람직하게는 0.002질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.001질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0005질량％ 이하, 특히 바람직하게는 0.0004질량％ 이하인 것을 사용한다. MgO 함유량이, 바람직하게는 0.3 내지 6.0질량％, 보다 바람직하게는 0.3 내지 5.0질량％, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 4.0질량％ 이하, 특히 바람직하게는 0.5 내지 4.0질량％인 것을 사용한다. 점토로서는, R2O 함유량이, 바람직하게는 0.5 내지 4.0질량％, 보다 바람직하게는 0.7 내지 3.5질량％, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 3.0질량％, 특히 바람직하게는 1.2 내지 2.8질량％인 것을 사용한다.
건설 발생토로서는, V 함유량이, 바람직하게는 0.0001 내지 0.03질량％, 보다 바람직하게는 0.0001 내지 0.025질량％, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 0.02질량％, 특히 바람직하게는 0.007 내지 0.02질량％인 것을 사용한다. Sr 함유량이, 바람직하게는 0.01 내지 0.4질량％, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.3질량％, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.2질량％, 특히 바람직하게는 0.015 내지 0.1질량％인 것을 사용한다. Mo 함유량이, 바람직하게는 0.002질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.001질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0005질량％ 이하, 특히 바람직하게는 0.0004질량％ 이하인 것을 사용한다. MgO 함유량이, 바람직하게는 0.5 내지 6.0질량％, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5.5질량％, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 5.0질량％, 특히 바람직하게는 1.0 내지 4.0질량％인 것을 사용한다. R2O 함유량이, 바람직하게는 0.5 내지 4.5질량％, 보다 바람직하게는 0.7 내지 4.0질량％, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 3.5질량％, 특히 바람직하게는 1.2 내지 3.0질량％인 것을 사용한다.
하수 오니로서는, V 함유량이, 바람직하게는 0.0001 내지 0.01질량％, 보다 바람직하게는 0.0001 내지 0.007질량％, 더욱 바람직하게는 0.0005 내지 0.005질량％, 특히 바람직하게는 0.0007 내지 0.004질량％인 것을 사용한다. Sr 함유량이, 바람직하게는 0.001 내지 0.1질량％, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.07질량％, 더욱 바람직하게는 0.001 내지 0.05질량％, 특히 바람직하게는 0.001 내지 0.04질량％인 것을 사용한다. Mo 함유량이, 바람직하게는 0.002질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.0015질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0012질량％ 이하, 특히 바람직하게는 0.0011질량％ 이하인 것을 사용한다. MgO 함유량이, 바람직하게는 0.05 내지 4.0질량％, 보다 바람직하게는 0.1 내지 4.0질량％, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3.0질량％, 특히 바람직하게는 0.1 내지 2.5질량％인 것을 사용한다. R2O 함유량이, 바람직하게는 0.4 내지 3.5질량％, 보다 바람직하게는 0.6 내지 3.0질량％, 더욱 바람직하게는 0.8 내지 2.5질량％, 특히 바람직하게는 1.0 내지 2.0질량％인 것을 사용한다.
히드로 케이크로서는, V 함유량이, 바람직하게는 0.001 내지 0.1질량％, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.08질량％, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.06질량％, 특히 바람직하게는 0.01 내지 0.05질량％인 것을 사용한다. Sr 함유량이, 바람직하게는 0.1 내지 0.8질량％, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.7질량％, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.6질량％, 특히 바람직하게는 0.1 내지 0.5질량％인 것을 사용한다. Mo 함유량이, 바람직하게는 0.002질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.001질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.0005질량％ 이하, 특히 바람직하게는 0.0003질량％ 이하인 것을 사용한다. MgO 함유량이, 바람직하게는 5 내지 30질량％, 보다 바람직하게는 5 내지 25질량％, 더욱 바람직하게는 10 내지 25질량％, 특히 바람직하게는 10 내지 20질량％인 것을 사용한다. R2O 함유량이, 바람직하게는 0.02 내지 1.5질량％, 보다 바람직하게는 0.04 내지 1.2질량％, 더욱 바람직하게는 0.06 내지 1.0질량％, 특히 바람직하게는 0.08 내지 0.8질량％인 것을 사용한다.
철원인 구리 얽힘으로서는, V 함유량이, 바람직하게는 0.001 내지 0.05질량％, 보다 바람직하게는 0.003 내지 0.03질량％, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 0.03질량％, 특히 바람직하게는 0.005 내지 0.02질량％인 것을 사용한다. Sr 함유량이, 바람직하게는 0.005 내지 0.05질량％, 보다 바람직하게는 0.005 내지 0.04질량％, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 0.03질량％, 특히 바람직하게는 0.005 내지 0.02질량％인 것을 사용한다. Mo 함유량이, 바람직하게는 0.0002 내지 0.8질량％, 보다 바람직하게는 0.0002 내지 0.6질량％, 더욱 바람직하게는 0.0002 내지 0.4질량％, 특히 바람직하게는 0.0002 내지 0.3질량％인 것을 사용한다. MgO 함유량이, 바람직하게는 0.5 내지 3.0질량％, 보다 바람직하게는 0.5 내지 2.5질량％, 더욱 바람직하게는 0.6 내지 2.0질량％, 특히 바람직하게는 0.7 내지 1.5질량％인 것을 사용한다. R2O 함유량이, 바람직하게는 0.04 내지 2질량％, 보다 바람직하게는 0.06 내지 1.8질량％, 더욱 바람직하게는 0.08 내지 1.6질량％, 특히 바람직하게는 1 내지 1.4질량％인 것을 사용한다.
철원인 고로 더스트로서는, V 함유량이, 바람직하게는 0.001 내지 0.03질량％, 보다 바람직하게는 0.003 내지 0.02질량％, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 0.02질량％, 특히 바람직하게는 0.008 내지 0.015질량％인 것을 사용한다. Sr 함유량이, 바람직하게는 0.001 내지 0.03질량％, 보다 바람직하게는 0.001 내지 0.02질량％, 더욱 바람직하게는 0.002 내지 0.015질량％, 특히 바람직하게는 0.002 내지 0.01질량％인 것을 사용한다. Mo 함유량이, 바람직하게는 0.004질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.003질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.002질량％ 이하, 특히 바람직하게는 0.001질량％ 이하인 것을 사용한다. MgO 함유량이, 바람직하게는 0.1 내지 3.0질량％, 보다 바람직하게는 0.15 내지 2.0질량％, 더욱 바람직하게는 0.15 내지 1.5질량％, 특히 바람직하게는 0.2 내지 1.5질량％인 것을 사용한다. R2O 함유량이, 바람직하게는 0.002 내지 1.0질량％, 보다 바람직하게는 0.004 내지 0.8질량％, 더욱 바람직하게는 0.006 내지 0.6질량％, 특히 바람직하게는 0.008 내지 0.4질량％인 것을 사용한다.
철원으로서, V 함유량이 바람직하게는 0.05 내지 0.5질량％, 보다 바람직하게는 0.08 내지 0.5질량％, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.4질량％인, 전로 찌꺼기, 탈철 슬래그 등을, 시멘트 조성물 중의 V 함유량의 제어 원료로서 선택하여 사용할 수도 있다.
시멘트 클링커의 제조는, SP 방식(다단 사이클론 예열 방식) 또는 NSP 방식(하소로를 병설한 다단 사이클론 예열 방식) 등의 기존의 시멘트 제조 설비를 사용하여 제조할 수 있다.
또한, 공업 스케일의 제조에 있어서는, 예를 들어 시멘트 클링커 소성 시에 품질 관리용의 샘플을 채취하고, 이 샘플의 V 함유량을 측정하고, 각 원료 중의 V 함유량에 기초하여, 각 원료의 사용 비율(원료 원단위)을 조정하여, 시멘트 클링커 중의 V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％로 되도록 한다.
이어서, 본 발명의 공정 (A)(소성 공정)의 일 실시 형태로서, NSP 방식의 기존의 시멘트 제조 설비를 사용하여, 시멘트 클링커를 제조하는 예를 설명한다.
시멘트 클링커의 각 원료의 혼합 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 원료 분쇄 밀 등에 의해 분쇄 혼합하고, 또 블렌딩 사일로에 의해 혼합하는 것이 바람직하다.
분쇄 혼합된 시멘트 클링커 원료는, 또한 기존의 설비인 서스펜션 프리히터 및 회전 가마를 사용하여 소성할 수 있다. 시멘트 클링커의 소성 온도, 소성 시간 등의 소성 조건을 조정함으로써도, V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％인 시멘트 클링커를 제조할 수 있다.
시멘트 클링커의 소성 온도는, 특별히 한정되지 않지만, NSP 방식의 시멘트 제조 설비를 사용한 경우에는, 회전 가마의 출구 부근에 있어서의 시멘트 클링커의 온도가, 바람직하게는 800 내지 1700℃, 보다 바람직하게는 900 내지 1600℃, 더욱 바람직하게는 1000 내지 1500℃이다. 소성 시간은, 20분간 내지 2시간, 보다 바람직하게는 30분간 내지 2시간, 더욱 바람직하게는 45분간 내지 1.5시간이다.
소성 후, 얻어진 시멘트 클링커는, 회전 가마의 하류측에 설치된 클링커 쿨러에 의해, 예를 들어 100 내지 200℃ 정도까지 냉각되는 것이 바람직하다. 냉각 속도는, 바람직하게는 10 내지 60℃/분이며, 보다 바람직하게는 15 내지 45℃/분이며, 더욱 바람직하게는 15 내지 30℃/분이다. 냉각 속도가 10 내지 60℃/분의 범위이면, 우수한 강도 발현성을 갖는 모르타르나 콘크리트의 제조가 가능해지는 시멘트 조성물이 얻어지는 시멘트 클링커를 제조할 수 있다.
이어서, 본 발명의 공정 (B)(분쇄 공정)의 일 실시 형태로서, 시멘트 클링커와 석고와 혼합재를 분쇄하는 공정을 설명한다.
시멘트 조성물은, V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％인 시멘트 클링커와 석고를 혼합하여 분쇄함으로써 제조할 수 있다. 석고는, JIS R 9151 「시멘트용 천연 석고」에 규정되는 품질을 만족하는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 이수 석고, 반수 석고, 불용성 무수 석고가 적절하게 사용된다.
공정 (B)(분쇄 공정)에 있어서, V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％인 시멘트 클링커에 대하여, 시멘트 조성물 중의 SO3 함유량이 1.6 내지 2.5질량％, 보다 바람직하게는 1.7 내지 2.5질량％, 더욱 바람직하게는 1.8 내지 2.48질량％로 되도록 석고를 배합하여 분쇄하는 것이 바람직하다. 분쇄 방법으로서는, 특별히 제한되지 않지만, 볼 밀 등의 분쇄기, 세퍼레이터 등의 분급기를 사용하는 방법을 들 수 있다. 또한, 시멘트 클링커와 석고를 함유하는 시멘트 조성물에서는, 시멘트 클링커의 함유량이 시멘트 조성물의 전체 질량에 대하여 95 내지 97질량％이며 또한 석고의 함유량이 3 내지 5질량％인 것이 바람직하다.
분쇄 공정 (B)에 있어서, 시멘트 조성물은 혼합재를 더 함유할 수도 있다. 혼합재로서는, JIS R 5211 「고로 시멘트」에 규정되는 고로 슬래그, JIS R 5212 「실리카 시멘트」에 규정되는 실리카질 혼합재, JIS A 6201 「콘크리트용 플라이 애시」에 규정되는 플라이 애시, 석회석 미분말을 이용할 수 있다. 혼합재의 합계 함유 비율(질량％)은, 시멘트 조성물의 전체 질량에 대하여 5질량％ 이하인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 관한 시멘트 조성물의 브레인 비표면적은, 바람직하게는 2800 내지 4000㎠/g이다. 브레인 비표면적이 상기 범위 내이면, 더욱 우수한 강도 발현성을 갖는 모르타르나 콘크리트의 제조가 가능하게 된다. 시멘트 조성물의 브레인 비표면적은, 보다 바람직하게는 3000 내지 3800㎠/g이며, 더욱 바람직하게는 3000 내지 3500㎠/g이다.
이상, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 전혀 한정되는 것은 아니다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1 내지 4, 비교예 1)
[시멘트 클링커의 원료]
시멘트 클링커 원료로서는, 석회석, 규석, 석탄회, 점토, 고로 슬래그, 건설 발생토, 하수 오니, 히드로 케이크 및 철원(구리 얽힘, 고로 더스트)의 V 함유량을 미리 측정하고, 상기 원료의 원료 원단위를 조정하고, 시멘트 클링커의 V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％로 되도록 조정했다. 또한, Sr 함유량이 0.035 내지 0.08질량％, Mo 함유량이 0.0002 내지 0.007질량％, MgO 함유량이 1 내지 3질량％, R2O 함유량이 0.3 내지 0.6질량％인 시멘트 클링커가 얻어지도록 각 원료의 사용 비율(원료 원단위)을 조정했다. 또한, 시멘트 조성물의 SO3 함유량을 조정하기 위해, 이수 석고를 사용했다. 실시예 및 비교예에서 사용한 석회석, 규석, 석탄회, 점토, 고로 슬래그, 건설 발생토, 하수 오니, 히드로 케이크 및 철원(구리 얽힘, 고로 더스트)의 V 함유량, Sr 함유량, Mo 함유량, MgO 함유량 및 R2O 함유량을 표 1에 기재한다. 또한, 이하에 나타내는 화학 성분 및 원료 원단위는, 드라이 베이스(수분을 포함하지 않는 상태)의 원료 원단위이다. 또한, 표 1 중, 「<0.00025」는, Mo 함유량이 0.00025질량％ 미만인 것을 나타낸다.
Figure pct00001
원료 중의 V, Sr, Mo, MgO 및 R2O 함유량은, 시멘트 협회 표준 시험 방법JCAS I-52 2000 「ICP 발광 분광 분석 및 전기 가열식 원자 흡광 분석에 의한 시멘트 중의 미량 성분의 정량 방법」에 준하여 측정했다.
[시멘트 클링커의 원료]
시멘트 클링커 원료로서 사용한 각 원료의 원단위는, 석회석 800 내지 1300kg/t-클링커, 규석 20 내지 150kg/t-클링커, 석탄회 10 내지 250kg/t-클링커, 점토 0 내지 100kg/t-클링커, 고로 슬래그 0 내지 100kg/t-클링커, 건설 발생토 20 내지 150kg/t-클링커, 하수 오니 0 내지 100kg/t-클링커, 히드로 케이크 0 내지 100kg/t-클링커 및 철원 30 내지 80kg/t-클링커(구리 얽힘 5 내지 50kg/t-클링커, 고로 더스트 25 내지 55kg/t-클링커)이었다.
[시멘트 클링커의 제조]
상기 시멘트 클링커 원료를 조합하고, 조합한 원료를 NSP 킬른에 의해 최고 온도 1200 내지 1500℃에서 소성하여, 시멘트 클링커를 제조했다. NSP 킬른 출구 부근에 있어서의 시멘트 클링커의 온도는 1000 내지 1500℃이었다. 이 시멘트 클링커를, 회전 가마의 하류측에 설치된 클링커 쿨러에 의해, 1000 내지 1400℃부터 100 내지 200℃까지, 10 내지 60℃/분의 냉각 속도로 냉각했다.
얻어진 시멘트 클링커에 이수 석고를 시멘트 조성물 중의 SO3 함유량이 2질량％로 되도록 배합하고, 또한 혼합재(석회석, 고로 슬래그)를 석회석 4질량％와 고로 슬래그 1질량％로 첨가하고, 실기 밀로 브레인 비표면적이 3100 내지 3400㎠/g로 되도록 분쇄하여, 시멘트 조성물을 얻었다.
[시멘트 조성물의 화학 성분]
얻어진 시멘트 조성물 중의 SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, R2O 및 SO3와 클링커 중의 SO3에 대하여, 전체 질량에 대한 함유 비율(질량％)을 측정했다. 이들 함유 비율은, JIS R 5202:1998 「포틀랜드 시멘트의 화학 분석 방법」에 준하여 측정했다. 또한, 시멘트 조성물 중의 Sr 함유량을, 시멘트 협회 표준 시험 방법 JCAS I-52 2000 「ICP 발광 분광 분석 및 전기 가열식 원자 흡광 분석에 의한 시멘트 중의 미량 성분의 정량 방법」에 준하여 측정한 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
[시멘트 조성물의 광물 조성 및 물성]
<시멘트 조성물의 광물 조성>
얻어진 시멘트 조성물의 광물 조성(C3S양, C2S양, C3A양 및 C4AF양)을, 보그식 [1] 내지 [4]에 기초하여 측정했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
<시멘트 조성물의 분말 특성>
시멘트의 분말 특성(브레인 비표면적 및 45㎛ 잔분)에 대해, JIS R 5201:1997 「시멘트의 물리 시험 방법」에 준하여 측정했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
<색조 b값>
시멘트 조성물의 색조 b값은, 색 측정 색차계(닛본 덴쇼꾸 고교사제 스펙트로 컬러 미터(Spectro Color Meter) Se2000)를 사용하여 측정한 결과를 표 4에 나타낸다.
<표준 연도 수량>
표준 연도 수량은, 시멘트 페이스트의 부드러움(연도)을 일정하게 하기 위하여 필요한 수량이며, 이것이 많을수록 시멘트의 유동성이 나빠진다. 측정 방법은, 시멘트 조성물 500g을 반죽 그릇에 넣고, 물을 첨가하여 반죽 혼합한 후, 시멘트 페이스트를 용기에 투입하고, 표면을 평활하게 한 후, 표준 막대를 강하시켜, 30초 후에 표준 막대의 선단과 저판의 간격을 측정하고, 이것이 6±1mm(표준 연도)로 되는 수량을 측정하여, 표준 연도 수량으로 한다.
<응결(시발, 종결), 모르타르 압축 강도>
응결 시간(시발, 종결)은, 얻어진 시멘트 조성물을 사용하여, JIS R 5201:1997 「시멘트의 물리 시험 방법」에 준하여 측정했다. 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure pct00003
Figure pct00004
시멘트 조성물의 V 함유량과 재령 28일 압축 강도의 관계를 도 1에 도시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 시멘트 조성물의 V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％(실시예 1 내지 4, 도 1 중의 기호 「●」)이면, 일정한 강도 발현성(재령 28일의 모르타르 압축 강도가 60N/㎟ 이상)을 유지·향상시킬 수 있다. 한편, 시멘트 조성물의 V 함유량이 0.0063질량％ 미만이면(비교예 1, 도 1 중의 기호 「□」), 강도 발현성은 저하되었다. 또한, 표 4에 나타낸 바와 같이, V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％이며, 바람직하게는 Sr 함유량이 0.035 내지 0.08질량％인 시멘트 조성물(실시예 1 내지 4)은, 일정한 강도 발현성을 유지·향상시키면서, 시멘트 조성물의 V 함유량이 0.0063질량％ 미만인 시멘트 조성물(비교예 1)에 비하여, 표준 연도 수량에 큰 차이가 없고, 응결 시간은 도리어 길어진 점에서, 프레시 성상(표준 연도 수량, 응결 시간)이 유지되고 있는 것을 확인할 수 있다.
이상에 나타내는 결과로부터, 시멘트 조성물의 V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％이며, 바람직하게는 Sr 함유량이 0.035 내지 0.08질량％인 시멘트 조성물은, 모르타르나 콘크리트의 프레시 성상(표준 연도 수량, 응결 시간)을 유지하면서, 강도 발현성을 유지·향상시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％인 것을 특징으로 하는 시멘트 조성물.
  2. 제1항에 있어서, Sr 함유량이 0.035 내지 0.08질량％인 시멘트 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, Mo 함유량이 0.0002 내지 0.007질량％이며, MgO 함유량이 1 내지 3질량％인 시멘트 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, SO3 함유량이 0.2 내지 1.2질량％인 시멘트 클링커를 사용하여 이루어지는 시멘트 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, SO3 함유량이 1.6 내지 2.5질량％인 시멘트 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, R2O 함유량이 0.3 내지 0.6질량％인 시멘트 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, C3S 함유량이 45 내지 70질량％, C2S 함유량이 5 내지 25질량％, C3A 함유량이 6 내지 15질량％ 및 C4AF 함유량이 7 내지 15질량％인 시멘트 조성물.
  8. 시멘트 조성물의 V 함유량이 0.0063 내지 0.012질량％로 되도록, 석회석, 규석, 석탄회, 점토, 고로 슬래그, 건설 발생토, 하수 오니, 히드로 케이크 및 철원으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 원료의 원료 원단위를 조정하고, 조정한 원료를 소성하여 시멘트 클링커를 제조하는 공정 (A)와, 상기 시멘트 클링커와 석고와 혼합재를 분쇄하는 공정 (B)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시멘트 조성물의 제조 방법.
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