JP5751506B1 - Cement clinker and cement composition - Google Patents
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Abstract
【課題】セメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3が比較的多い場合にも、該セメントクリンカを含むセメント組成物の流動性の低下を十分に抑制することを課題とする。【解決手段】本発明のセメントクリンカは、Ａｌ2Ｏ3を６．０質量％以上８．０質量％以下、ＳＯ3を０．７質量％以上２．２質量％以下、ＴｉＯ2を０．１質量％以上０．８質量％以下含むセメントクリンカであって、前記Ａｌ2Ｏ3の含有量（質量％）と、前記ＳＯ3の含有量（質量％）と、前記ＴｉＯ2の含有量（質量％）が下記式１を満たす関係である。Ａｌ2Ｏ3の含有量≰αＳＯ3の含有量＋βＴｉＯ2の含有量＋γ・・・（１）（但し、α＝１．４、β＝−２．８、γ＝６．０）【選択図】なしAn object of the present invention is to sufficiently suppress a decrease in fluidity of a cement composition containing a cement clinker even when the amount of Al2O3 in the cement clinker is relatively large. The cement clinker of the present invention comprises Al 2 O 3 in a range of 6.0% to 8.0% by mass, SO 3 in a range of 0.7% to 2.2% by mass, and TiO 2 in a range of 0.1% to 0% by mass. A cement clinker containing 8 mass% or less, wherein the content of Al 2 O 3 (mass%), the content of SO 3 (mass%), and the content of TiO 2 (mass%) satisfy the following formula 1. It is. Al2O3 content ≰αSO3 content + βTiO2 content + γ (1) (However, α = 1.4, β = -2.8, γ = 6.0) [Selection] None
Description
本発明は、セメントクリンカ、及びそのセメントクリンカを含むセメント組成物に関する。 The present invention relates to a cement clinker and a cement composition containing the cement clinker.
従来より、一般廃棄物、産業廃棄物等の廃棄物をセメントクリンカ原料として用いることが検討されている。例えば、セメントクリンカの原料として用いられる廃棄物としては、石炭灰、建設発生土、鉱滓、焼却灰、汚泥等のアルミニウムを比較的多く含むものが一般的に用いられる。かかる廃棄物は近年増加しており、できるだけ多量の廃棄物をセメントクリンカの原料として再利用することが望まれている。 Conventionally, the use of wastes such as general wastes and industrial wastes as a raw material for cement clinker has been studied. For example, as wastes used as raw materials for cement clinker, those containing a relatively large amount of aluminum such as coal ash, construction generated soil, mines, incineration ash, and sludge are generally used. Such waste is increasing in recent years, and it is desired to reuse as much waste as possible as a raw material for cement clinker.
一方、前述のような廃棄物をセメントクリンカ原料として多く用いた場合には、原料中に廃棄物由来のアルミニウムが多く含まれることになり、セメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3含有量が増加する。セメントクリンカ中にＡｌ2Ｏ3が多く含まれると、クリンカ化合物である３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3（Ｃ3Ａ）が増加することが知られている。セメントクリンカ中のＣ3Ａが増加すると、該セメントクリンカをセメント組成物として用いる場合の流動性が低下するという問題がある。
そこで、廃棄物をセメントクリンカ原料として用いたセメント組成物の流動性の低下を抑制することが種々検討されている。
On the other hand, when a large amount of waste as described above is used as a cement clinker raw material, a large amount of waste-derived aluminum is contained in the raw material, and the content of Al 2 O 3 in the cement clinker increases. It is known that when a large amount of Al 2 O 3 is contained in a cement clinker, 3CaO · Al 2 O 3 (C 3 A), which is a clinker compound, increases. When C 3 A in the cement clinker is increased, the fluidity of the case of using the cement clinker cement composition is lowered.
In view of this, various studies have been made to suppress a decrease in fluidity of a cement composition using waste as a cement clinker raw material.
例えば、特許文献１及び２には、セメントクリンカ中のＣ3Ａと微量成分であるＭｇＯとのモル比を適正化することが記載されている。
特許文献３には、セメントクリンカ原料として酸化リンを用いることが記載されている。
特許文献４には、クリンカ化合物の組成を特定の範囲に調整することが記載されている。
特許文献１乃至４には、これらのセメントクリンカをセメント組成物として用いた場合に流動性の低下が抑制できることが記載されている。
For example, Patent Documents 1 and 2 describe that the molar ratio between C 3 A in a cement clinker and MgO, which is a trace component, is optimized.
Patent Document 3 describes using phosphorus oxide as a cement clinker raw material.
Patent Document 4 describes that the composition of the clinker compound is adjusted to a specific range.
Patent Documents 1 to 4 describe that a decrease in fluidity can be suppressed when these cement clinker is used as a cement composition.
しかしながら、特許文献１乃至４に記載のセメントクリンカでは、廃棄物をより多量に原料として用いる等してセメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3がさらに多くなった場合の流動性の低下を十分に抑制できないという問題がある。 However, the cement clinker described in Patent Documents 1 to 4 cannot sufficiently suppress a decrease in fluidity when the amount of Al 2 O 3 in the cement clinker is further increased by using a larger amount of waste as a raw material. There is a problem.
本発明は、上記問題点に鑑み、セメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3が比較的多い場合にも、該セメントクリンカを含むセメント組成物の流動性の低下を十分に抑制することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to sufficiently suppress a decrease in fluidity of a cement composition containing the cement clinker even when the amount of Al 2 O 3 in the cement clinker is relatively large.
本発明のセメントクリンカは、
Ａｌ２Ｏ３を６．０質量％以上８．０質量％以下、ＳＯ３を０．７質量％以上２．２質量％以下、ＴｉＯ２を０．１質量％以上０．６質量％以下含み、Ｃ ３ Ｓを４０質量％以上７０質量％以下、Ｃ ２ Ｓを５質量％以上３５質量％以下、Ｃ ３ Ａを１１質量％以上１６質量％以下、Ｃ ４ ＡＦを７質量％以上１１質量％以下含む、セメントクリンカであって、
前記Ａｌ２Ｏ３の含有量（質量％）と、前記ＳＯ３の含有量（質量％）と、前記ＴｉＯ２の含有量（質量％）が下記式１を満たす関係である。
Ａｌ２Ｏ３の含有量≦αＳＯ３の含有量＋βＴｉＯ２の含有量＋γ・・・（１）
（但し、α＝１．４、β＝−２．８、γ＝６．０）
The cement clinker of the present invention is
Al 2 O 3 is contained in an amount of 6.0 to 8.0% by mass, SO 3 is contained in an amount of 0.7 to 2.2% by mass, and TiO 2 is contained in an amount of 0.1 to 0.6% by mass. C 3 S is 40% by mass to 70% by mass, C 2 S is 5% by mass to 35% by mass, C 3 A is 11% by mass to 16% by mass, and C 4 AF is 7% by mass to 11% by mass. A cement clinker containing less than
The Al 2 O 3 content (% by mass), the SO 3 content (% by mass), and the TiO 2 content (% by mass) satisfy the following formula 1.
Al 2 O 3 content ≦ αSO 3 content + βTiO 2 content + γ (1)
(However, α = 1.4, β = −2.8, γ = 6.0)
Ａｌ２Ｏ３を６．０質量％以上８．０質量％以下、ＳＯ３を０．７質量％以上２．２質量％以下、ＴｉＯ２を０．１質量％以上０．６質量％以下含み、Ｃ ３ Ｓを４０質量％以上７０質量％以下、Ｃ ２ Ｓを５質量％以上３５質量％以下、Ｃ ３ Ａを１１質量％以上１６質量％以下、Ｃ ４ ＡＦを７質量％以上１１質量％以下含む、セメントクリンカであって、前記Ａｌ２Ｏ３の含有量（質量％）と、前記ＳＯ３の含有量（質量％）と、前記ＴｉＯ２の含有量（質量％）が前記式１を満たす関係であることで、該セメントクリンカをセメント組成物とした場合の流動性の低下を十分に抑制することができる。従って、廃棄物を比較的多く原料として用いる等してセメントクリンカがＡｌ２Ｏ３を比較的多く含む場合にも、該セメントクリンカを含むセメント組成物の流動性の低下を十分に抑制することができる。
Al 2 O 3 is contained in an amount of 6.0 to 8.0% by mass, SO 3 is contained in an amount of 0.7 to 2.2% by mass, and TiO 2 is contained in an amount of 0.1 to 0.6% by mass. C 3 S is 40% by mass to 70% by mass, C 2 S is 5% by mass to 35% by mass, C 3 A is 11% by mass to 16% by mass, and C 4 AF is 7% by mass to 11% by mass. % Of the cement clinker, wherein the content of Al 2 O 3 (% by mass), the content of SO 3 (% by mass), and the content of TiO 2 (% by mass) are expressed by the formula 1 By satisfying the relationship, it is possible to sufficiently suppress a decrease in fluidity when the cement clinker is used as a cement composition. Therefore, even when a relatively large amount of waste is used as a raw material and the cement clinker contains a relatively large amount of Al 2 O 3 , it is possible to sufficiently suppress a decrease in fluidity of the cement composition including the cement clinker. it can.
本発明において、Ｓｒを０．０１質量％以上０．５質量％以下含んでいてもよい。 In the present invention, Sr may be contained in an amount of 0.01% by mass to 0.5% by mass.
Ｓｒを０．０１質量％以上０．５質量％以下含む場合には、セメントクリンカがＡｌ2Ｏ3を比較的多く含む場合にも、該セメントクリンカを含むセメント組成物の流動性の低下をより十分に抑制することができる。 When Sr is contained in an amount of 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less, even when the cement clinker contains a relatively large amount of Al 2 O 3 , the fluidity of the cement composition containing the cement clinker is further reduced. It can be sufficiently suppressed.
本発明において、原料原単位は、石灰石が１０００ｋｇ／トン以上１２００ｋｇ／トン以下、廃棄物が２００ｋｇ／トン以上５００ｋｇ／トン以下であってもよい。 In the present invention, the raw material basic unit may be 1000 kg / ton to 1200 kg / ton for limestone and 200 kg / ton to 500 kg / ton for waste.
原料原単位が、石灰石が１０００ｋｇ／トン以上１２００ｋｇ／トン以下、廃棄物が２００ｋｇ／トン以上５００ｋｇ／トン以下である場合には、該セメントクリンカを含むセメント組成物の流動性の低下をより十分に抑制することができる。 When the raw material basic unit is 1000 kg / ton or more and 1200 kg / ton or less of limestone, and the waste is 200 kg / ton or more and 500 kg / ton or less, the decrease in fluidity of the cement composition containing the cement clinker is more sufficiently reduced. Can be suppressed.
尚、本発明における原料原単位とは、当該セメントクリンカ１トンを製造する全原料における各原料の量（ｋｇ）をいい、単位をｋｇ／トンで示す。 In addition, the raw material basic unit in this invention means the quantity (kg) of each raw material in all the raw materials which manufacture the said cement clinker 1 ton, and a unit is shown by kg / ton.
本発明において、前記廃棄物は、石炭灰、建設発生土、鉱滓、焼却灰及び汚泥からなる群より選ばれる少なくとも１種以上であってもよい。 In the present invention, the waste may be at least one selected from the group consisting of coal ash, construction generated soil, slag, incineration ash, and sludge.
石炭灰、建設発生土、鉱滓、焼却灰、汚泥はアルミニウム含有量が比較的多い廃棄物である。そのため、これらの廃棄物をセメントクリンカ原料として用いた場合にセメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3は増加するが、これらの廃棄物を本発明のセメントクリンカの原料として用いても、該セメントクリンカを含むセメント組成物の流動性の低下を十分に抑制することができる。よって、セメント組成物の流動性の低下を抑制しつつ、これらの廃棄物をより多くセメントクリンカの原料として使用することができる。 Coal ash, construction soil, slag, incineration ash, and sludge are wastes with relatively high aluminum content. Therefore, when these wastes are used as a raw material for cement clinker, Al 2 O 3 in the cement clinker increases, but even if these wastes are used as a raw material for the cement clinker of the present invention, the cement clinker is included. A decrease in fluidity of the cement composition can be sufficiently suppressed. Therefore, more waste can be used as a raw material for cement clinker while suppressing a decrease in fluidity of the cement composition.
本発明のセメント組成物は、前記各セメントクリンカと石膏とを含む。 The cement composition of the present invention includes the cement clinker and gypsum.
本発明のセメント組成物は、さらに、混合材を含んでいてもよい。 The cement composition of the present invention may further contain a mixed material.
本発明のセメント組成物は、前記混合材が、高炉スラグ、シリカ質混合材、フライアッシュ及び石灰石微粉末からなる群より選ばれる少なくとも１種以上であってもよい。 In the cement composition of the present invention, the mixed material may be at least one selected from the group consisting of blast furnace slag, siliceous mixed material, fly ash and fine limestone powder.
本発明によれば、セメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3が比較的多い場合にも、該セメントクリンカを含むセメント組成物の流動性の低下を十分に抑制することができる。 According to the present invention, even when the amount of Al 2 O 3 in the cement clinker is relatively large, a decrease in fluidity of the cement composition containing the cement clinker can be sufficiently suppressed.
以下、本発明にかかるセメントクリンカ及びセメント組成物の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a cement clinker and a cement composition according to the present invention will be described.
まず、本実施形態のセメントクリンカについて説明する。
本実施形態のセメントクリンカは、
Ａｌ2Ｏ3を６．０質量％以上８．０質量％以下、ＳＯ3を０．７質量％以上２．２質量％以下、ＴｉＯ2を０．１質量％以上０．６質量％以下含むセメントクリンカであって、
前記Ａｌ2Ｏ3の含有量（質量％）と、前記ＳＯ3の含有量（質量％）と、前記ＴｉＯ2の含有量（質量％）が下記式１を満たす関係である。
Ａｌ2Ｏ3の含有量≦αＳＯ3の含有量＋βＴｉＯ2の含有量＋γ・・・（１）
（但し、α＝１．４、β＝−２．８、γ＝６．０）
First, the cement clinker of this embodiment will be described.
The cement clinker of this embodiment is
Al 2 O 3 is contained in an amount of 6.0 to 8.0% by mass, SO 3 is contained in an amount of 0.7 to 2.2% by mass, and TiO 2 is contained in an amount of 0.1 to 0.6% by mass. Cement clinker,
The Al 2 O 3 content (% by mass), the SO 3 content (% by mass), and the TiO 2 content (% by mass) satisfy the following formula 1.
Al 2 O 3 content ≦ αSO 3 content + βTiO 2 content + γ (1)
(However, α = 1.4, β = −2.8, γ = 6.0)
本実施形態のセメントクリンカは、Ａｌ2Ｏ3を６．０質量％以上８．０質量％以下含み、ＳＯ3を０．７質量％以上２．２質量％以下含み、ＴｉＯ2を０．１質量％以上０．６質量％以下含むセメントクリンカである。 The cement clinker of the present embodiment contains Al 2 O 3 in an amount of 6.0% to 8.0% by mass, SO 3 in an amount of 0.7% to 2.2% by mass, and TiO 2 of 0.1%. It is a cement clinker containing not less than 0.6% by mass.
本実施形態のセメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3のより好ましい含有量としては、前記流動性の低下抑制の観点からは、６．０質量％以上７．５質量％以下、好ましくは６．０質量％以上７．０質量％以下、さらにより好ましくは６．０質量％以上６．５質量％以下が挙げられる。
また、実施形態のセメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3のより好ましい含有量としては、経済性の観点からは、６．５質量％以上８．０質量％以下、好ましくは７．０質量％以上８．０質量％以下、さらにより好ましくは７．５質量％以上８．０質量％以下が挙げられる。
The more preferable content of Al 2 O 3 in the cement clinker of the present embodiment is 6.0% by mass or more and 7.5% by mass or less, preferably 6.0% by mass from the viewpoint of suppressing the decrease in fluidity. % Or more and 7.0 mass% or less, More preferably, 6.0 mass% or more and 6.5 mass% or less are mentioned.
In addition, the more preferable content of Al 2 O 3 in the cement clinker of the embodiment is 6.5% by mass or more and 8.0% by mass or less, preferably 7.0% by mass or more and 8% or less from the viewpoint of economy. 0.0 mass% or less, More preferably, 7.5 mass% or more and 8.0 mass% or less are mentioned.
本実施形態のセメントクリンカ中のＳＯ3のより好ましい含有量としては、セメントクリンカの製造時にサイクロン等の製造装置へ付着して目詰まりを生じないという製造のしやすさの観点から、０．７質量％以上１．５質量％以下、より好ましくは０．７質量％以上１．０質量％以下が挙げられる。 A more preferable content of SO 3 in the cement clinker of the present embodiment is 0.7% from the viewpoint of ease of production that does not cause clogging by adhering to a production apparatus such as a cyclone during the production of the cement clinker. The mass% is 1.5 mass% or less, More preferably, 0.7 mass% or more and 1.0 mass% or less are mentioned.
本実施形態のセメントクリンカ中のＴｉＯ2のより好ましい含有量としては、Ｃ3Ａ増加抑制効果の観点から、０．１質量％以上０．５質量％以下、より好ましくは０．１質量％以上０．４質量％以下が挙げられる。 The more preferable content of TiO 2 in the cement clinker of the present embodiment is 0.1% by mass or more and 0.5% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or more from the viewpoint of the C 3 A increase suppression effect. 0.4 mass% or less is mentioned.
さらに、本実施形態のセメントクリンカの前記Ａｌ2Ｏ3の含有量、ＳＯ3の含有量及びＴｉＯ2の含有量は、下記式１を満たす関係である。
Ａｌ2Ｏ3の含有量≦αＳＯ3の含有量＋βＴｉＯ2の含有量＋γ・・・（１）
（但し、α＝１．４、β＝−２．８、γ＝６．０）
Furthermore, the content of Al 2 O 3 , the content of SO 3 and the content of TiO 2 in the cement clinker of this embodiment are in a relationship satisfying the following formula 1.
Al 2 O 3 content ≦ αSO 3 content + βTiO 2 content + γ (1)
(However, α = 1.4, β = −2.8, γ = 6.0)
セメントクリンカ中の前記Ａｌ2Ｏ3の含有量、ＳＯ3の含有量及びＴｉＯ2の含有量が前記範囲内であって、且つ前記式１を満たす関係である場合には、セメントクリンカをセメント組成物とした場合に流動性の低下を抑制できる。 When the content of the Al 2 O 3 , the content of SO 3 and the content of TiO 2 in the cement clinker are within the above ranges and satisfy the formula 1, the cement clinker is used as a cement composition. When it is made into a thing, the fall of fluidity | liquidity can be suppressed.
セメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3は、含有量が多くなりすぎると、該セメントクリンカを用いたセメント組成物を混練する場合の流動性が低下する。これは、セメントクリンカ中に含まれるクリンカ化合物であるＣ3Ａが増加するためである。
セメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3はクリンカの原料に由来するものである。
If the content of Al 2 O 3 in the cement clinker is too large, the fluidity when the cement composition using the cement clinker is kneaded is lowered. This is because C 3 A which is a clinker compound contained in the cement clinker increases.
Al 2 O 3 in the cement clinker is derived from the raw material of the clinker.
尚、本実施形態において、クリンカ化合物とは、Ｃ3Ｓ、Ｃ2Ｓ、Ｃ3Ａ、Ｃ4ＡＦを指す。ここで、Ｃ3Ｓは３ＣａＯ・ＳｉＯ2、Ｃ2Ｓは２ＣａＯ・ＳｉＯ2、Ｃ3Ａは３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、Ｃ4ＡＦは４ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3を意味し、Ｃ＝ＣａＯ、Ｓ＝ＳｉＯ2で、Ａ＝Ａｌ2Ｏ3、Ｆ＝Ｆｅ2Ｏ3である。 In the present embodiment, the clinker compound refers to C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF. Here, C 3 S means 3CaO · SiO 2 , C 2 S means 2CaO · SiO 2 , C 3 A means 3CaO · Al 2 O 3 , C 4 AF means 4CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 C = CaO, S = SiO 2 , A = Al 2 O 3 , and F = Fe 2 O 3 .
また、セメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3及びＳＯ3の含有量は、前記範囲であって、且つＴｉＯ2の含有量と共に前記式１を満たす関係であることが必要である。
セメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3及びＳＯ3の含有量が、かかる関係を満たすことで、Ａｌ2Ｏ3が比較的多い状態でも十分にセメント組成物とした場合の流動性の低下を抑制できる。
In addition, the contents of Al 2 O 3 and SO 3 in the cement clinker must be in the above-described range and satisfy the above-described formula 1 together with the content of TiO 2 .
When the content of Al 2 O 3 and SO 3 in the cement clinker satisfies this relationship, it is possible to suppress a decrease in fluidity when the cement composition is sufficiently produced even in a relatively large amount of Al 2 O 3 .
セメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3の含有量が増加すると、クリンカ化合物のＣ3Ａを増加させることは知られている。しかし、セメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3の含有量に対するＳＯ3の含有量を、前記式１を満たす関係になるようにすることで、Ｃ3Ａの含有量の増加を抑制できる。これは、Ａｌ2Ｏ3の含有量に対するＳＯ3の含有量を特定の範囲に調整することで、Ａｌ2Ｏ3がＣ2Ｓを増加させるために消費され、Ｃ3Ａの増加を抑制するものと考えられる。 Increasing the content of Al 2 O 3 in cement clinker is known to increase C 3 A in the clinker compound. However, by making the SO 3 content relative to the Al 2 O 3 content in the cement clinker so as to satisfy the above-described formula 1, an increase in the C 3 A content can be suppressed. This, by adjusting the content of SO 3 with respect to the content of Al 2 O 3 to a specific range, Al 2 O 3 is consumed to increase the C 2 S, suppressing an increase in C 3 A It is considered a thing.
式１を満たすために前記ＳＯ3の含有量を調整するためには、例えば、後述するセメントクリンカの原料中のＳＯ3の供給源となりうるものの量を調整すること等が挙げられる。 In order to adjust the content of SO 3 to satisfy Formula 1, for example, the amount of what can be a supply source of SO 3 in the raw material of cement clinker described later is adjusted.
また、セメントクリンカ中に含まれるＴｉＯ2も、セメント組成物の流動性に影響を与える。具体的にその理由は定かではないが、ＴｉＯ2を適正な量以上含む場合には、セメントクリンカ中のＣ3Ａが増加するためと考えられる。 TiO 2 contained in the cement clinker also affects the fluidity of the cement composition. Although the reason for this is not clear, it is considered that C 3 A in the cement clinker increases when TiO 2 is contained in an appropriate amount or more.
本実施形態のセメントクリンカは、Ｓｒを０．０１質量％以上０．５質量％以下、好ましくは０．０１質量％以上０．２質量％以下含んでいてもよい。
Ｓｒは、微量金属として、各種原料に含まれている場合があり、セメントクリンカ中における含有量が多すぎると、セメント組成物の流動性に影響を及ぼす。Ｓｒが、セメント組成物の流動性に影響を与える。具体的にその理由は定かではないが、前述のように、Ａｌ2Ｏ3の含有量に対するＳＯ3の含有量を特定の範囲に調整することで、Ｃ3Ａの増加を抑制する場合に、Ｓｒが特定の量を超えて含まれていると、Ｃ3Ａの増加を抑制することを抑制する虞があると考えられる。従って、Ｓｒの含有量を前記範囲に調整することで、セメント組成物の流動性の低下をより抑制することができる。
The cement clinker of the present embodiment may contain Sr in an amount of 0.01% by mass to 0.5% by mass, preferably 0.01% by mass to 0.2% by mass.
Sr may be contained in various raw materials as a trace metal, and if the content in the cement clinker is too large, the fluidity of the cement composition is affected. Sr affects the fluidity of the cement composition. Specifically, the reason is not clear, but, as described above, by adjusting the content of SO 3 with respect to the content of Al 2 O 3 to a specific range, to suppress the increase in C 3 A, When Sr is contained exceeding a specific amount, it is considered that there is a possibility of suppressing the increase in C 3 A. Therefore, the fall of the fluidity | liquidity of a cement composition can be suppressed more by adjusting content of Sr to the said range.
本実施形態のセメントクリンカは、他の金属あるいは金属酸化物、ハロゲン元素等を含んでいてもよい。 The cement clinker of this embodiment may contain other metals, metal oxides, halogen elements, or the like.
これらの元素の好ましい含有量は、例えば、ハロゲン元素としてＦ（フッ素）が含まれている場合には、０．０１質量％以上０．３質量％以下であると、セメント組成物の流動性の低下をより抑制しやすくなる。 The preferable content of these elements is, for example, when F (fluorine) is contained as a halogen element, the fluidity of the cement composition is 0.01 mass% or more and 0.3 mass% or less. It becomes easier to suppress the decrease.
尚、本実施形態において、セメントクリンカ中のＡｌ2Ｏ3、ＳＯ3、ＴｉＯ2、Ｓｒ、Ｆ（フッ素）の含有量は、後述する実施例において説明する方法で測定される。 In the present embodiment, the contents of Al 2 O 3 , SO 3 , TiO 2 , Sr, and F (fluorine) in the cement clinker are measured by the method described in Examples described later.
本実施形態のセメントクリンカは、各クリンカ化合物を、以下のような含有量で含む。
Ｃ３Ｓ＝４０質量％以上７０質量％以下、Ｃ２Ｓ＝５質量％以上３５質量％以下、Ｃ３Ａ＝１１質量％以上１６質量％以下、Ｃ４ＡＦ＝７質量％以上１１質量％以下。
尚、本実施形態でクリンカ化合物の含有量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２「ポルトランドセメントの化学分析方法」にて分析し、ボーグ式を用いてＣ３Ｓ、Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ａ、Ｃ４ＡＦを算出することで得られる値をいう。
The cement clinker of this embodiment contains each clinker compound with the following contents.
C 3 S = 40 mass% to 70 mass%, C 2 S = 5 mass% to 35 mass%, C 3 A = 11 mass% to 16 mass%, C 4 AF = 7 mass% to 11 mass% Less than.
In this embodiment, the content of the clinker compound is analyzed by JIS R 5202 “Chemical analysis method of Portland cement”, and C 3 S, C 2 S, C 3 A, C 4 AF is calculated using the Borg formula. A value obtained by calculation.
本実施形態のセメントクリンカは、通常のセメント用のセメントクリンカとして使用できる。例えば、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等のポルトランドセメント；白色ポルトランド等のポルトランドセメントの成分等を調整したセメント；高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の混合セメント；超速硬セメント等のセメント用のセメントクリンカとして用いることが挙げられる。
中でも、Ａｌ2Ｏ3の含有量が前記範囲であることから、ポルトランドセメント用のセメントクリンカとして本実施形態のセメントクリンカは好適である。
The cement clinker of this embodiment can be used as a cement clinker for ordinary cement. For example, Portland cement such as ordinary Portland cement, early-strength Portland cement and ultra-early strong Portland cement; cement prepared by adjusting Portland cement components such as white Portland; mixed cement such as blast furnace cement, fly ash cement and silica cement; It can be used as a cement clinker for cement such as ultrafast cement.
Especially, since the content of Al 2 O 3 is within the above range, the cement clinker of the present embodiment is suitable as a cement clinker for Portland cement.
セメントクリンカは、例えば、以下のような方法で製造する。 The cement clinker is manufactured, for example, by the following method.
本実施形態のセメントクリンカは、セメントクリンカの原料を混合粉砕して調整した調合原料を、予備加熱し、さらに焼成炉で原燃料を投入して焼成し、冷却することで得られる。
尚、本実施形態では、セメントクリンカの原料には、前記調合原料に加えて、原燃料も含む。
The cement clinker according to the present embodiment is obtained by preheating a prepared raw material prepared by mixing and pulverizing raw materials of cement clinker, further charging raw fuel in a firing furnace, firing, and cooling.
In the present embodiment, the raw material for the cement clinker includes raw fuel in addition to the blended raw material.
原料としては、石灰石、粘土、ケイ石等のケイ素源、酸化鉄等の鉄源、廃棄物等が挙げられる。
原燃料としては、オイルコークス、石炭、再生油等が挙げられる。
中でも、オイルコークスは、ＳＯ3の供給源となるため、セメントクリンカ中のＳＯ3の含有量を調整しやすくなり好ましい。
Examples of the raw material include silicon sources such as limestone, clay and silica, iron sources such as iron oxide, and waste.
Examples of the raw fuel include oil coke, coal, and regenerated oil.
Among them, oil coke, to become a source of SO 3, preferably easier to adjust the content of SO 3 in the cement clinker.
廃棄物としては、産業廃棄物、産業副産物、一般廃棄物等が挙げられ、中でも、セメントクリンカの粘土代替原料として使用されうる廃棄物が好ましい。
粘土代替原料として使用されうる廃棄物としては、石炭灰、建設発生土、鉱滓、焼却灰、汚泥等が挙げられる。
これらの、廃棄物、特に粘土代替原料として使用されうる廃棄物には、通常、Ａｌ2Ｏ3を比較的多く含む。従って、廃棄物をセメントクリンカの原料として用いた場合には、クリンカ中のＡｌ2Ｏ3が多くなり、セメントクリンカをセメント組成物とした場合に流動性の低下の一因となる。
Examples of the waste include industrial waste, industrial by-products, general waste, etc. Among them, waste that can be used as a clay substitute material for cement clinker is preferable.
Examples of waste that can be used as an alternative raw material for clay include coal ash, construction soil, mine, incineration ash, and sludge.
These wastes, particularly those that can be used as a substitute for clay, usually contain a relatively large amount of Al 2 O 3 . Therefore, when waste is used as a raw material for cement clinker, the amount of Al 2 O 3 in the clinker increases, and when cement clinker is used as a cement composition, it contributes to a decrease in fluidity.
一方、廃棄物の処理の観点から、できるだけ多くの廃棄物をセメントクリンカの原料として使用することが要望されている。このためには、Ａｌ2Ｏ3を比較的多く含むセメントクリンカにおいて流動性の低下を抑制することが必要である。
本実施形態のセメントクリンカは、前記のような範囲の量のＡｌ2Ｏ3と、前記のような範囲の量のＳＯ3とを含み、且つ、Ａｌ2Ｏ3の含有量とＳＯ3との含有量とが、前記式１の関係を満たすことにより、流動性の低下を抑制することができる。
従って、アルミニウムを多く含む廃棄物をセメントクリンカの原料として比較的多量用いることができる。
On the other hand, from the viewpoint of waste disposal, it is desired to use as much waste as possible as a raw material for cement clinker. For this purpose, it is necessary to suppress a decrease in fluidity in a cement clinker containing a relatively large amount of Al 2 O 3 .
The cement clinker of the present embodiment includes Al 2 O 3 in an amount in the above range and SO 3 in an amount in the above range, and the content of Al 2 O 3 and SO 3 When the content satisfies the relationship of Formula 1, a decrease in fluidity can be suppressed.
Accordingly, a relatively large amount of aluminum-containing waste can be used as a raw material for cement clinker.
本実施形態のセメントクリンカは、例えば、セメントクリンカ１トンを製造する原料全体における各原料の量（原料原単位）は、石灰石が１０００ｋｇ／トン以上１２００ｋｇ／トン以下、好ましくは１０５０ｋｇ／トン以上１１５０ｋｇ／トン以下、廃棄物が２００ｋｇ／トン以上５００ｋｇ／トン以下、好ましくは２００ｋｇ／トン以上４００ｋｇ／トン以下であることが挙げられる。
原料原単位における石灰石及び廃棄物の量が前記範囲である場合には、廃棄物を比較的多く使用しつつ、流動性の低下を十分に抑制できる。
In the cement clinker of the present embodiment, for example, the amount of each raw material (raw material basic unit) in the entire raw material for producing 1 ton of cement clinker is 1000 kg / ton or more and 1200 kg / ton or less, preferably 1050 kg / ton or more and 1150 kg / ton of limestone. It is mentioned that the waste is 200 kg / ton or more and 500 kg / ton or less, preferably 200 kg / ton or more and 400 kg / ton or less.
When the amount of limestone and waste in the raw material basic unit is within the above range, it is possible to sufficiently suppress a decrease in fluidity while using a relatively large amount of waste.
廃棄物は、粘土の代替原料として、粘土の一部を廃棄物に置換して配合されてもよい。
あるいは、廃棄物は原燃料の一部として焼成炉に投入されてもよい。
The waste may be blended by replacing a part of the clay with waste as an alternative raw material for clay.
Alternatively, the waste may be put into a firing furnace as part of the raw fuel.
次に、前記のようなセメントクリンカを用いたセメント組成物について説明する。 Next, a cement composition using the above cement clinker will be described.
本実施形態のセメント組成物は、前述のような本実施形態のセメントクリンカと、石膏とを含む。
石膏としては、特に限定されるものではないが、無水石膏（ＣａＳＯ4）、半水石膏（ＣａＳＯ4・０．５Ｈ2Ｏ）、二水石膏（ＣａＳＯ4・２Ｈ2Ｏ）等が挙げられる。
The cement composition of the present embodiment includes the cement clinker of the present embodiment as described above and gypsum.
The gypsum is not particularly limited, and examples thereof include anhydrous gypsum (CaSO 4 ), hemihydrate gypsum (CaSO 4 .0.5H 2 O), and dihydrate gypsum (CaSO 4 .2H 2 O).
本実施形態のセメント組成物は、さらに、混合材を含んでいてもよい。
混合材は、通常用いられるセメントクリンカ、石膏以外のセメント組成物の混合成分であれば特に限定されるものではない。
例えば、混合材は、高炉スラグ、シリカ質混合材、フライアッシュ、石灰石微粉末などが挙げられる。
The cement composition of the present embodiment may further contain a mixed material.
The mixed material is not particularly limited as long as it is a mixed component of a cement composition other than the commonly used cement clinker and gypsum.
Examples of the mixed material include blast furnace slag, siliceous mixed material, fly ash, and limestone fine powder.
本実施形態のセメント組成物には、さらに他の成分として、必要に応じて、混和材、添加剤、増量材等を適宜配合してもよい。 In the cement composition of the present embodiment, admixtures, additives, extenders, and the like may be appropriately blended as other components as necessary.
セメントクリンカ、石膏、混合材は、混合し、ミルなどで粉砕してセメント組成物として製造される。 Cement clinker, gypsum, and mixed material are mixed and pulverized with a mill or the like to produce a cement composition.
本実施形態のセメント組成物は、さらに水を加えて混練して、コンクリート用のセメント組成物あるいはモルタル用セメント組成物として使用することができる。
コンクリート用のセメント組成物として用いる場合には、さらに細骨材及び粗骨材を配合することができる。
モルタル用のセメント組成物として用いる場合には、さらに細骨材を配合することができる。
The cement composition of the present embodiment can be used as a concrete cement composition or a mortar cement composition by further adding water and kneading.
When used as a cement composition for concrete, fine aggregate and coarse aggregate can be further blended.
When used as a cement composition for mortar, a fine aggregate can be further blended.
本実施形態のセメント組成物は、前述のような本実施形態のセメントクリンカを含むため混練された場合に流動性の低下が抑制できる。
前述のように本実施形態のセメントクリンカは、Ａｌ2Ｏ3を比較的多く含んでいても、流動性の低下が抑制できるため、アルミニウムを多く含む廃棄物をセメントクリンカの原料として比較的多く用いても、流動性が低下しにくいセメントクリンカとなる。
よって、廃棄物を多く原料として再利用することが可能となる。
Since the cement composition of the present embodiment includes the cement clinker of the present embodiment as described above, a decrease in fluidity can be suppressed when kneaded.
As described above, the cement clinker of this embodiment can suppress a decrease in fluidity even if it contains a relatively large amount of Al 2 O 3, and therefore, a relatively large amount of waste containing a large amount of aluminum is used as a raw material for the cement clinker. However, it becomes a cement clinker whose fluidity is hardly lowered.
Therefore, a lot of waste can be reused as a raw material.
尚、本実施形態にかかるセメントクリンカ及びセメント組成物は以上のとおりであるが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 In addition, although the cement clinker and cement composition concerning this embodiment are as above, it should be thought that embodiment disclosed this time is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
以下に実施例を示して、本発明にかかるセメント組成物についてさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The cement composition according to the present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
以下のような方法で、表１に記載の配合Ａ０〜Ａ７でセメントクリンカを作製した。
まず、原料として石灰石、珪石、粘土代替原料、高炉粉を用いて表１に示す配合で混合粉砕し、レンガ状に成型したものを電気炉にて１４２５〜１４７５℃で１〜２時間焼成し、セメントクリンカを得た。焼成条件はｆ−ＣａＯが０．４〜０．９％になるよう調整した。得られたセメントクリンカに半水石膏および石灰石を添加し、ブレーン比表面積３３００±５０ｃｍ2／ｇになるようボールミルにて粉砕した。
さらに、ＳＯ3、Ｓｒ、ＴｉＯ2、Ｆ（フッ素）の含有量の調整には試薬特級のＨ2ＳＯ4、ＳｒＣＯ3、ＴｉＯ2、ＣａＦ2を用いて、表２に記載の含有量になるように原料に添加した。
Cement clinker was prepared with the formulations A0 to A7 shown in Table 1 by the following method.
First, limestone, silica stone, clay substitute raw material, blast furnace powder as a raw material, mixed and pulverized with the formulation shown in Table 1, and then shaped into a brick shape, baked at 1425 to 1475 ° C. for 1-2 hours in an electric furnace, A cement clinker was obtained. Firing conditions were adjusted so that f-CaO was 0.4 to 0.9%. Hemihydrate gypsum and limestone were added to the obtained cement clinker, and the mixture was pulverized with a ball mill so that the specific surface area of Blaine was 3300 ± 50 cm 2 / g.
Furthermore, for adjusting the contents of SO 3 , Sr, TiO 2 , and F (fluorine), the reagent special grades H 2 SO 4 , SrCO 3 , TiO 2 , and CaF 2 are used to obtain the contents shown in Table 2. Was added to the raw material.
各セメントクリンカ中に含まれるＡｌ2Ｏ3、ＳＯ3、ＴｉＯ2はＪＩＳ Ｒ ５２０４（セメントの蛍光Ｘ線分析方法）、Ｆ（フッ素）はＣＡＪＳ Ｉ−５１（セメントおよびセメント原料中の微量成分の定量方法）、ＳｒはＩＣＰ発光分光分析法（装置名７３０−ＥＳ、Ｖａｒｉａｎ社製）に従って測定した。 Al 2 O 3 , SO 3 and TiO 2 contained in each cement clinker are JIS R 5204 (method of fluorescent X-ray analysis of cement), and F (fluorine) is CAJS I-51 (a trace component in cement and cement raw materials). Quantitative method) and Sr were measured according to ICP emission spectroscopic analysis (device name: 730-ES, manufactured by Varian).
尚、各セメントクリンカ中のＳＯ3の含有量（質量％）を下記式２に当てはめ計算した結果を表２に示す
（１０．３×フッ素の含有量×ＳＯ3の含有量）＋（−２．８×ＴｉＯ2の含有量）＋（−１３×フッ素の含有量＋６．１）・・・（２）
Table 2 shows the results of calculation by applying the content (mass%) of SO 3 in each cement clinker to the following formula 2.
(10.3 × fluorine content × SO 3 content) + (− 2.8 × TiO 2 content) + (− 13 × fluorine content + 6.1) (2)
表２に示すとおり、全ての実施例は、粘度が１３０ｍＰａ・ｓ未満と、Ａｌ2Ｏ3が少ない対照例のセメントクリンカを用いたセメント組成物と同等レベルであった。
尚、粘度の評価としては、粘度が１３０ｍＰａ・ｓ以上を×、１３０ｍＰａ・ｓ未満を○として評価した。
すなわち、すべての実施例のセメント組成物の流動性は良好であった。
As shown in Table 2, all the examples had a viscosity of less than 130 mPa · s, which was the same level as the cement composition using the cement clinker of the control example with a small amount of Al 2 O 3 .
In addition, as evaluation of a viscosity, the viscosity of 130 mPa · s or more was evaluated as x, and less than 130 mPa · s was evaluated as ○.
That is, the fluidity of the cement compositions of all the examples was good.
さらに、式２の値と、Ａｌ2Ｏ3の含有量の値とを比較したところ、各実施例ではいずれも、式２の値の方がＡｌ2Ｏ3の含有量よりも大きかった。
すなわち、実施例のセメントクリンカのＡｌ2Ｏ3の含有量（質量％）、前記ＳＯ3の含有量（質量％）及びＴｉＯ2の含有量とは下記式１を満たす関係であることが判明した。
Ａｌ2Ｏ3の含有量≦αＳＯ3の含有量＋βＴｉＯ2の含有量＋γ・・・（１）
（但し、α＝１．４、β＝−２．８、γ＝６．０）
Furthermore, when the value of Formula 2 was compared with the value of the content of Al 2 O 3 , the value of Formula 2 was greater than the content of Al 2 O 3 in each Example.
That is, it was found that the content (mass%) of Al 2 O 3 , the content of SO 3 (mass%) and the content of TiO 2 in the cement clinker of the example satisfy the following formula 1. .
Al 2 O 3 content ≦ αSO 3 content + βTiO 2 content + γ (1)
(However, α = 1.4, β = −2.8, γ = 6.0)
一方、比較例のセメントクリンカはすべて対照例よりもＡｌ2Ｏ3の含有量が多く、且つ、式２の値がＡｌ2Ｏ3の含有量よりも小さく、すなわち、式１を満たす関係ではなかった。かかる比較例では、粘度はすべて１３０ｍＰａ・ｓ以上であった。よって、Ａｌ2Ｏ3の含有量が６．０質量％以上であって、且つセメントクリンカのＡｌ2Ｏ3の含有量（質量％）、前記ＳＯ3の含有量（質量％）及びＴｉＯ2の含有量が、前記式１を満たす関係ではない場合には、流動性はＡｌ2Ｏ3が少ない対照例と比べて低下していた。 On the other hand, all the cement clinkers of the comparative examples have a higher content of Al 2 O 3 than the control example, and the value of the formula 2 is smaller than the content of the Al 2 O 3 , that is, the relationship that satisfies the formula 1 is not satisfied. It was. In these comparative examples, the viscosities were all 130 mPa · s or higher. Therefore, the content of Al 2 O 3 is 6.0 mass% or more, and the content (mass%) of Al 2 O 3 in cement clinker, the content of SO 3 (mass%), and TiO 2 When the content did not satisfy the above-mentioned formula 1, the fluidity was lower than that of the control example with little Al 2 O 3 .
Claims (7)
前記Ａｌ２Ｏ３の含有量（質量％）と、前記ＳＯ３の含有量（質量％）と、前記ＴｉＯ２の含有量（質量％）が下記式１を満たす関係であるセメントクリンカ。
Ａｌ２Ｏ３の含有量≦αＳＯ３の含有量＋βＴｉＯ２の含有量＋γ・・・（１）
（但し、α＝１．４、β＝−２．８、γ＝６．０） Al 2 O 3 is contained in an amount of 6.0 to 8.0% by mass, SO 3 is contained in an amount of 0.7 to 2.2% by mass, and TiO 2 is contained in an amount of 0.1 to 0.6% by mass. C 3 S is 40% by mass to 70% by mass, C 2 S is 5% by mass to 35% by mass, C 3 A is 11% by mass to 16% by mass, and C 4 AF is 7% by mass to 11% by mass. A cement clinker containing less than
A cement clinker in which the content (mass%) of the Al 2 O 3, the content (mass%) of the SO 3 , and the content (mass%) of the TiO 2 satisfy the following formula 1.
Al 2 O 3 content ≦ αSO 3 content + βTiO 2 content + γ (1)
(However, α = 1.4, β = −2.8, γ = 6.0)
The cement composition according to claim 5 or 6, wherein the mixed material is at least one selected from the group consisting of blast furnace slag, siliceous mixed material, fly ash and fine limestone powder.
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