KR20210132201A - Cement clinker and cement composition, and method for preparing cement clinker - Google Patents

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Abstract

수화열을 저감시킬 수 있는 것과 함께, 단기 강도 발현성이 우수한 시멘트 클링커 및 시멘트 조성물을 제공한다. 보그식으로 산출된 C3S의 비율이 50~75질량%이고, 보그식으로 산출된 C2S의 비율이 5~25질량%이며, 보그식으로 산출된 C3A 및 C4AF의 합계의 비율이 15~22질량%이고, MgO, TiO2, MnO 및 ZnO를 포함하며, 하기 식 (1)을 충족시키는, 시멘트 클링커.
CMg-C3A×CTi-C3A×CMn-C3A×CZn-C3A≤0.0010…(1)
식 (1) 중,
CMg-C3A는, C3A 중의 MgO의 함유율(질량%)을 나타내고,
CTi-C3A는, C3A 중의 TiO2의 함유율(질량%)을 나타내며,
CMn-C3A는, C3A 중의 MnO의 함유율(질량%)을 나타내고,
CZn-C3A는, C3A 중의 ZnO의 함유율(질량%)을 나타낸다.A cement clinker and a cement composition excellent in short-term strength development while being able to reduce heat of hydration are provided. The proportion of C 3 S calculated by the Vogue equation is 50 to 75 mass %, the proportion of C 2 S calculated by the Vogue equation is 5 to 25 mass %, and the sum of C 3 A and C 4 AF calculated by the Vogue equation The proportion of 15-22 mass %, containing MgO, TiO 2 , MnO and ZnO, which satisfies the following formula (1), cement clinker.
C Mg-C3A ×C Ti-C3A ×C Mn-C3A ×C Zn-C3A ≤0.0010… (One)
In formula (1),
C Mg-C3A represents the content of MgO in C 3 A (mass %),
C Ti-C3A represents the content (% by mass) of TiO 2 in C 3 A,
C Mn-C3A represents the content (mass %) of MnO in C 3 A,
C Zn-C3A represents the content (% by mass) of ZnO in C 3 A.

Description

시멘트 클링커 및 시멘트 조성물, 및 시멘트 클링커의 제조 방법Cement clinker and cement composition, and method for preparing cement clinker

본 발명은, 시멘트 클링커 및 시멘트 조성물에 관한 것이며, 특히 보통 포틀랜드 시멘트에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to cement clinker and cement compositions, and more particularly to portland cement in general.

콘크리트의 균열 억제의 관점에서, 수화열이 낮은 시멘트 조성물이 요구되고 있다. 예를 들면, "토목 공사 공통 사양서(헤이세이 31년 4월 개정)" (국토 교통성 관동 지방 정비국), 제2편 "재료편", 제6절 "시멘트 및 혼화(混和) 재료", 2-2-6-2 "시멘트", 표 2-2-18 "보통 포틀랜드 시멘트의 품질"에 의하면, 시멘트의 수화열에 관한 것이며, 7일 재령에서 350J/g 이하, 28일 재령에서 400J/g 이하의 관리 목푯값이 나타나 있다.From the viewpoint of suppressing cracks in concrete, a cement composition having a low heat of hydration is required. For example, "Common Specifications for Civil Engineering Construction (Revised in April, 2009)" (Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism Kanto Regional Development Bureau), Volume 2 "Materials", Section 6 "Cement and Admixture Materials", 2 According to -2-6-2 "Cement", Table 2-2-18 "Quality of Normal Portland Cement", it is related to the heat of hydration of cement, and is less than 350 J/g at the age of 7 days and less than 400 J/g at the age of 28 days. management target values are shown.

최근, 시멘트 원료로서, 석탄재나 건설 발생토와 같은, Al을 다량으로 함유하는 각종 폐기물 및 부산물이 이용되어 오고 있다. 그러나, 이들 폐기물 및 부산물을 이용하면, 시멘트 클링커의 광물 조성 중의 C3A양이 증가하여, 수화열이 높아져 버린다. 시멘트 클링커의 원료로서 상기 폐기물 및 부산물을 사용하는 경우에는, 그 사용량은 제한되어 버리는 것이 현상(現狀)이다.In recent years, various wastes and by-products containing a large amount of Al, such as coal ash and construction-generating soil, have been used as cement raw materials. However, when these wastes and by-products are used, the amount of C 3 A in the mineral composition of cement clinker increases, and the heat of hydration increases. In the case of using the above wastes and by-products as raw materials for cement clinker, the current situation is that the amount used is limited.

시멘트 조성물의 수화열을 저감시키는 방법으로서는, 중용(中庸)열 포틀랜드 시멘트나 저열 포틀랜드 시멘트와 같이, C3S 및 C3A가 낮은 광물 조성으로 제어하는 수법이나, 고로(高爐) 슬래그와 혼합하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 비특허문헌 1 및 비특허문헌 2).As a method of reducing the heat of hydration of a cement composition, a method of controlling the mineral composition with low C 3 S and C 3 A, such as medium heat Portland cement or low heat Portland cement, or a method of mixing with blast furnace slag This is known (for example, non-patent document 1 and non-patent document 2).

비특허문헌 3에는, 시멘트 클링커 중의 미량 성분인 TiO2 및 MgO가 광물 조성 및 시멘트의 물성에 부여하는 영향이 보고되어 있다. 비특허문헌 3에는, MgO 함유량이 증가함에 따라, 알루미네이트상(相)(C3A)이 감소하여, 수화열이 저하되는 경향이 있고 또한, MgO 및 TiO2의 합계 함유량이 많을수록, 수화열이 작아지는 경향이 있는 것이 개시되어 있다.Non-Patent Document 3 reports the influence that TiO 2 and MgO, which are trace components in cement clinker, imparts to mineral composition and physical properties of cement. In Non-Patent Document 3, as the MgO content increases, the aluminate phase (C 3 A) decreases and the heat of hydration tends to decrease, and the greater the total content of MgO and TiO 2 , the smaller the heat of hydration. A tendency to lose is disclosed.

"C&C 엔사이클로피디어-시멘트·콘크리트 화학의 기초 해설", 사단법인 시멘트 협회 발행, 1996년 7월, P.17-18"C&C Encyclopedia - Basic Explanation of Cement and Concrete Chemistry", published by the Cement Association, July 1996, p.17-18 "시멘트의 상식", 사단법인 시멘트 협회 발행, 2007년 1월, P.13-15"Common sense of cement", published by the Cement Association, January 2007, P.13-15 차바야시 타카시 외, "TiO2 및 MgO가 클링커 광물 조성 및 시멘트의 물성에 미치는 영향", 시멘트·콘크리트 논문집, 제66권(2012), P.211-216Takashi Chabayashi et al., "Influence of TiO2 and MgO on Clinker Mineral Composition and Physical Properties of Cement", Journal of Cement and Concrete, Vol. 66 (2012), P.211-216

비특허문헌 3과 같이, 클링커 중의 MgO 및 TiO2의 함유량에 의하여, 수화열을 저감시키는 것도 가능하다. 그러나, 현실적으로 제조되는 클링커에는, 산업 폐기물이나 부산물 등에서 유래하여, 다양한 미량 성분이 도입된다. 비특허문헌 3에서는, 다른 미량 성분이 수화열 등의 물성에 부여하는 영향에 대하여 전혀 고려되어 있지 않다.Like non-patent document 3, it is also possible to reduce the heat of hydration by content of MgO and TiO 2 in the clinker. However, in clinker produced in reality, various trace components are introduced from industrial wastes, by-products, and the like. In Non-Patent Document 3, the influence of other minor components on physical properties such as heat of hydration is not considered at all.

본 발명은, 상기 과제를 감안한 것이며, 수화열을 저감시킬 수 있는 시멘트 클링커, 및, 당해 시멘트 클링커 시멘트 조성물을 포함하는 시멘트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a cement clinker capable of reducing heat of hydration, and a cement composition comprising the cement clinker cement composition.

현실의 시멘트 클링커 제조 및 시멘트 제조에서는, 광물 조성이나 시멘트의 물성은, MgO 및 TiO2 이외의 다양한 미량 성분이나, 제조 조건 등의 영향을 받는다. 본 발명자들은, 미량 성분의 배합량 등의 제조 조건이 다른 클링커와, 수화열의 관련성에 대하여 조사하고, 클링커를 광물 조성 중의 화학 성분에 착목(着目)한 결과, 특히 알루미네이트상(C3A) 중의 미량 성분의 함유량이 수화열에 크게 영향을 미치는 것을 알아내, 본원 발명을 완성시켰다.In the production of cement clinker and the cement of the real production, physical properties of the mineral composition and the cement, subject to a variety of effects, such as trace elements and, production conditions other than MgO and TiO 2. The present inventors investigated the relationship between heat of hydration and clinker having different production conditions, such as the amount of mixing of minor components, and focused on the chemical component in the mineral composition of the clinker. As a result, especially in the aluminate phase (C 3 A) It discovered that content of a trace component had a large influence on heat of hydration, and completed this invention.

즉, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 이하의 <1>~<5>를 제공한다.That is, in order to solve the above problems, the present invention provides the following <1> to <5>.

<1> 보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율이 50~75질량%이고, 보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율이 5~25질량%이며, 보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3의 합계의 비율이 15~22질량%이고, MgO, TiO2, MnO 및 ZnO를 포함하며, 하기 식 (1)을 충족시키는, 시멘트 클링커. <1> The ratio of 3CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is 50 to 75 mass%, the ratio of 2CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is 5 to 25 mass%, and 3CaO·Al 2 calculated by the Borg formula The proportion of the sum of O 3 and 4CaO·Al 2 O 3 ·Fe 2 O 3 is 15 to 22 mass %, and contains MgO, TiO 2 , MnO and ZnO, and satisfies the following formula (1).

CMg-C3A×CTi-C3A×CMn-C3A×CZn-C3A≤0.0010…(1)C Mg-C3A ×C Ti-C3A ×C Mn-C3A ×C Zn-C3A ≤0.0010… (One)

식 (1) 중,In formula (1),

CMg-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 MgO의 함유율(질량%)을 나타내고,C Mg-C3A represents the content (mass %) of MgO in 3CaO·Al 2 O 3 ,

CTi-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 TiO2의 함유율(질량%)을 나타내며,C Ti-C3A represents the content (% by mass) of TiO 2 in 3CaO·Al 2 O 3 ,

CMn-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 MnO의 함유율(질량%)을 나타내고,C Mn-C3A represents the content (mass %) of MnO in 3CaO·Al 2 O 3 ,

CZn-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 ZnO의 함유율(질량%)을 나타낸다.C Zn-C3A represents the content (% by mass) of ZnO in 3CaO·Al 2 O 3 .

<2> 상기 3CaO·Al2O3 중의 Fe2O3의 함유율이, 6.32질량% 미만인, <1>에 기재된 시멘트 클링커.<2> The Al 2 O 3 of less than · 3CaO the content of Fe 2 O 3, 6.32% by weight, the cement clinker described in <1>.

<3> 상기 TiO2의 함유율이, 0.24질량% 미만인, <1> 또는 <2>에 기재된 시멘트 클링커.<3> The cement clinker according to <1> or <2>, wherein the TiO 2 content is less than 0.24 mass%.

<4> <1> 내지 <3> 중 어느 하나에 기재된 시멘트 클링커와, 석고를 포함하는 시멘트 조성물.<4> A cement composition comprising the cement clinker according to any one of <1> to <3> and gypsum.

<5> 원료를 배합하는 공정과, 배합된 상기 원료를 소성하는 공정을 포함하는 시멘트 클링커의 제조 방법으로서, 소성 후의 시멘트 클링커가, 보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율이 50~75질량%이고, 보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율이 5~25질량%이며, 보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3의 합계의 비율이 15~22질량%이고, MgO, TiO2, MnO 및 ZnO를 포함하며, 하기 식 (1)을 충족시키는, 제조 방법.<5> A method for producing cement clinker comprising a step of blending a raw material and a step of calcining the blended raw material, wherein the cement clinker after calcination has a ratio of 3CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula of 50 to 75 mass %, and the ratio of 2CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is 5 to 25 mass%, and the ratio of the sum of 3CaO·Al 2 O 3 and 4CaO·Al 2 O 3 ·Fe 2 O 3 calculated by the Borg formula is 15-22 mass %, containing MgO, TiO 2 , MnO, and ZnO, the manufacturing method which satisfy|fills following formula (1).

CMg-C3A×CTi-C3A×CMn-C3A×CZn-C3A≤0.0010…(1)C Mg-C3A ×C Ti-C3A ×C Mn-C3A ×C Zn-C3A ≤0.0010… (One)

식 (1) 중,In formula (1),

CMg-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 MgO의 함유율(질량%)을 나타내고,C Mg-C3A represents the content (mass %) of MgO in 3CaO·Al 2 O 3 ,

CTi-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 TiO2의 함유율(질량%)을 나타내며,C Ti-C3A represents the content (% by mass) of TiO 2 in 3CaO·Al 2 O 3 ,

CMn-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 MnO의 함유율(질량%)을 나타내고,C Mn-C3A represents the content (mass %) of MnO in 3CaO·Al 2 O 3 ,

CZn-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 ZnO의 함유율(질량%)을 나타낸다.C Zn-C3A represents the content (% by mass) of ZnO in 3CaO·Al 2 O 3 .

본 발명에 의하면, 수화열을 저감시킬 수 있는 시멘트 클링커를 얻을 수 있다. 본 발명의 시멘트 클링커를 이용함으로써, 수화열이 낮은 시멘트 조성물을 얻을 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cement clinker which can reduce the heat of hydration can be obtained. By using the cement clinker of the present invention, a cement composition having a low heat of hydration can be obtained.

이하, 본 발명의 시멘트 클링커 및 시멘트 조성물에 대하여, 상세하게 설명한다. 또한, 본 명세서 중의 "AA~BB"라는 수치 범위의 표기는, "AA 이상 BB 이하"인 것을 의미한다.Hereinafter, the cement clinker and cement composition of the present invention will be described in detail. In addition, the description of the numerical range of "AA-BB" in this specification means "AA or more and BB or less".

[시멘트 클링커][cement clinker]

본 발명의 시멘트 클링커는, 보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율이 50~75질량%이고, 보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율이 5~25질량%이며, 보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3의 합계의 비율이 15~22질량%이고, MgO, TiO2, MnO 및 ZnO를 포함하며, 하기 식 (1)을 충족시키는, 시멘트 클링커.In the cement clinker of the present invention, the ratio of 3CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is 50 to 75 mass%, the ratio of 2CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is 5 to 25 mass%, and the ratio calculated by the Borg formula is 5 to 25 mass%. The ratio of the total of 3CaO·Al 2 O 3 and 4CaO·Al 2 O 3 ·Fe 2 O 3 is 15 to 22 mass %, and contains MgO, TiO 2 , MnO and ZnO, and satisfies the following formula (1) , cement clinker.

CMg-C3A×CTi-C3A×CMn-C3A×CZn-C3A≤0.0010…(1)C Mg-C3A ×C Ti-C3A ×C Mn-C3A ×C Zn-C3A ≤0.0010… (One)

식 (1) 중,In formula (1),

CMg-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 MgO의 함유율(질량%)을 나타내고,C Mg-C3A represents the content (mass %) of MgO in 3CaO·Al 2 O 3 ,

CTi-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 TiO2의 함유율(질량%)을 나타내며,C Ti-C3A represents the content (% by mass) of TiO 2 in 3CaO·Al 2 O 3 ,

CMn-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 MnO의 함유율(질량%)을 나타내고,C Mn-C3A represents the content (mass %) of MnO in 3CaO·Al 2 O 3 ,

CZn-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 ZnO의 함유율(질량%)을 나타낸다.C Zn-C3A represents the content (% by mass) of ZnO in 3CaO·Al 2 O 3 .

본 발명의 시멘트 클링커는, 적합하게는 보통 포틀랜드 시멘트에 사용된다.The cement clinker of the present invention is suitably used for ordinary Portland cement.

본 발명의 시멘트 클링커는, 시멘트 조성물을 구성하는 주요 조성물이며, 석회석(CaO 성분), 점토(Al2O3 성분, SiO2 성분), 규석(SiO2 성분) 및 산화 철 원료(Fe2O3 성분) 등을 배합하고, 소성하여 제조된다. 본 발명의 시멘트 클링커는, 원료로서 석탄재, 건설 발생토, 고로 슬래그, 전로(轉爐) 슬래그, 부산(副産) 석고, 도시 쓰레기 소각재 등의 산업 폐기물 등을 포함하고 있어도 된다.Cement clinker of the present invention is a main composition constituting the cement composition, limestone (CaO component), clay (Al 2 O 3 component, SiO 2 component), silica stone (SiO 2 component) and iron oxide raw material (Fe 2 O 3 ) ingredients), etc. are blended and fired. The cement clinker of the present invention may contain industrial wastes such as coal ash, construction-generated soil, blast furnace slag, converter slag, Busan gypsum, and municipal waste incineration ash as a raw material.

본 발명의 시멘트 클링커는, 3CaO·SiO2(약호: C3S), 2CaO·SiO2(약호: C2S), 3CaO·Al2O3(약호: C3A), 및 4CaO·Al2O3·FeO3(약호: C4AF)을 포함한다. 시멘트 클링커는, 앨라이트(C3S) 및 벨라이트(C2S)의 주요 광물과, 그 주요 광물의 결정 간에 존재하는 알루미네이트상(C3A) 및 페라이트상(C4AF)의 간극상 등으로 구성된다.The cement clinker of the present invention is 3CaO·SiO 2 (abbreviation: C 3 S), 2CaO·SiO 2 (abbreviation: C 2 S), 3CaO·Al 2 O 3 (abbreviation: C 3 A), and 4CaO·Al 2 O 3 ·FeO 3 (abbreviation: C 4 AF) is included. Cement clinker is a gap between aluminate phase (C 3 A) and ferrite phase (C 4 AF) that exists between the main minerals of alite (C 3 S) and bellite (C 2 S) and crystals of the main minerals. It consists of awards, etc.

시멘트 클링커에 있어서의 C3S, C2S, C3A 및 C4AF의 비율은, JIS R 5204:2019 "시멘트의 형광 X선 분석 방법"에 의하여 측정된 시멘트 클링커에 있어서의 CaO, SiO2, Al2O3 및 Fe2O3의 비율로부터, 시멘트 화학의 분야에서 보그식이라고 불리는 계산식에 의하여 구해진다(예를 들면, 다이몬 마사키 편역 "시멘트의 과학", 우치다 로카쿠호(1989), P.11을 참조).The ratio of C 3 S, C 2 S, C 3 A and C 4 AF in the cement clinker is CaO, SiO in the cement clinker measured according to JIS R 5204:2019 "Method for fluorescence X-ray analysis of cement" From the ratio of 2 , Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 , it is obtained by a calculation formula called the Borg equation in the field of cement chemistry (for example, “Science of Cement” translated by Masaki Daimon, Rokakuho Uchida (1989), See p.11).

<3CaO·SiO2(C3S)의 비율><Ratio of 3CaO·SiO 2 (C 3 S)>

본 발명의 시멘트 클링커에 있어서의 보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율은, 50~75질량%이다. 보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율이 50질량% 미만이면, 시멘트 클링커에 의하여 발현되는 콘크리트나 모르타르의 강도가 저하되는 경우가 있다. 보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율이 75질량%보다 크면, 시멘트 조성물의 수화열이 과도하게 높아지는 경우가 있다. 보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율은, 50~70질량%인 것이 바람직하고, 55~70질량%인 것이 보다 바람직하며, 55~67질량%인 것이 더 바람직하다.The percentage of 3CaO · SiO 2 calculated by the Borg type of the cement clinker of the present invention is 50 to 75% by weight. When the ratio of 3CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is less than 50 mass %, the strength of concrete or mortar expressed by cement clinker may decrease. When the ratio of 3CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is larger than 75 mass%, the heat of hydration of the cement composition may become excessively high. The ratio of 3CaO · SiO 2 calculated by the Borg type is between 50 and 70 in that it is preferable, more preferably 55 to 70% by mass% by mass, more preferably of 55-67% by weight.

<2CaO·SiO2(C2S)의 비율><2CaO·SiO 2 (C 2 S) ratio>

본 발명의 시멘트 클링커에 있어서의 보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율은, 5~25질량%이다. 보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율이 5질량% 미만이면, 결과적으로, 3CaO·SiO2의 비율이 높아져, 시멘트 조성물의 수화열이 과도하게 높아지는 경우가 있다. 또, 보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율이 25질량%보다 커지면, 시멘트 조성물에 의하여 발현되는 콘크리트나 모르타르의 단기 강도가 과도하게 낮아지는 경우가 있다. 보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율은, 10~25질량%인 것이 바람직하고, 11~23질량%인 것이 보다 바람직하며, 12~22질량%인 것이 더 바람직하다.The percentage of 2CaO · SiO 2 calculated by the Borg type of the cement clinker of the present invention is 5 to 25 mass%. When the ratio of 2CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is less than 5 mass%, as a result, the ratio of 3CaO·SiO 2 becomes high, and the heat of hydration of the cement composition may become excessively high. In addition, there is a case that the ratio of 2CaO · SiO 2 calculated by the Borg expression greater than 25% by mass, the short-term strength of the concrete or mortar to be expressed by the cement composition being excessively lowered. The ratio of 2CaO · SiO 2 calculated by the Borg type is, that the 10 to 25% by mass is preferable, more preferably 11-23% by weight, more preferably of 12 to 22% by mass.

<3CaO·Al2O3(C3A) 및 4CaO·Al2O3·FeO3(C4AF)의 합계의 비율><Ratio of the sum of 3CaO·Al 2 O 3 (C 3 A) and 4CaO·Al 2 O 3 ·FeO 3 (C 4 AF)>

본 발명의 시멘트 클링커에 있어서의 보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·FeO3의 합계의 비율은, 15~22질량%이다. 보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·FeO3의 합계의 비율이 15질량% 미만이면, 시멘트 클링커의 소성 시에 생성되는 액상의 양이 적어지기 때문에, 액상 개재에 의한 고상-액상 반응이 신속하게 진행되지 않게 되어, 시멘트 클링커의 소성이 불충분해지는 경우가 있다.The ratio of the sum of the cost calculated by the Borg type of the cement clinker of the invention 3CaO · Al 2 O 3, and 4CaO · Al 2 O 3 · FeO 3 is a 15-22% by weight. When the ratio of the total of 3CaO·Al 2 O 3 and 4CaO·Al 2 O 3 ·FeO 3 calculated by the Borg formula is less than 15% by mass, the amount of the liquid phase generated during the firing of cement clinker is small, so liquid inclusions The solid-liquid reaction does not proceed rapidly, and the calcination of the cement clinker may become insufficient.

또, 시멘트 킬른 중에 먼지가 비산하여, 버너로부터의 복사열이 차단되기 때문에, 시멘트 클링커의 소성을 효율적으로 실시할 수 없는 경우가 있다. 또, 보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·FeO3의 합계의 비율이 22질량%보다 크면, 조업(操業) 불량을 일으키기 쉬워짐과 동시에, 강도에 기여하는 칼슘실리케이트 광물의 생성이 적어지기 때문에, 본 발명의 시멘트 클링커를 이용한 시멘트 조성물의 강도가 저하되는 경우가 있다. 또, 시멘트 조성물의 수화열이 과도하게 높아지는 경우가 있다. 보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·FeO3의 합계의 비율은, 17~22질량%인 것이 바람직하고, 18~22질량%인 것이 보다 바람직하며, 18~20질량%인 것이 더 바람직하다.Moreover, since dust scatters in a cement kiln and the radiant heat from a burner is interrupted|blocked, it may not be able to perform baking of cement clinker efficiently. In addition, when the ratio of the total of 3CaO·Al 2 O 3 and 4CaO·Al 2 O 3 ·FeO 3 calculated by the Borg formula is greater than 22% by mass, operation failure tends to occur and at the same time contributes to strength. Since the production of calcium silicate minerals is reduced, the strength of the cement composition using the cement clinker of the present invention may be lowered. In addition, the heat of hydration of the cement composition may become excessively high. The ratio of the total of 3CaO·Al 2 O 3 and 4CaO·Al 2 O 3 ·FeO 3 calculated by the Borg formula is preferably 17 to 22 mass %, more preferably 18 to 22 mass %, and 18 to It is more preferable that it is 20 mass %.

<3CaO·Al2O3(C3A)의 비율><Ratio of 3CaO·Al 2 O 3 (C 3 A)>

본 발명의 시멘트 클링커에 있어서의 보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3의 비율은, 바람직하게는 5.5~12.5질량%이고, 보다 바람직하게는 7~12질량%이며, 더 바람직하게는 8~11질량%이다. 보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3의 비율이 상기 범위이면, 시멘트 클링커의 소성 중에 생성되는 액상의 점성 저하를 억제하고, 시멘트 클링커의 조립을 적절히 진행시켜, 시멘트 클링커의 입경이 작아짐으로써 클링커 쿨러 중의 층압이 일정하지 않게 되는 것을 억제함과 함께, 수화열을 낮게 할 수 있다. 또한, 클링커 쿨러 중의 층압이 일정하지 않게 되면, 시멘트 클링커의 급랭에 지장을 초래하는 경우가 있다. The proportion of 3CaO·Al 2 O 3 calculated by the Borg formula in the cement clinker of the present invention is preferably 5.5 to 12.5 mass%, more preferably 7 to 12 mass%, still more preferably 8 to 11 mass %. When the ratio of 3CaO·Al 2 O 3 calculated by the Borg formula is within the above range, the decrease in the viscosity of the liquid phase generated during the firing of cement clinker is suppressed, the granulation of cement clinker is appropriately advanced, and the particle size of the cement clinker is reduced. While suppressing that the layer pressure in a cooler becomes non-constant, heat of hydration can be made low. Moreover, when the layer pressure in a clinker cooler becomes non-constant, it may cause trouble in the rapid cooling of cement clinker.

<4CaO·Al2O3·FeO3(C4AF)의 비율><Ratio of 4CaO·Al 2 O 3 ·FeO 3 (C 4 AF)>

본 발명의 시멘트 클링커에 있어서의 보그식으로 산출된 4CaO·Al2O3·FeO3의 비율은, 바람직하게는 8.5~12.5질량%이고, 보다 바람직하게는 9.0~11.5질량%이며, 더 바람직하게는 9.5~11.0질량%이다. 보그식으로 산출된 4CaO·Al2O3·FeO3의 비율이 상기 범위이면, 시멘트 조성물이 발현하는 강도를 보다 높게 할 수 있음과 함께, 수화열을 보다 낮게 할 수 있다. The proportion of 4CaO·Al 2 O 3 ·FeO 3 calculated by the Borg formula in the cement clinker of the present invention is preferably 8.5 to 12.5 mass%, more preferably 9.0 to 11.5 mass%, still more preferably is 9.5 to 11.0 mass %. When the ratio of 4CaO·Al 2 O 3 ·FeO 3 calculated by the Borg formula is within the above range, the strength expressed by the cement composition can be made higher, and the heat of hydration can be made lower.

<미량 성분><Minor ingredients>

본 발명의 시멘트 클링커는, 미량 성분으로서 MgO, TiO2, MnO 및 ZnO를 포함한다. MgO, TiO2, MnO의 각 함유량은, JIS R 5204:2019 "시멘트의 형광 X선 분석 방법"에 준거하여 측정된다. ZnO의 함유량은 JCAS I-53:2018 "시멘트 중의 미량 성분의 정량 방법"에 준거하여 측정된다.The cement clinker of the present invention contains MgO, TiO 2 , MnO and ZnO as trace components. Each content of MgO, TiO 2, MnO is, JIS R 5204: 2019 is measured according to "Method of X-ray fluorescence analysis of cement". The content of ZnO is measured in accordance with JCAS I-53:2018 "Method for Quantification of Trace Components in Cement".

MgO는, 예를 들면, MgO를 많이 포함하는 슬래그를 시멘트 클링커의 원료로서 이용함으로써, 시멘트 클링커에 도입된다.MgO is introduced into cement clinker, for example, by using slag containing a lot of MgO as a raw material of cement clinker.

TiO2은, 예를 들면, 타이타늄 석고나 플라이 애시를 시멘트 클링커의 원료로서 이용함으로써, 시멘트 클링커에 도입된다.TiO 2, for example, by using the titanium gypsum or fly ash as a raw material for cement clinker, it is introduced into the cement clinker.

MnO는, 예를 들면, 고로 슬래그, 전로 슬래그를 시멘트 클링커의 원료로서 이용함으로써, 시멘트 클링커에 도입된다.MnO is introduced into cement clinker, for example, by using blast furnace slag and converter slag as raw materials for cement clinker.

ZnO는, 예를 들면, 도시 쓰레기 소각재를 시멘트 클링커의 원료로서 이용함으로써, 시멘트 클링커에 도입된다.ZnO is introduced into cement clinker, for example, by using municipal waste incineration ash as a raw material for cement clinker.

<MgO의 함유량><Content of MgO>

본 발명에 있어서, 시멘트 클링커 중의 MgO의 함유량은, 바람직하게는 0.50~2.00질량%, 보다 바람직하게는 0.80~1.80질량%, 더 바람직하게는 0.95~1.60질량%이다. MgO의 함유량이 상기 범위임으로써, 시멘트 클링커의 소성이 양호해짐과 함께, 콘크리트나 모르타르의 경화 시의 수화 팽창을 억제할 수 있다.In this invention, content of MgO in cement clinker becomes like this. Preferably it is 0.50-2.00 mass %, More preferably, it is 0.80-1.80 mass %, More preferably, it is 0.95-1.60 mass %. When content of MgO is the said range, while the plasticity of cement clinker becomes favorable, the hydration expansion at the time of hardening of concrete or mortar can be suppressed.

본 발명에 있어서의 시멘트 클링커는, 3CaO·Al2O3 중의 MgO, TiO2, MnO 및 ZnO의 각 함유율(질량%)이, 하기 식 (1)을 충족시킨다.In the cement clinker in the present invention, each content rate (mass %) of MgO, TiO 2 , MnO and ZnO in 3CaO·Al 2 O 3 satisfies the following formula (1).

CMg-C3A×CTi-C3A×CMn-C3A×CZn-C3A≤0.0010…(1)C Mg-C3A ×C Ti-C3A ×C Mn-C3A ×C Zn-C3A ≤0.0010… (One)

CMg-C3A: 3CaO·Al2O3 중의 MgO의 함유율(질량%)C Mg-C3A : content of MgO in 3CaO·Al 2 O 3 (% by mass)

CTi-C3A: 3CaO·Al2O3 중의 TiO2의 함유율(질량%)C Ti-C3A : TiO 2 content in 3CaO·Al 2 O 3 (% by mass)

CMn-C3A: 3CaO·Al2O3 중의 MnO의 함유율(질량%)C Mn-C3A : content of MnO in 3CaO·Al 2 O 3 (% by mass)

CZn-C3A: 3CaO·Al2O3 중의 ZnO의 함유율(질량%)C Zn-C3A : ZnO content (mass %) in 3CaO·Al 2 O 3

식 (1) 중, CMg-C3A, CTi-C3A, CMn-C3A, CZn-C3A는, 실제의 시멘트 클링커에 있어서 C3A에 포함되는 각 성분의 함유율을 나타내고 있다. 식 (1)은, 중회귀(重回歸) 분석에 의하여 구할 수 있다.In formula (1), C Mg-C3A , C Ti-C3A , C Mn-C3A , and C Zn-C3A represents the content of each component contained in C 3 A in actual cement clinker. Formula (1) can be calculated|required by multiple regression analysis.

CMg-C3A, CTi-C3A, CMn-C3A, CZn-C3A는, 이하의 스텝에 의하여 구해진다. 먼저, 시멘트 클링커에 소정의 처리를 실시하고, 전자선 마이크로애널라이저(EPMA)에 의하여 시멘트 클링커 입자의 조성상(組成像)을 관찰한다.C Mg-C3A , C Ti-C3A , C Mn-C3A , and C Zn-C3A are obtained by the following steps. First, a predetermined process is given to cement clinker, and the compositional image of cement clinker particle|grains is observed with the electron beam microanalyzer (EPMA).

조성상에 있어서, 이하의 특징에 근거하여 각 광물을 특정한다.On the composition, each mineral is specified based on the following characteristics.

(a) C3S: 다각형 입자, 명회색, 크기 수십 μm.(a) C 3 S: polygonal particles, light gray, tens of μm in size.

(b) C2S: 타원형 입자, 암회색, 크기 수십 μm.(b) C 2 S: elliptical particles, dark gray, tens of μm in size.

(c) C3A: C3S 및 C2S로 특정된 입자 간에 보여지는 부정형 조직, 암회색, 크기 수 μm~수십 μm.(c) C 3 A: Amorphous texture seen between particles specified as C 3 S and C 2 S, dark gray, a few μm to several tens of μm in size.

(d) C4AF: C3S 및 C2S로 특정된 입자 간에 보여지는 부정형 조직, 백색, 크기 수 μm~수십 μm.(d) C 4 AF: Amorphous texture seen between particles specified as C 3 S and C 2 S, white, several μm to tens of μm in size.

상기 지표에서 특정된 C3A에 대하여 전자선 마이크로애널라이저(EPMA)에 의하여 특성 X선 분석을 행하여, C3A 중의 MgO, TiO2, MnO 및 ZnO의 함유율(질량%)을 구한다. 또한, 본 발명에서는, 조성상에서 C3A로 특정된 영역의 복수 점에 대하여 특성 X선 분석을 행하여, 1.35<(CaO 함유율)/(Al2O3 함유율+Fe2O3 함유율)<2.2의 범위 내가 되는 점을 분석점으로 하여 채용한다. 그리고, 20점의 분석점에서의 각 성분의 측정값의 평균을, 각각 CMg-C3A, CTi-C3A, CMn-C3A, CZn-C3A로 한다.Characteristic X-ray analysis is performed with an electron beam microanalyzer (EPMA) for C 3 A specified in the above index, and the content (% by mass) of MgO, TiO 2 , MnO and ZnO in C 3 A is determined. Further, in the present invention, characteristic X-ray analysis is performed on a plurality of points in the region specified as C 3 A on the composition, so that 1.35 < (CaO content) / (Al 2 O 3 content + Fe 2 O 3 content) < 2.2 Points that fall within the range are employed as analysis points. Then, the average of the measured values of each component at the 20 analysis points is C Mg-C3A , C Ti-C3A , C Mn-C3A , and C Zn-C3A , respectively.

식 (1)을 충족시킴으로써, 수화열이 낮은 시멘트 클링커를 얻는 것이 가능해진다. 이 이유로서, 이하의 2점이 생각된다.By satisfying the formula (1), it becomes possible to obtain cement clinker with a low heat of hydration. As this reason, the following two points are considered.

식 (1)은, C3A 중의 MgO, TiO2, MnO 및 ZnO의 함유량이 적은 것을 나타내고 있다. C3A 중의 미량 성분이 적음으로써, C3A의 활성이 낮아져, 이 결과, 수화열이 저감된다고 추측된다. 수화열을 저감시킨다는 관점에서, 식 (1)의 좌변은 0.0008 이하인 것이 바람직하다. 한편, C3A의 활성을 어느 정도 확보하여, 모르타르나 콘크리트의 응결 시간의 지연을 방지한다는 관점에서, 식 (1)의 좌변은, 0.0001 이상인 것이 바람직하다.Equation (1), it indicates that the content of MgO, TiO 2, MnO and ZnO in C 3 A less. By C 3 A small amount of this component in the low, the activity of C 3 A becomes low, the result is assumed that the heat of hydration is reduced. From the viewpoint of reducing the heat of hydration, the left side of the formula (1) is preferably 0.0008 or less. On the other hand, from the viewpoint of securing the activity of C 3 A to some extent and preventing the delay in setting time of mortar or concrete, the left side of the formula (1) is preferably 0.0001 or more.

또, C3A 중에 미량 성분이 식 (1)을 충족시키는 것은, 상대적으로 다른 상에 Mg, Ti, Mn, Zn이 많이 고용(固溶)되어 있는 것이 된다. Mg, Ti, Mn, Zn이 C4AF에 고용될 때에는, Al가 C4AF에 투입되기 쉬워져, 상대적으로, C3A의 석출이 적어지기 때문에 수화열이 저감된다고 생각된다.In addition, the fact that the trace component in C 3 A satisfies Formula (1) means that a large amount of Mg, Ti, Mn, and Zn are dissolved in a relatively different phase. When Mg, Ti, Mn, and Zn are dissolved in C 4 AF, Al is more likely to be injected into C 4 AF, and it is thought that the heat of hydration is reduced because precipitation of C 3 A is relatively reduced.

MnO 및 ZnO는, 일반적인 포틀랜드 시멘트 클링커에서는 매우 미량인 성분이지만, C3A의 상대적인 석출량의 저감이나 C3A 중의 결정 구조에 관련하여 수화열에 대한 영향을 무시할 수 있는 것은 아니라고 생각된다.MnO and ZnO, but the very small amount of components in a typical Portland cement clinker, it is understood that in connection with the reduction of the relative amount of the precipitated crystal in the C 3 A and C 3 A structures can ignore the influence on the heat of hydration.

본 발명에 있어서, 3CaO·Al2O3(C3A) 중의 Fe2O3의 함유율(이하, "CFe-C3A"라고 칭하는 경우가 있다)이, 6.32질량% 미만인 것이 바람직하다. CFe-C3A는, CMg-C3A 등과 동일하게, 전자선 마이크로애널라이저(EPMA)에 의한 분석으로부터 취득된다. 구체적으로, 상술한 스텝에 의하여, 특정된 C3A에 대하여 전자선 마이크로애널라이저(EPMA)에 의하여 특성 X선 분석을 행하여, C3A 중의 Fe2O3의 함유율(질량%)을 구한다. 그리고, 20점의 분석점에서의 각 성분의 측정값의 평균을 CFe-C3A로 한다.In the present invention, the content of Fe 2 O 3 in 3CaO·Al 2 O 3 (C 3 A) (hereinafter, sometimes referred to as “C Fe-C3A ”) is preferably less than 6.32 mass %. C Fe-C3A is obtained from analysis by an electron beam microanalyzer (EPMA), similarly to C Mg-C3A and the like. Specifically, the characteristic X-ray analysis is performed with an electron beam microanalyzer (EPMA) for C 3 A specified by the above-described steps to determine the content (mass %) of Fe 2 O 3 in C 3 A. And let C Fe-C3A be the average of the measured values of each component at 20 analysis points.

실제의 시멘트 클링커 중의 광물은, 상기 미량 성분이나 제조 조건 등의 영향에 의하여, 각 상의 주성분에 대하여 다른 성분이 고용되어 형성되어 있다. Fe2O3은, 대부분이 C4AF에 포함되지만, 일부는 C3A, C3S 및 C2S에도 고용된다. 여기에서, 상기 보그식으로 나타나는 광물 조성의 범위에서는, 실(實)광물에 있어서 간극상인 C3A 중에 포함되는 Fe2O3의 함유율이 적어질수록, C3A가 석출되기 어렵고, C4AF가 석출되기 쉬운 상황이라고 추측된다. 즉, 시멘트 클링커 중의 Fe2O3 및 Al2O3은, C4AF의 석출에 소비되기 쉽고, 상대적으로 시멘트 클링커 중의 C3A의 비율이 저감되는 것으로 이어진다. 상기와 같이, C3A 중의 Fe2O3의 함유율이 6.32질량% 미만임으로써, 수화열 상승의 원인이 되는 C3A의 석출이 억제되어, 수화열의 저감 효과를 얻을 수 있다. C3A 중의 Fe2O3의 함유율은, 6.00질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 5.90질량% 이하인 것이 더 바람직하고, 5.80질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.The minerals in the actual cement clinker are formed by dissolving other components in solid solution with respect to the main components of each phase under the influence of the above-mentioned minor components, manufacturing conditions, and the like. Fe 2 O 3 is mostly included in C 4 AF, but some is also dissolved in C 3 A, C 3 S and C 2 S. Here, in the range of the mineral composition expressed by the above Borg formula, as the content of Fe 2 O 3 contained in C 3 A, which is an interstitial phase in the real mineral, decreases, C 3 A is less likely to be precipitated, and C 4 It is presumed that this is a situation in which AF tends to precipitate. That is, Fe 2 O 3 and Al 2 O 3 in the cement clinker are likely to be consumed for precipitation of C 4 AF, which leads to a relatively reduced ratio of C 3 A in the cement clinker. As described above, when the content of Fe 2 O 3 in C 3 A is less than 6.32 mass %, precipitation of C 3 A that causes an increase in the heat of hydration is suppressed, and the effect of reducing the heat of hydration can be obtained. The content of Fe 2 O 3 in C 3 A is more preferably 6.00 mass % or less, still more preferably 5.90 mass % or less, and particularly preferably 5.80 mass % or less.

본 발명에 있어서, 상기 CTi-C3A(C3A 중의 TiO2의 함유율)가, 0.24질량% 미만인 것이 바람직하다. C3A 중의 TiO2의 함유율이 적을수록, C3A 중의 Fe2O3의 함유량도 감소하는 경향이 있다. 이 때문에, 상대적으로, 시멘트 클링커 중의 C4AF의 비율이 증가하고, C4AF의 비율이 저하되는 경향이 있다. CTi-C3A가 상기 범위임으로써, C3A의 석출을 억제하여, 수화열을 저감시킬 수 있다.In the present invention, it is preferable that the C Ti-C3A (the content of TiO 2 in C 3 A) is less than 0.24 mass%. The content of Fe 2 O 3 in C 3 A tends to decrease as the content of TiO 2 in C 3 A is small. For this reason, relatively, the ratio of C 4 AF in cement clinker increases, and there exists a tendency for the ratio of C 4 AF to fall. When C Ti-C3A is in the above range , precipitation of C 3 A can be suppressed and heat of hydration can be reduced.

시멘트 클링커의 실광물 중의 화학 조성은, 시멘트 클링커의 화학 조성, 시멘트 클링커 제조 시의 소성 조건(열 이력) 등에 의하여, 조정할 수 있다.The chemical composition of the actual mineral of cement clinker can be adjusted according to the chemical composition of cement clinker, calcination conditions (heat history) at the time of manufacture of cement clinker, etc.

식 (1)을 충족시키기 쉽게 하기 위하여, 예를 들면, 시멘트 클링커 중의 Al2O3, Fe2O3, MgO, TiO2, MnO, 및, ZnO의 각 함유율이, 하기 식 (2)를 충족시키는 것이 바람직하다.In order to easily satisfy Formula (1), for example, each content rate of Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MgO, TiO 2 , MnO, and ZnO in cement clinker satisfies Formula (2) below. It is preferable to do

CAl2O3×(33.06)+CFe2O3×(-8.12)+CMgO×(-48.08)+CTiO2×(-163.60)+CMnO×(-390.81)+CZnO×(104.60)<42.9…(2)C Al2O3 ×(33.06)+C Fe2O3 ×(-8.12)+C MgO ×(-48.08)+C TiO2 ×(-163.60)+C MnO ×(-390.81)+C ZnO ×(104.60)<42.9… (2)

식 (2)에 있어서, CAl2O3은 Al2O3의 함유율(질량%), CFe2O3은 Fe2O3의 함유율(질량%), CMgO는 MgO의 함유율(질량%), CTiO2은 TiO2의 함유율(질량%), CMnO는 MnO의 함유율(질량%), CZnO는 ZnO의 함유율(질량%)이다. CAl2O3, CFe2O3, CMgO, CTiO2, CMnO는, JIS R 5204:2019 "시멘트의 형광 X선 분석 방법"에 준거하여 측정되며, CZnO는 JCAS I-53:2018 "시멘트 중의 미량 성분의 정량 방법"에 준거하여 측정된다. 식 (2)는, 중회귀 분석에 의하여 구할 수 있다.In the formula (2), C Al2O3 is Al 2 O 3 content (mass %), C Fe2O3 is Fe 2 O 3 content (mass %), C MgO is MgO content (mass %), C TiO2 is TiO 2 content (mass %), C MnO is the MnO content (mass %), and C ZnO is the ZnO content (mass %). C Al2O3 , C Fe2O3 , C MgO , C TiO2 , C MnO are measured in accordance with JIS R 5204:2019 "Method for Fluorescence X-ray Analysis of Cement", and C ZnO is JCAS I-53:2018 "Minor components in cement" It is measured in accordance with the "quantitation method of Formula (2) can be calculated|required by multiple regression analysis.

식 (2)의 좌변의 각 항의 계수는, 그 성분의 수화열에 대한 기여에 상당한다. 식 (2)는, 미량 성분인 MgO, TiO2, MnO 및 ZnO의 복합 작용에 의하여, 간극상의 광물 조성이 변동되는 것을 의미하는 것이다. 식 (2)에서는, 일반적인 포틀랜드 시멘트 클링커에서는 매우 미량인 성분인 MnO 및 ZnO의 계수가 높으므로, MnO 및 ZnO가, 간극상의 광물의 구성비에도 영향을 주고 있다고 할 수 있다. 본 발명에 있어서, 시멘트 클링커의 화학 조성이 식 (2)를 충족시킴으로써, 식 (1)을 충족시키기 쉬워진다.The coefficient of each term of the left side of Formula (2) corresponds to the contribution to the heat of hydration of the component. Equation (2), by which MgO, TiO 2, MnO and ZnO composite action of trace components, intended to mean that the mineral composition on the gap variation. In the formula (2), since the coefficients of MnO and ZnO, which are very trace components in general Portland cement clinker, are high, it can be said that MnO and ZnO also affect the composition ratio of minerals in the interstitial phase. In this invention, when the chemical composition of cement clinker satisfy|fills Formula (2), it becomes easy to satisfy Formula (1).

소성 조건으로서는, 소성 분위기나, 소성 온도, 냉각 속도 등을 들 수 있다. 예를 들면, 소성 분위기가 환원 상태인 경우나, 소성 온도가 높은 경우, 냉각 속도가 급랭인 경우에, 식 (1)을 충족시키기 쉽게 할 수 있다.Examples of the firing conditions include a firing atmosphere, a firing temperature, and a cooling rate. For example, when the firing atmosphere is in a reduced state, when the firing temperature is high, or when the cooling rate is rapid cooling, the expression (1) can be easily satisfied.

[시멘트 클링커의 제조 방법][Method for producing cement clinker]

본 발명의 클링커는, 예를 들면, 이하와 같이 하여 제조할 수 있다.The clinker of the present invention can be produced, for example, as follows.

클링커 원료로서는, Ca, Si, Al, Fe 외에, 적어도 Mg, Ti, Mn, Zn을 포함하는 것을 이용한다. 상기 원소를 포함하는 것이면, 원소 단체(單體)물, 산화물, 탄산화물 등의 형태를 불문하고 이용할 수 있으며, 또, 그들의 혼합물을 이용할 수 있다. 예를 들면, 천연 원료로서, 석회석, 점토, 규석, 산화 철 원료를 들 수 있고, 공업적인 원료의 예로서, 상기 원소를 포함하는 폐기물 원료, 고로 슬래그, 플라이 애시 등을 들 수 있다. 클링커 원료의 혼합 비율에 관해서는, 목적으로 하는 보그식값에 대응한 성분 조성이 되고, 또한, 소성 후의 시멘트 클링커에 있어서 식 (1)과 같이, 원료 배합을 정한다. 예를 들면, 시멘트 클링커의 화학 조성이 식 (2)를 충족시키도록, 원료를 배합한다.As a clinker raw material, the thing containing at least Mg, Ti, Mn, and Zn other than Ca, Si, Al, and Fe is used. As long as it contains the said element, it can use irrespective of the form of an elemental substance, an oxide, a carbonate, etc., Moreover, those mixtures can be used. For example, limestone, clay, silica stone, and iron oxide raw material are mentioned as a natural raw material, As an example of an industrial raw material, waste raw material containing the said element, blast furnace slag, fly ash, etc. are mentioned. Regarding the mixing ratio of the clinker raw material, a component composition corresponding to the target Borg's formula value is obtained, and the raw material blend is determined as in formula (1) in the cement clinker after calcination. For example, the raw materials are blended so that the chemical composition of cement clinker satisfies the formula (2).

그리고, 목적으로 하는 클링커가 얻어지는 것 같은 조성으로 혼합된 클링커 원료를, 소정의 소성 조건으로 소성하고, 냉각한다. 소성은, 통상, 전기로나 로터리 킬른 등을 이용하여 행해진다. 소성 방법으로서는, 예를 들면, 클링커 원료를, 소정의 제1 소성 온도 및 제1 소성 시간으로 가열하여 소성을 행하는 제1 소성 공정과, 당해 제1 소성 공정 후, 제1 소성 온도부터 소정의 제2 소성 온도까지 소정의 승온 시간을 들여 승온시키는 승온 공정과, 당해 승온 공정 후, 소정의 제2 소성 온도 및 제2 소성 시간으로 가열하여 소성을 행하는 제2 소성 공정을 포함하는 방법을 들 수 있다. 각 공정의 온도 및 시간은, 소성 후의 시멘트 클링커가 식 (1)을 충족시키는 것을 기준으로 하여 설정할 수 있다. 예를 들면, 클링커 원료를, 950~1100℃의 소성 온도(제1 소성 온도)에서 30~60분간(제1 소성 시간) 가열하여 소성을 행한 후(제1 소성 공정), 1420~1480℃(제2 소성 온도)까지 30~60분(승온 시간)에 걸쳐 승온시키고(승온 공정), 추가로 1420~1480℃에서 15~45분간(제2 소성 시간) 가열하여 소성을 행한 후(제2 소성 공정), 소성물을 급랭함으로써, 클링커를 제조할 수 있다.Then, the clinker raw material mixed with a composition such that the target clinker is obtained is fired under predetermined firing conditions and cooled. Firing is normally performed using an electric furnace, a rotary kiln, etc. As the firing method, for example, a first firing step of heating the clinker raw material to a predetermined first firing temperature and a first firing time to perform firing, and after the first firing step, a predetermined first firing step is performed from the first firing temperature. Second, a method including a temperature raising step of raising the temperature to the second firing temperature over a predetermined heating time, and a second firing step of heating and firing at a predetermined second firing temperature and a second firing time after the temperature increasing step are mentioned. . The temperature and time of each step can be set on the basis that the cement clinker after calcination satisfies the formula (1). For example, after calcining the clinker raw material by heating it at a calcination temperature of 950 to 1100 ° C (first calcination temperature) for 30 to 60 minutes (first calcination time) (first calcination step), 1420 to 1480 ° C. ( After heating up to the second calcination temperature) over 30 to 60 minutes (temperature increase time) (temperature increase step), and further heating at 1420 to 1480° C. for 15 to 45 minutes (second calcination time) to perform the calcination (second calcination) step), by quenching the calcined product, clinker can be produced.

[시멘트 조성물][Cement composition]

본 발명의 시멘트 조성물은, 상기 시멘트 클링커와, 석고를 포함한다. 시멘트 클링커 및 석고의 혼합물의 블레인 비표면적은, 3000cm2/g 이상 3400cm2/g 이하인 것이 바람직하고, 3100cm2/g 이상 3300cm2/g 이하인 것이 보다 바람직하다.The cement composition of this invention contains the said cement clinker and gypsum. Blaine specific surface area of the mixture of cement clinker and gypsum is to 3000cm 2 / g or more 3400cm 2 / g or less, and more preferably 3100cm 2 / g or more 3300cm 2 / g or less.

<석고><Gypsum>

본 발명의 시멘트 조성물에 있어서의 석고의 비율은, SO3 환산량으로 바람직하게는 0.5~2.5질량%, 보다 바람직하게는 1.0~1.8질량%이다. 석고의 비율을 상기 범위로 함으로써, 시멘트 조성물의 건조 수축을 적절히 할 수 있음과 함께, 시멘트 조성물이 발현하는 강도를 높게 할 수 있다. 석고 중의 SO3의 비율은, JIS R 5202:2010 "포틀랜드 시멘트의 화학 분석 방법"에 준하여 측정할 수 있다. 시멘트 조성물 중의 석고의 SO3으로 환산한 질량의 비율은, 석고의 배합량과 석고에 포함되는 SO3의 비율로부터 구할 수 있다.The proportion of gypsum in the cement composition of the present invention is preferably 0.5 to 2.5 mass%, more preferably 1.0 to 1.8 mass% in terms of SO 3 . By making the ratio of gypsum into the said range, while drying shrinkage of a cement composition can be suitably made, the intensity|strength expressed by a cement composition can be made high. The ratio of SO 3 in the gypsum can be measured according to JIS R 5202:2010 "Chemical Analysis Method of Portland Cement". The ratio of the weight in terms of SO 3 of the gypsum in the cement composition can be determined from the ratio of the SO 3 contained in the mixing amount of gypsum and plaster.

석고로서는, 무수 석고, 반수 석고, 이수 석고 모두 사용할 수 있다.As the gypsum, any of anhydrite, hemihydrate gypsum, and dihydrate gypsum can be used.

<그 외의 성분><Other ingredients>

본 발명의 시멘트 조성물에는, 유동성, 수화 속도 또는 강도 발현의 조절용으로서, 플라이 애시, 고로 슬래그 혹은 실리카 흄 등을 더 첨가할 수 있다. 또, 본 발명의 시멘트 조성물에, AE 감수제, 고성능 감수제 또는 고성능 AE 감수제, 특히 폴리카복실산계 고성능 AE 감수제를 첨가할 수 있다.To the cement composition of the present invention, fly ash, blast furnace slag, silica fume, or the like may be further added for controlling fluidity, hydration rate, or strength expression. Moreover, to the cement composition of this invention, an AE water reducing agent, a high performance water reducing agent, or a high performance AE water reducing agent, especially a polycarboxylic acid type high performance AE water reducing agent can be added.

[모르타르 및 콘크리트][Mortar and Concrete]

본 발명의 시멘트 조성물을, 물과 혼합함으로써, 시멘트 밀크를 제작할 수 있다. 본 발명의 시멘트 조성물을, 물 및 모래와 혼합함으로써, 모르타르를 제작할 수 있다. 본 발명의 시멘트 조성물을, 물, 모래 및 자갈과 혼합함으로써, 콘크리트를 제조할 수 있다. 또, 상기 시멘트 조성물로 모르타르나 콘크리트를 제작할 때, 고로 슬래그나 플라이 애시 등을 첨가할 수도 있다.Cement milk can be produced by mixing the cement composition of this invention with water. A mortar can be produced by mixing the cement composition of this invention with water and sand. Concrete can be manufactured by mixing the cement composition of this invention with water, sand and gravel. Moreover, when producing a mortar or concrete from the said cement composition, blast furnace slag, fly ash, etc. can also be added.

실시예Example

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은, 이하의 실시예에 결코 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples. However, this invention is by no means limited to a following example.

1. 측정 및 평가1. Measurement and evaluation

1-1. 클링커 조성1-1. Clinker composition

실시예 및 비교예의 시멘트 클링커 중의 화학 조성(각 성분의 함유율)을, JIS R 5204:2019 "시멘트의 형광 X선 분석 방법" 및 JCAS I-53:2018 "시멘트 중의 미량 성분의 정량 방법"에 준거하여 측정했다. 광물 조성은, 얻어진 CaO, SiO2, Al2O3 및 Fe2O3의 질량 비율로부터, 하기의 보그식을 이용하여 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.The chemical composition (content of each component) in the cement clinker of Examples and Comparative Examples conforms to JIS R 5204:2019 "Method for fluorescence X-ray analysis of cement" and JCAS I-53:2018 "Method for quantifying trace components in cement" was measured. Mineral composition was calculated using, Borg following equation from the obtained mass ratio of CaO, SiO 2, Al 2 O 3 and Fe 2 O 3. A result is shown in Table 1.

C3S=(4.07×CaO)-(7.60×SiO2)-(6.72×Al2O3)-(1.43×Fe2O3)C 3 S=(4.07×CaO)-(7.60×SiO 2 )-(6.72×Al 2 O 3 )-(1.43×Fe 2 O 3 )

C2S=(2.87×SiO2)-(0.754×C3S)C 2 S=(2.87×SiO 2 )-(0.754×C 3 S)

C3A=(2.65×Al2O3)-(1.69×Fe2O3)C 3 A=(2.65×Al 2 O 3 )-(1.69×Fe 2 O 3 )

C4AF=3.04×Fe2O3 C 4 AF=3.04×Fe 2 O 3

또한, 얻어진 각 성분의 함유율을 이용하여, 식 (2)의 좌변의 값을 산출했다.In addition, the value of the left side of Formula (2) was computed using the content rate of each obtained component.

결과를 표 2에 나타낸다.A result is shown in Table 2.

1-2. EPMA 측정1-2. EPMA measurement

실시예 및 비교예의 시멘트 클링커를, 입경 1~2mm 정도로 분쇄하여, 입도 조정을 행했다. 얻어진 입자를 에폭시 수지에 포매(包埋)하고, 그 후 수지 표면을 경면(鏡面) 연마했다. 경면 연마 후, 수지 표면에 탄소 증착을 행하여, EPMA 측정용 시료를 제작했다.The cement clinker of the Example and the comparative example was grind|pulverized to about 1-2 mm of particle diameters, and particle size adjustment was performed. The obtained particle|grains were embedded in the epoxy resin, and the resin surface was mirror-polished after that. After mirror polishing, carbon deposition was performed on the resin surface to prepare a sample for EPMA measurement.

측정 장치로서 니혼 덴시사제, EPMA JXA-8200을 이용하여, 하기 조건으로 상기 시료의 경면에 있어서의 시멘트 클링커 입자의 조직상을 관찰했다. 조직상에 있어서, 상기 (a)~(d)의 특징에 근거하여 각 광물을 특정했다.The texture of the cement clinker particles in the mirror surface of the sample was observed under the following conditions using EPMA JXA-8200 manufactured by Nippon Electronics Co., Ltd. as a measuring device. The structure WHEREIN: Each mineral was specified based on the characteristic of said (a)-(d).

<EPMA 조직상 관찰 조건><Conditions for observation of EPMA tissue>

·가속 전압: 15kV·Acceleration voltage: 15kV

·조사 전류: 3.0×10-8A・Irradiation current: 3.0×10 -8 A

C3A로 특정된 영역에 대하여 하기 조건으로 특성 X선 분석을 행하여, C3A 중의 MgO 함유율(질량%), TiO2 함유율(질량%), MnO 함유율(질량%), ZnO 함유율(질량%), 및, Fe2O3 함유율(질량%)을 구했다.Characteristic X-ray analysis was performed on the region specified as C 3 A under the following conditions, MgO content (mass %), TiO 2 content (mass %), MnO content (mass %), ZnO content (mass %) in C 3 A ) and Fe 2 O 3 content (mass %) were calculated.

<EPMA 조직상 관찰 조건><Conditions for observation of EPMA tissue>

·가속 전압: 15kV·Acceleration voltage: 15kV

·조사 전류: 3.0×10-8A・Irradiation current: 3.0×10 -8 A

·빔 직경: 약 1μm·Beam diameter: about 1μm

·보정 계산법: Oxide-ZAF법Correction calculation method: Oxide-ZAF method

시료 중의 복수의 시멘트 클링커 입자에 대하여 상기 분석을 행하여, 합계 20점의 분석점에서의 각 성분의 함유율(질량%)을 취득하고, 그 평균값을 C3A 중의 CMg-C3A, CTi-C3A, CMn-C3A, CZn-C3A, 및, CFe-C3A로 했다. 또한, 얻어진 각 성분의 함유율로부터, 식 (1)의 좌변의 값을 산출했다. 결과를 표 2에 나타낸다.The above analysis is performed on a plurality of cement clinker particles in the sample, the content (% by mass) of each component at the analysis points of a total of 20 points is obtained, and the average value thereof is C Mg-C3A , C Ti-C3A in C 3 A , C Mn-C3A , C Zn-C3A , and C Fe-C3A . In addition, the value of the left side of Formula (1) was computed from the content rate of each obtained component. A result is shown in Table 2.

또, C4AF로 특정된 영역에 대하여, 상기와 동일한 조건으로 특성 X선 분석을 행하여, C4AF 중의 Fe2O3의 함유율(질량%)을 구했다. 또한, 본 발명에서는, 0.8<(CaO 함유율)/(Al2O3 함유율+Fe2O3 함유율)<1.35의 범위 내가 되는 점을 분석점으로 하고, 20점의 분석점에서의 평균값을, CFe-C4AF로 했다. 결과를 표 2에 나타낸다.In addition, a characteristic X-ray analysis was performed on the region identified as C 4 AF under the same conditions as above to determine the content (% by mass) of Fe 2 O 3 in C 4 AF. In the present invention, the point in the range of 0.8 < (CaO content)/(Al 2 O 3 content + Fe 2 O 3 content) <1.35 is taken as the analysis point, and the average value at the 20 analysis points is C Fe-C4AF was used. A result is shown in Table 2.

1-3. 분말 X선 회절 측정1-3. Powder X-ray diffraction measurement

실시예 및 비교예의 시멘트 클링커에 대하여, 분말 X선 회절 장치(파날리티칼사제, X'Part Powder)를 이용하고, 측정 조건을, 측정 범위: 2θ=10~70°, 스텝 사이즈: 0.017°, 스캔 스피드: 0.1012°/s, 전압: 45kV, 전류: 40mA로 하여, X선 회절 측정을 행하여, X선 회절 프로파일을 얻었다.For the cement clinker of Examples and Comparative Examples, using a powder X-ray diffraction apparatus (manufactured by Panalitical Co., Ltd., X'Part Powder), the measurement conditions were set to: 2θ = 10 to 70°, step size: 0.017°, X-ray diffraction measurement was performed at scan speed: 0.1012°/s, voltage: 45 kV, and current: 40 mA to obtain an X-ray diffraction profile.

얻어진 X선 회절 프로파일에 대하여, 상기 분말 X선 회절 장치에 구비된 결정 구조 해석용 소프트웨어(파날리티칼사제, X'Part High Score Plus version 2.1b)를 이용하여, 시멘트 클링커 광물의 정량을 행했다. 해석 대상의 시멘트 클링커 광물은, C3S-M1(M1상), C3S-M3(M3상), C2S-α'H(α'H상), C2S-β(β상), C3A-cubic(입방정(立方晶)), C3A-ortho(사방정(斜方晶)), C4AF로 했다.With respect to the obtained X-ray diffraction profile, the cement clinker mineral was quantified using the crystal structure analysis software (X'Part High Score Plus version 2.1b, manufactured by Panalytical Co., Ltd.) provided in the powder X-ray diffraction apparatus. Cement clinker minerals to be analyzed are: C 3 S-M1 (M1 phase), C 3 S-M3 (M3 phase), C 2 S-α'H (α'H phase), C 2 S-β (β phase) ), C 3 A-cubic (cubic crystal), C 3 A-ortho (orthorhombic), and C 4 AF.

상기 소프트웨어에 탑재된 리트벨트법에 의한 해석 기능을 이용하여, 문헌 "시멘트 화학 전문 위원회 보고 C-12 측정법의 차에 의한 클링커 광물량의 차이의 검토 제2부 제4장 분말 X선 회절/Rietveld 해석에 의한 정량에 관한 검토"의 공동 실험 순서서 2에 준거하여, 시멘트 클링커의 각 광물의 비율(질량%)을 얻었다. 또, 각 광물의 비율의 합계를 100질량%로 하여, 각 실시예 및 비교예의 C3A의 함유율(CC3A, 질량%) 및 C4AF의 함유율(CC4AF, 질량%)을 얻었다. 결과를 표 2에 나타낸다.Using the analysis function by the Rietveld method installed in the software, the document "Cement Chemistry Expert Committee Report C-12 Examination of the difference in clinker mineral content due to the difference in measurement method Part 2 Chapter 4 Powder X-ray diffraction/Rietveld Based on joint experimental procedure 2 of "Examination on Quantitation by Analysis", the proportion (mass %) of each mineral in cement clinker was obtained. In addition, the sum of the proportions of each mineral was 100 mass %, and the C 3 A content (C C3A , mass %) and C 4 AF content (C C4AF , mass %) of each Example and Comparative Example were obtained. A result is shown in Table 2.

1-4. 수화열 측정1-4. Measurement of heat of hydration

실시예 및 비교예의 시멘트에 대하여, 재령(材齡) 7일 및 재령 28일에서의 수화열을, JIS R 5203:2015 "시멘트의 수화열 측정 방법(용해열 방법)"에 준거하여 측정했다. 기준값으로서, 재령 7일에서의 수화열을 350J/g, 재료 28일에서의 수화열을 400J/g로 설정했다. 재령 7일 및 재령 28일 모두 기준값 이하의 수화열이 된 것을 "A" 평가, 어느 하나의 재령에서 기준값을 초과하는 것을 "C" 평가로 했다. 결과를 표 2에 나타낸다.For the cements of Examples and Comparative Examples, the heat of hydration at the age of 7 days and the age of 28 days was measured in accordance with JIS R 5203:2015 "Method for measuring heat of hydration of cement (method of heat of dissolution)". As a reference value, the heat of hydration at 7 days of age was set at 350 J/g, and the heat of hydration at 28 days of the material was set at 400 J/g. At 7 days of age and 28 days of age, the thing which became the heat of hydration below the reference value was evaluated as "A", and the thing exceeding the reference value at any one age was made into "C" evaluation. A result is shown in Table 2.

1-5. 모르타르 압축 강도1-5. Mortar Compressive Strength

실시예 및 비교예의 모르타르로부터 얻은 모르타르 공시체(供試體)에 대하여, 재령 3일의 압축 강도를, JIS R 5201:2015 "시멘트의 물리 시험 방법"에 준거하여 측정했다. 결과를 표 2에 나타낸다.About the mortar specimens obtained from the mortars of Examples and Comparative Examples, the compressive strength at the age of 3 days was measured based on JIS R 5201:2015 "Physical test method for cement". A result is shown in Table 2.

2. 시멘트 조성물의 제작2. Preparation of cement composition

2-1. 클링커2-1. clinker

시멘트 클링커의 원료로서, 탄산 칼슘(기시다 가가쿠(주)제, 시약 1급, CaCO3), 이산화 규소(간토 가가쿠(주)제, 시약 1급, SiO2), 산화 알루미늄(간토 가가쿠(주)제, 시약 1급, Al2O3), 산화 철(III)(간토 가가쿠(주)제, 시약 특급, Fe2O3), 염기성 탄산 마그네슘(기시다 가가쿠(주)제, 시약 특급, 4MgCO3·Mg(OH)2·5H2O), 탄산 나트륨(기시다 가가쿠(주)제, 특급, Na2CO3), 탄산 칼륨(간토 가가쿠(주)제, 시약 1급, K2CO3), 황산 칼슘 이수화물(기시다 가가쿠(주)제, 시약 1급, CaSO4·2H2O), 이산화 타이타늄(간토 가가쿠(주)제, 시약 특급, TiO2), 인산 삼칼슘(기시다 가가쿠(주)제, 시약 1급, Ca3(PO4)2), 산화 망가니즈(간토 가가쿠(주)제, 시카(cica) 1급, MnO2), 및, 산화 아연(간토 가가쿠(주)제, 시약 특급, ZnO)을 이용했다.As a raw material of cement clinker, calcium carbonate (Kishida Chemical Co., Ltd. product, reagent grade 1, CaCO 3 ), silicon dioxide (Kanto Chemical Co., Ltd. product, reagent grade 1, SiO 2 ), aluminum oxide (Kanto Chemical Co., Ltd.) Co., Ltd. product, reagent first class, Al 2 O 3 ), iron (III) oxide (Kanto Chemical Co., Ltd. product, reagent limited express, Fe 2 O 3 ), basic magnesium carbonate (Kishida Chemical Co., Ltd.) agent, reagent express, 4MgCO 3 Mg(OH) 2 5H 2 O), sodium carbonate (Kishida Chemical Co., Ltd. product, limited express, Na 2 CO 3 ), potassium carbonate (Kanto Chemical Co., Ltd. product, Reagent 1st class, K 2 CO 3 ), calcium sulfate dihydrate (Kishida Chemical Co., Ltd. product, reagent 1 grade, CaSO 4 .2H 2 O), titanium dioxide (Kanto Chemical Co., Ltd. product, reagent express, TiO 2 ), tricalcium phosphate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., reagent class 1, Ca 3 (PO 4 ) 2 ), manganese oxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., cica class 1, MnO 2 ) and zinc oxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., reagent limited grade, ZnO) were used.

배합량을 변경하여 배합한 원료를, 전기로에 투입하여 1000℃에서 30분간의 소성을 행했다. 그 후, 1000℃부터 1450℃까지 45분에 걸쳐 승온시키고, 추가로 1450℃에서 30분간의 소성을 행했다. 그 후, 소성물을 대기 중으로 취출함으로써 급랭하여, 실시예 1~9 및 비교예 1~2의 시멘트 클링커를 제작했다.The raw material mix|blended by changing the compounding quantity was injected|thrown-in to the electric furnace, and baking was performed at 1000 degreeC for 30 minutes. Then, it heated up from 1000 degreeC to 1450 degreeC over 45 minutes, and also performed baking for 30 minutes at 1450 degreeC. Thereafter, the calcined product was rapidly cooled by taking out into the atmosphere to prepare the cement clinker of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 and 2.

2-2. 시멘트 조성물의 조제2-2. Preparation of cement composition

상기 제작한 시멘트 클링커에, 내할(內割)로 SO3 환산량 1.5질량%의 반수 석고(간토 가가쿠(주)제, 반수 석고, 형번: 07108-01(소석고 시카 1급))를 배합했다. 당해 배합물을, 블레인 비표면적값이 약 3200±200cm2/g의 범위가 되도록 볼 밀로 분쇄하여, 각 실시예 1~9 및 비교예 1~2의 시멘트 조성물을 제작했다.To the cement clinker produced above, hemihydrate gypsum (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., hemihydrate gypsum, model number: 07108-01 (calcined gypsum cica first grade)) was blended in an amount in terms of SO 3 of 1.5% by mass by halving resistance. . The blend was pulverized with a ball mill so that the specific surface area value of the blank was in the range of about 3200±200 cm 2 /g, to prepare the cement compositions of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1-2.

2-3. 모르타르의 제작2-3. making of mortar

실시예 및 비교예의 시멘트 조성물로부터, JIS R 5201:2015 "시멘트의 물리 시험 방법"에 준거하여 모르타르를 조정했다. 얻어진 모르타르를, 40mm×40mm×160mm의 금속 형틀 3개에 타설하고, 24시간 후에 탈형하여 공시체를 3개씩 제작했다. 그 후, 20℃ 수중에서 재령 3일까지 양생하여, 각 실시예 및 비교예의 모르타르 공시체를 얻었다.From the cement compositions of Examples and Comparative Examples, mortars were prepared in accordance with JIS R 5201:2015 "Method for Physical Testing of Cement". The obtained mortar was poured into 3 metal molds of 40 mm x 40 mm x 160 mm, and it demolded after 24 hours, and produced 3 specimens each. Thereafter, it was cured in water at 20°C until the age of 3 days to obtain mortar specimens of Examples and Comparative Examples.

[표 1][Table 1]

Figure pct00001
Figure pct00001

[표 2][Table 2]

Figure pct00002
Figure pct00002

실시예 1~9는 모두, 식 (1)의 수치가 0.0010 이하이며, 재령 7일 및 재령 28일 중 어느 것에서도 수화열이 기준값 이하였다. 한편, 비교예 1~2는, 재령 7일에서의 수화열이 기준값을 충족시키고 있지 않았다. 즉, 식 (1)을 충족시킴으로써, 낮은 수화열의 시멘트 조성물을 얻을 수 있었다.In all of Examples 1-9, the numerical value of Formula (1) was 0.0010 or less, and the heat of hydration was below the reference value in any of 7 days of age and 28 days of age. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the heat of hydration at 7 days of age did not satisfy the reference value. That is, by satisfying the formula (1), a cement composition having a low heat of hydration was obtained.

시멘트 클링커의 간극상의 조성에 착목하면, 표 2에 나타내는 바와 같이, 실시예의 C3A 중의 Fe2O3의 함유율은, 비교예보다 낮은 값이 되었다. 한편, 본 실험에서는 C4AF 중의 Fe2O3의 함유율(CFe-C4AF)과 C3A 중의 Fe2O3의 함유율(CFe-C3A)의 상관은 그다지 보여지지 않았다. 그러나, 리트벨트 해석에 의한 실광물 중의 C3A 함유율은, 비교예보다 실시예 쪽이 낮은 경향이 보여지고 있다. 이것으로부터, 실시예의 시멘트 클링커에서는 C3A의 석출이 억제된 결과, 수화열이 저감되었다고 할 수 있다. 또한, 리트벨트 해석에 의한 C3A 함유율이 낮은 실시예 1, 2, 5, 7-9에서는, 3일 재령의 압축 강도가 비교예와 동등하거나 또는 비교예보다 높다는 결과가 얻어졌다. 이것으로부터, 리트벨트 해석에 의한 C3A 함유율이 낮을수록, 단기 강도 발현성이 우수한 시멘트 조성물이 되는 경향이 있다고 할 수 있다.When the composition of interest on the gaps of the cement clinker, as shown in Table 2, embodiment 3 A content of C in the Fe 2 O 3, was a value lower than the comparative example. On the other hand, in this experiment, the correlation between the content rate of Fe 2 O 3 in C 4 AF (C Fe-C4AF ) and the content rate of Fe 2 O 3 in C 3 A (C Fe-C3A ) was not seen much. However, as for the C 3 A content in the actual mineral by Rietveld analysis, the tendency for the Example to be lower than the comparative example is seen. From this, in the cement clinker of Example, as a result of suppressing precipitation of C 3 A, it can be said that the heat of hydration was reduced. Moreover, in Examples 1, 2, 5, and 7-9 with a low C 3 A content by Rietveld analysis, the result that the compressive strength at 3 days of age was equal to or higher than the comparative example was obtained. From this, it can be said that there exists a tendency to become a cement composition excellent in short-term strength development property, so that the C 3 A content rate by Rietveld analysis is low.

표 1에 나타내는 화학 성분 상은 TiO2 함유량이 동등한 정도의 시멘트 클링커를 이용한 경우이더라도, 표 2에 의하면 수화열이 다르다. 표 2에 나타내는 바와 같이, CTi-C3A가 0.24질량% 미만임으로써, 수화열이 저감되는 경향이 보여졌다.According to Table 2, even when cement clinker having an equivalent TiO 2 content is used for the chemical composition phases shown in Table 1, the heat of hydration is different. As shown in Table 2, when C Ti-C3A was less than 0.24 mass %, the tendency for the heat of hydration to decrease was seen.

Claims (5)

보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율이 50~75질량%이고,
보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율이 5~25질량%이며,
보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3의 합계의 비율이 15~22질량%이고,
MgO, TiO2, MnO 및 ZnO를 포함하며,
하기 식 (1)을 충족시키는, 시멘트 클링커.
CMg-C3A×CTi-C3A×CMn-C3A×CZn-C3A≤0.0010…(1)
식 (1) 중,
CMg-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 MgO의 함유율(질량%)을 나타내고,
CTi-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 TiO2의 함유율(질량%)을 나타내며,
CMn-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 MnO의 함유율(질량%)을 나타내고,
CZn-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 ZnO의 함유율(질량%)을 나타낸다. The ratio of 3CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is 50 to 75 mass %,
The ratio of 2CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is 5 to 25% by mass,
The ratio of the sum of 3CaO·Al 2 O 3 and 4CaO·Al 2 O 3 ·Fe 2 O 3 calculated by the Borg formula is 15 to 22 mass %,
including MgO, TiO 2 , MnO and ZnO,
A cement clinker which satisfies the following formula (1).
C Mg-C3A ×C Ti-C3A ×C Mn-C3A ×C Zn-C3A ≤0.0010… (One)
In formula (1),
C Mg-C3A represents the content (mass %) of MgO in 3CaO·Al 2 O 3 ,
C Ti-C3A represents the content (% by mass) of TiO 2 in 3CaO·Al 2 O 3 ,
C Mn-C3A represents the content (mass %) of MnO in 3CaO·Al 2 O 3 ,
C Zn-C3A represents the content (% by mass) of ZnO in 3CaO·Al 2 O 3 . 제 1 항에 있어서,
상기 3CaO·Al2O3 중의 Fe2O3의 함유율이, 6.32질량% 미만인, 시멘트 클링커.The method of claim 1,
· Al 2 O 3 in the less than 3CaO the content of Fe 2 O 3, 6.32% by weight, the cement clinker. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 TiO2의 함유율이, 0.24질량% 미만인, 시멘트 클링커.3. The method according to claim 1 or 2,
The content rate of the said TiO 2 is less than 0.24 mass %, cement clinker. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 시멘트 클링커와, 석고를 포함하는 시멘트 조성물.A cement composition comprising the cement clinker according to any one of claims 1 to 3 and gypsum. 원료를 배합하는 공정과, 배합된 상기 원료를 소성하는 공정을 포함하는 시멘트 클링커의 제조 방법으로서,
소성 후의 시멘트 클링커가,
보그식으로 산출된 3CaO·SiO2의 비율이 50~75질량%이고,
보그식으로 산출된 2CaO·SiO2의 비율이 5~25질량%이며,
보그식으로 산출된 3CaO·Al2O3 및 4CaO·Al2O3·Fe2O3의 합계의 비율이 15~22질량%이고,
MgO, TiO2, MnO 및 ZnO를 포함하며,
하기 식 (1)을 충족시키는, 제조 방법.
CMg-C3A×CTi-C3A×CMn-C3A×CZn-C3A≤0.0010…(1)
식 (1) 중,
CMg-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 MgO의 함유율(질량%)을 나타내고,
CTi-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 TiO2의 함유율(질량%)을 나타내며,
CMn-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 MnO의 함유율(질량%)을 나타내고,
CZn-C3A는, 3CaO·Al2O3 중의 ZnO의 함유율(질량%)을 나타낸다.A method for producing cement clinker comprising a step of blending a raw material and a step of calcining the blended raw material,
Cement clinker after firing,
The ratio of 3CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is 50 to 75 mass %,
The ratio of 2CaO·SiO 2 calculated by the Borg formula is 5 to 25% by mass,
The ratio of the sum of 3CaO·Al 2 O 3 and 4CaO·Al 2 O 3 ·Fe 2 O 3 calculated by the Borg formula is 15 to 22 mass %,
including MgO, TiO 2 , MnO and ZnO,
A manufacturing method which satisfies the following formula (1).
C Mg-C3A ×C Ti-C3A ×C Mn-C3A ×C Zn-C3A ≤0.0010… (One)
In formula (1),
C Mg-C3A represents the content (mass %) of MgO in 3CaO·Al 2 O 3 ,
C Ti-C3A represents the content (% by mass) of TiO 2 in 3CaO·Al 2 O 3 ,
C Mn-C3A represents the content (mass %) of MnO in 3CaO·Al 2 O 3 ,
C Zn-C3A represents the content (% by mass) of ZnO in 3CaO·Al 2 O 3 .
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