JP6756150B2 - Environmental load reduction clinker, cement composition and its manufacturing method, and ground improvement method - Google Patents
Environmental load reduction clinker, cement composition and its manufacturing method, and ground improvement method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6756150B2 JP6756150B2 JP2016100599A JP2016100599A JP6756150B2 JP 6756150 B2 JP6756150 B2 JP 6756150B2 JP 2016100599 A JP2016100599 A JP 2016100599A JP 2016100599 A JP2016100599 A JP 2016100599A JP 6756150 B2 JP6756150 B2 JP 6756150B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- cement composition
- amount
- clinker
- less
- 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
Images
Classifications
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
- Y02P40/121—Energy efficiency measures, e.g. improving or optimising the production methods
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Description
本発明は、セメントクリンカー、特に環境負荷低減クリンカーに関する。また、本発明は、環境負荷低減クリンカーを含むセメント組成物及びその製造方法、並びに地盤改良方法に関する。 The present invention relates to cement clinker, particularly environmental load reduction clinker. The present invention also relates to a cement composition containing an environmental load reduction clinker, a method for producing the same, and a method for improving the ground.
従来、一般的なセメント系地盤改良材は、ポルトランドセメントクリンカーを含むポルトランドセメントをベースに製造されている。特許文献１，２は、固化処理土からの六価クロムの溶出量を低減可能な固化材を開示する。特許文献３は、Ｃ３Ｓ含有量が３５〜６５質量％、Ｃ３Ａ量が１０〜２０質量％、Ｆｅ２Ｏ３含有量が２質量％以下、Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ２Ｏ３（鉄率）が３以上であるセメント組成物と、石膏と、高炉スラグとを含む地盤改良材を開示する。
Conventionally, general cement-based ground improvement materials are manufactured based on Portland cement containing Portland cement clinker.
現状のポルトランドセメントクリンカーは、ポルトランドセメントの品質規格（水和熱、強度、流動性）を満足するための制約を受け、原料として使用できる廃棄物原単位が限定される。また、セメントの強度発現性の面から、クリンカー鉱物のうちＣ３Ｓの含有量を一定の範囲内とするため、原料としての石灰石原単位を大幅に低減したり、焼成温度を大幅に低くしたりすることが難しく、製造におけるＣＯ２発生量が多くなるという問題がある。 The current Portland cement clinker is restricted in order to satisfy the quality standards (heat of hydration, strength, fluidity) of Portland cement, and the waste intensity that can be used as a raw material is limited. Further, from the viewpoint of strength development of the cement, to within a certain range content of C 3 S of clinker minerals, or greatly reduces lime Ishihara unit as a raw material, and significantly lower the sintering temperature There is a problem that it is difficult to do so and the amount of CO 2 generated in manufacturing increases.
例えば、上記特許文献１，２に記載のクリンカーの水硬率は２．２以上であり、当該クリンカーの焼成温度は普通ポルトランドセメントクリンカーや早強ポルトランドセメントクリンカーと同程度である。すなわち、特許文献１，２に記載のクリンカーは、比較的高温で実施される焼成プロセスを経て製造されるものであり、ＣＯ２発生量の低減の点において改善の余地があった。
For example, the water hardness of the clinker described in
本発明は、原料の一部として廃棄物や産業副産物を十分に有効利用できるとともに製造過程におけるＣＯ２発生量を十分に低減できる環境負荷低減クリンカーを提供することを目的とする。また、本発明は、上記環境負荷低減クリンカーを用いて製造されたセメント組成物及びその製造方法、並びに当該セメント組成物を使用した地盤改良方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an environmental load reduction clinker capable of sufficiently effectively utilizing waste and industrial by-products as a part of raw materials and sufficiently reducing the amount of CO 2 generated in the manufacturing process. Another object of the present invention is to provide a cement composition produced by using the above-mentioned environmental load reduction clinker, a method for producing the same, and a method for improving the ground using the cement composition.
本発明に係る環境負荷低減クリンカーは、水硬率（ＨＭ）が１．７５〜２．２０、ケイ酸率（ＳＭ）が１．３０以上２．５０未満、鉄率（ＩＭ）が２．５〜１０．０であり且つボーグ式にて算定されるＣ３Ａ量が１５質量％以上、Ｃ４ＡＦ量が０．５〜１１質量％である。 The environmental load reduction clinker according to the present invention has a water hardness (HM) of 1.75 to 2.20, a silicic acid ratio (SM) of 1.30 or more and less than 2.50, and an iron ratio (IM) of 2.5. The amount of C 3 A calculated by the Borg formula is 15% by mass or more, and the amount of C 4 AF is 0.5 to 11% by mass.
上記環境負荷低減クリンカーは、従来のポルトランドセメントクリンカーと比較して水硬率及びケイ酸率が低めであり且つ鉄率が高めである。これらの諸率（水硬率、ケイ酸率及び鉄率）の範囲設定は、焼成温度を低温化することによって製造過程におけるＣＯ２発生量を低減するとともに、原料の一部に例えば産業副産物である石炭灰（フライアッシュ、ボトムアッシュなど）を比較的多く使用するためである。なお、間隙相の量（Ｃ３Ａ量及びＣ４ＡＦ量）を比較的高めに設定することも焼成温度の低温化に寄与する。 The environmental load reduction clinker has a lower water hardness and silicic acid ratio and a higher iron ratio than the conventional Portland cement clinker. Setting the range of these various rates (water hardness rate, silicic acid rate and iron rate) reduces the amount of CO 2 generated in the manufacturing process by lowering the firing temperature, and at the same time, some of the raw materials are industrial by-products, for example. This is because a relatively large amount of certain coal ash (fly ash, bottom ash, etc.) is used. Note that also contributes to lowering the sintering temperature by setting the amount of clearance phase (C 3 A content and C 4 AF amount) to relatively high.
上記環境負荷低減クリンカーが例えば地盤改良材（「固化材」又は「セメント系固化材」と称される場合もある。）の調製に使用される場合、ポルトランドセメントの調製に使用される場合と比較し、当該環境負荷低減クリンカーは遊離石灰（ｆ．ＣａＯ）を多く含有してもよい。例えば、上記環境負荷低減クリンカーの遊離石灰含有量（ｆ．ＣａＯ量）は８．０質量％未満であればよい。 When the above-mentioned environmental load reduction clinker is used for preparing, for example, a ground improving material (sometimes referred to as "solidifying material" or "cement-based solidifying material"), it is compared with the case where it is used for preparing Portland cement. However, the environmental load reduction clinker may contain a large amount of free lime (f. CaO). For example, the free lime content (f. CaO content) of the environmental load reducing clinker may be less than 8.0% by mass.
上記環境負荷低減クリンカーは、例えば、Ａｌ２Ｏ３ 量が１０質量％以上、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３質量比が５．０以下である廃棄物又は副産物を２５０〜６００ｋｇ／ｔ−ｃｌ’と、Ｆｅ２Ｏ３量が３０質量％以上である鉄原料を３０ｋｇ／ｔ−ｃｌ’以下とを原料とし、当該原料を１２００〜１４５０℃の焼成温度で焼成する工程を経て製造することができる。鉄原料の使用量を３０ｋｇ／ｔ−ｃｌ’以下（鉄原料を使用しない場合（０ｋｇ／ｔ−ｃｌ’）も含む）とすることで、鉄原料（例えば銅カラミ）に含まれる重金属がクリンカーに持ち込まれる量を十分に低減できる。例えば、上記環境負荷低減クリンカーにおいて、モリブデン含有量は３０ｍｇ／ｋｇ以下であることが好ましく、全クロム含有量は１００ｍｇ／ｋｇ以下であることが好ましく、鉛含有量は１００ｍｇ／ｋｇ以下であることが好ましい。 The environmental load reduction clinker has, for example, 250 to 600 kg / t-cl'of waste or by-products having an Al 2 O 3 content of 10% by mass or more and a SiO 2 / Al 2 O 3 mass ratio of 5.0 or less. , Fe 2 O 3 can be produced by using an iron raw material having an amount of 30% by mass or more as a raw material of 30 kg / t-cl'or less, and firing the raw material at a firing temperature of 1200 to 1450 ° C. By setting the amount of iron raw material used to 30 kg / t-cl'or less (including the case where iron raw material is not used (0 kg / t-cl')), heavy metals contained in iron raw material (for example, copper karami) become clinker. The amount brought in can be sufficiently reduced. For example, in the above environmental load reduction clinker, the molybdenum content is preferably 30 mg / kg or less, the total chromium content is preferably 100 mg / kg or less, and the lead content is 100 mg / kg or less. preferable.
本発明は、上記環境負荷低減クリンカーと、石膏とを含むセメント組成物を提供する。本発明に係るセメント組成物は、セメントクリンカーとして上記環境負荷低減クリンカーを含むため、原料の一部として廃棄物や産業副産物を十分に有効利用するとともに製造過程におけるＣＯ２発生量を十分に低減できる。 The present invention provides a cement composition containing the above-mentioned environmental load reducing clinker and gypsum. Since the cement composition according to the present invention contains the above-mentioned environmental load reduction clinker as a cement clinker, waste and industrial by-products can be sufficiently effectively used as a part of raw materials, and the amount of CO 2 generated in the manufacturing process can be sufficiently reduced. ..
上記セメント組成物は、産業副産物の利用及び重金属の溶出量低減の観点から、適度な量の高炉スラグを更に含むことが好ましい。セメント組成物において、当該セメント組成物１００質量部に対する高炉スラグの含有量は５〜８０質量部であればよい。また、強度発現性の観点から、上記セメント組成物のＳＯ３量は、当該セメント組成物の全質量１００質量部に対して１．５〜１５．０質量部であればよい。
The cement composition preferably further contains an appropriate amount of blast furnace slag from the viewpoint of utilizing industrial by-products and reducing the elution amount of heavy metals. In the cement composition, the content of the blast furnace slag with respect to 100 parts by mass of the cement composition may be 5 to 80 parts by mass. From the viewpoint of strength development, SO 3 content of the cement composition may be a 1.5 to 15.0 parts by weight based on the
上記セメント組成物に含まれる全石膏に対する半水石膏の割合は４０質量％以下であることが好ましい。この割合が４０質量％以下であれば、セメント組成物に水を加えてスラリーを調製する際、スラリーに強張りが生じることを抑制できる。 The ratio of hemihydrate gypsum to the total gypsum contained in the cement composition is preferably 40% by mass or less. When this ratio is 40% by mass or less, it is possible to suppress the occurrence of tension in the slurry when water is added to the cement composition to prepare the slurry.
本発明は上記セメント組成物の製造方法を提供する。この製造方法は、水硬率（ＨＭ）が１．７５〜２．２０、ケイ酸率（ＳＭ）が１．３０以上２．５０未満、鉄率（ＩＭ）が２．５〜１０．０であり且つボーグ式にて算定されるＣ３Ａ量が１５質量％以上、Ｃ４ＡＦ量が０．５〜１１質量％である環境負荷低減クリンカーが得られるように原料を調合する原料調合工程と、１２００〜１４５０℃の焼成温度で原料を焼成することによって環境負荷低減クリンカーを得る焼成工程と、環境負荷低減クリンカーと、少なくとも石膏とを含む混合物を粉砕することによってセメント組成物を得る粉砕工程とを含む。
The present invention provides a method for producing the above cement composition. In this production method, the water hardness (HM) is 1.75 to 2.20, the silicic acid ratio (SM) is 1.30 or more and less than 2.50, and the iron ratio (IM) is 2.5 to 10.0. There and C 3 a content which is calculated by Borg
上記製造方法によれば、焼成温度を低温化することによって製造過程におけるＣＯ２発生量を低減できるとともに、原料の一部に例えば産業副産物である石炭灰を比較的多く使用できる。 According to the above production method, the amount of CO 2 generated in the production process can be reduced by lowering the firing temperature, and for example, coal ash, which is an industrial by-product, can be used in a relatively large amount as a part of the raw material.
上記セメント組成物に少なくとも水を加えて調製されるスラリーの流動性を十分に確保する観点から、セメント組成物の反応性を抑制する処理を当該セメント組成物に施してもよい。例えば、上記粉砕工程において環境負荷低減クリンカーに対して所定の粉砕助剤（有機系粉砕助剤及び／又は水）を添加して粉砕することにより、得られるセメント組成物を風化させればよい。すなわち、粉砕工程における混合物は、環境負荷低減クリンカーと、石膏と、高炉スラグと、粉砕助剤として有機系粉砕助剤及び／又は水とを含み、環境負荷低減クリンカーと石膏と高炉スラグとの合計量１００質量部に対し、混合物における有機系粉砕助剤の含有量は１．０質量部以下であり、混合物における水の含有量は０．５〜５．０質量部であることが好ましい。また、セメント組成物を適度に風化させることにより、クリンカーのＣ３Ａ量が多くても十分に優れた強度発現性を達成しやすいという利点もある。 From the viewpoint of sufficiently ensuring the fluidity of the slurry prepared by adding at least water to the cement composition, the cement composition may be subjected to a treatment for suppressing the reactivity of the cement composition. For example, in the above-mentioned pulverization step, the obtained cement composition may be weathered by adding a predetermined pulverizing aid (organic pulverizing aid and / or water) to the environmental load reducing clinker and pulverizing the clinker. That is, the mixture in the crushing step contains an environmental load reducing clinker, gypsum, blast furnace slag, an organic crushing aid and / or water as a crushing aid, and the sum of the environmental load reducing clinker, gypsum and blast furnace slag. The content of the organic pulverizing aid in the mixture is preferably 1.0 part by mass or less, and the content of water in the mixture is preferably 0.5 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the amount. Also, there by moderately weathered cement composition, an advantage that even if many C 3 A content of the clinker to achieve sufficiently good strength development easy.
セメント組成物の風化の程度は、セメント組成物の水蒸気吸着量を測定することによって把握することができる。より具体的には、本発明に係るセメント組成物は、吸着過程における相対圧０．９２６５での水蒸気吸着量が当該セメント組成物１００ｇに対して４．９０ｇ以下であり且つ相対圧０．１０００における吸着等温線と脱着等温線との水蒸気吸着量の差異が当該セメント組成物１００ｇに対して１．９０ｇ以下であることが好ましい。 The degree of weathering of the cement composition can be grasped by measuring the amount of water vapor adsorbed on the cement composition. More specifically, in the cement composition according to the present invention, the amount of water vapor adsorbed at a relative pressure of 0.9265 in the adsorption process is 4.90 g or less with respect to 100 g of the cement composition, and the relative pressure is 0.1000. The difference in the amount of water vapor adsorbed between the adsorption isotherm and the desorption isotherm is preferably 1.90 g or less with respect to 100 g of the cement composition.
セメント組成物の風化の程度は、セメント組成物の熱重量減少量を測定することによっても把握することができる。より具体的には、本発明に係るセメント組成物は、熱重量測定において２０℃から１１５℃までの重量減少が０．２％〜１．０％であることが好ましく、また２００℃から３５０℃までの重量減少が１．０％以下であることが好ましい。 The degree of weathering of the cement composition can also be grasped by measuring the amount of thermogravimetric reduction of the cement composition. More specifically, the cement composition according to the present invention preferably has a weight loss of 0.2% to 1.0% from 20 ° C. to 115 ° C. in thermogravimetric analysis, and 200 ° C. to 350 ° C. The weight loss up to is preferably 1.0% or less.
セメント組成物の風化の程度は、セメント組成物の水和発熱量を測定することによっても把握することができる。より具体的には、本発明に係るセメント組成物は、コンダクションカロリーメーターで測定した接水から１５分間での水和発熱量が３．８Ｊ／ｇ以下であることが好ましい。 The degree of weathering of the cement composition can also be grasped by measuring the calorific value of hydration of the cement composition. More specifically, the cement composition according to the present invention preferably has a heat generation amount of 3.8 J / g or less in 15 minutes from the contact with water measured by a conduction calorimeter.
本発明に係るセメント組成物の製造方法は、粉砕工程後、セメント組成物の水蒸気吸着量、熱重量減少及び水和発熱量のいずれかを測定する工程を更に含むことが好ましい。この工程を実施することで、製造されたセメント組成物の風化の程度が反応性の観点から適度な範囲であるか否かを把握することができ、製品管理上、有用な情報を得ることができる。 The method for producing a cement composition according to the present invention preferably further includes a step of measuring any of the amount of water vapor adsorbed, the amount of heat weight reduction, and the amount of heat generated by hydration of the cement composition after the pulverization step. By carrying out this step, it is possible to grasp whether or not the degree of weathering of the produced cement composition is within an appropriate range from the viewpoint of reactivity, and it is possible to obtain useful information for product management. it can.
本発明は上記セメント組成物を用いる地盤改良方法を提供する。本発明に係る上記セメント組成物の好適な用途の一つとして地盤改良を挙げることができる。このセメント組成物を地盤改良材として使用した場合、従来品と遜色ない固化処理強度を達成できる。 The present invention provides a ground improvement method using the above cement composition. Ground improvement can be mentioned as one of the suitable uses of the cement composition according to the present invention. When this cement composition is used as a ground improvement material, it is possible to achieve a solidification treatment strength comparable to that of conventional products.
本発明に係る上記セメント組成物を地盤改良材として使用する場合、水／セメント組成物の質量比を０．２〜１０．０としたスラリーを用いることで、良好なスラリー粘性を得ることができる。 When the cement composition according to the present invention is used as a ground improving material, good slurry viscosity can be obtained by using a slurry having a water / cement composition having a mass ratio of 0.2 to 10.0. ..
本発明によれば、廃棄物や産業副産物を原料の一部として有効利用でき且つ製造過程においてＣＯ２発生量を低減できる環境負荷低減クリンカーが提供される。また、本発明によれば、上記環境負荷低減クリンカーを用いて製造されたセメント組成物及びその製造方法、並びに当該セメント組成物を使用した地盤改良方法が提供される。 According to the present invention, there is provided an environmental load reduction clinker capable of effectively utilizing waste and industrial by-products as a part of raw materials and reducing the amount of CO 2 generated in the manufacturing process. Further, according to the present invention, a cement composition produced by using the above-mentioned environmental load reduction clinker, a method for producing the same, and a method for improving the ground using the cement composition are provided.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態においては、セメントクリンカー及びこれを含む地盤改良材を例示するが、本発明に係るセメントクリンカー（環境負荷低減クリンカー）の用途は地盤改良材に限定されず、当該セメントクリンカーを使用して他のセメント組成物（例えば、各種ポルトランドセメント、高炉セメント等）を製造してもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the following embodiments, cement clinker and a ground improving material containing the same are exemplified, but the use of the cement clinker (environmental load reducing clinker) according to the present invention is not limited to the ground improving material, and the cement clinker can be used. It may be used to produce other cement compositions (eg, various Portland cements, blast furnace cements, etc.).
＜セメントクリンカー＞
本実施形態のセメントクリンカーは環境負荷低減クリンカー（以下、「セメントクリンカー」という。）であって、水硬率（ＨＭ）が１．７５〜２．２０、ケイ酸率（ＳＭ）が１．３０以上２．５０未満、鉄率（ＩＭ）が２．５〜１０．０であり且つボーグ式にて算定されるＣ３Ａ量が１５質量％以上、Ｃ４ＡＦ量が０．５〜１１質量％である。本実施形態のセメントクリンカーによれば、廃棄物や産業副産物を原料の一部として有効利用でき且つ製造過程においてＣＯ２発生量を低減できる。
<Cement clinker>
The cement clinker of the present embodiment is an environmental load reduction clinker (hereinafter referred to as "cement clinker"), and has a water hardness ratio (HM) of 1.75 to 2.20 and a silicic acid ratio (SM) of 1.30. More than 2.50, iron ratio (IM) is 2.5 to 10.0, C 3 A amount calculated by Borg formula is 15% by mass or more, C 4 AF amount is 0.5 to 11 mass. %. According to the cement clinker of the present embodiment, waste and industrial by-products can be effectively used as a part of raw materials, and the amount of CO 2 generated can be reduced in the manufacturing process.
セメントクリンカーの水硬率（ＨＭ）は、以下の式（１）で算出される。セメントクリンカーの水硬率は、１．７５〜２．２０（１．７５以上２．２０以下）である。水硬率が１．７５未満であると地盤改良材の水硬性が低下し強度発現性が不十分となりやすい。他方、水硬率が２．２０を超えるとセメントクリンカーの製造プロセスにおける焼成温度を十分に低温化できない。セメントクリンカーの水硬率は、好ましくは１．８５〜２．２０であり、より好ましくは１．９５〜２．２０であり、更に好ましくは２．００〜２．２０である。
ＨＭ＝ＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）・・・（１）
The water hardness (HM) of cement clinker is calculated by the following formula (1). The water hardness of cement clinker is 1.75 to 2.20 (1.75 or more and 2.20 or less). If the hydraulic lime ratio is less than 1.75, the hydraulic limeness of the ground improvement material is lowered and the strength development tends to be insufficient. On the other hand, if the water hardness exceeds 2.20, the firing temperature in the cement clinker manufacturing process cannot be sufficiently lowered. The water hardness of the cement clinker is preferably 1.85 to 2.20, more preferably 1.95 to 2.20, and even more preferably 2.00 to 2.20.
HM = CaO / (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) ... (1)
セメントクリンカーのケイ酸率（ＳＭ）は、以下の式（２）で算出される。セメントクリンカーのケイ酸率は、１．３０以上２．５０未満である。ケイ酸率が１．３０未満であると適正な組成のセメントクリンカーが得られ難い。他方、ケイ酸率が２．５０以上であると従来のポルトランドセメントクリンカーと比較して廃棄物使用量を高めることが難しく、セメントクリンカーの製造原価が上がってしまう。セメントクリンカーのケイ酸率は、好ましくは１．５０〜２．４８であり、より好ましくは１．６０〜２．３０であり、更に好ましくは１．８０〜２．０５である。
ＳＭ＝ＳｉＯ２／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）・・・（２）
The silicic acid ratio (SM) of cement clinker is calculated by the following formula (2). The silicic acid content of cement clinker is 1.30 or more and less than 2.50. If the silicic acid ratio is less than 1.30, it is difficult to obtain a cement clinker having an appropriate composition. On the other hand, if the silicic acid ratio is 2.50 or more, it is difficult to increase the amount of waste used as compared with the conventional Portland cement clinker, and the manufacturing cost of the cement clinker increases. The silicic acid content of the cement clinker is preferably 1.50 to 2.48, more preferably 1.60 to 2.30, and even more preferably 1.80 to 2.05.
SM = SiO 2 / (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) ... (2)
セメントクリンカーの鉄率（ＩＭ）は、以下の式（３）で算出される。セメントクリンカーの鉄率は、２．５〜１０．０である。鉄率が２．５未満であると従来のポルトランドセメントクリンカーと比較して廃棄物又な産業副産物の使用量を高めることが難しく、セメントクリンカーの製造原価が上がってしまう。他方、鉄率が１０．０を超えるとセメントクリンカーを含むセメント組成物に水を添加して得られるスラリーの流動性が悪化する。セメントクリンカーの鉄率は、好ましくは２．８〜９．０であり、より好ましくは３．０〜８．０であり、更に好ましくは４．０〜８．０であり、最も好ましくは５．０〜８．０である。
ＩＭ＝Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ２Ｏ３・・・（３）
The iron ratio (IM) of cement clinker is calculated by the following formula (3). The iron content of cement clinker is 2.5 to 10.0. If the iron ratio is less than 2.5, it is difficult to increase the amount of waste or industrial by-products used as compared with the conventional Portland cement clinker, and the manufacturing cost of the cement clinker increases. On the other hand, when the iron ratio exceeds 10.0, the fluidity of the slurry obtained by adding water to the cement composition containing the cement clinker deteriorates. The iron content of the cement clinker is preferably 2.8 to 9.0, more preferably 3.0 to 8.0, still more preferably 4.0 to 8.0, and most preferably 5. It is 0 to 8.0.
IM = Al 2 O 3 / Fe 2 O 3 ... (3)
本実施形態のセメントクリンカーは、Ｃ３Ａ、Ｃ４ＡＦ、Ｃ３Ｓ及びＣ２Ｓを含有するものであり、その組成は、ボーグ式により算出することができる。ボーグ式は、セメントクリンカー中の主要な四鉱物の含有量を求める計算式である。セメントクリンカーの場合のボーグ式は、下記のように表される。
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
The cement clinker of this embodiment contains C 3 A, C 4 AF, C 3 S and C 2 S, and its composition can be calculated by the Borg formula. The Borg formula is a formula for calculating the content of the four major minerals in cement clinker. The Borg equation in the case of cement clinker is expressed as follows.
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 x SiO 2 )-(0.754 x C 3 S)
C 3 A amount = (2.65 x Al 2 O 3 )-(1.69 x Fe 2 O 3 )
C 4 AF amount = 3.04 x Fe 2 O 3
式中の「ＣａＯ」、「ＳｉＯ２」、「Ａｌ２Ｏ３」及び「Ｆｅ２Ｏ３」は、それぞれ、セメントクリンカーにおけるＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３のセメントクリンカー全体質量に対する含有割合（質量％）である。これらの含有割合は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２（２０１０）「ポルトランドセメントの化学分析方法」により測定することができる。 “CaO”, “SiO 2 ”, “Al 2 O 3 ” and “Fe 2 O 3 ” in the formula are the entire cement clinker of CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 in the cement clinker, respectively. The content ratio (% by mass) to the mass. These content ratios can be measured by JIS R 5202 (2010) “Chemical analysis method of Portland cement”.
本実施形態のセメントクリンカーは、ボーグ式にて算定されるＣ３Ａ量が１５質量％以上である。Ｃ３Ａ量が１５質量％未満であるとセメント組成物の強度発現性が不十分になるとともにセメントクリンカーの製造プロセスにおける焼成温度を十分に低温化できない。セメントクリンカーのＣ３Ａ量は、好ましくは１５〜４０質量％であり、より好ましくは１６〜４０質量％であり、更に好ましくは２０〜３５質量％であり、特に好ましくは２１〜３５質量％である。なお、セメントクリンカーのＣ３Ａ量が４０質量％を超えるとセメントクリンカーを含むセメント組成物に水を添加して得られるスラリーの流動性が悪化しやすい。 Cement clinker of the present embodiment, C 3 A content which is calculated by the Borg type is not less than 15 mass%. C 3 A weight can not be lower temperatures sufficiently firing temperature in the cement clinker production process with the strength development of the cement composition is less than 15% by weight is insufficient. C 3 A content of the cement clinker is preferably 15 to 40 wt%, more preferably from 16 to 40 wt%, more preferably from 20 to 35 wt%, particularly preferably at 21 to 35 wt% is there. Incidentally, the fluidity of the slurry C 3 A content of the cement clinker is obtained by adding water to the cement composition containing the cement clinker is more than 40 mass% is likely to deteriorate.
本実施形態のセメントクリンカーは、ボーグ式にて算定されるＣ４ＡＦ量が０．５〜１１質量％である。Ｃ４ＡＦ量が０．５質量％未満であるとセメントクリンカーの製造プロセスにおける焼成温度を十分に低温化できない。他方、Ｃ４ＡＦ量が１１質量％を超えるとセメント組成物の強度発現性が低下するほか、環境基準に定められる六価クロム等の重金属含有量が増加する。Ｃ４ＡＦ量は、好ましくは０．７〜１０質量％であり、より好ましくは１〜８．５質量％であり、更に好ましくは３〜８質量％であり、更により好ましくは５〜７．５質量％であり、特に好ましくは６〜７．５質量％である。 The cement clinker of the present embodiment has a C 4 AF amount calculated by the Borg equation of 0.5 to 11% by mass. If the amount of C 4 AF is less than 0.5% by mass, the firing temperature in the cement clinker manufacturing process cannot be sufficiently lowered. On the other hand, when the amount of C 4 AF exceeds 11% by mass, the strength development of the cement composition decreases and the content of heavy metals such as hexavalent chromium specified in the environmental standard increases. The amount of C 4 AF is preferably 0.7 to 10% by mass, more preferably 1 to 8.5% by mass, still more preferably 3 to 8% by mass, and even more preferably 5 to 7. It is 5% by mass, and particularly preferably 6 to 7.5% by mass.
本実施形態において、Ｃ３Ａ量及びＣ４ＡＦ量の合計量は２１〜３５質量％であることが好ましい。この合計量が２１質量％未満であるとセメントクリンカー原料として使用する粘土代替廃棄物の量が少なくなり、資源循環型社会への貢献が小さくなる。他方、この合計量が３５質量％を超えるとセメント組成物の強度発現性及び流動性が低下するほか、セメントクリンカーの融液量が多くなり、通常のロータリーキルンで安定的に製造することが難しくなる。Ｃ３Ａ量及びＣ４ＡＦ量の合計量は、より好ましくは２４〜３２質量％であり、更に好ましくは２７〜３０質量％である。 In the present embodiment, the total amount of C 3 A content and C 4 AF content is preferably 21 to 35 wt%. If this total amount is less than 21% by mass, the amount of clay substitute waste used as a raw material for cement clinker will be small, and the contribution to a resource recycling society will be small. On the other hand, if this total amount exceeds 35% by mass, the strength development and fluidity of the cement composition will decrease, and the amount of melt of the cement clinker will increase, making it difficult to stably produce with a normal rotary kiln. .. The total amount of the C 3 A amount and the C 4 AF amount is more preferably 24 to 32% by mass, and further preferably 27 to 30% by mass.
本実施形態において、Ｃ２Ｓ量は好ましくは１０〜５０質量％であり、より好ましくは１１〜４５質量％であり、更に好ましくは１５〜４０質量％である。Ｃ２Ｓ量が１０質量％未満であると長期的な強度発現性が不十分となりやすく、他方、５０質量％を超えると短期的な強度が低下する恐れがある。Ｃ３Ｓ量は好ましくは２０〜７０質量％であり、より好ましくは３０〜６０質量％であり、更に好ましくは３５〜６０質量％である。Ｃ３Ｓ量が２０質量％未満であると強度発現性が不十分となりやすく、他方、７０質量％を超えると発熱量の増加に伴う収縮量の増大により強度発現性が不十分となる恐れがあるほか、間隙相量が十分でなくなることで焼成温度が上がる恐れがある。
In this embodiment, C 2 S content is preferably 10 to 50 mass%, more preferably from 11 to 45 wt%, more preferably from 15 to 40 wt%.
セメントクリンカーにおける遊離石灰含有量（ｆ．ＣａＯ量）は、強度発現性の観点から、なるべく少ないことが好ましい（例えば１質量％以下）。ただし、このセメントクリンカーを地盤改良材の調製に使用する場合、ポルトランドセメントの調製に使用する場合と比較し、セメントクリンカーは遊離石灰を多く含有してもよい。この場合、セメントクリンカーの遊離石灰含有量の上限値は好ましくは８．０質量％であり、より好ましくは６．０質量％であり、更に好ましくは５．０質量％であり、特に好ましくは４．５質量％である。他方、セメントクリンカーの遊離石灰（ｆ．ＣａＯ）含有量の下限値は好ましくは０質量％であり、より好ましくは１．０質量％であり、更に好ましくは３.０質量％である。セメントクリンカーの遊離石灰（ｆ．ＣａＯ）含有量が８．０質量％以下であれば、セメントクリンカーを地盤改良材として使用した場合に従来品と同等以上の強度発現性を確保できるとともに、その製造過程において十分に低い温度で焼成することができ、ＣＯ２発生量を低減できる。 The free lime content (f. CaO amount) in the cement clinker is preferably as small as possible (for example, 1% by mass or less) from the viewpoint of strength development. However, when this cement clinker is used for the preparation of ground improvement material, the cement clinker may contain a large amount of free lime as compared with the case where it is used for the preparation of Portland cement. In this case, the upper limit of the free lime content of the cement clinker is preferably 8.0% by mass, more preferably 6.0% by mass, still more preferably 5.0% by mass, and particularly preferably 4. It is 5.5% by mass. On the other hand, the lower limit of the free lime (f.CaO) content of the cement clinker is preferably 0% by mass, more preferably 1.0% by mass, and even more preferably 3.0% by mass. When the free lime (f.CaO) content of the cement clinker is 8.0% by mass or less, when the cement clinker is used as a ground improvement material, the strength development equal to or higher than that of the conventional product can be ensured and the production thereof. It can be fired at a sufficiently low temperature in the process, and the amount of CO 2 generated can be reduced.
セメントクリンカーにおけるモリブデン含有量は可能な限り少ないことが好ましく、例えば３０ｍｇ／ｋｇ以下であることが好ましい。モリブデン含有量が３０ｍｇ／ｋｇを超えるとセメントクリンカーを地盤改良材として使用した場合に固化処理条件によっては固化処理土からのモリブデン溶出量が増大する恐れがある。なお、セメントクリンカーにおけるモリブデン含有量を例えば５ｍｇ／ｋｇ未満にしようとすると廃棄物及び産業副産物のセメントクリンカー原料としての調合量が少なくなり、セメントクリンカーの製造原価が上がってしまう。十分に低い製造原価及び十分に低いモリブデン溶出量を両立させる観点から、セメントクリンカーにおけるモリブデン含有量は好ましくは６〜２８ｍｇ／ｋｇであり、より好ましくは１２〜２４ｍｇ／ｋｇである。 The molybdenum content in the cement clinker is preferably as low as possible, for example 30 mg / kg or less. If the molybdenum content exceeds 30 mg / kg, the amount of molybdenum eluted from the solidified soil may increase depending on the solidification treatment conditions when the cement clinker is used as a ground improvement material. If the molybdenum content in the cement clinker is reduced to, for example, less than 5 mg / kg, the amount of waste and industrial by-products blended as a cement clinker raw material is reduced, and the manufacturing cost of the cement clinker is increased. The molybdenum content in the cement clinker is preferably 6 to 28 mg / kg, more preferably 12 to 24 mg / kg, from the viewpoint of achieving both a sufficiently low manufacturing cost and a sufficiently low molybdenum elution amount.
セメントクリンカーにおける全クロム含有量は可能な限り少ないことが好ましく、例えば１００ｍｇ／ｋｇ以下であることが好ましい。ここで、全クロム含有量とは、セメントクリンカー中に含まれる三価クロムや六価クロム等の価数の異なる全てのクロムの合計含有量をいう。セメントクリンカーにおける全クロム含有量が１００ｍｇ／ｋｇを超えると、セメントクリンカーを地盤改良材として使用した場合に固化処理条件によっては固化処理土からの六価クロム溶出量が増大する恐れがある。なお、セメントクリンカーにおける全クロム含有量を例えば３０ｍｇ／ｋｇ未満にしようとすると廃棄物及び産業副産物のセメントクリンカー原料としての調合量が少なくなり、セメントクリンカーの製造原価が上がってしまう。十分に低い製造原価及び十分に低い六価クロム溶出量を両立させる観点から、セメントクリンカーにおける全クロム含有量は好ましくは４０〜６５ｍｇ／ｋｇであり、より好ましくは４３〜６２ｍｇ／ｋｇである。 The total chromium content in the cement clinker is preferably as low as possible, for example 100 mg / kg or less. Here, the total chromium content refers to the total content of all chromium having different valences such as trivalent chromium and hexavalent chromium contained in the cement clinker. If the total chromium content of the cement clinker exceeds 100 mg / kg, the amount of hexavalent chromium eluted from the solidified soil may increase depending on the solidification treatment conditions when the cement clinker is used as a ground improvement material. If the total chromium content of the cement clinker is reduced to, for example, less than 30 mg / kg, the amount of waste and industrial by-products blended as a cement clinker raw material is reduced, and the manufacturing cost of the cement clinker is increased. From the viewpoint of achieving both a sufficiently low manufacturing cost and a sufficiently low hexavalent chromium elution amount, the total chromium content in the cement clinker is preferably 40 to 65 mg / kg, more preferably 43 to 62 mg / kg.
セメントクリンカーにおける六価クロム含有量は、２０〜４５ｍｇ／ｋｇであることが好ましい。全クロム含有量と同様に、六価クロム含有量はできるだけ少ないことが好ましいが、セメントクリンカーにおける六価クロム含有量が２０ｍｇ／ｋｇ未満では、セメントクリンカー原料に使用できる廃棄物及び産業副産物の量が少なくなり、製造原価が上がる傾向がある。一方、セメントクリンカーにおける六価クロム含有量が４５ｍｇ／ｋｇを超えると、セメントクリンカーを地盤改良材として使用した場合に固化処理土からの六価クロム溶出量が増大する傾向がある。十分に低い製造原価及び十分に低い六価クロム溶出量を両立させる観点から、セメントクリンカーにおける六価クロム含有量は好ましくは２５〜４０ｍｇ／ｋｇであり、より好ましくは３０〜３５ｍｇ／ｋｇである。 The hexavalent chromium content in the cement clinker is preferably 20 to 45 mg / kg. As with the total chromium content, the hexavalent chromium content is preferably as low as possible, but if the hexavalent chromium content in the cement clinker is less than 20 mg / kg, the amount of waste and industrial by-products that can be used as the cement clinker raw material is high. It tends to decrease and the manufacturing cost tends to increase. On the other hand, when the hexavalent chromium content in the cement clinker exceeds 45 mg / kg, the amount of hexavalent chromium eluted from the solidified soil tends to increase when the cement clinker is used as a ground improvement material. From the viewpoint of achieving both a sufficiently low manufacturing cost and a sufficiently low hexavalent chromium elution amount, the hexavalent chromium content in the cement clinker is preferably 25 to 40 mg / kg, more preferably 30 to 35 mg / kg.
セメントクリンカーにおける鉛含有量は可能な限り少ないことが好ましく、例えば１００ｍｇ／ｋｇ以下であることが好ましい。セメントクリンカーにおける鉛含有量が１００ｍｇ／ｋｇを超えると、セメントクリンカーを地盤改良材として使用した場合に固化処理条件によっては固化処理土からの鉛溶出量が増大する恐れがある。なお、セメントクリンカーにおける鉛含有量を例えば１０ｍｇ／ｋｇ未満にしようとすると廃棄物及び産業副産物のセメントクリンカー原料としての調合量が少なくなり、セメントクリンカーの製造原価が上がってしまう。十分に低い製造原価及び十分に低い鉛溶出量を両立させる観点から、セメントクリンカーにおける鉛含有量は好ましくは１０〜１００ｍｇ／ｋｇであり、より好ましくは３０〜７０ｍｇ／ｋｇである。 The lead content in the cement clinker is preferably as low as possible, for example 100 mg / kg or less. If the lead content in the cement clinker exceeds 100 mg / kg, the amount of lead eluted from the solidified soil may increase depending on the solidification treatment conditions when the cement clinker is used as a ground improvement material. If the lead content of the cement clinker is reduced to, for example, less than 10 mg / kg, the amount of waste and industrial by-products blended as a raw material for the cement clinker is reduced, and the manufacturing cost of the cement clinker is increased. From the viewpoint of achieving both a sufficiently low manufacturing cost and a sufficiently low lead elution amount, the lead content in the cement clinker is preferably 10 to 100 mg / kg, more preferably 30 to 70 mg / kg.
上述のとおり、本実施形態に係るセメントクリンカーは、鉄率（ＩＭ、Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ２Ｏ３）が比較的高く（２．５〜１０．０）且つＣ３Ａ量（（２．６５×Ａｌ２Ｏ３）−（１．６９×Ｆｅ２Ｏ３）が比較的多い（１５質量％以上）。つまり、本実施形態のセメントクリンカーは原燃料から持ち込まれるＡｌ２Ｏ３の量がＦｅ２Ｏ３の量と比較して多いといえる。特に、Ｃ３Ａ（アルミネート相）は急速に水和反応が進むため、Ｃ３Ａ量が多いセメントクリンカーを含む地盤改良材に水を添加してスラリーを調製する場合、スラリーの流動性が不十分となる場合がある。スラリーの流動性の十分に確保するため、換言すると、セメントクリンカーに含まれるＣ３Ａの水和活性を適度に抑制するため、セメントクリンカーを意図的に風化させる処置を施してもよい。この処置はセメントクリンカーを対象に実施してもよいし、地盤改良材を製造する過程において実施してもよい（後述の「粉砕工程」参照）。 As described above, the cement clinker according to the present embodiment, iron ratio (IM, Al 2 O 3 / Fe 2 O 3) is relatively high (2.5 to 10.0) and C 3 A content ((2. 65 × Al 2 O 3 )-(1.69 × Fe 2 O 3 ) is relatively large (15% by mass or more). That is, the cement clinker of the present embodiment contains a large amount of Al 2 O 3 brought in from the raw material. It can be said that the amount of Fe 2 O 3 is large compared to the amount of Fe 2 O 3. In particular, since the hydration reaction of C 3 A (aluminate phase) proceeds rapidly, water is added to the ground improvement material containing cement clinker, which has a large amount of C 3 A. If added to prepare a slurry, which may flowability of the slurry is insufficient. order to ensure sufficient slurry fluidity, in other words, adequate hydration activity of C 3 a contained in the cement clinker In order to prevent the cement clinker from being intentionally weathered, the cement clinker may be intentionally weathered. This treatment may be carried out on the cement clinker or in the process of producing the ground improvement material (described later). See "Crushing process").
＜地盤改良材＞
本実施形態の地盤改良材（セメント組成物）は、上記セメントクリンカーと石膏とを含む。地盤改良材における石膏の質量割合は、セメントクリンカー１００質量部に対し、好ましくは５〜３０質量部であり、より好ましくは１０〜２５質量部であり、更に好ましくは１５〜２０質量部である。地盤改良材における石膏の質量割合が５質量部未満であると固化処理土の強度発現性が不十分となりやすい。なお、地盤改良材における石膏の質量割合が増えるほど、固化処理土の強度発現性は向上する傾向があるが、３０質量部を超えると添加効果が飽和する。
<Ground improvement material>
The ground improving material (cement composition) of the present embodiment contains the above-mentioned cement clinker and gypsum. The mass ratio of gypsum in the ground improving material is preferably 5 to 30 parts by mass, more preferably 10 to 25 parts by mass, and further preferably 15 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement clinker. If the mass ratio of gypsum in the ground improvement material is less than 5 parts by mass, the strength development of the solidified soil tends to be insufficient. As the mass ratio of gypsum in the ground improvement material increases, the strength development of the solidified soil tends to improve, but when it exceeds 30 parts by mass, the addition effect is saturated.
上記地盤改良材に使用される石膏の形態は、特に限定されるものでなく、二水塩、半水塩、無水塩のいずれも使用可能である。石膏の具体例としては、天然石膏や排煙脱硫処理によって副生する副産石膏、天然無水石膏、ふっ酸の製造過程で副産するふっ酸無水石膏等が挙げられる。地盤改良材をスラリー工法で使用する場合には、半水石膏の使用量をなるべく低減し、主に二水塩又は無水塩を用いることが好ましい。例えば、地盤改良材に含まれる全石膏に対する半水石膏の割合は好ましくは４０質量％以下であり、より好ましくは０．１〜３０質量％であり、更に好ましくは０．５〜２０質量％である。半水石膏の割合を４０質量％以下にすることで、地盤改良材に水を加えてスラリーを調製する際、スラリーに強張りが生じることを抑制できる。 The form of gypsum used for the ground improvement material is not particularly limited, and any of dihydrate, hemihydrate, and anhydrous salt can be used. Specific examples of gypsum include natural gypsum, by-product gypsum produced by flue gas desulfurization treatment, natural anhydrous gypsum, and hydrous acid anhydrous gypsum produced as a by-product in the process of producing hydrofluoric acid. When the ground improving material is used in the slurry method, it is preferable to reduce the amount of hemihydrate gypsum used as much as possible and mainly use dihydrate or anhydrous salt. For example, the ratio of hemihydrate gypsum to the total gypsum contained in the ground improvement material is preferably 40% by mass or less, more preferably 0.1 to 30% by mass, and further preferably 0.5 to 20% by mass. is there. By setting the proportion of hemihydrate gypsum to 40% by mass or less, it is possible to suppress the occurrence of tension in the slurry when water is added to the ground improving material to prepare the slurry.
上記地盤改良材におけるＳＯ３量は、強度発現性の観点から地盤改良材１００質量部に対して好ましくは１．５〜１５．０質量部であり、より好ましくは１．８〜１４．５質量部であり、更に好ましくは３〜１４．０質量部であり、特に好ましくは８〜１３．０質量％である。地盤改良材のＳＯ３量が上記範囲となるように石膏の配合量を調整すればよい。 From the viewpoint of strength development, the amount of SO 3 in the ground improvement material is preferably 1.5 to 15.0 parts by mass, and more preferably 1.8 to 14.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ground improvement material. It is a part, more preferably 3 to 14.0 parts by mass, and particularly preferably 8 to 13.0% by mass. SO 3 amount of soil improvement material may be adjusted to the amount of gypsum to be in the above range.
上記地盤改良材は、適度な量の高炉スラグを更に含むことが好ましい。高炉スラグの具体例として、高炉水砕スラグ、高炉徐冷スラグ等が挙げられる。地盤改良材における高炉スラグの含有量は、地盤改良材１００質量部に対して好ましくは５〜８０質量部であり、より好ましくは１０〜７０質量部であり、更に好ましくは２０〜５０質量部である。地盤改良材における高炉スラグの質量割合が５質量部未満では産業副産物（高炉スラグ）の有効利用が不十分となりやすく、また関東ロームのような火山灰質粘性土を処理する場合、固化処理条件によってはクロムなどの重金属の溶出量の低減効果が不十分となりやすい。他方、地盤改良材における高炉スラグの質量割合が８０質量部を超えると、固化処理土の強度が不十分となりやすい。 The ground improvement material preferably further contains an appropriate amount of blast furnace slag. Specific examples of the blast furnace slag include blast furnace granulated slag and blast furnace slow cooling slag. The content of blast furnace slag in the ground improvement material is preferably 5 to 80 parts by mass, more preferably 10 to 70 parts by mass, and further preferably 20 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ground improvement material. is there. If the mass ratio of blast furnace slag in the ground improvement material is less than 5 parts by mass, the effective use of industrial by-products (blast furnace slag) tends to be insufficient, and when treating volcanic ash cohesive soil such as Kanto loam, depending on the solidification treatment conditions. The effect of reducing the elution amount of heavy metals such as chromium tends to be insufficient. On the other hand, if the mass ratio of the blast furnace slag in the ground improvement material exceeds 80 parts by mass, the strength of the solidified soil tends to be insufficient.
＜地盤改良材の製造方法＞
上記地盤改良材（セメント組成物）の製造方法について説明する。この製造方法は、原料調合工程と、焼成工程と、粉砕工程とをこの順序で含む。原料調合工程と焼成工程を経ることによってセメントクリンカーが製造され、その後の粉砕工程を経ることで地盤改良材が製造される。
<Manufacturing method of ground improvement material>
A method for producing the above-mentioned ground improving material (cement composition) will be described. This manufacturing method includes a raw material blending step, a firing step, and a crushing step in this order. A cement clinker is manufactured through a raw material blending step and a firing step, and a ground improving material is manufactured through a subsequent crushing step.
（原料調合工程）
原料調合工程は、諸率（水硬率、ケイ酸率及び鉄率）が上記範囲であり且つボーグ式によって算定される構成化合物量（Ｃ３Ａ量及びＣ４ＡＦ量）が上記範囲であるセメントクリンカーが得られるように原料を調合する工程である。つまり、この工程では、所望の物性（諸率及び構成化合物量）のセメントクリンカーが得られるように原料を選択するとともにその使用量（原料原単位）を調整する。
(Raw material preparation process)
Raw material preparation step, various rate (water hardness index, silicate ratio and Tetsuritsu) is configured amount of compound is calculated by and Borg formula is in the above range (C 3 A content and C 4 AF content) is in the above range This is the process of preparing raw materials so that cement clinker can be obtained. That is, in this step, the raw material is selected and the amount used (raw material basic unit) is adjusted so that the cement clinker having desired physical properties (various ratios and amounts of constituent compounds) can be obtained.
セメントクリンカーの原料として石灰石、珪石、粘土系廃棄物等を主に使用する。粘土系廃棄物としては石炭灰、建設発生土、スラグ等が挙げられる。ここで、通常のポルトランドセメントクリンカーで使用される銅カラミや鉄精鉱等の鉄原料は極力使用量を抑える。鉄原料の使用量をなるべく少なくすることで、鉄原料に含まれる重金属がセメントクリンカーに持ち込まれることを十分に抑制できる。 Limestone, silica stone, clay-based waste, etc. are mainly used as raw materials for cement clinker. Examples of clay-based waste include coal ash, construction-generated soil, and slag. Here, the amount of iron raw materials such as copper carami and iron concentrate used in ordinary Portland cement clinker is suppressed as much as possible. By reducing the amount of iron raw material used as much as possible, it is possible to sufficiently prevent heavy metals contained in iron raw material from being brought into cement clinker.
セメントクリンカー１トン当たりの原料原単位は以下の範囲であることが好ましい。
・石灰石：８００〜１３００ｋｇ、より好ましくは９００〜１２００ｋｇ、更に好ましくは１０００〜１１５０ｋｇ。
・珪石：０〜１００ｋｇ、より好ましくは０〜５０ｋｇ、更に好ましくは０〜２０ｋｇ。
・粘土系廃棄物：２５０〜６００ｋｇ、より好ましくは３００〜５００ｋｇ、更に好ましくは３５０〜４５０ｋｇ。
・鉄原料：０〜３０ｋｇ、好ましくは０〜２０ｋｇ、更に好ましくは０〜１０ｋｇ、特に好ましくは０ｋｇ。
The raw material basic unit per ton of cement clinker is preferably in the following range.
-Limestone: 800 to 1300 kg, more preferably 900 to 1200 kg, still more preferably 1000 to 1150 kg.
Silica stone: 0 to 100 kg, more preferably 0 to 50 kg, still more preferably 0 to 20 kg.
-Clay-based waste: 250 to 600 kg, more preferably 300 to 500 kg, still more preferably 350 to 450 kg.
-Iron raw material: 0 to 30 kg, preferably 0 to 20 kg, more preferably 0 to 10 kg, particularly preferably 0 kg.
粘土系廃棄物（粘土系産業副産物も含む。）のＡｌ２Ｏ３量は、好ましくは１０質量％以上であり、より好ましくは１０〜７０質量％であり、更に好ましくは２０〜６５質量％であり、特に好ましくは２５〜６０質量％である。粘土系廃棄物のＳｉＯ2／Ａｌ2Ｏ3 質量比は、好ましくは５．０以下であり、より好ましくは１．０〜４．０であり、更に好ましくは２．０〜３．０である。かかる粘土系廃棄物の具体例としては、石炭灰（例えば、フライアッシュ、ボトムアッシュ）などが挙げられる。なお、粘土系廃棄物として、Ｆｅ２Ｏ３を３質量％以上（より好ましくは４〜６質量％）含む石炭灰等を選択して用いることが好ましく、これによって鉄原料を使用しなくても、セメントクリンカーの造粒を容易にし、セメントクリンカーの粉化を抑制することができる。これにより、クーラーでの熱交換効率やダストの集塵効率を高めることができるため、より省エネで且つ安定してセメントクリンカーを製造することができる。 The amount of Al 2 O 3 of clay-based waste (including clay-based industrial by-products) is preferably 10% by mass or more, more preferably 10 to 70% by mass, and further preferably 20 to 65% by mass. Yes, particularly preferably 25-60% by mass. The SiO 2 / Al 2 O 3 mass ratio of the clay-based waste is preferably 5.0 or less, more preferably 1.0 to 4.0, and further preferably 2.0 to 3.0. .. Specific examples of such clay-based waste include coal ash (for example, fly ash, bottom ash) and the like. As the clay-based waste, it is preferable to select and use coal ash or the like containing Fe 2 O 3 in an amount of 3% by mass or more (more preferably 4 to 6% by mass), so that an iron raw material is not used. , Cement clinker can be easily granulated and pulverization of cement clinker can be suppressed. As a result, the heat exchange efficiency in the cooler and the dust collection efficiency can be improved, so that the cement clinker can be produced more energy-savingly and stably.
鉄原料のＦｅ２Ｏ３量は、好ましくは３０質量％以上であり、より好ましくは３０〜９０質量％であり、更に好ましくは４０〜８０質量％であり、特に好ましくは５０〜７０質量％である。かかる鉄原料の具体例としては、銅カラミ、鉄精鉱、転炉滓などが挙げられる。 The amount of Fe 2 O 3 of the iron raw material is preferably 30% by mass or more, more preferably 30 to 90% by mass, further preferably 40 to 80% by mass, and particularly preferably 50 to 70% by mass. is there. Specific examples of such iron raw materials include copper carami, iron concentrate, converter slag, and the like.
（焼成工程）
焼成工程は、原料調合工程を経て得られた原料を焼成することによってセメントクリンカー（環境負荷低減クリンカー）を得る工程である。この工程を実施するための設備としては、ＮＳＰキルン、ＳＰキルンなどが挙げられる。これらの設備は、焼成温度を測定する焼点温度測定機と、ｆ．ＣａＯ量測定機（もしくはｆ．ＣａＯ量分析装置）とを有していることが好ましい。
(Baking process)
The firing step is a step of obtaining a cement clinker (environmental load reducing clinker) by firing the raw material obtained through the raw material blending step. Examples of equipment for carrying out this process include NSP kilns and SP kilns. These facilities include a firing point temperature measuring machine that measures the firing temperature and f. It is preferable to have a CaO amount measuring device (or f. CaO amount analyzer).
焼成温度は、好ましくは１２００〜１４５０℃であり、より好ましくは１２５０〜１４００℃であり、更に好ましい範囲としては１３００〜１４００℃であり、特に好ましくは１３５０〜１４００℃である。焼成温度が１２００℃未満であると地盤改良材の強度発現性が不十分となりやすく、他方、１４５０℃を超えると焼成工程におけるＣＯ２排出量削減効果が不十分となりやすい。なお、焼成されたクリンカーを１〜１２時間毎に採取し、そのｆ．ＣａＯ量を測定することが好ましい。ｆ．ＣａＯ量をモニタリングし、その値が所定の条件（例えば８．０質量％未満）を満たすように、焼成条件（温度、時間、ロータリーキルンであれば回転速度など）を調整してもよい。 The firing temperature is preferably 1200 to 1450 ° C., more preferably 1250 to 1400 ° C., still more preferably 1300 to 1400 ° C., and particularly preferably 1350 to 1400 ° C. If the firing temperature is less than 1200 ° C., the strength development of the ground improving material tends to be insufficient, while if it exceeds 1450 ° C., the effect of reducing CO 2 emissions in the firing step tends to be insufficient. The calcined clinker was collected every 1 to 12 hours, and the f. It is preferable to measure the amount of CaO. f. The amount of CaO may be monitored and the firing conditions (temperature, time, rotation speed in the case of a rotary kiln, etc.) may be adjusted so that the value satisfies a predetermined condition (for example, less than 8.0% by mass).
（粉砕工程）
粉砕工程は、セメントクリンカーと、少なくとも石膏とを含む混合物を粉砕することによって地盤改良材（セメント組成物）を得る工程である。この工程を実施するための設備としては、ボールミル、竪型ローラーミルなどが挙げられる。セメントクリンカーに石膏を添加する際に、高炉スラグや石炭灰を添加してもよい。
(Crushing process)
The crushing step is a step of obtaining a ground improving material (cement composition) by crushing a mixture containing cement clinker and at least gypsum. Examples of equipment for carrying out this process include ball mills and vertical roller mills. When adding gypsum to cement clinker, blast furnace slag or coal ash may be added.
粉砕工程を経て得られる地盤改良材のブレーン比表面積は、地盤改良材の適度な反応性の観点から、好ましくは３０００〜５０００ｃｍ２／ｋｇであり、より好ましくは３５００〜５０００ｃｍ２／ｋｇであり、更に好ましくは４０００〜５０００ｃｍ２／ｋｇである。 The brain specific surface area of the ground improvement material obtained through the crushing step is preferably 3000 to 5000 cm 2 / kg, more preferably 3500 to 5000 cm 2 / kg, from the viewpoint of appropriate reactivity of the ground improvement material. More preferably, it is 4000 to 5000 cm 2 / kg.
地盤改良材を使用して調製されるスラリーの流動性を十分に確保する観点から、地盤改良材の反応性を抑制する処理を粉砕工程において実施してもよい。例えば、粉砕工程においてセメントクリンカーに対して所定の粉砕助剤（有機系粉砕助剤及び／又は水）を添加して粉砕することにより、地盤改良材を風化させればよい。有機系粉砕助剤として、ジエチレングリコール、トリエタノールアミンなどが挙げられる。粉砕助剤として、有機系粉砕助剤及び水をそれぞれ単独で使用してもよいし、これらを併用してもよい。粉砕工程において、粉砕助剤を使用することで粉砕時の温度を所定の温度以下（例えば１２０℃以下）に抑えることができるという効果も奏される。なお、粉砕工程における風化処理の代わりに、あるいは、これとともにサイロ内において地盤改良材をエージングすることによって地盤改良材を風化させてもよい。 From the viewpoint of sufficiently ensuring the fluidity of the slurry prepared by using the ground improvement material, a treatment for suppressing the reactivity of the ground improvement material may be carried out in the pulverization step. For example, the ground improving material may be weathered by adding a predetermined crushing aid (organic crushing aid and / or water) to the cement clinker and crushing the cement clinker in the crushing step. Examples of the organic pulverizing aid include diethylene glycol and triethanolamine. As the pulverizing aid, the organic pulverizing aid and water may be used alone or in combination. In the crushing step, the use of a crushing aid also has the effect of suppressing the temperature at the time of crushing to a predetermined temperature or lower (for example, 120 ° C. or lower). The ground improvement material may be weathered instead of the weathering treatment in the crushing step, or by aging the ground improvement material in the silo together with the weathering treatment.
粉砕処理すべき混合物において、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグとの合計量１００質量部に対する有機系粉砕助剤の含有量は好ましくは０〜１．０質量部であり、より好ましくは０．００１〜０．１質量部であり、更に好ましくは０．０１〜０．０５質量部である。有機系粉砕助剤の含有量（添加量）が１．０質量部を超えるとセメント組成物の強度発現性が低下する恐れがある。 In the mixture to be pulverized, the content of the organic pulverizing aid is preferably 0 to 1.0 part by mass, more preferably 0.001 to 1 part by mass, based on 100 parts by mass of the total amount of cement clinker, gypsum and blast furnace slag. It is 0.1 parts by mass, more preferably 0.01 to 0.05 parts by mass. If the content (addition amount) of the organic pulverizing aid exceeds 1.0 part by mass, the strength development of the cement composition may decrease.
粉砕処理すべき混合物において、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグとの合計量１００質量部に対する水の含有量は好ましくは０．５〜５．０質量部であり、より好ましくは０．３〜３．０質量部であり、更に好ましくは０．５〜２．０質量部である。水の含有量（添加量）が０．５質量部未満であるとセメント組成物のスラリー流動性及び強度発現性が改善されず、他方、５．０質量部を超えるとセメント組成物が固結し、スラリー流動性及び強度発現性が低下する恐れがある。 In the mixture to be pulverized, the content of water with respect to 100 parts by mass of the total amount of cement clinker, gypsum and blast furnace slag is preferably 0.5 to 5.0 parts by mass, and more preferably 0.3 to 3. It is 0 parts by mass, more preferably 0.5 to 2.0 parts by mass. If the water content (addition amount) is less than 0.5 parts by mass, the slurry fluidity and strength development of the cement composition are not improved, while if it exceeds 5.0 parts by mass, the cement composition is solidified. However, the slurry fluidity and strength development may decrease.
地盤改良材の風化の程度は、地盤改良材の水蒸気吸着量を測定することによって把握することができる。より具体的には、本実施形態の地盤改良材は、吸着過程における相対圧０．９２６５での水蒸気吸着量が当該地盤改良材１００ｇに対して４．９ｇ以下（より好ましくは０．１〜４．９ｇ）であり且つ相対圧０．１０００における吸着等温線と脱着等温線との水蒸気吸着量の差異（ヒステリシス）が当該地盤改良材１００ｇに対して１．９ｇ以下（より好ましくは０．１〜１．９ｇ）であることが好ましい。ここで、相対圧０．９２６５での水蒸気吸着量は地盤改良材における水との反応性が高い成分の含有量（Ｃ３Ａ量及びｆ．ＣａＯ量）が反映される。一方、相対圧０．１０００における吸着等温線と脱着等温線との水蒸気吸着量の差異（ヒステリシス）は水蒸気吸着前の地盤改良材の水和活性が反映される。つまり、これらの二つの値が上記条件を満たすように地盤改良材を意図的に風化させることで、地盤改良材を含むスラリーの流動性を十分に確保することができる。 The degree of weathering of the ground improvement material can be grasped by measuring the amount of water vapor adsorbed by the ground improvement material. More specifically, in the ground improvement material of the present embodiment, the amount of water vapor adsorbed at a relative pressure of 0.9265 in the adsorption process is 4.9 g or less (more preferably 0.1 to 4) with respect to 100 g of the ground improvement material. The difference (hysteresis) between the adsorption isotherm and the desorbed isotherm at a relative pressure of 0.1000 is 1.9 g or less (more preferably 0.1 to 1) with respect to 100 g of the ground improvement material. 1.9 g) is preferable. Here, water vapor adsorption amount at relative pressure 0.9265 content of high reactive components with water in soil improvement material (C 3 A content and f.CaO amount) is reflected. On the other hand, the difference (hysteresis) in the amount of water vapor adsorption between the adsorption isotherm and the desorption isotherm at a relative pressure of 0.1000 reflects the hydration activity of the ground improvement material before water vapor adsorption. That is, by intentionally weathering the ground improvement material so that these two values satisfy the above conditions, the fluidity of the slurry containing the ground improvement material can be sufficiently ensured.
地盤改良材の風化の程度は、地盤改良材の熱重量減少量を測定することによっても把握することができる。より具体的には、本実施形態の地盤改良材は、２０℃から１１５℃までの重量減少が例えば０．２〜１．０％であり、好ましくは０．２〜０．７％であり、更に好ましくは０．２〜０．５％であり、特に好ましくは０．２〜０．３％である。また、本実施形態の地盤改良材は、２００℃から３５０℃までの重量減少が例えば１．０％以下であり、好ましくは０．２〜０．７％であり、更に好ましくは０．３〜０．５％であり、特に好ましくは０．３５〜０．４％である。ここで、２０℃から１１５℃までの重量減少には付着水とセメント水和物（エトリンガイト）の量が反映される。一方、２００℃から３５０℃までの重量減少にはセメント水和物（Ｃ−Ｓ−Ｈ）の量が反映される。つまり、これらの二つの値が上記条件を満たすように地盤改良材を意図的に風化させることで、地盤改良材を含むスラリーの流動性を十分に確保することができ、且つ強度への影響を抑えることができる。 The degree of weathering of the ground improvement material can also be grasped by measuring the amount of thermogravimetric reduction of the ground improvement material. More specifically, the ground improvement material of the present embodiment has a weight loss from 20 ° C. to 115 ° C. of, for example, 0.2 to 1.0%, preferably 0.2 to 0.7%. It is more preferably 0.2 to 0.5%, and particularly preferably 0.2 to 0.3%. Further, the ground improving material of the present embodiment has a weight loss from 200 ° C. to 350 ° C. of, for example, 1.0% or less, preferably 0.2 to 0.7%, and more preferably 0.3 to 0.3%. It is 0.5%, particularly preferably 0.35 to 0.4%. Here, the weight reduction from 20 ° C. to 115 ° C. reflects the amount of adhering water and cement hydrate (ettringite). On the other hand, the weight loss from 200 ° C. to 350 ° C. reflects the amount of cement hydrate (CSH). That is, by intentionally weathering the ground improvement material so that these two values satisfy the above conditions, the fluidity of the slurry containing the ground improvement material can be sufficiently ensured, and the strength is affected. It can be suppressed.
地盤改良材の風化の程度は、地盤改良材の水和発熱量を測定することによっても把握することができる。より具体的には、本実施形態の地盤改良材は、接水から１５分間での水和発熱量が例えば−１．０〜３．８Ｊ／ｇであり、好ましくは−０．７〜３．５Ｊ／ｇであり、より好ましくは−０．６〜３．４Ｊ／ｇであり、更に好ましくは−０．５〜３．３Ｊ／ｇであり、最も好ましくは０〜３．２Ｊ／ｇである。ここで、接水から１５分間での水和発熱量は水和の程度を反映している。つまり、この値が上記条件を満たすように地盤改良材を意図的に風化させることで、地盤改良材を含むスラリーの流動性を十分に確保することができる。なお、意図的に風化した地盤改良材では、接水から１５分間での水和発熱量がマイナスになる場合もある。これは、地盤改良材が水和する際の発熱よりも、含有する一部の化合物が水に溶解する際の吸熱が大きくなる為と考えられる。 The degree of weathering of the ground improvement material can also be grasped by measuring the amount of heat generated by hydration of the ground improvement material. More specifically, the ground improvement material of the present embodiment has a hydration calorific value of, for example, -1.0 to 3.8 J / g in 15 minutes after contact with water, preferably -0.7 to 3. It is 5 J / g, more preferably -0.6 to 3.4 J / g, further preferably -0.5 to 3.3 J / g, and most preferably 0 to 3.2 J / g. .. Here, the calorific value of hydration within 15 minutes from the contact with water reflects the degree of hydration. That is, by intentionally weathering the ground improvement material so that this value satisfies the above condition, the fluidity of the slurry containing the ground improvement material can be sufficiently ensured. In addition, in the intentionally weathered ground improvement material, the calorific value of hydration in 15 minutes after contact with water may be negative. It is considered that this is because the endothermic reaction when some of the contained compounds are dissolved in water is larger than the heat generation when the ground improvement material is hydrated.
本実施形態の製造方法は、粉砕工程後、地盤改良材の水蒸気吸着量、熱重量減少及び水和発熱量のいずれかを測定する工程を更に含むことが好ましい。この工程を実施することで、製造されたセメント組成物の風化の程度が反応性の観点から適度な範囲であるか否かを把握することができ、製品管理上、有用な情報を得ることができる。水蒸気吸着量の測定は高精度全自動ガス吸着装置（日本ベル社製、ＢＥＬＳＯＲＰ１８）、熱重量減少量は示唆熱熱重量分析装置（セイコーインスツルメンツ社製、ＴＧ−ＤＴＡ５２００）、水和発熱量はコンダクションカロリーメーター（東京理工社製、ＴＣＧ−２６）を用いて実施することができる。 The production method of the present embodiment preferably further includes a step of measuring any of the amount of water vapor adsorbed, the amount of thermogravimetric analysis, and the amount of heat generated by hydration of the ground improvement material after the pulverization step. By carrying out this step, it is possible to grasp whether or not the degree of weathering of the produced cement composition is within an appropriate range from the viewpoint of reactivity, and it is possible to obtain useful information for product management. it can. High-precision fully automatic gas adsorption device (manufactured by Nippon Bell Co., Ltd., BELSORP18) for measurement of water vapor adsorption amount, differential thermogravimetric analysis device (manufactured by Seiko Instruments Co., Ltd., TG-DTA5200) for thermogravimetric reduction, It can be carried out using a suction calorimeter (manufactured by Tokyo Riko Co., Ltd., TCG-26).
本実施形態の製造方法は、地盤改良材の製造に使用する石膏における半水石膏の割合（半水石膏化率）を測定する工程を更に含むことが好ましい。半水石膏化率が４０質量％以下の石膏を使用することで、地盤改良材に水を加えてスラリーを調製する際、スラリーに強張りが生じることを抑制できる。 The production method of the present embodiment preferably further includes a step of measuring the ratio of hemihydrate gypsum in the gypsum used for producing the ground improvement material (hemihydrate gypsum conversion rate). By using gypsum having a hemihydrate gypsum conversion rate of 40% by mass or less, it is possible to suppress the occurrence of tension in the slurry when water is added to the ground improving material to prepare the slurry.
＜地盤改良方法＞
上記地盤改良材を用いた地盤改良方法の実施形態について説明する。本実施形態の地盤改良方法は、上記の地盤改良材と、土壌とを混合する工程を備える。対象の土壌として、ローム、粘土、砂質土、有機質土などが挙げられる。土壌１ｍ３にする地盤改良材の混合量は、土壌の固化強度を十分に高める観点から、好ましくは３０〜５００ｋｇであり、より好ましくは５０〜４５０ｋｇであり、更に好ましくは２００〜４００ｋｇである。半水石膏化率の測定は、粉末エックス線回折測定による二水石膏ならびに半水石膏の定量、あるいは熱重量測定・示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）装置により脱水温度、脱水量を測定することで実施することができる。
<Ground improvement method>
An embodiment of a ground improvement method using the above ground improvement material will be described. The ground improvement method of the present embodiment includes a step of mixing the above ground improvement material with soil. Examples of the target soil include loam, clay, sandy soil, and organic soil. The mixing amount of the ground improvement material to be 1 m 3 of the soil is preferably 30 to 500 kg, more preferably 50 to 450 kg, and further preferably 200 to 400 kg from the viewpoint of sufficiently increasing the solidification strength of the soil. The hemihydrate gypsum conversion rate is measured by quantifying dihydrate gypsum and hemihydrate gypsum by powder X-ray diffraction measurement, or by measuring the dehydration temperature and dehydration amount with a thermogravimetric analysis / differential thermal analysis (TG-DTA) device. can do.
土壌と地盤改良材の混合方法は、従来の地盤改良材と同様に、粉体として土壌に添加して混合する、あるいは水を混ぜてスラリーとして土壌に混合することが可能である。水／セメント組成物の質量比は例えば０．２〜１０．０であり、好ましくは０．４〜５．０であり、更に好ましくは０．６〜１．５である。この範囲を満たすことで地盤改良材を含むスラリーの流動性を十分に確保することができる。 The method of mixing the soil and the ground improvement material can be added to the soil as a powder and mixed, or water can be mixed and mixed with the soil as a slurry in the same manner as the conventional ground improvement material. The mass ratio of the water / cement composition is, for example, 0.2 to 10.0, preferably 0.4 to 5.0, and even more preferably 0.6 to 1.5. By satisfying this range, the fluidity of the slurry containing the ground improving material can be sufficiently ensured.
以下に、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
［１．セメントクリンカーの製造］
表１に示す化学組成の原料と、以下の試薬とを準備した。
[1. Manufacture of cement clinker]
The raw materials having the chemical compositions shown in Table 1 and the following reagents were prepared.
（試薬）
・酸化アルミニウム：和光純薬株式会社製、試薬特級
(reagent)
・ Aluminum oxide: Special grade reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
表２に示す割合で各成分を調合して得られたクリンカー原料を以下のようにして電気炉で焼成することによってセメントクリンカーを得た。すなわち、１０００℃の電気炉にクリンカー原料を投入し、最高焼成温度まで１０℃／分で昇温した。最高焼成温度では３０分間保持した後、電気炉から取り出した試料を空冷した。なお、表２に記載の「焼成温度」はここでいう最高焼成温度を意味する。 Cement clinker was obtained by calcining the clinker raw material obtained by blending each component in the ratio shown in Table 2 in an electric furnace as follows. That is, the clinker raw material was put into an electric furnace at 1000 ° C., and the temperature was raised to the maximum firing temperature at 10 ° C./min. After holding for 30 minutes at the maximum firing temperature, the sample taken out from the electric furnace was air-cooled. The "firing temperature" shown in Table 2 means the maximum firing temperature referred to here.
得られたセメントクリンカーについて、ＪＩＳ Ｒ５２０２：２０１０「セメントの化学分析方法」に準じて化学成分を測定し、クリンカーの諸率及び鉱物組成を以下の式により算出した。また、Ｃｕｋα線により測定したクリンカーの粉末エックス線回折パターンをリートベルト解析することで鉱物組成（参考値）及びｆ．ＣａＯ量を算出し、ｆ．ＣａＯ量から易焼成性を評価した。表３〜５にセメントクリンカーの化学成分、諸率及び鉱物組成を示す。
ＨＭ＝ＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）
ＳＭ＝ＳｉＯ２／（Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）
ＩＭ＝Ａｌ２Ｏ３／Ｆｅ２Ｏ３
Ｃ３Ｓ＝４．０７×ＣａＯ−７．６０×ＳｉＯ２−６．７２×Ａｌ２Ｏ３−１．４３×
Ｆｅ２Ｏ３
Ｃ２Ｓ＝２．８７×ＳｉＯ２−０．７５×Ｃ３Ｓ
Ｃ３Ａ＝２．６５×Ａｌ２Ｏ３−１．６９×Ｆｅ２Ｏ３
Ｃ４ＡＦ＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３
The chemical composition of the obtained cement clinker was measured according to JIS R5202: 2010 "Chemical analysis method of cement", and the clinker rates and mineral composition were calculated by the following formulas. Further, by Rietveld analysis of the powder X-ray diffraction pattern of clinker measured by Cuqα ray, the mineral composition (reference value) and f. The amount of CaO was calculated, and f. The easy firing property was evaluated from the amount of CaO. Tables 3 to 5 show the chemical composition, various rates and mineral composition of cement clinker.
HM = CaO / (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 )
SM = SiO 2 / (Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 )
IM = Al 2 O 3 / Fe 2 O 3
C 3 S = 4.07 × CaO- 7.60 × SiO 2 -6.72 × Al 2 O 3 -1.43 ×
Fe 2 O 3
C 2 S = 2.87 × SiO 2 -0.75 × C 3 S
C 3 A = 2.65 × Al 2 O 3 -1.69 × Fe 2 O 3
C 4 AF = 3.04 x Fe 2 O 3
実施例１，２，４に係るセメントクリンカーは、同じ温度で焼成した比較例２，３に係るセメントクリンカーと比較してｆ．ＣａＯ量が低減されており、易焼成性が向上している。 The cement clinker according to Examples 1, 2 and 4 was compared with the cement clinker according to Comparative Examples 2 and 3 fired at the same temperature. The amount of CaO is reduced, and the ease of firing is improved.
実施例１〜６に係るセメントクリンカーは、原料に鉄源を使用しなかったこと、または鉄源の使用量を少なくしたことで、クリンカー中のＭｏ含有量は３０ｍｇ／ｋｇ以下、全Ｃｒ含有量は１００ｍｇ／ｋｇ以下、Ｐｂ含有量は１００ｍｇ／ｋｇ以下となっており、比較例１〜３のセメントクリンカーよりも更に低減されている。 The cement clinker according to Examples 1 to 6 did not use an iron source as a raw material, or the amount of the iron source used was reduced, so that the Mo content in the clinker was 30 mg / kg or less and the total Cr content. Is 100 mg / kg or less, and the Pb content is 100 mg / kg or less, which is further reduced as compared with the cement clinker of Comparative Examples 1 to 3.
実施例１〜６に係るセメントクリンカーは、水硬率（ＨＭ）を１．７５〜２．２０、ケイ酸率（ＳＭ）を１．３０以上２．５０未満、鉄率（ＩＭ）を２．５〜１０．０に設定することで、比較例１〜３のセメントクリンカーよりも多量の石炭灰を原料の一部として使用することが可能となっている。 The cement clinker according to Examples 1 to 6 has a water hardness (HM) of 1.75 to 2.20, a silicic acid ratio (SM) of 1.30 or more and less than 2.50, and an iron ratio (IM) of 2. By setting it to 5 to 10.0, it is possible to use a larger amount of coal ash as a part of the raw material than the cement clinker of Comparative Examples 1 to 3.
［２．セメント組成物の製造］
セメントクリンカー（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４，Ｋ７，Ｋ８，Ｋ９）に石膏及び／又は高炉スラグを加え、表６〜表８に示す配合の固化材（セメント組成物）を得た。石膏として、ふっ酸無水石膏（セントラル硝子製、ＳＯ３量：５８．１％、ブレーン比表面積：３７００ｃｍ２／ｇ）を用いた。高炉スラグとして、高炉スラグ微粉末（千葉リバーメント株式会社製、ＳＯ３量：０．１質量％、硫化物硫黄含有量：０．８６１質量％、ブレーン比表面積：３４６０ｃｍ２／ｇ）を用いた。粉砕処理にはボールミルを使用し、有機系粉砕助剤としてジエチレングリコール（ＤＥＧ）及び／又は水を使用した。表６〜８に示すとおり、有機系粉砕助剤の添加量は、セメントクリンカーと石膏と高炉スラグの合計量を基準（外割質量）とした。セメント組成物の粉末度はいずれもブレーン比表面積で４５００±５０ｃｍ２／ｇとした。また、比較例５〜７はＫ１とＫ２を２：１で混合したものを使用した。
[2. Manufacture of cement composition]
Gypsum and / or blast furnace slag was added to cement clinker (K1, K2, K3, K4, K7, K8, K9) to obtain a solidifying material (cement composition) having the formulations shown in Tables 6 to 8. As the gypsum, hydrofluoric acid anhydrous gypsum (manufactured by Central Glass, SO 3 amount: 58.1%, brain specific surface area: 3700 cm 2 / g) was used. As blast furnace slag, ground granulated blast furnace slag (Chiba River Instrument Co., SO 3 content: 0.1 wt%, sulfide sulfur content: 0.861 mass%, Blaine specific surface area: 3460cm 2 / g) was used .. A ball mill was used for the pulverization treatment, and diethylene glycol (DEG) and / or water was used as an organic pulverizing aid. As shown in Tables 6 to 8, the amount of the organic pulverizing aid added was based on the total amount of cement clinker, gypsum and blast furnace slag (external mass). The powderiness of the cement compositions was 4500 ± 50 cm 2 / g in terms of brain specific surface area. Further, in Comparative Examples 5 to 7, K1 and K2 were mixed at a ratio of 2: 1.
［３．セメント組成物を用いた固化処理土の作製］
対象土はローム（自然含水比：１３２．６％、湿潤密度：１．３６１ｇ／ｃｍ３、礫分：０．１％、砂分：１１．０％、細粒分：８８．９％）とし、ローム１ｍ３あたり固化材の配合量が３００ｋｇとなるようにロームと固化材を配合し、ホバートミキサーで３分間よく混合した後、円柱形の型枠に詰めて固化処理土供試体を作製した。
[3. Preparation of solidified soil using cement composition]
The target soil is loam (natural water content: 132.6%, wet density: 1.361 g / cm 3 , gravel content: 0.1%, sand content: 11.0%, fine grain content: 88.9%). , ROHM and solidifying material were mixed so that the amount of solidifying material was 300 kg per 1 m 3 of loam, mixed well with a hovert mixer for 3 minutes, and then packed in a cylindrical mold to prepare a solidified soil specimen. ..
［４．セメント組成物のスラリー粘性測定］
固化材（セメント組成物）６０質量部と水１００質量部とを混合してスラリーを作製し、その見かけ粘度を回転式粘度計（ＴｈｅｒｍｏＦｉｓｈｅｒＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製、ＨＡＡＫＥ ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ １、測定温度２０℃又は３５℃、パラレルプレート直径６０ｍｍ、せん断速度２００ｓ−１）にて測定した。
[4. Slurry viscosity measurement of cement composition]
A slurry is prepared by mixing 60 parts by mass of a solidifying material (cement composition) and 100 parts by mass of water, and the apparent viscosity thereof is measured by a rotary viscometer (manufactured by ThermoFisher Scientific,
［５．固化処理土の強度試験］
固化処理土について、２０℃で７日間及び２８日間の養生後、針貫入試験機（丸東製作所製、ＳＨ−７０）にて針の貫入量が１０ｍｍとなるときの貫入力を測定し、貫入勾配を算出した。更に、貫入勾配から固化処理土の強度を算出した。
なお、固化処理土の強度算出には以下の式を用いた。
Ａ＝９４．２４８Ｘ１．２５６７
Ａ：固化強度（Ｎ／ｍｍ２）
Ｘ：針貫入勾配（Ｎ／ｍｍ）＝貫入力（Ｎ）／貫入量（ｍｍ）
[5. Strength test of solidified soil]
After curing the solidified soil at 20 ° C. for 7 days and 28 days, the penetration input is measured with a needle penetration tester (manufactured by Maruto Seisakusho, SH-70) when the penetration amount of the needle reaches 10 mm, and the penetration is measured. The gradient was calculated. Furthermore, the strength of the solidified soil was calculated from the intrusion gradient.
The following formula was used to calculate the strength of the solidified soil.
A = 94.248X 1.2567
A: Solidification strength (N / mm 2 )
X: Needle penetration gradient (N / mm) = penetration input (N) / penetration amount (mm)
［６．水蒸気吸着量の測定］
水蒸気吸着量は高精度全自動ガス吸着装置（日本ベル社製、ＢＥＬＳＯＲＰ１８）にてセメント組成物を４０℃（真空下）で１２時間脱気し、２５℃で水蒸気吸着試験を行った。相対圧０．９２６５における水蒸気吸着量と、相対圧０．１０００における吸着等温線と脱着等温線の水蒸気吸着量のヒステリシス（差異）を求めた。なお、セメント組成物に吸着した水蒸気量の体積から質量への換算には、以下の式を用いた。
[6. Measurement of water vapor adsorption amount]
The amount of water vapor adsorbed was determined by degassing the cement composition at 40 ° C. (under vacuum) for 12 hours using a high-precision fully automatic gas adsorption device (BELSORP18, manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.), and conducting a water vapor adsorption test at 25 ° C. The hysteresis (difference) between the amount of water vapor adsorbed at a relative pressure of 0.9265 and the amount of water vapor adsorbed between the adsorption isotherm and the desorbed isotherm at a relative pressure of 0.1000 was determined. The following formula was used to convert the volume of water vapor adsorbed on the cement composition into mass.
Ｂ＝Ｃ／（２２．７×１０００）×１８×１００
Ｂ：セメント組成物１００ｇあたりの水蒸気吸着量（ｇ／１００ｇ）
Ｃ：セメント組成物１ｇあたりの水蒸気吸着量（ｃｍ３（ＳＴＰ）／ｇ）
B = C / (22.7 × 1000) × 18 × 100
B: Water vapor adsorption amount per 100 g of cement composition (g / 100 g)
C: Water vapor adsorption amount per 1 g of cement composition (cm 3 (STP) / g)
［７．熱重量測定］
「ＴＧの２０〜１１５℃の減量（質量％）」及び「ＴＧの２００〜３５０℃の減量（質量％）」は、１０℃／分で昇温した場合の２０〜１１５℃及び２００〜３５０℃の範囲での重量減少分（質量％）である。なお、測定方法は、示差熱熱重量分析測定装置としてＴＧ−ＤＴＡ５２００（セイコーインスツルメンツ(株)製）を用い、直径２０μｍの孔を有する容量３０μＬのセル（アルミ容器）に、試料約２０ｍｇ入れ、昇温速度１０℃／分で室温（２０℃）から５００℃まで昇温した。なお、リファレンスとしてアルミ板（２０ｍｇ）を用いた。
[7. Thermogravimetric analysis]
"Weight loss of TG by 20 to 115 ° C. (mass%)" and "Weight loss of TG by 200 to 350 ° C. (mass%)" are 20 to 115 ° C. and 200 to 350 ° C. when the temperature is raised at 10 ° C./min. It is the weight loss (mass%) in the range of. As a measuring method, TG-DTA5200 (manufactured by Seiko Instruments Inc.) was used as a differential thermogravimetric analysis measuring device, and about 20 mg of a sample was placed in a cell (aluminum container) having a hole with a diameter of 20 μm and a capacity of 30 μL. The temperature was raised from room temperature (20 ° C.) to 500 ° C. at a temperature rate of 10 ° C./min. An aluminum plate (20 mg) was used as a reference.
［８．水和発熱測定］
水和発熱量の測定方法は、コンダクションカロリーメーター（東京理工製、ＴＣＧ−２６）にてセメント組成物と水とを、水：セメント組成物＝６０：１００の質量比で混合して３５℃で接水から１時間後までの発熱量を測定した。
[8. Hydration fever measurement]
The calorific value of hydration is measured by mixing the cement composition and water with a conduction calorimeter (manufactured by Tokyo University of Science, TCG-26) at a mass ratio of water: cement composition = 60: 100 at 35 ° C. The calorific value was measured up to 1 hour after contact with water.
［９．試験結果］
表９〜１１にスラリー粘性測定結果と固化処理土の固化強度試験結果を示す。表９は表６に示す固化材（高炉スラグの配合なし）の結果を示し、表１０は表７に示す固化材（高炉スラグの配合あり）の結果を示し、表１１は表８に示す固化材（高炉スラグの配合あり）の結果を示している。
[9. Test results]
Tables 9 to 11 show the results of slurry viscosity measurement and the results of solidification strength test of solidified soil. Table 9 shows the results of the solidifying material (without blast furnace slag) shown in Table 6, Table 10 shows the results of the solidifying material (with blast furnace slag) shown in Table 7, and Table 11 shows the results of the solidifying material shown in Table 8. The results of the material (with blast furnace slag) are shown.
実施例７〜１４及び１８，１９に係るセメント組成物では、普通ポルトランドセメントクリンカーを使用した比較例４〜７と同等以上の固化強度が２８日材齢で得られている。更に、粉砕助剤と水を併用して粉砕した実施例８，１０，１２，１４，１６，１７，１９に係るセメント組成物は、粉砕助剤のみで粉砕した実施例７，９，１１，１３，１５，１８に係るセメント組成物よりも見掛け粘度が小さくなることで流動性が向上し、更に７日材齢でも比較例４〜７を上回る固化強度が得られている。更に、実施例７〜１９のセメント組成物は、通常のクリンカーよりも多量の廃棄物を使用し低温で焼成されたセメントクリンカーを使用していることから、廃棄物利用の拡大とＣＯ２排出量の削減によって環境負荷を低減することができる。 In the cement compositions according to Examples 7 to 14 and 18 and 19, solidification strength equal to or higher than that of Comparative Examples 4 to 7 using ordinary Portland cement clinker was obtained at 28 days of age. Further, the cement composition according to Examples 8, 10, 12, 14, 16, 17, and 19 pulverized by using the pulverizing aid and water in combination is pulverized only by the pulverizing aid, Examples 7, 9, 11, and. The apparent viscosity is smaller than that of the cement compositions according to 13, 15 and 18, so that the fluidity is improved, and the solidification strength exceeding that of Comparative Examples 4 to 7 is obtained even at the age of 7 days. Further, since the cement compositions of Examples 7 to 19 use a cement clinker that uses a larger amount of waste than a normal clinker and is fired at a low temperature, the use of waste is expanded and the CO 2 emission amount is increased. The environmental load can be reduced by reducing the amount of carbon dioxide.
表１２に実施例１１（風化処理にＤＥＧ使用）と実施例１２（風化処理にＤＥＧと水を併用）のセメント組成物の水蒸気吸脱着測定の結果を示す。図１及び図２に実施例１１及び実施例１２において測定した吸着等温線をそれぞれに示す。図１及び図２に示すグラフの横軸は相対圧であり、縦軸は水蒸気の吸着量である。表１２から読み取った相対圧０．９２６５及び０．１０００における水蒸気吸着量を表１０に示す。なお、表１０中の水蒸気吸着量は、相対圧０．９２６５の実施例１２を除き、表１２に示すデータから二点の測定データの線形近似により内挿あるいは外挿することにより算出した。その際、相対圧０．１０００よりも相対圧が低いデータと相対圧０．１０００よりも相対圧の高いデータから、それぞれ相対圧０．１０００に最も近い各１点のデータを使用した線形近似により相対圧０．１０００における水蒸気吸着量を内挿した。一方、相対圧０．９２６５における水蒸気吸着量の算出には、相対圧０．９２６５に最も近い二点のデータを使用した線形近似により水蒸気吸着量を外挿した。 Table 12 shows the results of water vapor adsorption / desorption measurement of the cement compositions of Example 11 (using DEF for weathering) and Example 12 (using DEF and water for weathering). 1 and 2 show the adsorption isotherms measured in Examples 11 and 12, respectively. The horizontal axis of the graphs shown in FIGS. 1 and 2 is the relative pressure, and the vertical axis is the amount of water vapor adsorbed. Table 10 shows the amount of water vapor adsorbed at relative pressures of 0.9265 and 0.1000 read from Table 12. The amount of water vapor adsorbed in Table 10 was calculated by interpolation or extrapolation from the data shown in Table 12 by linear approximation of the measurement data at two points, except for Example 12 having a relative pressure of 0.9265. At that time, from the data in which the relative pressure is lower than the relative pressure of 0.1000 and the data in which the relative pressure is higher than the relative pressure of 0.1000, linear approximation is performed using the data of each one point closest to the relative pressure of 0.1000. The amount of water vapor adsorbed at a relative pressure of 0.1000 was inserted. On the other hand, in calculating the water vapor adsorption amount at the relative pressure of 0.9265, the water vapor adsorption amount was extrapolated by linear approximation using the data of the two points closest to the relative pressure of 0.9265.
その結果、粉砕時にＤＥＧと水を併用した実施例１２のセメント組成物は、相対圧０．９２６５での水蒸気吸着量がセメント組成物１００ｇあたり４．９ｇ以下、相対圧０．１０００における吸着等温線と脱着等温線との水蒸気吸着量のヒステリシスがセメント組成物１００ｇあたり１．９ｇ以下であった。一方、粉砕時に水を使用せず、ＤＥＧのみを使用した実施例１１のセメント組成物は、相対圧０．９２６５における水蒸気吸着量がセメント組成物１００ｇあたり４．９ｇ超、相対圧０．１０００における吸着等温線と脱着等温線との水蒸気吸着量のヒステリシスはセメント組成物１００ｇあたり１．９ｇ超であった。 As a result, the cement composition of Example 12 in which DEG and water were used in combination during pulverization had an adsorption isotherm at a relative pressure of 0.1000 and a water vapor adsorption amount of 4.9 g or less per 100 g of the cement composition. The hysteresis of the amount of water vapor adsorbed between the cement composition and the desorption isotherm was 1.9 g or less per 100 g of the cement composition. On the other hand, in the cement composition of Example 11 in which water was not used at the time of pulverization and only DEG was used, the amount of water vapor adsorbed at a relative pressure of 0.9265 was more than 4.9 g per 100 g of the cement composition, and the relative pressure was 0.1000. The hysteresis of the amount of water vapor adsorbed between the adsorption isotherm and the desorption isotherm was more than 1.9 g per 100 g of the cement composition.
セメント組成物の熱重量測定と水和発熱測定の結果を表１１に示す。粉砕助剤と水を併用して粉砕した実施例１６，１７，１９に係るセメント組成物は、２０℃〜１１５℃の重量減少が０．２〜１．０％と、粉砕助剤のみで粉砕した実施例１５，１８に係るセメント組成物よりも大きくなり、２００℃〜３５０℃の重量減少は１．０％以下となった。接水から１５分間の発熱量についても、実施例１６，１７，１９は実施例１５，１８よりも小さい３．８Ｊ／ｇ以下となった。 Table 11 shows the results of thermogravimetric measurement and hydration heat generation measurement of the cement composition. The cement compositions according to Examples 16, 17, and 19 pulverized by using a pulverizing aid and water in combination have a weight loss of 0.2 to 1.0% at 20 ° C. to 115 ° C., and are pulverized only with the pulverizing aid. It was larger than the cement composition according to Examples 15 and 18 and the weight loss at 200 ° C. to 350 ° C. was 1.0% or less. Regarding the calorific value for 15 minutes from the contact with water, Examples 16, 17 and 19 were 3.8 J / g or less, which was smaller than that of Examples 15 and 18.
Claims (18)
石膏と、
を含むセメント組成物であって、
前記環境負荷低減クリンカーは、水硬率（ＨＭ）が１．７５〜２．２０、ケイ酸率（ＳＭ）が１．３０以上２．５０未満、鉄率（ＩＭ）が２．５〜１０．０であり且つボーグ式にて算定されるＣ ３ Ａ量が１５質量％以上、Ｃ ４ ＡＦ量が０．５〜１１質量％であり、
吸着過程における相対圧０．９２６５での水蒸気吸着量が当該セメント組成物１００ｇに対して４．９０ｇ以下であり、
相対圧０．１０００における吸着等温線と脱着等温線との水蒸気吸着量の差異が当該セメント組成物１００ｇに対して１．９０ｇ以下である、セメント組成物。 Environmental load reduction clinker and
With plaster
A cement composition containing
The environmental load reduction clinker has a water hardness (HM) of 1.75 to 2.20, a silicic acid ratio (SM) of 1.30 or more and less than 2.50, and an iron ratio (IM) of 2.5 to 10. It is 0 and the amount of C 3 A calculated by the Borg formula is 15% by mass or more, and the amount of C 4 AF is 0.5 to 11% by mass.
The amount of water vapor adsorbed at a relative pressure of 0.9265 in the adsorption process is 4.90 g or less with respect to 100 g of the cement composition.
Difference in water vapor adsorption amount of the desorption isotherm adsorption isotherm at a relative pressure of 0.1000 is 1.90g or less with respect to the cement composition 100 g, cement compositions.
石膏と、
を含み、
熱重量測定において、２０℃から１１５℃までの重量減少が０．２％〜１．０％であり且つ２００℃から３５０℃までの重量減少が１．０％以下である、セメント組成物。 The water hardness ratio (HM) is 1.75 to 2.20, the silicic acid ratio (SM) is 1.30 or more and less than 2.50, the iron ratio (IM) is 2.5 to 10.0, and it is a Borg type. C 3 a content to be calculated Te is 15 wt% or more, and reducing environmental impact clinker is C 4 AF amount from 0.5 to 11 wt%,
With plaster
Including
In thermogravimetry, a weight loss before 115 ° C. from 20 ° C. weight loss up to 350 ° C. and from the 200 ° C. Ri 0.2% to 1.0% der is less than 1.0%, the cement composition.
石膏と、
を含み、
コンダクションカロリーメーターで測定した接水から１５分間での水和発熱量が３．８Ｊ／ｇ以下である、セメント組成物。 The water hardness ratio (HM) is 1.75 to 2.20, the silicic acid ratio (SM) is 1.30 or more and less than 2.50, the iron ratio (IM) is 2.5 to 10.0, and it is a Borg type. C 3 a content to be calculated Te is 15 wt% or more, and reducing environmental impact clinker is C 4 AF amount from 0.5 to 11 wt%,
With plaster
Including
Heat of hydration of 15 minutes from a tangential water measured by conduction calorimeter is less than 3.8 J / g, the cement composition.
ケイ酸率（ＳＭ）の下限値が１．５０であり、
鉄率（ＩＭ）の下限値が３．０であり、
ボーグ式にて算定されるＣ４ＡＦ量の上限値が１０質量％である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセメント組成物。 The environmental load reduction clinker is
The lower limit of silicic acid ratio (SM) is 1.50.
The lower limit of iron ratio (IM) is 3.0,
The cement composition according to any one of claims 1 to 3 , wherein the upper limit of the amount of C 4 AF calculated by the Borg formula is 10% by mass.
前記環境負荷低減クリンカーの鉛含有量が１００ｍｇ／ｋｇ以下である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のセメント組成物。 The total chromium content of the environmental load reduction clinker is 100 mg / kg or less.
The cement composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the lead content of the environmental load reducing clinker is 100 mg / kg or less.
当該セメント組成物１００質量部に対する前記高炉スラグの含有量が５〜８０質量部であり、
当該セメント組成物１００質量部に対するＳＯ３量が１．５〜１５．０質量部である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のセメント組成物。 Including more blast furnace slag,
The content of the blast furnace slag with respect to 100 parts by mass of the cement composition is 5 to 80 parts by mass.
The cement composition according to any one of claims 1 to 7 , wherein the amount of SO 3 with respect to 100 parts by mass of the cement composition is 1.5 to 15.0 parts by mass.
１２００〜１４５０℃の焼成温度で前記原料を焼成することによって前記環境負荷低減クリンカーを得る焼成工程と、
前記環境負荷低減クリンカーと、石膏と、高炉スラグと、粉砕助剤として有機系粉砕助剤及び／又は水とを含む混合物を粉砕することによってセメント組成物を得る粉砕工程と、
を含み、
前記環境負荷低減クリンカーと前記石膏と前記高炉スラグとの合計量１００質量部に対し、前記混合物の前記有機系粉砕助剤の含有量が１．０質量部以下であり、前記混合物の前記水の含有量が０．５〜５．０質量部である、セメント組成物の製造方法。 The water hardness ratio (HM) is 1.75 to 2.20, the silicic acid ratio (SM) is 1.30 or more and less than 2.50, the iron ratio (IM) is 2.5 to 10.0, and it is a Borg type. C 3 a content to be calculated Te is 15 wt% or more, and raw material preparation step of preparing the raw material so environmental load reduction clinker is obtained a C 4 AF amount from 0.5 to 11 wt%,
A firing step of obtaining the environmental load reduction clinker by firing the raw material at a firing temperature of 1200 to 1450 ° C.
And said environmental load reduction clinker, and gypsum, and blast furnace slag, and pulverized to obtain a cement composition by milling the mixture containing the organic grinding aids and / or water as a grinding aid,
Only including,
The content of the organic pulverizing aid of the mixture is 1.0 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the environmental load reducing clinker, the gypsum and the blast furnace slag, and the water of the mixture. A method for producing a cement composition having a content of 0.5 to 5.0 parts by mass .
鉄率（ＩＭ）の下限値が３．０であり、
ボーグ式にて算定されるＣ４ＡＦ量の上限値が１０質量％である、請求項１０に記載のセメント組成物の製造方法。 The lower limit of silicic acid ratio (SM) is 1.50.
The lower limit of iron ratio (IM) is 3.0,
The method for producing a cement composition according to claim 10 , wherein the upper limit of the amount of C 4 AF calculated by the Borg formula is 10% by mass.
Ａｌ２Ｏ３量が１０質量％以上、ＳｉＯ２／Ａｌ２Ｏ３質量比が５．０以下である廃棄物又は副産物を２５０〜６００ｋｇ／ｔ−ｃｌ’と、
Ｆｅ２Ｏ３量が３０質量％以上である鉄原料を３０ｋｇ／ｔ−ｃｌ’以下と、
石灰石を８００〜１２００ｋｇ／ｔ−ｃｌ’と、
を含む、請求項１０又は１１に記載のセメント組成物の製造方法。 The raw material is
Wastes or by-products having an Al 2 O 3 content of 10% by mass or more and a SiO 2 / Al 2 O 3 mass ratio of 5.0 or less are 250 to 600 kg / t-cl'.
An iron raw material having a Fe 2 O 3 content of 30% by mass or more is 30 kg / t-cl'or less.
800-1200 kg / t-cl'of limestone,
The method for producing a cement composition according to claim 10 or 11 .
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015126909 | 2015-06-24 | ||
| JP2015126909 | 2015-06-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017007931A JP2017007931A (en) | 2017-01-12 |
| JP6756150B2 true JP6756150B2 (en) | 2020-09-16 |
Family
ID=57761301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016100599A Active JP6756150B2 (en) | 2015-06-24 | 2016-05-19 | Environmental load reduction clinker, cement composition and its manufacturing method, and ground improvement method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6756150B2 (en) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3260911B2 (en) * | 1993-06-15 | 2002-02-25 | 住友大阪セメント株式会社 | Cement clinker and method for producing the same |
| JP2005008450A (en) * | 2003-06-17 | 2005-01-13 | Tokuyama Corp | Method of producing cement slurry |
| JP4585753B2 (en) * | 2003-10-02 | 2010-11-24 | 住友大阪セメント株式会社 | Ground improvement material |
| JP4166178B2 (en) * | 2004-03-11 | 2008-10-15 | 太平洋セメント株式会社 | Hydraulic composition |
| JP5593579B2 (en) * | 2005-08-08 | 2014-09-24 | 宇部興産株式会社 | Concrete composition and method for producing the same |
| JP2012246190A (en) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Ube Industries Ltd | Method for producing cement composition |
-
2016
- 2016-05-19 JP JP2016100599A patent/JP6756150B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017007931A (en) | 2017-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5800387B2 (en) | Soil improvement material | |
| JP5636718B2 (en) | CEMENT COMPOSITION, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND METHOD FOR TREATING ARS Arsenic-Containing Waste | |
| JP6543912B2 (en) | Cement composition and method for producing the same | |
| JP6547455B2 (en) | Ground improvement material and ground improvement method | |
| JP5029768B1 (en) | Cement composition and method for producing the same | |
| JP2011020890A (en) | Method for reducing hydration heat of cement composition and method for producing the cement composition | |
| JP2012246190A (en) | Method for producing cement composition | |
| JP2013159490A (en) | Method for producing cement composition | |
| JP6855691B2 (en) | Cement composition and its manufacturing method | |
| JP6953787B2 (en) | Environmental load reduction clinker, cement composition and its manufacturing method, and ground improvement method | |
| JP5995992B2 (en) | Method for producing cement-based solidified material | |
| JP7061415B2 (en) | Cement composition, its manufacturing method, and ground improvement method | |
| JP6756150B2 (en) | Environmental load reduction clinker, cement composition and its manufacturing method, and ground improvement method | |
| JP6353264B2 (en) | Cement clinker with improved fluidity | |
| JP2018016504A (en) | High belite-based cement composition | |
| JP6536215B2 (en) | Ground improvement material and ground improvement method | |
| CN107382107A (en) | A kind of method for preparing sulphoaluminate cement clinker using magnesium slag, manganese slag | |
| JP5855902B2 (en) | Alumina cement | |
| JP5515329B2 (en) | Cement clinker, cement-based solidified material, method for solidifying soil, and method for producing cement clinker | |
| JP6981481B2 (en) | Cement composition and its manufacturing method | |
| JP4744678B2 (en) | Cement admixture and cement composition | |
| JP6683025B2 (en) | Cement composition and method for producing the same | |
| JP6823487B2 (en) | Manufacturing method of cement composition and quality evaluation method of cement composition | |
| JP4164229B2 (en) | Cement composition | |
| JP2014162696A (en) | Cement-based solidifying material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190318 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200128 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200204 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200403 |
|
| 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: 20200728 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200810 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6756150 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |