WO2023182415A1 - 水硬性組成物及びその製造方法 - Google Patents
水硬性組成物及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023182415A1 WO2023182415A1 PCT/JP2023/011452 JP2023011452W WO2023182415A1 WO 2023182415 A1 WO2023182415 A1 WO 2023182415A1 JP 2023011452 W JP2023011452 W JP 2023011452W WO 2023182415 A1 WO2023182415 A1 WO 2023182415A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- mass
- amount
- limestone
- blast furnace
- furnace slag
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 56
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims abstract description 53
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims abstract description 53
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 17
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 16
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 9
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 9
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- 241001504564 Boops boops Species 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- -1 bottons Substances 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000009614 chemical analysis method Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 238000013441 quality evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
- 239000010920 waste tyre Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/26—Carbonates
- C04B14/28—Carbonates of calcium
-
- 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
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
-
- 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
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
- C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
-
- 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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- 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
Definitions
- the present invention relates to a hydraulic composition
- a hydraulic composition comprising cement clinker, gypsum, blast furnace slag, and limestone in a total of more than 5% by mass and 14% by mass or less of limestone and blast furnace slag based on the total composition.
- the present invention relates to a hydraulic composition that exhibits good long-term strength development when it contains cement clinker fired at a lower temperature than conventional ones.
- the invention also relates to a method of manufacturing such a hydraulic composition.
- the cement industry is a mass production and mass consumption industry, and resource and energy conservation have been and will continue to be the most important issues.
- Portland cement which is produced in the largest quantity, it is necessary to make clinker by firing raw materials prepared to a predetermined chemical composition at a high temperature of 1450°C to 1550°C.
- the energy cost to obtain this temperature is enormous.
- wastes, by-products, etc. Municipal waste incineration ash, granulated blast furnace slag, slow-cooled blast furnace slag, etc., especially coal ash, etc., have a higher Al 2 O 3 content than normal cement clinker composition.
- the content of 3CaO.Al 2 O 3 (hereinafter referred to as C 3 A) in the cement clinker component will increase.
- C.sub.3A is called an interstitial phase, and an increase in its amount has the advantage that the firing temperature of the clinker can be lowered.
- C.sub.4 AF affects the amount of other minerals that make up the clinker (3CaO ⁇ SiO 2 (C 3 S), 2CaO ⁇ SiO 2 (C 2 S)), which are important for the strength of cement, and affects the physical properties of cement. occurs.
- the present inventors have proposed a cement clinker that increases the content of the interstitial phase to enable low-temperature firing and also has good physical properties such as strength (Patent Document 1).
- the total amount of C 3 A and C 4 AF is 22% by mass or more
- the amount of C 3 S is 60% by mass or more
- the iron content (I.M.) is 1.3 or less.
- the total amount of C 3 A and C 4 AF calculated by the Borg formula is 24% by mass or more
- the amount of C 3 S is 63% by mass or more
- the iron content (I.M.) is 1. .14 to 1.27, gypsum, limestone, and blast furnace slag, wherein the total of the limestone and blast furnace slag exceeds 5% by mass, preferably 8% by mass or more based on the total composition.
- a CaO source, a SiO 2 source, an Al 2 O 3 source, and a Fe 2 O 3 source are fired at a temperature of 1300°C or more and 1400°C or less, and the Cement in which the total amount of C 3 A and C 4 AF is 24% by mass or more, the amount of C 3 S is 63% by mass or more, and the iron content (I.M.) is 1.14 or more and 1.27 or less
- the Cement in which the total amount of C 3 A and C 4 AF is 24% by mass or more, the amount of C 3 S is 63% by mass or more, and the iron content (I.M.) is 1.14 or more and 1.27 or less
- While producing clinker, gypsum, blast furnace slag, and limestone are added to the cement clinker after cooling, such that the total content of blast furnace slag and limestone is more than 5% by mass and not more than 14% by mass based on the total composition. Add as much as possible.
- the cement clinker consists of C 3 A, C 4 AF, C 3 S, and C 2 S
- the cement clinker has a composition calculated by the Borg formula,
- the total amount of C 3 A and C 4 AF is 24% by mass or more and 32% by mass or less, and the amount of C 4 AF is 15% by mass or more
- the C 3 S amount is 63% by mass or more and 65% by mass or less
- the C 2 S amount is 3% by mass or more and 13% by mass or less.
- the Borg formula is used along with coefficients and ratios, and is a calculation formula that calculates the approximate composition of the main compounds using the values of the main chemical components, and is well known to those skilled in the art. Below is a description of how to determine the amount of each mineral in clinker using the Borg formula.
- C 3 S amount (4.07 ⁇ CaO) ⁇ (7.60 ⁇ SiO 2 ) ⁇ (6.72 ⁇ Al 2 O 3 ) ⁇ (1.43 ⁇ Fe 2 O 3 )
- C 2 S amount (2.87 ⁇ SiO 2 ) ⁇ (0.754 ⁇ C 3 S)
- a amount (2.65 ⁇ Al 2 O 3 ) ⁇ (1.69 ⁇ Fe 2 O 3 )
- C 4 AF amount 3.04 ⁇ Fe 2 O 3
- iron rate I.M.
- hydraulic rate H.M.
- silicic acid rate S.M.
- activity coefficient A.I.
- lime saturation degree L.S.D.
- H.M. CaO/(SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 )
- Silicic acid ratio SiO 2 / (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 )
- the total amount of C 3 A and C 4 AF must be 24% by mass or more. If the amount of these is less than 24% by mass, it becomes difficult to obtain cement clinker with good physical properties such as strength development by firing at a temperature of 1300 to 1400°C. Note that, as will be described later, in order to obtain high strength development, C 3 S must be present in an amount of 63% by mass or more. Therefore, the upper limit of the total amount of C 3 A and C 4 AF is 37% by mass. Preferably it is 35% by mass or less, more preferably 32% by mass or less, particularly preferably 28% by mass or less. Furthermore, among these two components, C 4 AF alone exists in an amount of 15% by mass or more because it can be sufficiently sintered even at low temperatures and the amount of f-CaO (free CaO amount) in the clinker can be reduced. It is preferable.
- the amount of C 3 S is extremely important for the strength development of the cement composition (hereinafter simply referred to as "cement") of the present invention. If this amount is less than 63% by mass, good strength development cannot be obtained even if the total amount of C 3 A and C 4 AF and the iron percentage described below are set within a predetermined range. Note that since the total amount of C 3 A and C 4 AF mentioned above is at least 24% by mass, the upper limit of the amount of C 3 S is 76% by mass. In order to secure a certain amount of time from the start to the end of coagulation, the content is preferably 70% by mass or less, more preferably 65% by mass or less.
- the cement clinker used in the present invention may further contain C 2 S.
- the amount is 13% by mass or less, preferably 10% by mass or less, and preferably 3% by mass or more. From the viewpoint of obtaining long-term strength, an amount in which the total amount including the amount of C 3 S is 69% by mass or more is particularly preferable.
- the most important thing in the cement clinker used in the present invention is to set the iron content (I.M.) to 1.14 to 1.27. If the iron ratio exceeds 1.3, sufficient strength development (more specifically, for example, mortar strength development) cannot be obtained even if the cement clinker used in the present invention satisfies other requirements. . Furthermore, if the iron ratio exceeds 1.3, the time from the start to the end of solidification tends to be too long, and from this point of view as well, the iron ratio is set to 1.3 or less. In the present invention, it is set to 1.14 to 1.27.
- the hydraulic ratio and silicic acid ratio are not particularly limited, but in order to achieve an excellent balance of various physical properties, the hydraulic ratio is preferably 1.8 to 2.2, particularly preferably 1.9. ⁇ 2.1, and the silicic acid ratio is preferably 1.0 to 2.0, particularly preferably 1.1 to 1.7.
- the method for producing the cement clinker used in the present invention is not particularly limited, and the method of producing the cement clinker used in the present invention is not particularly limited. It can be easily obtained by firing in a method (eg, SP kiln, NSP kiln, etc.).
- any known method may be adopted as appropriate.
- waste, by-products, and other raw materials CaO sources such as limestone, quicklime, and slaked lime, SiO 2 sources such as silica stone, Al 2 O 3 sources such as clay, Fe 2 O 3 sources such as steelmaking slag, etc.
- SiO sources such as limestone, quicklime, and slaked lime
- SiO 2 sources such as silica stone
- Al 2 O 3 sources such as clay
- Fe 2 O 3 sources such as steelmaking slag, etc.
- raw materials used in the production of the cement clinker used in the present invention may be the same as those used in the production of conventional cement clinkers without any particular limitations. Of course, it is also possible to use waste materials, by-products, etc.
- wastes and byproducts that can be used include blast furnace slag, steelmaking slag, nonferrous slag, coal ash, sewage sludge, purified water sludge, papermaking sludge, construction soil, foundry sand, dust, incinerated fly ash, and molten waste.
- wastes and byproducts include blast furnace slag, steelmaking slag, nonferrous slag, coal ash, sewage sludge, purified water sludge, papermaking sludge, construction soil, foundry sand, dust, incinerated fly ash, and molten waste.
- fly ash chlorine bypass dust, wood chips, waste white clay, bottons, waste tires, shells, municipal waste and its incineration ash, etc. (Note that some of these can be used as raw materials for cement as well as sources of thermal energy.)
- the cement clinker used in the present invention contains a large amount of minerals containing aluminum as a constituent element, C 3 A and C 4 AF. Therefore, compared to conventional cement clinker, it has the advantage that it can be manufactured using more aluminum-rich waste and by-products.
- the hydraulic composition of the present invention contains gypsum, limestone, and blast furnace slag as essential components.
- gypsum known as a raw material for producing cement, such as dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, anhydrous gypsum, etc.
- the amount of gypsum to be added is preferably such that the amount of SO3 in the hydraulic composition is 1.5 to 5.0% by mass, and more preferably 1.8 to 3% by mass. preferable.
- limestone known as a cement mixture can be used.
- natural limestone or synthetic calcium carbonate can be used.
- the content of limestone is preferably 5% by mass or more.
- the composition of the present invention further contains blast furnace slag.
- blast furnace slag used in the hydraulic composition of the present invention
- blast furnace slag known as a cement mixture can be used.
- the total amount of limestone and blast furnace slag is more than 5% by mass and not more than 14% by mass, more preferably not less than 8% by mass and not more than 12% by mass based on the total composition.
- the ratio of blast furnace slag is 30 to 70% by mass out of 100% by mass of the total amount of limestone and blast furnace slag.
- the hydraulic composition of the present invention may contain fly ash and/or a siliceous mixture in addition to the limestone and blast furnace slag.
- the total amount of limestone and blast furnace slag, and fly ash and/or siliceous mixture is 14% by mass or less in the total composition.
- the total amount of fly ash and siliceous mixture is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less. Further, the amount of fly ash is preferably 1% by mass or less, and particularly preferably no fly ash is included.
- the cement clinker, gypsum, limestone, blast furnace slag and other mixed materials are preferably adjusted to have a fineness of 2800 to 4500 cm 2 /g in terms of Blaine specific surface area.
- each component may be pulverized individually and then mixed, or the components may be mixed and then pulverized.
- the crusher a ball mill, a vertical mill, etc. can be used.
- the hydraulic composition of the present invention can be used as Portland cement, particularly as Portland cement that meets JIS standards.
- Examples of the Portland cement include ordinary Portland cement, early strength Portland cement, and ultra early strength Portland cement.
- it can also be used as a component of various mixed cements and solidifying agents such as soil solidifying agents.
- the clinker is the clinker used in the present invention, and the cement clinker was obtained by firing in an electric furnace at a relatively low temperature of 1350° C. for 90 minutes.
- Gypsum was added to this cement clinker to give a concentration of 2 ⁇ 0.2% by mass in terms of SO3 (4.3 ⁇ 0.43% by mass in terms of dihydrate gypsum), and predetermined mixed materials (limestone, blast furnace slag) ) was mixed and ground to give a specific surface area of 3200 ⁇ 50 cm 2 /g according to the Blaine method to produce each cement.
- the mortar compressive strength of the obtained cement was measured. Table 2 shows the results of the amount of mixed material added and mortar compressive strength for each example.
- Measurement of chemical composition of raw materials and cement clinker Measured by fluorescent X-ray analysis method based on JISR5204.
- Measurement of mortar compressive strength Measured by a method based on JISR5201.
- Comparative Example 1 In Comparative Example 1, Reference Example 1, and Reference Example 2 in which the total of blast furnace slag and limestone is 5% by mass or less based on the total composition, the 28-day compressive strength of the composition of Reference Example 1 that does not contain blast furnace slag is the best. Moreover, Comparative Example 2, which contains only blast furnace slag, shows the lowest value. Reference example 2, in which the ratio of blast furnace slag is 50% by mass, shows a value between that range. The 28-day compressive strength of the composition of Reference Example 2 containing a total of 5.0% by mass of this limestone and blast furnace slag is better than that of Comparative Example 1 in which nothing is mixed, but it is not sufficient. No, no.
- Comparative Example 3 Example 1, and Comparative Example 4 in which the total of blast furnace slag and limestone is 10.0% by mass, which exceeds 5% by mass based on the total composition, the ratio of blast furnace slag to the total of blast furnace slag and limestone is The 28-day compressive strength of Example 1, in which the proportion is 50% by mass, is the best. This compressive strength is sufficiently good compared to Comparative Example 1.
- Comparative Examples 3 and 4 which do not contain blast furnace slag or contain only blast furnace slag, show low values; they use both blast furnace slag and limestone, and the total composition of blast furnace slag and limestone is It has been shown that extremely good long-term strength development is produced when the content exceeds 5% by mass.
- Comparative Examples 5 and 6 are examples in which limestone and blast furnace slag were added in a total amount exceeding 14% by mass. Compared to Example 2, which has a total content of 12.0% by mass, the 28-day compressive strength of Comparative Examples 5 and 6 is lower, and is equivalent to or better than Comparative Example 1. It shows a low value.
- Hydraulic compositions of Comparative Examples 7 to 13 were prepared using ordinary Portland cement clinker in which a CaO source, a SiO 2 source, an Al 2 O 3 source, and a Fe 2 O 3 source were fired at a maximum temperature of 1500° C. in a rotary kiln. did.
- the composition of the ordinary Portland cement clinker was 64% by mass of C 3 S, 16% by mass of C 2 S, 10% by mass of C 3 A, and 9% by mass of C 4 AF.
Abstract
製造する際の焼成温度を低減することが可能であり、よりいっそう良好な長期強度発現性を示す水硬性組成物を提供する。ボーグ式により算出されたＣ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量が２４質量％以上、Ｃ３Ｓ量が６３質量％以上であり、かつ鉄率（Ｉ.Ｍ.）が１.１４～１.２７であるセメントクリンカーと、石膏と、高炉スラグと石灰石とを含んでなり、該高炉スラグと石灰石との合計が、全組成物当たり５質量％を超え、１４質量％以下である水硬性組成物である。
Description
本発明は、セメントクリンカーと、石膏と、高炉スラグと石灰石との合計が全組成物当たり５質量％を超え、１４質量％以下の石灰石と高炉スラグとを含んでなる水硬性組成物に関する。詳しくは、従来よりも低温で焼成したセメントクリンカーを含んだ場合において、良好な長期強度発現性を示す水硬性組成物に関する。本発明はまた、このような水硬性組成物の製造方法に関する。
セメント産業は、大量生産・大量消費型産業であり、省資源・省エネルギーは、それまでも、そしてこれからも最重要課題であり続けると考えられる。例えば、最も大量に製造されているポルトランドセメントを製造するためには、所定の化学組成に調製された原料を、１４５０℃～１５５０℃もの高温で焼成してクリンカーとする必要がある。この温度を得るためのエネルギーコストは膨大なものとなる。
一方、近年の地球環境問題と関連して、廃棄物、副産物等の有効利用は重要な課題となっている。セメント産業、セメント製造設備の特徴を生かし、セメント製造時に原料や燃料として廃棄物を有効利用あるいは処理を行うことは、安全かつ大量処分が可能という観点から有効とされている。
廃棄物、副産物等の中で、都市ごみ焼却灰、高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグ等、特に石炭灰等は、通常のセメントクリンカー組成に比べ、Ａｌ２Ｏ３含有量が多い。Ａｌ２Ｏ３含有量が多い廃棄物、副産物等の使用量を増加させた場合、セメントクリンカー成分のうち３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３（以下、Ｃ３Ａ）含有量が増加することになる。
当該Ｃ３Ａは、４ＣａＯ・ＡｌＯ３・Ｆｅ２Ｏ３（以下、Ｃ４ＡＦ）と並び、間隙相と呼ばれ、その量が多くなるとクリンカーの焼成温度を低くできるという利点がある。一方で、セメントの強度に対して重要なクリンカーを構成する他の鉱物（３ＣａＯ・ＳｉＯ２（Ｃ３Ｓ）、２ＣａＯ・ＳｉＯ２（Ｃ２Ｓ））の量に影響を与え、セメント物性に影響が生じる。
本発明者等は、上記間隙相の含有割合を多くして低温焼成を可能にしつつ、かつ強度等の物性も良好なセメントクリンカーを提案した（特許文献１）。このセメントクリンカーでは、Ｃ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量が２２質量％以上、Ｃ３Ｓ量が６０質量％以上であり、かつ鉄率（Ｉ.Ｍ.）が１.３以下である。
低Ｉ.Ｍ.クリンカーを用いた場合、５質量％以下の特定の混合材（高炉スラグ、石灰石）を用いた場合、初期の強度発現性の促進効果が得られることが知られている（特許文献２）。一方、従来の普通ポルトランドセメントでは５質量％を超え、１０質量％以下の混合材（石灰石微粉末、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ）が使用された場合、単独の混合材では長期の強度発現性促進は確認されていない（非特許文献１）。しかし、石灰石微粉末とフライアッシュを併用した場合には長期強度発現性の促進効果が得られることが報告されている（ 非特許文献２）。
しかしながら本発明者等の検討によれば、前記非特許文献に記載されるような単一の少量混合成分もしくは石灰石微粉末とフライアッシュを混合した物を低Ｉ.Ｍ.クリンカーに用いた場合では、長期強度発現性が十分なものにならないとういう問題があることが明らかとなった。
中口ら、「少量混合成分を増量したセメントの品質評価」、第７２回セメント技術大会講演要旨、２０１８年、ｐ.p. ２７０－２７１
門田ら、「少量混合成分を10質量％まで増加させたセメントの圧縮強さに及ぼすベースセメントのC3Sの影響」、第７４回セメント技術大会講演要旨、２０２０年、ｐ.p. １８６－１８７
上記低Ｉ.Ｍ.クリンカーを用いれば、従来のセメントに比べ、廃棄物使用量を増やすことが可能であり、しかも、製造する際の焼成温度を低減することが可能である。しかしよりいっそう良好な長期強度発現を示す水硬性組成物も求められている。
本発明者等は上記課題を解決するため鋭意検討を進め、低Ｉ.Ｍ.クリンカーに対して混合材として石灰石および高炉スラグを特定の割合で添加することで、混合材を使用しない場合および混合材を単体として使用した場合よりも良好な強さ発現を示すことを見出し、本発明の完成に至った。
即ち本発明は、ボーグ式により算出されたＣ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量が２４質量％以上、Ｃ3Ｓ量が６３質量％以上であり、かつ鉄率（Ｉ.Ｍ.）が１.１４～１.２７であるセメントクリンカーと、石膏と石灰石と高炉スラグとを含んでなり、該石灰石と高炉スラグとの合計が、全組成物当たり５質量％を超え、好ましくは８質量%以上で、１４質量％以下である水硬性組成物である。
本発明の水硬性組成物の製造方法では、ＣａＯ源と、ＳｉＯ２源、Ａｌ２Ｏ３源、及びＦｅ２Ｏ３源を、１３００℃以上１４００℃以下で焼成し、ボーグ式により算出されたＣ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量が２４質量％以上、Ｃ３Ｓ量が６３質量％以上であり、かつ鉄率（Ｉ.Ｍ.）が１.１４以上１.２７以下である、セメントクリンカーを製造すると共に、冷却後の該セメントクリンカーに、石膏と、高炉スラグと、石灰石とを、高炉スラグと石灰石との合計含有量が、全組成物当たり５質量％を超え１４質量％以下となるように添加する。水硬性組成物に関する明細書の記載は、その製造方法にもそのまま当てはまる。
好ましくは、セメントクリンカーがＣ３Ａ、Ｃ４ＡＦ、Ｃ３Ｓ、及びＣ２Ｓから成り，
かつ該セメントクリンカーは、ボーグ式により算出された組成で、
Ｃ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量が２４質量％以上３２質量％以下で、Ｃ４ＡＦ量が１５質量％以上、
Ｃ３Ｓ量が６３質量％以上６５質量％以下であり、かつ
Ｃ２Ｓ量が３質量％以上～１３質量％以下である。
かつ該セメントクリンカーは、ボーグ式により算出された組成で、
Ｃ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量が２４質量％以上３２質量％以下で、Ｃ４ＡＦ量が１５質量％以上、
Ｃ３Ｓ量が６３質量％以上６５質量％以下であり、かつ
Ｃ２Ｓ量が３質量％以上～１３質量％以下である。
本発明によれば、従来のセメントクリンカーよりも廃棄物使用量を増量することが可能となり、かつ焼成温度を１３００～１４００℃程度まで低減することが可能であり、かつ極めて良好な長期強さ発現性を有する水硬性組成物を得ることができる。
本発明におけるＣ３Ａ、Ｃ４ＡＦおよびＣ３Ｓ量は、ボーグ（Ｂｏｇｕｅ）式によって求められるものである。
ボーグ式は、係数・諸比率とならんで利用され、主要化学成分値を用いておよその主要化合物組成を算出する計算式であり、当業者には周知の式であるが、念のため、以下にボーグ式によるクリンカー中の各鉱物量の求め方を記しておく。
Ｃ３Ｓ量 ＝(4.07×CaO)－(7.60×SiO2)－(6.72×Al2O3)－(1.43×Fe2O3)
Ｃ２Ｓ量 ＝(2.87×SiO2)－(0.754×C3S)
Ｃ３Ａ量 ＝(2.65×Al2O3)－(1.69×Fe2O3)
Ｃ４ＡＦ量＝3.04×Fe2O3
Ｃ３Ｓ量 ＝(4.07×CaO)－(7.60×SiO2)－(6.72×Al2O3)－(1.43×Fe2O3)
Ｃ２Ｓ量 ＝(2.87×SiO2)－(0.754×C3S)
Ｃ３Ａ量 ＝(2.65×Al2O3)－(1.69×Fe2O3)
Ｃ４ＡＦ量＝3.04×Fe2O3
また鉄率（Ｉ.Ｍ.）は、水硬率（Ｈ.Ｍ.）、ケイ酸率（Ｓ.Ｍ.）、活動係数（Ａ.Ｉ.）および石灰飽和度（Ｌ.Ｓ.Ｄ.）とならんで、主要化学成分値を用いて求められ、クリンカー製造管理のための特性値として、係数・諸比率の一つとして利用されており、当業者には周知の係数である。念のため、以下に当該鉄率の計算方法を他の係数値と併せて記しておく。
水硬率（Ｈ.Ｍ.） ＝CaO／（SiO2＋Al2O3＋Fe2O3）
ケイ酸率（Ｓ.Ｍ.） ＝SiO2／（Al2O3＋Fe2O3）
活動係数（Ａ.Ｉ.） ＝SiO2／Al2O3
鉄率（Ｉ.Ｍ.） ＝Al2O3／Fe2O3
石灰飽和度（Ｌ.Ｓ.Ｄ.）＝CaO／（2.8×SiO2＋1.18×Al2O3＋0.65×Fe2O3）
水硬率（Ｈ.Ｍ.） ＝CaO／（SiO2＋Al2O3＋Fe2O3）
ケイ酸率（Ｓ.Ｍ.） ＝SiO2／（Al2O3＋Fe2O3）
活動係数（Ａ.Ｉ.） ＝SiO2／Al2O3
鉄率（Ｉ.Ｍ.） ＝Al2O3／Fe2O3
石灰飽和度（Ｌ.Ｓ.Ｄ.）＝CaO／（2.8×SiO2＋1.18×Al2O3＋0.65×Fe2O3）
なお、上記式中の「CaO」「SiO2」「Al2O3」および「Fe2O3」は、それぞれＪＩＳＲ ５２０２「ポルトランドセメントの化学分析法」やＪＩＳＲ ５２０４「セメントの蛍光Ｘ線分析法」などに準拠した方法により測定できる。この明細書で、Ａ～Ｂのように範囲を指定した場合、Ａ以上Ｂ以下などのように、上限と下限を含むものとする。質量％は特に指定がなければ質量％を表す。
上述の通り、本発明で使用するセメントクリンカーにおいては、Ｃ３Ａ、Ｃ４ＡＦの量はその合計が２４質量％以上でなくてはならない。これらの量が２４質量％を下回ると強度発現性などの物性の良好なセメントクリンカーを１３００～１４００℃の温度で焼成して得ることが困難になる。なお、後述するように高い強度発現性を得るためにはＣ３Ｓが６３質量％以上必要である。よって、Ｃ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量は３７質量％が上限となる。好ましくは３５質量％以下、より好ましくは３２質量％以下、特に好ましくは２８質量％以下である。またこの両成分のうち、Ｃ４ＡＦは、低温でも十分に焼結させることができ、かつクリンカー中の ｆ－ＣａＯ量（遊離ＣａＯ量）を少なくできる点で、単独で１５質量％以上存在することが好ましい。
Ｃ３Ｓ量は本発明のセメント組成物（以下、単に「セメント」）の強度発現性に対して極めて重要である。この量が６３質量％を下回るとＣ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量および後述する鉄率を所定の範囲にしても良好な強度発現性を得られない。なお上述したＣ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量は少なくとも２４質量％であるから、Ｃ３Ｓ量の上限は７６質量％となる。凝結の開始から終結までの時間をある程度確保するために、７０質量％以下が好ましく、６５質量％以下がより好ましい。
本発明で使用するセメントクリンカーにはさらにＣ２Ｓが含まれていてもよい。その量は１３質量％以下で、１０質量％以下であることが好ましく、また３質量％以上であることが好ましい。長期強度を得るという観点から、特に好ましくはＣ３Ｓ量との合計量が６９質量％以上となる量である。
本発明で使用するセメントクリンカーにおいて最も重要なことは鉄率（Ｉ.Ｍ.）を１.１４～１.２７とすることにある。鉄率が１.３を超えると、本発明で使用するセメントクリンカーにおける他の要件を満足していても十分な強度発現性（より具体的には、例えばモルタル強さ発現）を得ることができない。さらに鉄率が１.３を超える場合、凝結開始から終結までの時間が長くなりすぎる傾向にあり、この点からも鉄率は１.３以下とする。本発明においては１.１４～１.２７とする。
水硬率及びケイ酸率は特に限定されるものではないが、各種物性のバランスに優れたものとするために、水硬率は好ましくは１.８～２.２、特に好ましくは１.９～２.１であり、またケイ酸率は好ましくは１.０～２.０、特に好ましくは１.１～１.７である。
本発明で使用する上記セメントクリンカーを製造する方法は特に限定されることがなく、公知のセメント（クリンカー）原料を、上記各鉱物比率及び係数となるように所定の割合で調製混合し、公知の方法（例えば、ＳＰキルンやＮＳＰキルン等）で焼成することにより容易に得ることができる。
当該セメント原料の調製混合方法も公知の方法を適宜採用すればよい。例えば、事前に廃棄物、副産物およびその他の原料（石灰石、生石灰、消石灰等のＣａＯ源、珪石等のＳｉＯ２源、粘土等のＡｌ２Ｏ３源、製鋼スラグ等のＦｅ２Ｏ３源など）の組成を測定し、これら原料中の各成分割合から上記範囲になるように各原料の調合割合を計算し、その割合で原料を調合すればよい。
なお、本発明で使用するセメントクリンカーの製造に用いる原料は、従来セメントクリンカーの製造において使用される原料と同様なものが特に制限なく使用される。廃棄物、副産物等を利用することも、無論可能である。
本発明で使用するセメントクリンカーの製造において、廃棄物、副産物等から一種以上を使用することは、廃棄物、副産物等の有効利用を促進する観点から好ましいことである。使用可能な廃棄物・副産物をより具体的に例示すると、高炉スラグ、製鋼スラグ、非鉄鉱滓、石炭灰、下水汚泥、浄水汚泥、製紙スラッジ、建設発生土、鋳物砂、ばいじん、焼却飛灰、溶融飛灰、塩素バイパスダスト、木屑、廃白土、ボタ、廃タイヤ、貝殻、都市ごみやその焼却灰等が挙げられる。（なお、これらの中には、セメント原料になるとともに熱エネルギー源となるものもある）。
特に本発明で使用するセメントクリンカーは、Ｃ３ＡおよびＣ４ＡＦというアルミニウムをその構成元素とする鉱物を多く含む。そのため、従来のセメントクリンカーに比べて、アルミニウム分の多い廃棄物・副産物をより多く使用して製造できるという利点を有する。
本発明の水硬性組成物は、上記セメントクリンカーに加えて、石膏と石灰石と高炉スラグを必須成分として含む。
使用する石膏については、二水セッコウ、半水セッコウ、無水セッコウ等のセメント製造原料として公知のセッコウが特に制限なく使用できる。石膏の添加量は、水硬性組成物中のＳＯ３量が１.５～５.０質量％となるように添加することが好ましく、１.８～３質量％となるような添加量がより好ましい。
本発明の水硬性組成物に用いる石灰石は、セメント混合材として公知の石灰石を用いることができる。例えば天然の石灰石や合成の炭酸カルシウムを使用することができる。石灰石を配合することにより、配合しない場合に比べて良好な強さ発現を示す。これは従来汎用されてきたＣ３ＡとＣ４ＡＦの合計量が１８～２０質量％程度のクリンカーでは、石灰石の配合により強度低下する傾向があったことに比べて、全く逆の傾向であり驚くべきことである。
本発明の効果をより良好に発現させるために、石灰石の含有量は５質量％以上が好ましい。
本発明の組成物においてはさらに高炉スラグを含む。本発明の水硬性組成物に用いる高炉スラグは、セメント混合材として公知の高炉スラグを用いることができる。石灰石に加えて高炉スラグを含むことにより、石灰石のみ、或いは高炉スラグのみを含む場合に比べ、その配合量が同等であれば、より良好な長期強度発現性を得ることができる。石灰石と高炉スラグとの合計量は、全組成物当たり５質量％を超え、１４質量％以下であり、より好ましくは８質量％以上、１２質量％以下である。また石灰石と高炉スラグの合計量の割合が１００質量％中、高炉スラグの割合が３０～７０質量％であることが好ましい。
本発明の水硬性組成物は、上記石灰石及び高炉スラグに加えて、フライアッシュ及び／又はシリカ質混合材を含んでいてもよい。この場合、石灰石及び高炉スラグと、フライアッシュ及び／又はシリカ質混合材との合計量は全組成物中１４質量％以下とする。フライアッシュ及びシリカ質混合材の合計量は、好ましくは５質量％以下、より好ましくは３質量％以下とする。またフライアッシュ量は１質量％以下が好ましく、特に好ましくはフライアッシュを含まない。
上記セメントクリンカー、石膏、石灰石、高炉スラグ及びその他の混合材は、粉末度が、ブレーン比表面積で２８００～４５００ｃｍ２／ｇとなるように調整されていることが好ましい。
当該粉末度に調製するための粉砕方法については、公知の技術が特に制限なく使用でき、各成分を個別に粉砕後、混合しても良いし、混合後に粉砕してもよい。粉砕機としてはボールミル、竪型ミル等が使用できる。
本発明の水硬性組成物はポルトランドセメント、特にＪＩＳ規格に合致したポルトランドセメントとして使用できる。当該ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメントが挙げられる。またポルトランドセメントとする以外にも、各種混合セメントや、土壌固化材等の固化材の構成成分として使用することも可能である。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
石灰石、石炭灰及び建設発生土等の廃棄物を含む工業原料を用いて、ボーグ式による鉱物組成および係数値が表１に示される組成のクリンカーを得た。クリンカーは本発明において使用されるクリンカーであり、電気炉で比較的低温の１３５０℃で９０分間焼成してセメントクリンカーを得た。
このセメントクリンカーに、ＳＯ３換算で２±０.２質量％（二水石膏換算で４.３±０.４３質量%）となるように石膏を添加、および所定の混合材（石灰石、高炉スラグ）を添加し、Ｂｌａｉｎｅ法による比表面積が３２００±５０ｃｍ２／ｇとなるように混合粉砕し、各セメントを製造した。得られたセメントのモルタル圧縮強さを測定した。各実施例の混合材添加量、モルタル圧縮強さの結果を表２に示す。
なお、各種測定方法は以下の方法による。
（１）原料およびセメントクリンカーの化学組成の測定：ＪＩＳＲ５２０４に準拠する蛍光Ｘ線分析法により測定した。
（２）モルタル圧縮強さの測定：ＪＩＳＲ５２０１に準拠する方法により測定した。
（１）原料およびセメントクリンカーの化学組成の測定：ＪＩＳＲ５２０４に準拠する蛍光Ｘ線分析法により測定した。
（２）モルタル圧縮強さの測定：ＪＩＳＲ５２０１に準拠する方法により測定した。
以下、長期強度発現性の指標として材齢２８日モルタル圧縮強さについて述べる。
高炉スラグと石灰石との合計が全組成当たり５質量％以下である比較例１、参考例１及び参考例２においては、高炉スラグを含まない参考例１の組成物の材齢２８日圧縮強さが最も良好である。また、高炉スラグのみである比較例２が最も低い値を示している。そして、高炉スラグの割合が５０質量％である参考例２はその間の値を示している。この石灰石と高炉スラグを合計で５.０質量％含む参考例２の組成物の材齢２８日圧縮強さは、何も混合していない比較例１に比べて良好であるが十分なものとはいえない。
一方、高炉スラグと石灰石との合計が全組成当たり５質量％を超えた１０.０質量％である比較例３、実施例１及び比較例４においては、高炉スラグと石灰石の合計に対する高炉スラグの割合が５０質量％である実施例１材齢２８日圧縮強さが、最も良好である。この圧縮強さは、比較例１と比較して、十分に良好である。それに対して、高炉スラグを含まない又は高炉スラグのみの、比較例３や比較例４は低い値を示しており、高炉スラグと石灰石とを併用し、かつ高炉スラグと石灰石との合計が全組成当たり５質量％を超えた場合に、極めて良好な長期強度発現性を生じることが示されている。
比較例５、比較例６は、石灰石と高炉スラグを合計で１４質量％を超えて添加した例である。合計で１２.０質量％である実施例２と比較して、比較例５、比較例６の材齢２８日圧縮強さは低い値を示しており、比較例１と同等若しくは比較例１より低い値を示している。
ＣａＯ源とＳｉＯ２源、Ａｌ２Ｏ３源、及びＦｅ２Ｏ３源を、ロータリーキルンにより最高温度１５００℃で焼成した、普通ポルトランドセメントクリンカーを用い、比較例７～１３の水硬性組成物を調製した。普通ポルトランドセメントクリンカーの組成は、Ｃ３Ｓ量が６４質量%、Ｃ２Ｓ量が１６質量％、Ｃ３Ａ量が１０質量％、Ｃ４ＡＦ量が９質量%であった。
このセメントクリンカー９１質量％に、石灰石とフライアッシュ、及び高炉スラグを合計５質量％、二水石膏を４質量％添加し、粉砕して水硬性組成物を得た（比較例７～１１）。さらに、セメントクリンカー８６質量％に、石灰石とフライアッシュ、及び高炉スラグを合計１０質量％、二水石膏を４質量％添加し、粉砕して水硬性組成物を得た（比較例１２，１３）。実施例１，２等と同様にして、材齢２８日目のモルタル圧縮強度を測定した。結果を表３に示す。
表３
普通ポルトランドセメントクリンカーの圧縮強度
石灰石 フライアッシュ スラグ モルタル圧縮強度（Ｎ／mm ２ ）
材齢２８日(比較例７に対する相対値)
比較例７ ５ ０ ０ １００％
比較例８ ０ ５ ０ ９８％
比較例９ ０ ０ ５ ９４％
比較例１０ ２.５ ２.５ ０ １０４％
比較例１１ ０ ２.５ ２.５ ９８％
比較例１２ ５ ５ ０ １０６％
比較例１３ ５ ５ ０ ９９％
＊ 添加物量は質量%単位。
普通ポルトランドセメントクリンカーの圧縮強度
石灰石 フライアッシュ スラグ モルタル圧縮強度（Ｎ／mm ２ ）
材齢２８日(比較例７に対する相対値)
比較例７ ５ ０ ０ １００％
比較例８ ０ ５ ０ ９８％
比較例９ ０ ０ ５ ９４％
比較例１０ ２.５ ２.５ ０ １０４％
比較例１１ ０ ２.５ ２.５ ９８％
比較例１２ ５ ５ ０ １０６％
比較例１３ ５ ５ ０ ９９％
＊ 添加物量は質量%単位。
普通ポルトランドセメントクリンカーを用いた場合、石灰石と高炉スラグの組み合わせ（比較例１３）が２８日目の強度に有効であるとの兆候はなく、石灰石とフライアッシュの組み合わせ(比較例１０，１２）で２８日目の材齢強度が高くなった。
Claims (10)
- ボーグ式により算出されたＣ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量が２４質量％以上、Ｃ３Ｓ量が６３質量％以上であり、かつ鉄率（Ｉ.Ｍ.）が１.１４以上１.２７以下であるセメントクリンカーと、石膏と、高炉スラグと石灰石とを含んでなり、
該高炉スラグと石灰石との合計含有量が、全組成物当たり５質量％を超え１４質量％以下である水硬性組成物。 - 該高炉スラグと石灰石の質量比は、高炉スラグが３０質量％以上７０質量％以下で、かつ石灰石が７０質量％以下３０質量％以上であることを特徴とする、請求項１の水硬性組成物。
- 該高炉スラグと石灰石との合計が、全組成物当たり８質量以上１４質量％以下であり、
かつ該石灰石が５質量％以上であることを特徴とする、請求項２の水硬性組成物。 - フライアッシュ量が１質量％以下であることを特徴とする、請求項１～３のいずれかの水硬性組成物。
- 水硬性組成物が、該セメントクリンカーと、石膏と、高炉スラグと、石灰石から成り、フライアッシュを含まないことを特徴とする、請求項４の水硬性組成物。
- 該セメントクリンカーがＣ３Ａ、Ｃ４ＡＦ、Ｃ３Ｓ、及びＣ２Ｓから成り，
かつ該セメントクリンカーは、ボーグ式により算出された組成で、
Ｃ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量が２４質量％以上３２質量％以下で、Ｃ４ＡＦ量が１５質量％以上、
Ｃ３Ｓ量が６３質量％以上６５質量％以下であり、かつ
Ｃ２Ｓ量が３質量％以上～１３質量％以下であることを特徴とする、請求項１～５のいずれかの水硬性組成物。 - 水硬性組成物中のＳＯ３量が１.５～５.０質量％となるように、石膏量が定められていることを特徴とする、請求項１～６のいずれかの水硬性組成物。
- ＣａＯ源と、ＳｉＯ２源、Ａｌ２Ｏ３源、及びＦｅ２Ｏ３源を、１３００℃以上１４００℃以下で焼成し、ボーグ式により算出されたＣ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量が２４質量％以上、Ｃ３Ｓ量が６３質量％以上であり、かつ鉄率（Ｉ.Ｍ.）が１.１４以上１.２７以下である、セメントクリンカーを製造すると共に、
冷却後の該セメントクリンカーに、石膏と、高炉スラグと、石灰石とを、高炉スラグと石灰石との合計含有量が、全組成物当たり５質量％を超え１４質量％以下となるように添加する、水硬性組成物の製造方法。 - 水硬性組成物が、該セメントクリンカーと、石膏と、高炉スラグと、石灰石から成り、フライアッシュを添加しないことを特徴とする、請求項８の水硬性組成物の製造方法。
- 該セメントクリンカーがＣ３Ａ、Ｃ４ＡＦ、Ｃ３Ｓ、及びＣ２Ｓから成り，
かつ該セメントクリンカーは、ボーグ式により算出された組成で、
Ｃ３ＡおよびＣ４ＡＦの合計量が２４質量％以上３２質量％以下で、Ｃ４ＡＦ量が１５質量％以上、
Ｃ３Ｓ量が６３質量％以上６５質量％以下で、かつ
Ｃ２Ｓ量が３質量％以上～１３質量％以下となるように、該セメントクリンカーを製造することを特徴とする、請求項８または９の水硬性組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023555262A JP7450826B2 (ja) | 2022-03-25 | 2023-03-23 | 水硬性組成物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022-049312 | 2022-03-25 | ||
| JP2022049312 | 2022-03-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023182415A1 true WO2023182415A1 (ja) | 2023-09-28 |
Family
ID=88101664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2023/011452 WO2023182415A1 (ja) | 2022-03-25 | 2023-03-23 | 水硬性組成物及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7450826B2 (ja) |
| WO (1) | WO2023182415A1 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010235381A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Ube Ind Ltd | セメント組成物及びその製造方法 |
| JP2014097918A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-29 | Tokuyama Corp | 水硬性組成物 |
| JP2017105648A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 株式会社トクヤマ | 水硬性組成物 |
-
2023
- 2023-03-23 JP JP2023555262A patent/JP7450826B2/ja active Active
- 2023-03-23 WO PCT/JP2023/011452 patent/WO2023182415A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010235381A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Ube Ind Ltd | セメント組成物及びその製造方法 |
| JP2014097918A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-29 | Tokuyama Corp | 水硬性組成物 |
| JP2017105648A (ja) * | 2015-12-07 | 2017-06-15 | 株式会社トクヤマ | 水硬性組成物 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "JIS Handbook: Architecture 2001", 31 January 2001, JAPANESE STANDARDS ASSOCIATION, JP, ISBN: 4-542-17008-X, article JAPANESE STANDARDS ASSOCIATION (ED.): "Passage; JIS Handbook: Architecture ", pages: 136 - 144, XP009550046 * |
| KADOTA, HIROSHI ET AL.: "Effect of C3S in Base Cement on Compressive Strength of Cement with Minor Mixtures Increased", CEMENT TECHNOLOGY CONFERENCE LECTURE ABSTRACTS, JAPAN CEMENT ASSOCIATION, vol. 74, 30 November 2019 (2019-11-30), pages 186 - 187, XP009550709 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7450826B2 (ja) | 2024-03-15 |
| JPWO2023182415A1 (ja) | 2023-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5665638B2 (ja) | セメントクリンカーの製造方法 | |
| JP5818579B2 (ja) | 中性化抑制型早強セメント組成物 | |
| JP2015010009A (ja) | 混合セメント | |
| JP7218083B2 (ja) | セメント組成物の製造方法 | |
| JP6282408B2 (ja) | 水硬性組成物 | |
| JP6516658B2 (ja) | セメントクリンカー | |
| KR100842685B1 (ko) | 시멘트 혼화재 | |
| JP6980552B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP7450826B2 (ja) | 水硬性組成物及びその製造方法 | |
| JP2009035451A (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP5350770B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP2008222475A (ja) | 焼成物、セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP6867801B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP7436249B2 (ja) | セメントクリンカー | |
| JP5976069B2 (ja) | セメントクリンカー | |
| JP2018158850A (ja) | セメントクリンカーの製造方法 | |
| WO2023182292A1 (ja) | ポルトランドセメントクリンカー、セメント組成物、及びポルトランドセメントクリンカーの製造方法 | |
| JP2013087036A (ja) | 低水和熱セメントクリンカおよび低水和熱セメント組成物 | |
| JP6825171B1 (ja) | 水硬性組成物の製造方法 | |
| WO2023182293A1 (ja) | ポルトランドセメントクリンカー、セメント組成物及びポルトランドセメントクリンカーの製造方法 | |
| JP5072000B2 (ja) | 高アルミネートクリンカの製造方法 | |
| JP2011230949A (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP5501705B2 (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP5235057B2 (ja) | 焼成物、セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP4190387B2 (ja) | セメント混和材及びセメント組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2023555262 Country of ref document: JP |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 23775009 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |