JP2021155306A - クリンカ細骨材の製造方法、及びセメントクリンカの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
セメント原料を焼成する工程(a)と、
前記工程(a)で焼成された前記セメント原料を冷却する工程(b)と、
前記工程(b)を経て生成されたクリンカを、所定範囲内の分級点を基準に粗粒と微粒に分級する工程(c)と、
前記工程(c)で得られた前記粗粒を粉砕して、粉砕微粒を得る工程(d)と、
前記工程(c)の実行時に生成された、前記微粒よりも粒径の細かい第一分級微粉を、石膏を含む材料と共に混合してセメントを得る工程(e)と、
前記工程(c)で得られた前記微粒、及び前記工程(d)で得られた前記粉砕微粒を混合した混合物からクリンカ細骨材を得る工程(f)とを有することを特徴とする
前記(e)は、前記第一分級微粉と共に、前記エアークエンチングクーラの冷却風導入口から抽出されたスピレージが混合されるものとしても構わない。
前記クリンカを、第一粗粒と前記微粒に分級する工程(c1)と、
前記粗粒に対して粒径を小さくする予粉砕処理を行う工程(c2)と、
前記工程(c2)で得られた予粉砕物を、第二粗粒と前記微粒に分級する工程(c3)とを有し、
前記工程(d)は、前記第二粗粒を粉砕する工程であり、
前記工程(f)は、前記工程(c1)及び前記工程(c3)で得られた前記微粒から前記クリンカ細骨材を生成する工程であるものとしても構わない。
前記クリンカ細骨材の製造方法は、
前記工程(d)で得られた生成物を、残余粗粒と前記微粒に分級する工程(g)を有し、
前記工程(d)は、前記工程(g)で得られた前記残余粗粒を、前記工程(c)で得られた前記粗粒と共に粉砕する工程であり、
前記工程(e)は、前記工程(g)の実行時に生成された、前記微粒よりも粒径の細かい第二分級微粉が、前記第一分級微粉と共に混合される工程であるものとしても構わない。
上述した方法によって前記クリンカ細骨材を得る工程と、
セメントと、前記工程(f)で得られた前記クリンカ細骨材と、粗骨材とを混合して、コンクリートを製造する工程(h1)と、
前記工程(h1)で得られた前記コンクリートの共用終了後に、前記粗骨材を分離する工程(i)と、
前記工程(i)で得られた残留物をセメントクリンカ原料として焼成する工程(j1)とを有するものとしても構わない。
上述した方法によって前記クリンカ細骨材を得る工程と、
セメントと、前記工程(f)で得られた前記クリンカ細骨材とを混合して、モルタルを製造する工程(h2)と、
前記工程(h2)で得られた前記モルタルの共用終了後に、前記モルタルをセメントクリンカ原料として焼成する工程(j2)とを有するものとしても構わない。
焼成処理工程S1は、供給されるセメント原料M1を焼成する工程である。この焼成工程は、必要に応じてプレヒータ3が搭載されたロータリーキルン5を用いて実行される。このセメント原料M1は、一般的なセメント原料であっても構わないし、本発明の方法によって製造されたクリンカ細骨材FAを含むコンクリートやモルタルから回収されたリサイクル原料RMとすることも可能である。
焼成処理工程S1で焼成処理されたセメント原料(焼成物M2)は、冷却処理工程S2によって冷却されてセメントクリンカ(クリンカC1)に変化される。この冷却処理工程S2は、ドラムクーラやエアークエンチングクーラなどの冷却装置を利用することができるが、急激な冷却を行って強度の高いクリンカC1を得る観点からエアークエンチングクーラが好適に利用される。図2では、冷却装置がエアークエンチングクーラ7で構成される例が図示されている。
冷却処理工程S2を経て得られたクリンカC1は、粗砕機9によって、例えば粒径40mm以下程度に粉砕(粗粉砕)される。この粗粉砕処理工程S3は、クリンカC1をベルトコンベアなどの搬送機構によって搬送できる程度の大きさに粉砕する目的で行われる。粗砕機9としては、例えばジョークラッシャーやハンマークラッシャーを利用することができる。
クリンカC1は、分級機11によって、所定の分級点よりも粒径の粗い粗粒CC2(「第一粗粒」に対応する。)と、粒径の細かい微粒FC2とに分級される。分級機11は、目開きが前記分級点の大きさを示す篩や、エアセパレータ等の回転羽根付きの遠心式空気分級機などを利用できる。分級点は例えば5mmに設定できる。
分級処理工程S4によって分級された粗粒CC2は、予粉砕機13によって、例えば粒径20mm以下程度に粉砕(粗砕)される。この処理は、後述する粉砕処理工程S7における処理時間の短縮化を図る目的で、事前に粗粒CC2の粒径を少し小さくすることを目的として実行される。従って、粗粒CC2(又はクリンカC1)が、直接粉砕処理工程S7を実行できる程度に細かい粒径を示す場合には、この予粉砕処理工程S5は省略可能である。
予粉砕処理工程S5で得られた予粉砕物CC3は、分級機15によって、所定の分級点よりも粒径の粗い粗粒CC4(「第二粗粒」に対応する。)と、粒径の細かい微粒FC4とに分級される。分級機11は、目開きが前記分級点の大きさを示す篩などを利用できる。例えば、目開き5mmの篩を利用できる。
分級処理工程S6で分級された第二粗粒CC4は、粉砕機17によってそのほとんどが例えば粒径5mm以下程度に粉砕される。粉砕機17は、竪型ミル、チューブミル、ボールミルなどを利用することができる。
粉砕処理工程S7で得られた粉砕物CC5のうち、粒径の大きなものが含まれている可能性がある場合には、更に分級機19によって分級し、粗粒CC6(「残余粗粒」に対応する。)を再び粉砕処理工程S7に戻すものとしても構わない(工程(g)に対応)。なお、分級機19によって分級された微粒FC6(粉砕微粒FC6)は、クリンカ細骨材原料MFAとなる。
分級処理工程S4又は分級処理工程S6によって得られた微粒(FC2,FC4)、及び分級処理工程S8によって得られた粉砕微粒FC6は、混合されてクリンカ細骨材原料MFAとなる。このクリンカ細骨材原料MFAは、そのままクリンカ細骨材FAとして利用することもできるが、後処理装置20において骨材化後処理工程S10が実行されることで、より良質なクリンカ細骨材FAを得ることができる。
整粒機21は、クリンカ細骨材原料MFAとして供給される微粒(FC2,FC4,FC6)の角を取ることで、前記微粒を丸みを帯びた流動性の高い粒子に変化させる。整粒機21は、上述した粉砕機17と同様に、例えばボールを配さないチューブミル(ドラム)によって構成される。
エージング処理装置23は、クリンカ細骨材原料MFAに含まれるフリーライム(f.CaO)に対してエージング処理を行って、フリーライムを消石灰等に変化させる。この処理が実行された後のクリンカ細骨材FAは、フリーライム含有量が低下されるため、コンクリートとして使用された後、経時的に水和反応することでコンクリートが膨張するという現象を抑制できる。
固結防止処理装置25は、クリンカ細骨材原料MFAに対して固結を防止する処理を施す装置であり、例えば高炉スラグ骨材や石灰石砂などの非水硬性の骨材や、石灰石やγ-C2S、石炭灰、焼却灰の微粉を混合する処理を行う。この混合処理は、混合機、ドラムなどの装置で実現される。
分級処理工程(S4,S6,S8)で得られた微粉(分級微粉CF)は、仕上げミル31によって、石膏PL及び他の少量混合成分Z1と共に混合・粉砕される。なお、この処理S21において、冷却処理工程S2においてスピレージCSが得られている場合には、このスピレージCSについても、分級微粉CFと共に混合され、仕上げミル31によって粉砕される。
クリンカ細骨材FAは、コンクリートとして利用される場合には、セメントCM、及び粗骨材CAと共に水と混合される(処理S31)。また、クリンカ細骨材FAは、モルタルとして利用される場合には、セメントCM及び水と混合される(処理S32)。なお、図1では、図示の都合上、水の表記が省略されている。
コンクリート又はモルタルが製品として出荷され、現場において利用される。
利用後のコンクリートは、粗骨材分離機構51において粗骨材RCAが分離される(粗骨材分離工程S51、工程(i)に対応)。利用後のモルタル、又は利用後のコンクリートから粗骨材RCAが分離された後の回収物のうち、必要に応じて他の原料Y1と混合されて成分が調製されることで、リサイクル原料RMが得られる(原料調合工程S52)。
3 :プレヒータ
5 :ロータリーキルン
7 :エアークエンチングクーラ
9 :粗砕機
11 :分級機
13 :予粉砕機
15 :分級機
17 :粉砕機
19 :分級機
20 :後処理装置
21 :整粒機
23 :エージング処理装置
25 :固結防止処理装置
31 :仕上げミル
33 :分級機
51 :粗骨材分離機構
C1 :クリンカ
CA :粗骨材
CC2 :粗粒(第一粗粒)
CC3 :予粉砕物
CC4 :粗粒(第二粗粒)
CC5 :粉砕物
CC6 :粗粒
CF :分級微粉
CM :セメント
CS :スピレージ
FA :クリンカ細骨材
FC2 :微粒
FC4 :微粒
FC6 :微粒(粉砕微粒)
M1 :セメント原料
M2 :焼成物
MFA :クリンカ細骨材原料
PL :石膏
RCA :粗骨材
RM :リサイクル原料
Y1 :原料
Z1 :少量混合成分
Claims (9)
- セメント原料を焼成する工程(a)と、
前記工程(a)で焼成された前記セメント原料を冷却する工程(b)と、
前記工程(b)を経て生成されたクリンカを、所定範囲内の分級点を基準に粗粒と微粒に分級する工程(c)と、
前記工程(c)で得られた前記粗粒を粉砕して、粉砕微粒を得る工程(d)と、
前記工程(c)の実行時に生成された、前記微粒よりも粒径の細かい第一分級微粉を、石膏を含む材料と共に混合してセメントを得る工程(e)と、
前記工程(c)で得られた前記微粒、及び前記工程(d)で得られた前記粉砕微粒を混合した混合物からクリンカ細骨材を得る工程(f)とを有することを特徴とする、クリンカ細骨材の製造方法。 - 前記工程(b)は、エアークエンチングクーラによる冷却工程であり、
前記(e)は、前記第一分級微粉と共に、前記エアークエンチングクーラの冷却風導入口から抽出されたスピレージが混合されることを特徴とする、請求項1に記載のクリンカ細骨材の製造方法。 - 前記工程(f)は、前記混合物に対してエージング処理を行う工程(f1)を有することを特徴とする、請求項1又は2に記載のクリンカ細骨材の製造方法。
- 前記工程(f)は、前記混合物に対して固結防止処理を行う工程(f2)を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のクリンカ細骨材の製造方法。
- 前記工程(c)は、
前記クリンカを、第一粗粒と前記微粒に分級する工程(c1)と、
前記粗粒に対して粒径を小さくする予粉砕処理を行う工程(c2)と、
前記工程(c2)で得られた予粉砕物を、第二粗粒と前記微粒に分級する工程(c3)とを有し、
前記工程(d)は、前記第二粗粒を粉砕する工程であり、
前記工程(f)は、前記工程(c1)及び前記工程(c3)で得られた前記微粒から前記クリンカ細骨材を生成する工程であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のクリンカ細骨材の製造方法。 - 前記工程(e)は、前記工程(c1)又は前記工程(c2)の少なくとも一方で得られた前記第一分級微粉から、前記セメントを得る工程であることを特徴とする、請求項5に記載のクリンカ細骨材の製造方法。
- 前記工程(d)で得られた生成物を、残余粗粒と前記微粒に分級する工程(g)を有し、
前記工程(d)は、前記工程(g)で得られた前記残余粗粒を、前記工程(c)で得られた前記粗粒と共に粉砕する工程であり、
前記工程(e)は、前記工程(g)の実行時に生成された、前記微粒よりも粒径の細かい第二分級微粉が、前記第一分級微粉と共に混合される工程であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のクリンカ細骨材の製造方法。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法で前記クリンカ細骨材を得る工程と、
セメントと、前記工程(f)で得られた前記クリンカ細骨材と、粗骨材とを混合して、コンクリートを製造する工程(h1)と、
前記工程(h1)で得られた前記コンクリートの共用終了後に、前記粗骨材を分離する工程(i)と、
前記工程(i)で得られた残留物をセメントクリンカ原料として焼成する工程(j1)とを有することを特徴とする、セメントクリンカの製造方法。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の製造方法で前記クリンカ細骨材を得る工程と、
セメントと、前記工程(f)で得られた前記クリンカ細骨材とを混合して、モルタルを製造する工程(h2)と、
前記工程(h2)で得られた前記モルタルの共用終了後に、前記モルタルをセメントクリンカ原料として焼成する工程(j2)とを有することを特徴とする、セメントクリンカの製造方法。
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