JP4908072B2 - セメント添加材及びセメント組成物 - Google Patents
セメント添加材及びセメント組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4908072B2 JP4908072B2 JP2006165481A JP2006165481A JP4908072B2 JP 4908072 B2 JP4908072 B2 JP 4908072B2 JP 2006165481 A JP2006165481 A JP 2006165481A JP 2006165481 A JP2006165481 A JP 2006165481A JP 4908072 B2 JP4908072 B2 JP 4908072B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cement
- raw material
- cement additive
- waste
- fired product
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims description 74
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims description 30
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 19
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 29
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 15
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 13
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 10
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 claims description 9
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 claims 1
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 11
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 11
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 9
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 9
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 7
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 6
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 5
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 4
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 3
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000007798 antifreeze agent Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011400 blast furnace cement Substances 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 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
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A dialuminum;hexamagnesium;carbonate;hexadecahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-]C([O-])=O GDVKFRBCXAPAQJ-UHFFFAOYSA-A 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910001701 hydrotalcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960001545 hydrotalcite Drugs 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000003900 soil pollution Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
- 239000010920 waste tyre Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite 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
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- 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
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/0068—Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
- C04B2103/0079—Rheology influencing agents
-
- 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
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/0068—Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
- C04B2103/0089—Agents for reducing heat of hydration
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/10—Compositions or ingredients thereof characterised by the absence or the very low content of a specific material
- C04B2111/1075—Chromium-free or very low chromium-content materials
- C04B2111/1081—Chromium VI, e.g. for avoiding chromium eczema
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
本発明は、セメントの水和熱を低下させ、かつ流動性を向上させることができ、さらにセメント硬化体からの６価クロムの溶出を低減することができるセメント添加材に関する。
わが国では、経済成長、人口の都市部への集中に伴い、産業廃棄物や一般廃棄物等が急増している。従来、これらの廃棄物の大半は、焼却によって十分の一程度に減容化して埋め立て処分されているが、近年、埋め立て処分場の残余容量が逼迫していることから、新しい廃棄物処理方法の確立が緊急課題になっている。この課題に対処するため、セメント産業では、産業廃棄物や一般廃棄物等を原料として、セメントクリンカーを製造することが提案されている（例えば、特許文献１）。
しかしながら、産業廃棄物や一般廃棄物等をセメント原料として大量に使用すると、セメント中の3CaO・Al2O3量が増加し、その結果、セメントの水和熱が上昇するという問題がある。また、そのようなセメントと混和剤を用いてモルタルやコンクリートを製造する場合には、モルタルフローやスランプが小さくなり、フローロスやスランプロスが大きくなるという欠点もある。
また、産業廃棄物や一般廃棄物等には、微量のクロムが含まれているものがあり、これらを原料としてセメントクリンカーを製造すると、得られるセメントクリンカー中に６価クロムが含まれることになる。このようなセメントクリンカーを粉砕してセメントとして使用した場合、６価クロムが、水質汚染や土壌汚染等を引き起こす可能性がある。
特開２００５−２５５４５６号公報
また、産業廃棄物や一般廃棄物等には、微量のクロムが含まれているものがあり、これらを原料としてセメントクリンカーを製造すると、得られるセメントクリンカー中に６価クロムが含まれることになる。このようなセメントクリンカーを粉砕してセメントとして使用した場合、６価クロムが、水質汚染や土壌汚染等を引き起こす可能性がある。
従って、本発明の目的は、セメント組成物の水和熱を低下させ、かつ流動性を向上させることができ、さらにセメント硬化体からの６価クロムの溶出を低減することができるセメント添加材を提供することにある。
本発明者らは、斯かる実情に鑑み、種々検討した結果、原料の水硬率（H.M.）を特定すると共に、ロータリーキルンを使用し、特定の粒径を有する可燃性物質を特定の位置及び割合で供給して焼成した焼成物を粉砕したセメント添加材であれば、セメント組成物の水和熱を低下させ、かつ流動性を向上させることができるうえ、セメント硬化体からの６価クロムの溶出を低減することができることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、CaO原料、SiO2原料、Al2O3原料及びFe2O3原料を原料の水硬率（H.M.）が0.8〜1.5となるように混合した後、ロータリーキルンを使用して可燃性物質共存下で焼成して得られる焼成物を粉砕してなるセメント添加材であって、可燃性物質は、ロータリーキルン内で最も高温になる位置よりロータリーキルンの出口までの途中で供給され、可燃性物質の供給量が、焼成物1ton当たり5〜40kgであり、可燃性物質の粒径が0.1〜5mmであることを特徴とするセメント添加材を提供するものである。
また、本発明は、セメントと、上記セメント添加材とを含有してなるセメント組成物を提供するものである。
また、本発明は、セメントと、上記セメント添加材とを含有してなるセメント組成物を提供するものである。
本発明のセメント添加材を用いれば、水和熱が低く、かつ流動性が良好なセメント組成物を得ることができる。また、セメント硬化体からの６価クロムの溶出量を低減することができる。
また、本発明のセメント添加材は、産業廃棄物、一般廃棄物等を原料として使用することができるので、廃棄物の有効利用の促進にも貢献することができる。
また、本発明のセメント添加材は、産業廃棄物、一般廃棄物等を原料として使用することができるので、廃棄物の有効利用の促進にも貢献することができる。
本発明のセメント添加材の原料としては、一般のポルトランドセメントクリンカー原料、例えば、石灰石、生石灰、消石灰等のCaO原料；珪石、粘土等のSiO2原料；粘土等のAl2O3原料；鉄滓、鉄ケーキ等のFe2O3原料を使用することができる。
また、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を原料とし、これを焼成することにより製造することができる。産業廃棄物としては、例えば生コンスラッジ；下水汚泥、浄水汚泥、建設汚泥、製鉄汚泥等の各種汚泥；建設廃材、コンクリート廃材、ボーリング廃土、各種焼却灰、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉２次灰などが挙げられ；一般廃棄物としては、例えば下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。また、建設発生土としては、建設現場や工事現場等から発生する土壌や残土、さらには廃土壌等が挙げられる。
なお、上記原料のうち、粘土、鉄滓、産業廃棄物、一般廃棄物、建設発生土にはクロムが含まれるものがある。
また、産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を原料とし、これを焼成することにより製造することができる。産業廃棄物としては、例えば生コンスラッジ；下水汚泥、浄水汚泥、建設汚泥、製鉄汚泥等の各種汚泥；建設廃材、コンクリート廃材、ボーリング廃土、各種焼却灰、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉２次灰などが挙げられ；一般廃棄物としては、例えば下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。また、建設発生土としては、建設現場や工事現場等から発生する土壌や残土、さらには廃土壌等が挙げられる。
なお、上記原料のうち、粘土、鉄滓、産業廃棄物、一般廃棄物、建設発生土にはクロムが含まれるものがある。
これらの原料を、水硬率（H.M.）が好ましくは0.8〜1.5、より好ましくは0.9〜1.45、特に好ましくは1.0〜1.4になるよう混合した後、可燃性物質共存下で焼成することにより、焼成物を製造する。
水硬率（H.M.）が0.8未満では、セメント組成物の強度発現性が低下するので好ましくない。また、セメント硬化体からの６価クロムの溶出量を低減する効果も低下する。一方、水硬率（H.M.）が1.5を超えると、セメント組成物の水和熱を低くすることが困難となる。
焼成温度が低い、あるいは、焼成時間が短いと、CaOがSiO2やAl2O3等と反応せず、焼成物中に遊離石灰として多量に残存する場合がある。遊離石灰が多い焼成物の粉砕物を普通ポルトランドセメントに混合し、コンクリート構造物に使用すると、遊離石灰が膨張してコンクリート構造物を破壊したり、減水剤等の混和剤の作用を阻害して流動性を悪化させる場合がある。そのため、焼成物中の遊離石灰量が1.0質量％以下になるように焼成温度、焼成時間を調整する必要がある。遊離石灰量を1.0質量％以下にするための焼成温度、焼成時間は、焼成物の組成や粒度にもよるが、それぞれ1000〜1400℃、10〜120分間である。
水硬率（H.M.）が0.8未満では、セメント組成物の強度発現性が低下するので好ましくない。また、セメント硬化体からの６価クロムの溶出量を低減する効果も低下する。一方、水硬率（H.M.）が1.5を超えると、セメント組成物の水和熱を低くすることが困難となる。
焼成温度が低い、あるいは、焼成時間が短いと、CaOがSiO2やAl2O3等と反応せず、焼成物中に遊離石灰として多量に残存する場合がある。遊離石灰が多い焼成物の粉砕物を普通ポルトランドセメントに混合し、コンクリート構造物に使用すると、遊離石灰が膨張してコンクリート構造物を破壊したり、減水剤等の混和剤の作用を阻害して流動性を悪化させる場合がある。そのため、焼成物中の遊離石灰量が1.0質量％以下になるように焼成温度、焼成時間を調整する必要がある。遊離石灰量を1.0質量％以下にするための焼成温度、焼成時間は、焼成物の組成や粒度にもよるが、それぞれ1000〜1400℃、10〜120分間である。
各原料を混合する方法は特に制限されず、慣用の装置等を用いて行うことができる。
また、焼成に使用する装置には、ロータリーキルンが用いられる。ロータリーキルンで焼成する際には、燃料代替廃棄物、例えば廃油、廃タイヤ、廃プラスチック等を使用することができる。
また、焼成に使用する装置には、ロータリーキルンが用いられる。ロータリーキルンで焼成する際には、燃料代替廃棄物、例えば廃油、廃タイヤ、廃プラスチック等を使用することができる。
可燃性物質共存下で焼成する方法としては、ロータリーキルン内に、可燃性物質（コークス、活性炭、廃木材、廃プラスチック、重油スラッジ、都市ゴミ等の廃棄物を圧縮・固形化した廃棄物固形塊等）を供給すればよい。本発明では、ロータリーキルン内で最も高温になる位置よりロータリーキルンの出口までの途中で可燃性物質を供給する。
この場合に用いる可燃性物質はロータリーキルン用の主燃料に比べて燃焼速度の遅いもの、あるいは主燃料と同様の燃焼速度を有しかつ主燃料よりも粗い粒の可燃性物質が使用される。
可燃性物質の供給量は、焼成物1ton当たり、5〜40kg、好ましくは10〜40kg、より好ましくは12〜40kgである。可燃性物質の供給量が5kg未満では、セメント硬化体からの６価クロムの溶出量を低減する効果が低下する。一方、可燃性物質の供給量が40kgを超えると、焼成物中に未燃焼状態の可燃性物質が多量に残存して、セメント添加材の色調等に影響を及ぼす場合がある。
可燃性物質は、粒径が0.1〜5mmのものを使用する。可燃性物質の粒径が小さいと、焼成中の極初期で燃えきってしまうためセメント質硬化体からの６価クロムの溶出量を低減する効果が低下する。一方、粒径が大きいと焼成物中に未燃焼状態の可燃性物質が多量に残存する。
この場合に用いる可燃性物質はロータリーキルン用の主燃料に比べて燃焼速度の遅いもの、あるいは主燃料と同様の燃焼速度を有しかつ主燃料よりも粗い粒の可燃性物質が使用される。
可燃性物質の供給量は、焼成物1ton当たり、5〜40kg、好ましくは10〜40kg、より好ましくは12〜40kgである。可燃性物質の供給量が5kg未満では、セメント硬化体からの６価クロムの溶出量を低減する効果が低下する。一方、可燃性物質の供給量が40kgを超えると、焼成物中に未燃焼状態の可燃性物質が多量に残存して、セメント添加材の色調等に影響を及ぼす場合がある。
可燃性物質は、粒径が0.1〜5mmのものを使用する。可燃性物質の粒径が小さいと、焼成中の極初期で燃えきってしまうためセメント質硬化体からの６価クロムの溶出量を低減する効果が低下する。一方、粒径が大きいと焼成物中に未燃焼状態の可燃性物質が多量に残存する。
本発明のセメント添加材は、1)上記焼成物を粉砕してなるセメント添加材、2)前記粉砕物100質量部に石膏をSO3換算で6質量部以下含有するセメント添加材、である。
焼成物の粉砕方法は特に制限されず、例えばボールミル等を用い、通常の方法で粉砕することができる。焼成物の粉砕物は、ブレーン比表面積が2500〜5000cm2/gであるのが、モルタルやコンクリートのブリーディングの低減や、流動性、強度発現性の観点から好ましい。
焼成物の粉砕物と石膏を含有する上記2)のセメント添加材は、焼成物の粉砕物と石膏を混合して製造してもよいし、焼成物と石膏を同時粉砕して製造してもよい。前者の場合、用いる石膏は、ブレーン比表面積が3000〜8000cm2/gであるのが、モルタルやコンクリートの流動性や、強度発現性の観点から好ましい。後者の場合は、セメント添加材のブレーン比表面積が2500〜5000cm2/gであるのが、モルタルやコンクリートのブリーディングの低減や、流動性、強度発現性の観点から好ましい。
なお、石膏としては、二水石膏、半水石膏、無水石膏等が挙げられ、これらを１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。
なお、石膏としては、二水石膏、半水石膏、無水石膏等が挙げられ、これらを１種又は２種以上組み合わせて用いることができる。
本発明のセメント添加材の使用量は、特に限定されるものではないが、通常、セメントとセメント添加材からなるセメント組成物100質量部中、1〜30質量部が好ましく、5〜20質量部がより好ましい。1質量部未満では、水和熱を低くする効果やセメント硬化体からの６価クロムの溶出量を低減する効果が低下する場合があり、30質量部を超えると、強度発現性が低下する場合がある。
本発明のセメント組成物とは、JIS R 5210に規定される各種ポルトランドセメント、JIS R 5211、JIS R 5212、あるいはJIS R 5213に規定される各種混合セメント、JISに規定された以上の混和材混合率にて製造した高炉セメント、フライアッシュセメント及びシリカセメント、石灰石粉末等を混合したフィラーセメント並びにアルミナセメント等のうちの１種又は２種以上と本発明のセメント添加材とを併用したものである。
本発明では、本発明のセメント添加材及びセメント組成物に、砂、砂利等の骨材の他に、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤、消泡剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、膨張材、収縮低減剤、高分子エマルジョン、凝結調整剤、セメント急硬材、ベントナイトやゼオライト等の粘土鉱物、ハイドロタルサイト等のイオン交換体等のうちの１種又は２種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することが可能である。
本発明において、各材料の混合方法は特に限定されるものではなく、それぞれの材料を施工時に混合しても良いし、あらかじめ一部を、あるいは全部を混合しておいても差し支えない。混合装置としては、既存のいかなる装置も使用可能であり、例えば、傾胴ミキサ、オムニミキサ、ヘンシェルミキサ、パン型ミキサ、二軸ミキサ、Ｖ型ミキサ及びナウタミキサ等の使用が可能である。
次に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら制限されるものではない。
実施例１
（１）焼成物の製造：
原料として、下水汚泥、建設発生土、石灰石等のポルトランドセメントクリンカー原料を用い、水硬率（H.M.）が1.35及び1.0となるよう、原料を調合した。調合原料を、ロータリーキルンを用いて、ロータリーキルン内で最も高温になる位置よりロータリーキルンの出口までの途中で可燃性物質（コークス(粒径0.1〜5mm)）を焼成物1ton当たり15kg供給しながら焼成して焼成物を製造した。焼成温度は1350℃で焼成時間は30分間である。
なお、焼成物中の遊離石灰量は0.1〜0.2質量％であった。
（１）焼成物の製造：
原料として、下水汚泥、建設発生土、石灰石等のポルトランドセメントクリンカー原料を用い、水硬率（H.M.）が1.35及び1.0となるよう、原料を調合した。調合原料を、ロータリーキルンを用いて、ロータリーキルン内で最も高温になる位置よりロータリーキルンの出口までの途中で可燃性物質（コークス(粒径0.1〜5mm)）を焼成物1ton当たり15kg供給しながら焼成して焼成物を製造した。焼成温度は1350℃で焼成時間は30分間である。
なお、焼成物中の遊離石灰量は0.1〜0.2質量％であった。
（２）セメント添加材の製造：
上記各焼成物をブレーン比表面積が3300cm2/gに粉砕した。該粉砕物100質量部に２水石膏(ブレーン比表面積3600cm2/g)をSO3換算で2質量部含有させたセメント添加材を製造した。
上記各焼成物をブレーン比表面積が3300cm2/gに粉砕した。該粉砕物100質量部に２水石膏(ブレーン比表面積3600cm2/g)をSO3換算で2質量部含有させたセメント添加材を製造した。
（３）セメント組成物の製造：
上記セメント添加材を、試製普通ポルトランドセメント(６価クロム含有量を高めたもの)と混合してセメント組成物を製造した。表１に、試製普通ポルトランドセメントの鉱物組成とセメント協会法1-51に記載された方法で測定した６価クロム含有量を示す。
上記セメント添加材を、試製普通ポルトランドセメント(６価クロム含有量を高めたもの)と混合してセメント組成物を製造した。表１に、試製普通ポルトランドセメントの鉱物組成とセメント協会法1-51に記載された方法で測定した６価クロム含有量を示す。
（４）試験：
上記セメント組成物を使用して、以下の試験を行った。
(a)水和熱
JIS R 5203に従って測定した。
(b)モルタルフロー
Ｗ/Ｃ＝0.35、Ｓ／Ｃ＝2、セメント組成物に対して0.8質量％のポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤を混合したものを、５分間混練したモルタルについて、JIS R 5201-1997に規定されているフローコーンを用い、JIS R 5201に従って、モルタルフローを測定した。
(c)モルタル圧縮強さ
７日及び28日後のモルタル圧縮強さを、JIS R 5201に従って測定した。
(d)６価クロム溶出量
上記モルタル圧縮強さ試験用供施体(材齢28日)の６価クロム溶出量を環境庁告示第46号に従って測定した
その結果を表２に示す。
上記セメント組成物を使用して、以下の試験を行った。
(a)水和熱
JIS R 5203に従って測定した。
(b)モルタルフロー
Ｗ/Ｃ＝0.35、Ｓ／Ｃ＝2、セメント組成物に対して0.8質量％のポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤を混合したものを、５分間混練したモルタルについて、JIS R 5201-1997に規定されているフローコーンを用い、JIS R 5201に従って、モルタルフローを測定した。
(c)モルタル圧縮強さ
７日及び28日後のモルタル圧縮強さを、JIS R 5201に従って測定した。
(d)６価クロム溶出量
上記モルタル圧縮強さ試験用供施体(材齢28日)の６価クロム溶出量を環境庁告示第46号に従って測定した
その結果を表２に示す。
表２より、本発明のセメント添加材を含むセメント組成物では、水和熱が低く、かつ流動性が良好であることがわかる。また、セメント硬化体からの６価クロムの溶出量を低減できることがわかる。
Claims (4)
- CaO原料、SiO2原料、Al2O3原料及びFe2O3原料を原料の水硬率（H.M.）が0.8〜1.5となるように混合した後、ロータリーキルンを使用して可燃性物質共存下で焼成して得られる焼成物を粉砕してなるセメント添加材であって、
可燃性物質は、ロータリーキルン内で最も高温になる位置よりロータリーキルンの出口までの途中で供給され、
可燃性物質の供給量が、焼成物1ton当たり5〜40kgであり、
可燃性物質の粒径が0.1〜5mmである
ことを特徴とするセメント添加材。 - 産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を原料とする請求項１に記載のセメント添加材。
- 請求項１又は２に記載のセメント添加材100質量部に対して、石膏をSO3換算で６質量部以下含有するセメント添加材。
- セメントと、請求項１〜３のいずれか１項記載のセメント添加材とを含有してなるセメント組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006165481A JP4908072B2 (ja) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | セメント添加材及びセメント組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006165481A JP4908072B2 (ja) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | セメント添加材及びセメント組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007331976A JP2007331976A (ja) | 2007-12-27 |
| JP4908072B2 true JP4908072B2 (ja) | 2012-04-04 |
Family
ID=38931805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006165481A Active JP4908072B2 (ja) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | セメント添加材及びセメント組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4908072B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5151734B2 (ja) * | 2007-07-27 | 2013-02-27 | 三菱マテリアル株式会社 | セメントクリンカの製造方法 |
| JP5195083B2 (ja) * | 2007-09-12 | 2013-05-08 | 三菱マテリアル株式会社 | セメントクリンカーの製造装置 |
| JP4990870B2 (ja) * | 2008-11-21 | 2012-08-01 | 財団法人福岡県すこやか健康事業団 | フッ素を含む鋳物廃砂の不溶化方法及び路盤材の製造方法 |
| CN102464458B (zh) * | 2011-11-28 | 2013-04-03 | 泸州兰良水泥有限公司 | 窑头外投料煅烧高活性混合材的方法和设备 |
| WO2021044723A1 (ja) * | 2019-09-06 | 2021-03-11 | 日本国土開発株式会社 | 不溶化処理方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2905689B2 (ja) * | 1994-04-15 | 1999-06-14 | 株式会社トクヤマ | セメントクリンカーの製造方法 |
| JP4236714B2 (ja) * | 1997-09-26 | 2009-03-11 | 東ソー株式会社 | セメント製造方法 |
| JP3623130B2 (ja) * | 1999-06-30 | 2005-02-23 | 住友大阪セメント株式会社 | セメントロータリーキルン用燃料燃焼装置及び燃焼方法 |
| JP2002205032A (ja) * | 2000-11-09 | 2002-07-23 | Taiheiyo Cement Corp | 重金属溶出低減材 |
| JP2002241166A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-08-28 | Taiheiyo Cement Corp | 水硬性組成物 |
| JP4409102B2 (ja) * | 2001-02-16 | 2010-02-03 | 太平洋セメント株式会社 | 重金属溶出低減材 |
| JP2003246654A (ja) * | 2002-02-25 | 2003-09-02 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | セメントクリンカーの製造方法 |
| JP3559274B2 (ja) * | 2002-03-22 | 2004-08-25 | 太平洋セメント株式会社 | セメント混和材 |
| JP2004292285A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Taiheiyo Cement Corp | コンクリート |
| JP4567504B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2010-10-20 | 太平洋セメント株式会社 | 焼成物 |
| JP2007260503A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Taiheiyo Cement Corp | 焼成物の製造方法 |
-
2006
- 2006-06-15 JP JP2006165481A patent/JP4908072B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007331976A (ja) | 2007-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3559274B2 (ja) | セメント混和材 | |
| JP6021753B2 (ja) | 混合セメント | |
| KR101482530B1 (ko) | 시멘트 클링커 및 시멘트 | |
| JP6947501B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP7218083B2 (ja) | セメント組成物の製造方法 | |
| US20070193477A1 (en) | Hydraulic composition | |
| JP4908072B2 (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP2009114011A (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP2006143990A (ja) | 固化材 | |
| JP5122316B2 (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP6980552B2 (ja) | セメント組成物 | |
| JP2010168256A (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP2007169099A (ja) | 焼成物 | |
| JP2009035451A (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP6383417B2 (ja) | 炭酸化建材用の結合材の製造方法 | |
| JP4567504B2 (ja) | 焼成物 | |
| 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 | |
| JP4944750B2 (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP4116987B2 (ja) | 水硬性組成物 | |
| JP5355339B2 (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP5506367B2 (ja) | 水硬性組成物 | |
| JP4852506B2 (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 | |
| JP2011079710A (ja) | セメント添加材及びセメント組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090109 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20100813 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101208 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110104 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110302 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120110 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120112 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150120 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4908072 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |