WO2011152248A1 - セメント組成物及びセメント組成物の製造方法 - Google Patents

セメント組成物及びセメント組成物の製造方法 Download PDF

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WO2011152248A1
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cement
limestone
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則彦 澤邊
殿河内　仁
貴康 伊藤
三上　浩
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宇部興産株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cement composition and a method for producing the cement composition.
  • Non-Patent Document 1 describes chemical analysis values of various Portland cements (ordinary Portland cement (N), early-strength Portland cement (H), moderately hot Portland cement (M), low heat Portland cement (L)). Then, the amount of C 3 A is calculated from each component of this chemical analysis value (for example, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 ) using the Borg equation, and the amount of condensed water required for this C 3 A amount (standard softness of cement paste) Table 1 shows the amount of water: the amount of water necessary to obtain a certain degree of softness.
  • Patent Document 1 As a method for improving the fluidity of mortar or concrete, “use inorganic powder such as limestone fine powder (Patent Document 1)”, “adjust the form of gypsum to be mixed (Patent Document 2)”, “particle size Is a specific range, and an aggregate having a good particle shape is used (Patent Document 3).
  • Other general methods include “using an admixture (fluidizing agent)”. However, these methods have problems such as an increase in manufacturing cost and an adverse effect on strength development.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is a case where a relatively large amount of waste such as coal ash and construction generated soil is used, and the content of Al and C 3 A in the cement clinker is increased.
  • Another object of the present invention is to provide a cement composition that can improve the fluidity of cement paste, mortar, and concrete, and a method for producing the cement composition.
  • the present inventors have used a relatively large amount of waste such as coal ash and construction generated soil, and the Al content and C 3 A content in the cement composition.
  • waste such as coal ash and construction generated soil
  • the Al content and C 3 A content in the cement composition In cement with a relatively large amount, the content of strontium (hereinafter referred to as “Sr”) and the content of magnesium oxide (hereinafter referred to as “MgO”) in the cement composition can improve the fluidity of cement paste, mortar or concrete.
  • the present invention has been completed.
  • the present invention relates to a cement composition having an Sr content of 0.065 to 1.0% by mass and an MgO content of more than 1.0% by mass and 3.0% by mass or less.
  • the present invention also provides f.
  • the present invention relates to a cement composition having a CaO content of 1.5% by mass or less.
  • the SO 3 content is 1.6 to 2.6% by mass
  • the C 3 S content calculated by the Borg formula is 50 to 70% by mass
  • the C 2 S content is 5 to 25%.
  • the present invention relates to a cement composition having a mass%, a C 3 A content of 6 to 15 mass%, and a C 4 AF content of 7 to 15 mass%.
  • the present invention also provides limestone, meteorite, so that the Sr content of the cement composition is 0.065 to 1.0% by mass and the MgO content is more than 1.0% by mass and not more than 3.0% by mass. , Adjusting the basic unit of raw material selected from the group consisting of coal ash, clay, blast furnace slag, construction generated soil, sewage sludge, hydrocake and iron source, blending the adjusted raw materials, and firing to produce cement clinker
  • the present invention relates to a method for producing a cement composition, comprising a step (A) of performing, a step (B) of mixing and pulverizing cement clinker, gypsum, and limestone and blast furnace slag as a mixture.
  • this invention relates to the manufacturing method of a cement composition which uses a shell as a partial substitute of limestone.
  • the raw material for cement clinker in the step (A) is 700-1400 kg of limestone per ton of cement clinker, 20-150 kg of limestone, 0-300 kg of coal ash, 0-100 kg of clay, 0-100 kg of blast furnace slag, 10
  • the present invention relates to a method for producing a cement composition, comprising: 150 kg, sewage sludge 0-100 kg, hydrocake 0-100 kg, and iron source 30-80 kg.
  • the present invention provides a method for producing a cement composition, wherein in the step (A), the construction generated soil and the coal ash are blended so that the mass ratio of the construction generated soil to the coal ash is 0.13 to 1.6. About. Further, in the present invention, the Sr content in the construction generated soil in the step (A) is 0.01 to 1.0% by mass, and the Sr content in the coal ash is 0.02 to 0.4% by mass.
  • the present invention relates to a method for producing a cement composition.
  • the condensed water amount and the concrete unit water amount are reduced, and the fluidity of the cement paste, mortar and concrete is improved. can do.
  • the cement composition of the present invention is characterized in that the Sr content is 0.065 to 1.0% by mass, and the MgO content is more than 1.0% by mass and not more than 3.0% by mass.
  • Sr and MgO in the cement composition are minor and trace components.
  • the inventors have determined that the Sr content of the cement composition and the MgO content are related to the flowability of the mortar and concrete, and by making the Sr content and the MgO content within an appropriate range, It was found that the amount of condensed water and the unit water amount of concrete can be reduced, and the fluidity of cement paste, mortar and concrete can be improved. As a result, it is possible to maintain and improve the fluidity of cement paste, mortar, and concrete using the cement composition even when using waste such as coal ash and construction generated soil that are desired to be effectively used.
  • the Sr content and the MgO content of the cement composition are content ratios (% by mass) with respect to the total mass of the cement composition.
  • the Sr content of the cement composition can be measured according to the Cement Association standard test method JCAS I-52 2000 “ICP emission spectroscopic analysis and electric heating atomic absorption analysis method”.
  • the MgO content in the cement composition can be measured according to JIS R 5202: 1998 “Chemical analysis method of Portland cement”.
  • the mineral composition (C 3 S, C 2 S, C 3 A and C 4 AF) of the cement composition can be measured according to the Borg type or the Rietveld analysis method of powder X-ray diffraction measurement (XRD). .
  • the Sr content of the cement composition is 0.065 to 1.0% by mass, preferably 0.067 to 0.5% by mass, more preferably 0.068 to 0.3% by mass, and still more preferably. Is 0.070 to 0.20% by mass, particularly preferably 0.070 to 0.15% by mass.
  • the MgO content of the cement composition is more than 1.0% by mass and not more than 3.0% by mass, preferably more than 1.0% by mass and not more than 2.6% by mass, more preferably 1.1 to 2.6% by mass, more preferably 1.1 to 2.5% by mass, particularly preferably 1.2 to 2.5% by mass, and most preferably 1.8 to 2.4% by mass. .
  • the C 3 A content measured according to the XRD / Rietveld analysis method of the cement composition is 0.1 to 11.0% by mass, preferably 1.0 to 10.5% by mass, more preferably 2.0 to 10.2% by mass, more preferably 3.0 to 10.2% by mass, particularly preferably 3.0 to 9.0% by mass, and most preferably 3.0 to 7.0%. % By mass.
  • the Sr content of the cement composition is less than 0.065% by mass or the MgO content is 1.0% by mass or less, the fluidity of the mortar or concrete is reduced, and the amount of condensed water or The unit water volume of concrete may increase.
  • the CaO content is preferably 1.5% by mass or less, more preferably 0.1 to 1.2% by mass, still more preferably 0.2 to 1.0% by mass, and particularly preferably 0.3%. 0.8% by mass.
  • the cement composition of the present invention has an SO 3 content of preferably 1.6 to 2.6% by mass, more preferably 1.7 to 2.5% by mass, and still more preferably 1.8 to 2.4%. % By mass, particularly preferably 1.8 to 2.3% by mass.
  • SO 3 content of the cement composition is within the above range, the strength development of mortar and concrete can be improved while maintaining the fluidity of the cement composition appropriately.
  • the SO 3 content in the cement composition is a content ratio (mass%) with respect to the total mass, and this content ratio can be measured according to JIS R 5202: 1998 “Chemical analysis method of Portland cement”.
  • the mineral composition calculated by the Borg formula of the cement composition of the present invention preferably has a C 3 S content of 50 to 70% by mass, a C 2 S content of 3 to 25% by mass, and a C 3 A content of 6 to 6%.
  • 15 mass% and C 4 AF content is 7 to 15 mass%, more preferably C 3 S content is 51 to 67 mass%, C 2 S content is 5 to 25 mass%, and C 3 A content is Is 8 to 13% by mass and the C 4 AF content is 8 to 12% by mass, and more preferably the C 3 S content is 52 to 65% by mass, the C 2 S content is 8 to 22% by mass, and C 3
  • the A content is 8 to 12% by mass and the C 4 AF content is 8 to 11% by mass, particularly preferably the C 3 S content is 53 to 65% by mass and the C 2 S content is 8 to 21% by mass.
  • the C 3 A content is 8 to 10% by mass and the C 4 AF content is 8 to 10% by mass.
  • the C 3 S content, the C 2 S content, the C 3 A content, and the C 4 AF content in the cement composition calculated by the Borg formula are expressed by the following formulas [1] to [4]. calculate.
  • CaO”, SiO 2 ”, “Al 2 O 3 ” and “Fe 2 O 3 ” in the formula are respectively the cement compositions of CaO, SiO 2 , Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 in the cement composition. It is the content rate (mass%) with respect to the whole mass of a thing. These content ratios can be measured by JIS R 5202 “Method for chemical analysis of Portland cement” or JIS R 5204 “Method for fluorescent X-ray analysis of cement”.
  • the Sr content in the cement composition is 0.065 to 1.0% by mass, and the MgO content is more than 1.0% by mass and 3.0% by mass or less.
  • a step (A) of producing a cement clinker by firing and a step (B) of mixing and pulverizing the obtained cement clinker and gypsum are included.
  • Examples of raw materials for cement clinker in step (A) include limestone, meteorite, coal ash, clay, blast furnace slag, construction generated soil, sewage sludge, hydrocake, and iron source.
  • Coal ash is generated from a coal-fired power plant or the like, and includes cinder ash, fly ash, clinker ash, and bottom ash.
  • Examples of construction generated soil include residual soil, mud soil, waste soil, etc., which are generated as a result of construction work.
  • Examples of sewage sludge include sludge, dry pulverized limestone, and incineration residues.
  • Examples of the iron source include copper tangling and blast furnace dust.
  • the cement clinker raw material in the process (A) is 700 to 1400 kg of limestone, 20 to 150 kg of limestone, 0 to 300 kg of coal ash, 0 to 100 kg of clay, 0 to 100 kg of blast furnace slag, It is preferable to blend 10 to 150 kg, sewage sludge 0 to 100 kg, hydrocake 0 to 100 kg, and iron source 30 to 80 kg.
  • cement clinker raw material in the step (A) limestone 800 to 1300 kg, meteorite 20 to 100 kg, coal ash 50 to 250 kg, clay 0 to 80 kg, blast furnace slag 5 to 50 kg, construction generated soil 20 More preferably, 150 kg, sewage sludge 0-70 kg, hydrocake 20-80 kg and iron source 30-60 kg are blended.
  • limestone, coal ash, and construction generated soil as cement clinker raw materials it is particularly preferable to mix 900 to 1200 kg of limestone, 80 to 270 kg of coal ash, and 20 to 150 kg of construction generated soil per ton of cement clinker.
  • the “raw material basic unit” means the mass (kg / t-clinker) of each raw material used in producing 1 ton of cement clinker.
  • step (A) As a method of adjusting the raw material intensity of the cement clinker raw material in the step (A), specifically, the Sr content and MgO content of the sampled cement composition are measured, and the Sr content and MgO content are measured. Adjust the raw material intensity of the cement clinker raw material so that is within a specific range.
  • the Sr content of limestone which is a calcium source raw material
  • the use amount of coal ash and construction generated soil (raw material basic unit) affect the Sr content in the cement composition.
  • the mass ratio of construction generated soil to coal ash (construction generated soil (kg / t-clinker) / coal ash (kg / t-clinker)) is preferably 0.13 to 1.6, and more preferably 0.8. It is 15 to 1.5, more preferably 0.2 to 1.5, and particularly preferably 0.2 to 1.4.
  • each cement clinker raw material is adjusted with the raw material basic unit so that the MgO content contained in the cement composition is more than 1.0% by mass and not more than 3.0% by mass. It is preferable to mix.
  • the Sr content and MgO content in each raw material are preferably in the following ranges.
  • Sr content in each raw material and MgO content are the content rate (mass%) with respect to each raw material (100 mass%).
  • the Sr content is preferably 0.01 to 0.10% by mass, more preferably 0.01 to 0.09% by mass, still more preferably 0.01 to 0.08% by mass, particularly preferably. 0.015-0.08% by mass is used.
  • the MgO content is preferably 0.1 to 2.0% by mass, more preferably 0.1 to 1.5% by mass, still more preferably 0.1 to 1.3% by mass, particularly preferably 0.2 to Use 1.3% by mass.
  • waste shells as a raw material in order to keep the amount of Sr in a specific range.
  • Shells are marine waste, but contain CaO content and MgO content to the same extent as limestone, and because Sr content is higher than limestone, it can be used as a partial replacement for natural resources limestone, Resources can be preserved and useful.
  • Typical shells include scallops, oysters and oyster shells.
  • the calcium source material limestone + shell
  • the calcium source material preferably has an Sr content of 0.02 to 0.3% by mass, more preferably 0.02 to 0.26% by mass, More preferably 0.02 to 0.2% by mass, particularly preferably 0.025 to 0.2% by mass.
  • the shell preferably has a Sr content of 0.02 to 1.0% by mass, preferably 0.02 to 0.5% by mass, more preferably 0.05 to 0.3% by mass, particularly preferably. 0.03 to 0.3% by mass can be used.
  • a shell having a CaO content of preferably 35 to 55% by mass, more preferably 40 to 55% by mass, still more preferably 40 to 50% by mass, and particularly preferably 45 to 50% by mass can be used.
  • the shell has an MgO content of preferably 0.1 to 5.0% by mass, more preferably 0.1 to 3.0% by mass, still more preferably 0.1 to 2.0% by mass, particularly preferably 0. 1 to 1.0% by mass can be used.
  • a shell As a partial substitute for limestone.
  • a material containing a relatively large amount of CaO, Sr and MgO may be used.
  • the Sr content is preferably 0.001 to 0.04% by mass, more preferably 0.001 to 0.03% by mass, still more preferably 0.001 to 0.025% by mass, particularly preferably. 0.001 to 0.02% by mass is used.
  • the MgO content is preferably 0.01 to 1.0% by mass, more preferably 0.03 to 0.8% by mass, and still more preferably 0.03 to 0.6% by mass.
  • the Sr content is preferably 0.02 to 0.4% by mass, more preferably 0.02 to 0.3% by mass, still more preferably 0.02 to 0.25% by mass, particularly preferably. Is 0.02 to 0.2% by mass.
  • the MgO content is preferably 0.1 to 3.0% by mass, more preferably 0.2 to 2.5% by mass, still more preferably 0.4 to 2.5% by mass, particularly preferably 0.5 to Use 2.0% by mass.
  • the Sr content is preferably 0.02 to 0.2% by mass, more preferably 0.02 to 0.15% by mass, still more preferably 0.02 to 0.10% by mass, and particularly preferably. Is 0.03 to 0.1% by mass.
  • the MgO content is preferably 3.0 to 9.0% by mass, more preferably 4.0 to 8.0% by mass, still more preferably 5.0 to 7.0% by mass, and particularly preferably 5.0 to 9.0% by mass. Use 6.0% by mass.
  • the Sr content is preferably 0.001 to 0.03% by mass, more preferably 0.003 to 0.025% by mass, still more preferably 0.003 to 0.02% by mass, and 0.004. Use one having a mass of 0.02% by mass.
  • the MgO content is preferably 0.3 to 6.0% by mass, more preferably 0.5 to 5.0% by mass, still more preferably 0.5 to 4.0% by mass, particularly preferably 0.4 to Use 3.0% by mass.
  • the Sr content is preferably 0.01 to 1.0% by mass, more preferably 0.01 to 0.7% by mass, still more preferably 0.01 to 0.5% by mass, Preferably, 0.02 to 0.4% by mass is used.
  • the MgO content is preferably 0.5 to 5.0% by mass, more preferably 0.5 to 4.0% by mass, still more preferably 1.0 to 3.0% by mass, particularly preferably 1.5 to Use 3.0% by mass.
  • the Sr content is preferably 0.001 to 0.1% by mass, more preferably 0.001 to 0.07% by mass, still more preferably 0.001 to 0.05% by mass, and particularly preferably. Is 0.001 to 0.03% by mass.
  • the MgO content is preferably 0.5 to 4.0% by mass, more preferably 0.5 to 3.0% by mass, still more preferably 0.5 to 2.0% by mass, particularly preferably 0.6 to Use 2.0% by mass.
  • the hydrocake has a Sr content of preferably 0.1 to 1.5% by mass, more preferably 0.1 to 1.0% by mass, still more preferably 0.1 to 0.8% by mass, and particularly preferably. Is 0.2 to 0.6% by mass.
  • the MgO content is preferably 5 to 30% by mass, more preferably 5 to 25% by mass, still more preferably 10 to 20% by mass, particularly preferably 10 to 15% by mass.
  • the copper content is preferably 0.005 to 0.05% by mass, more preferably 0.005 to 0.04% by mass, still more preferably 0.005 to 0.03% by mass, and particularly preferably Sr content. Is 0.01 to 0.03% by mass.
  • the MgO content is preferably 0.3 to 2.5% by mass, more preferably 0.5 to 2.0% by mass, still more preferably 0.5 to 1.5% by mass, and particularly preferably 0.5 to 2.0% by mass. Use 1.0% by mass.
  • the Sr content is preferably 0.001 to 0.03% by mass, more preferably 0.001 to 0.02% by mass, still more preferably 0.002 to 0.015% by mass, and particularly preferably. Is 0.002 to 0.01% by mass.
  • the MgO content is preferably 0.2 to 3.5% by mass, more preferably 0.2 to 2.5% by mass, still more preferably 0.2 to 2.0% by mass, and particularly preferably 0.2 to 2.5% by mass. Use 1.5% by mass.
  • the cement clinker can be manufactured using an existing cement manufacturing facility such as an SP system (multistage cyclone preheating system) or an NSP system (multistage cyclone preheating system equipped with a calcining furnace).
  • SP system multistage cyclone preheating system
  • NSP system multistage cyclone preheating system equipped with a calcining furnace
  • a cement composition for measuring Sr and MgO contents is collected, and the Sr content and MgO content of the cement composition are measured. 0.065 to 1.0% by mass, and adjusting the raw material unit of the cement clinker so that the MgO content is more than 1.0% by mass and not more than 3.0% by mass, and blending these raw materials, By using the fired cement clinker, a cement composition with improved fluidity can be produced.
  • the CaO content is preferably 1.5% by mass or less.
  • each raw material of the cement clinker is not particularly limited, but it is preferable to pulverize and mix with a raw material pulverizing mill or the like and mix with a blending silo.
  • the cement clinker raw material that has been pulverized and mixed can be further fired using a suspension preheater and a rotary kiln, which are existing facilities.
  • a suspension preheater and a rotary kiln which are existing facilities.
  • firing conditions such as the firing temperature and firing time of the cement clinker, f.
  • a cement clinker for producing a cement composition having a CaO content of 1.5% by mass or less can be obtained.
  • the firing temperature of the cement clinker is not particularly limited, but when an NSP type cement production facility is used, the temperature of the cement clinker in the vicinity of the rotary kiln outlet is preferably 800 to 1700 ° C, more preferably 900 to 1600 ° C. More preferably, it is 1000 to 1500 ° C.
  • the firing time is 20 minutes to 2 hours, more preferably 20 minutes to 1.5 hours, and still more preferably 20 minutes to 1.0 hour.
  • the obtained cement clinker is preferably cooled to about 100 to 200 ° C., for example, by a clinker cooler provided on the downstream side of the rotary kiln.
  • the cooling rate is preferably 10 to 60 ° C./min, more preferably 15 to 45 ° C./min, and further preferably 15 to 30 ° C./min.
  • the cement composition can be produced by mixing and pulverizing the cement clinker obtained in step (A), gypsum, and limestone and blast furnace slag as a mixture. .
  • gypsum it is desirable to satisfy the quality specified in JIS R 9151 “natural gypsum for cement”. Specifically, dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, and insoluble anhydrous gypsum are preferably used.
  • gypsum is mixed so that the amount of SO 3 in the cement composition is preferably 1.6 to 2.6% by mass, more preferably 1.7 to 2.4% by mass. And crush.
  • pulverization method The method of using classifiers, such as grinders, such as a ball mill, and a separator, is mentioned.
  • the cement composition further contains limestone and blast furnace slag as a mixed material.
  • the limestone as a mixed material include limestone described in JIS R 5210 “Portland cement”.
  • the blast furnace slag as a mixed material include blast furnace slag defined by JIS R 5211 “Blast furnace cement”.
  • the cement composition may contain a mixed material other than limestone and blast furnace slag.
  • a siliceous mixed material specified by JIS R 5212 “silica cement”, fly ash specified by JIS A 6201 “fly ash for concrete”, and the like can be used.
  • the mixed material preferably has a total content (% by mass) of the mixed material with respect to the total mass of the cement composition of 5% by mass or less.
  • a total content (% by mass) of the mixed material with respect to the total mass of the cement composition of 5% by mass or less.
  • the brane specific surface area of the cement composition of the present invention is preferably 2800 to 4000 cm 2 / g. When the brain specific surface area is within the above range, mortar and concrete having excellent strength development can be produced.
  • the brane specific surface area of the cement composition is more preferably 3200 to 3800 cm 2 / g, still more preferably 3200 to 3500 cm 2 / g.
  • Sr and MgO-containing cement clinker materials include limestone A, limestone B, aragonite, coal ash, clay, blast furnace slag, construction soil, sewage sludge, hydrocake and iron source (copper tangled, blast furnace dust)
  • the Sr content and MgO content are measured in advance, and the Sr content and MgO content of the cement composition sampled in advance are measured.
  • the Sr content of the cement composition is 0.07 to 1.0.
  • the raw material unit of the clinker raw material was adjusted so that the MgO content was 0.8% to 2.6% by mass, and these raw materials were blended.
  • dihydrate gypsum was used so that the SO 3 content of the cement composition was within a predetermined range.
  • Table 2 shows numerical values of chemical components of limestone, aragonite, coal ash, and blast furnace slag used in Examples and Comparative Examples. Moreover, Sr content in raw materials other than the raw material shown in Table 2, and MgO content are described below.
  • the chemical components and raw material basic units shown below are dry base (non-water-containing raw material basic units).
  • the chemical components (ig.loss to MgO) listed in Table 2 are JIS M 8853: 1998 “Chemical analysis method for aluminosilicate materials for ceramics”, and the SO 3 content is JIS R 5202: 1998 “Portland cement”
  • the chemical analysis method of was performed.
  • the Sr content in the raw material was measured according to the Cement Association Standard Test Method JCAS I-52 2000 “Method for quantifying trace components in cement by ICP emission spectroscopic analysis and electric heating atomic absorption analysis”.
  • cement clinker ingredients The basic unit of each raw material used as a raw material for cement clinker is 20 to 150 kg / t-clinker of meteorite, 0 to 100 kg / t-clinker of clay, 0 to 100 kg / t of blast furnace slag, excluding limestone, coal ash and construction generated soil. They were clinker, sewage sludge 0-100 kg / t-clinker, hydrocake 0-100 kg / t-clinker and iron source 30-80 kg / t-clinker.
  • Cement clinker raw material that has a great influence on the Sr content in the cement composition, raw material basic unit (basic unit) of limestone, coal ash and construction generated soil, and Sr content brought from each of the above raw materials per cement clinker Amount and MgO content (content ratio (mass%) with respect to the total mass of the raw material for forming cement clinker 1t), and Sr content brought in per cement clinker 1t from the mixed raw material of limestone, coal ash, and construction generated soil
  • Table 3 shows the MgO content (content ratio (mass%) with respect to the total mass of the raw material for forming the cement clinker 1t).
  • Table 3 shows the mass ratio of construction generated soil to coal ash (construction generated soil (kg / t-clinker) / coal ash (kg / t-clinker)) and the mixture of coal ash and construction generated soil.
  • Sr content and MgO content content ratio (mass%) with respect to the total mass of the mixture of coal ash and construction generated soil) were described.
  • the Sr content was measured according to the Cement Association standard test method JCAS I-52 2000 “Method for quantifying trace components in cement by ICP emission spectroscopic analysis and electric heating atomic absorption analysis”.
  • the MgO content was measured in accordance with JIS R 5202: 1998 “Portland Cement Chemical Analysis Method”.
  • Dihydrate gypsum was mixed with the obtained cement clinker so that the content of SO 3 in the cement composition was 2% by mass, and 4% by mass of limestone and 1% by mass of blast furnace slag were added as a mixing material. Were pulverized so that the specific surface area of Blaine was 3200 to 3500 cm 2 / g to obtain a cement composition.
  • the Sr content in the cement composition was 0.034 to 0.06% by mass, which is outside the range of the Sr content of the cement composition of the present invention (Comparative Examples 1 to 5)
  • the MgO content in the cement composition was 1.0 mass% or less (Comparative Examples 2 and 6), which was outside the range of the MgO content in the cement composition of the present invention.
  • Reference 4 Y. Takeuchi and F.T. Nishi: Crystal-chemical Charactarization of the 3CaO—Al 2 O 3 —Na 2 O Solid Solution Series, Zeitschrift for Kristalography, Vol. 152, pp. 259-307 (1980)
  • Reference 5 A. A. Colville and S.M. Geller: The Crystal Structure of Brownmillite, Ca 2 FeAlO 5 , Acta Crystallographica, Vol. B27, p. 2311 (1971)
  • Admixture AE water reducing agent Pozzolith No. 70 (Pozoris) Water: tap water
  • the mixer used for mixing concrete, the mixing amount and the procedure are as follows.
  • Mixer Forced biaxial mixer (nominal volume 55L) Mixing amount: 30 L / batch Mixing time and procedure 1) Add fine aggregate and cement to mixer and knead for 10 seconds. 2) Add water (including admixture) and mix for 60 seconds. 3) Add coarse aggregate, knead for 60 seconds, let stand for 5 minutes, and then mix and discharge for 15 seconds. 4)
  • the specimen was produced according to JIS A1132.
  • the evaluation items and test methods for concrete performance are as follows. The slump was measured according to JIS A 1101, and the compressive strength was measured according to JIS A 1108 at a material age of 28 days.
  • the amount of condensed water in Examples 1 and 5 to 7 is less than that in Comparative Examples 1 and 5 to 6, and the unit water amount in Examples 1, 2 and 5 is also the same for concrete. Therefore, the Sr content in the cement composition is 0.065 to 1.0% by mass, and the MgO content is more than 1.0% by mass and not more than 3.0% by mass. By doing so, the fluidity of mortar and concrete is improved.
  • FIG. 1 shows the relationship between the Sr content and MgO content of the Sr content of 0.034 to 0.06 mass% or the MgO content of 1.0 mass% or less, and the condensed water amount or unit water amount. .
  • the Sr content is 0.07 to 0.1062% by mass, and the MgO content is 1.
  • the amount of condensed water (standard soft water amount of cement paste) is less than 28.0% (in FIG. 1, ⁇ amount of condensed water ⁇ 28.0%), and the unit water amount of concrete is Less than 180 kg / m 3 (in FIG. 1, ⁇ unit water amount ⁇ 180 kg / m 3 ), the amount of condensed water and / or the unit water amount of concrete could be reduced.
  • the Sr content is 0.065 to 1.0 mass% and the MgO content is When it exceeds 1.0 mass% and is 3.0 mass% or less, the amount of condensed water can be reduced to less than 28.0%, and the unit water amount of concrete can be reduced to less than 180 kg / m 3 .
  • the Sr content in the cement composition is 0.065 to 1.0 mass%
  • the MgO content does not satisfy either numerical value of more than 1.0% by mass and 3.0% by mass or less
  • the amount of condensed water is 28.0% or more (in FIG. 1, the amount of condensed water ⁇ 28.0). %)
  • the unit water volume of concrete increased to 180 kg / m 3 or more (in FIG. 1, ⁇ unit water volume ⁇ 180 kg / m 3 ).
  • the Sr content is 0.065 to If the numerical value of 1.0% by mass is not satisfied, the condensed water amount increases to 28.0% or more or the unit water amount to 180 kg / m 3 or more, and the Sr content is 0 as in the cement composition of Comparative Example 6. Even if the numerical value of 0.065 to 1.0% by mass is satisfied, if the MgO content exceeds 1.0% by mass and does not satisfy the numerical value of 3.0% by mass, the amount of condensed water increases to 28.0% or more. did.
  • Example 8 Comparative Example 7
  • Example 8 an oyster shell was used as a shell, as a partial substitute for limestone B shown in Table 2.
  • the shell had a CaO content of 48 mass%, an Sr content of 0.13 mass%, and an MgO content of 0.53 mass%. 10% by mass of limestone B was replaced with shells.
  • the other raw materials were the same as those in Comparative Examples 1-5.
  • Table 8 shows basic units of calcium source materials (limestone, shells), coal ash and construction generated soil, Sr content (% by mass) brought from each of the above materials per 1 ton of cement clinker, limestone and coal ash and construction Sr content (mass%) brought in from the mixed raw material of generated soil per 1 ton of cement clinker, mass ratio of construction generated soil to coal ash, and Sr content (mass%) in the mixture of coal ash and construction generated soil was described. Further, a cement composition was obtained in the same manner as in Examples and Comparative Examples 1 to 5, and the Sr content of the cement composition was measured. The results are shown in Table 8. The Sr content was measured according to the Cement Association standard test method JCAS I-52 2000 “Method for quantifying trace components in cement by ICP emission spectroscopic analysis and electric heating atomic absorption analysis”.
  • the cement clinker is manufactured by adjusting the raw material basic unit of the cement clinker raw material so that the mass ratio of the construction generated soil to the coal ash becomes 0.13 to 1.6. As a result, the Sr content of the obtained cement composition could be 0.072% by mass.

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Abstract

　石炭灰や建設発生土等の廃棄物を使用しても、凝結水量やコンクリートの単位水量を低減させ、モルタルやコンクリートの流動性を向上することができる、セメント組成物及びセメント組成物の製造方法を提供する。　Ｓｒ含有量が０．０６５～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下であるセメント組成物である。セメント組成物のＳｒ含有量が０．０６５～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下となるように、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源からなる群より選ばれる原料の原料原単位を調整し、調整した原料を配合し、焼成してセメントクリンカーを製造する工程（Ａ）と、セメントクリンカーと、石膏と、混合材として石灰石及び高炉スラグを混合して粉砕する工程（Ｂ）を含むセメント組成物の製造方法である。

Description

セメント組成物及びセメント組成物の製造方法
　本発明は、セメント組成物及びセメント組成物の製造方法に関する。
　近年、廃棄物の有効利用の観点から、アルミニウム（以下「Ａｌ」とする。）を多く含む廃棄物である石炭灰、建設発生土等がクリンカー原料として多量に使用されている。一般に、セメントクリンカー中のアルミネート相（Ｃ３Ａ）量は原料中のＡｌ量とともに増加するため、石炭灰等のＡｌを多く含む廃棄物の利用拡大に伴いセメントクリンカー中のＡｌ量及びＣ３Ａ量が増加し、適正なフレッシュ性状（流動性）を得るためには、凝結水量（セメントペーストの標準軟度水量：一定の軟度を得るために必要な水量）やコンクリートの単位水量を増加させる必要がある。一方、凝結水量やコンクリートの単位水量を増加させると、フレッシュ性状以外の強度発現性等に悪影響を及ぼすことが懸念される。そのため、凝結水量やコンクリートの単位水量を増加させないために、廃棄物の使用量を一定量に制限せざるを得ないという問題がある。
　非特許文献１には、各種ポルトランドセメント（普通ポルトランドセメント（Ｎ）、早強ポルトランドセメント（Ｈ）、中庸熱ポルトランドセメント（Ｍ）、低熱ポルトランドセメント（Ｌ））の化学分析値が記載されており、この化学分析値の各成分（例えばＡｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３）からボーグ式を用いてＣ３Ａ量を算出し、このＣ３Ａ量において必要な凝結水量（セメントペーストの標準軟度水量：一定の軟度を得るための必要な水量）を表１に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、Ｃ３Ａ量が多い普通ポルトランドセメント（Ｎ）や早強ポルトランドセメント（Ｈ）は、中庸熱ポルトランドセメント（Ｍ）や低熱ポルトランドセメント（Ｌ）に比べて凝結水量が多い。
　モルタルやコンクリートの流動性を向上する方法としては、「石灰石微粉末のような無機粉末を使用する（特許文献１）」、「混合する石膏の形態を調整する（特許文献２）」、「粒度が特定の範囲であり、粒形が良好な骨材を使用する（特許文献３）」、その他一般的な方法として「混和剤(流動化剤)を使用する」等の方法がある。しかし、これらの方法では、製造コストの上昇や強度発現性に悪影響を及ぼすといった問題がある。
特開２００３－９５７１０号公報 特開２００４－２９２３０７号公報 特開２００５－２７２２２３号公報
社団法人セメント協会、セメントの常識、ｐ１９～２０、２００９年３月発行
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、石炭灰や建設発生土等の廃棄物を比較的多く使用し、セメントクリンカー中のＡｌ、Ｃ３Ａ含有量が増加した場合であっても、セメントペーストやモルタル、コンクリートの流動性を向上することができるセメント組成物、及びセメント組成物の製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意検討した結果、石炭灰や建設発生土等の廃棄物を比較的多量に使用し、セメント組成物中のＡｌ含有量やＣ３Ａ含有量が比較的多いセメントにおいて、セメント組成物中のストロンチウム（以下「Ｓｒ」とする）含有量、酸化マグネシウム（以下「ＭｇＯ」とする）含有量が、セメントペースト、モルタル又はコンクリートの流動性の改善に影響を及ぼすことを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、Ｓｒ含有量が０．０６５～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下であるセメント組成物に関する。また、本発明は、ｆ．ＣａＯ含有量が１．５質量％以下であるセメント組成物に関する。更に、本発明は、ＳＯ３含有量が１．６～２．６質量％であり、ボーグ式で算定されるＣ３Ｓ含有量が５０～７０質量％、Ｃ２Ｓ含有量が５～２５質量％、Ｃ３Ａ含有量が６～１５質量％及びＣ４ＡＦ含有量が７～１５質量％であるセメント組成物に関する。
　また、本発明は、セメント組成物のＳｒ含有量が０．０６５～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下となるように、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源からなる群より選ばれる原料の原料原単位を調整し、調整した原料を配合し、焼成してセメントクリンカーを製造する工程（Ａ）と、セメントクリンカーと、石膏と、混合材として石灰石及び高炉スラグを混合して粉砕する工程（Ｂ）を含むことを特徴とするセメント組成物の製造方法に関する。また、本発明は、貝殻を石灰石の一部代替として使用する、セメント組成物の製造方法に関する。本発明は、工程（Ａ）におけるセメントクリンカー原料として、セメントクリンカー１トンあたり石灰石７００～１４００ｋｇ、硅石２０～１５０ｋｇ、石炭灰０～３００ｋｇ、粘土０～１００ｋｇ、高炉スラグ０～１００ｋｇ、建設発生土１０～１５０ｋｇ、下水汚泥０～１００ｋｇ、ハイドロケーキ０～１００ｋｇ及び鉄源３０～８０ｋｇを配合する、セメント組成物の製造方法に関する。また、本発明は、工程（Ａ）において、石炭灰に対する建設発生土の質量比が０．１３～１．６となるように建設発生土と石炭灰とを配合する、セメント組成物の製造方法に関する。更に、本発明は、工程（Ａ）における建設発生土中のＳｒ含有量が０．０１～１．０質量％であり、且つ石炭灰中のＳｒ含有量が０．０２～０．４質量％である、セメント組成物の製造方法に関する。
　本発明によれば、セメント組成物のＳｒ含有量、ＭｇＯ含有量を適正範囲となるようにすることにより、凝結水量やコンクリートの単位水量が低減され、セメントペースト、モルタル及びコンクリートの流動性を向上することができる。
セメント組成物のＳｒ含有量とＭｇＯ含有量と凝結水量又はコンクリートの単位水量との関係を示す図である。
　以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
　本発明のセメント組成物は、Ｓｒ含有量が０．０６５～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下であることを特徴とする。
　セメント組成物のＳｒ及びＭｇＯは少量・微量成分である。本発明者らは、セメント組成物のＳｒ含有量、ＭｇＯ含有量がモルタル及びコンクリートの流動性と関係があることを突き止め、Ｓｒ含有量、ＭｇＯ含有量を適正範囲となるようにすることにより、凝結水量やコンクリートの単位水量を低減することができ、セメントペースト、モルタル及びコンクリートの流動性が向上できることを見出した。その結果、有効利用が望まれている石炭灰、建設発生土等の廃棄物を用いてもセメント組成物を用いたセメントペースト、モルタル及びコンクリートの流動性を維持・向上することができる。
　セメント組成物のＳｒ含有量及びＭｇＯ含有量は、セメント組成物の全体質量に対する含有割合（質量％）である。セメント組成物のＳｒ含有量はセメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ　Ｉ－５２　２０００「ＩＣＰ発光分光分析及び電気加熱式原子吸光分析方法」に準じて測定することができる。セメント組成物中のＭｇＯ含有量は、ＪＩＳ　Ｒ　５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準じて測定することができる。また、セメント組成物の鉱物組成（Ｃ３Ｓ、Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ａ及びＣ４ＡＦ）はボーグ式、または粉末Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）のＲｉｅｔｖｅｌｄ解析法に準じて測定することができる。
　セメント組成物のＳｒ含有量は、０．０６５～１．０質量％であり、好ましくは０．０６７～０．５質量％、より好ましくは０．０６８～０．３質量％であり、更に好ましくは０．０７０～０．２０質量％であり、特に好ましくは０．０７０～０．１５質量％である。
　セメント組成物のＭｇＯ含有量は、１．０質量％を超え３．０質量％以下であり、好ましくは１．０質量％を超え２．６質量％以下であり、より好ましくは１．１～２．６質量％であり、更に好ましくは１．１～２．５質量％であり、特に好ましくは１．２～２．５質量％、極めて好ましくは１．８～２．４質量％である。
　セメント組成物のＸＲＤ／Ｒｉｅｔｖｅｌｄ解析法に準じて測定したＣ３Ａ含有量は、０．１～１１．０質量％であり、好ましくは１．０～１０．５質量％であり、より好ましくは２．０～１０．２質量％であり、更に好ましくは３．０～１０．２質量％であり、特に好ましくは３．０～９．０質量％、極めて好ましくは３．０～７．０質量％である。
　セメント組成物のＳｒ含有量が０．０６５質量％未満、あるいはＭｇＯ含有量が１．０質量％以下では、モルタルやコンクリートの流動性の低下を示し、適正な流動性を得るために凝結水量やコンクリートの単位水量が増加する場合がある。
　セメント組成物のｆ．ＣａＯ含有量は、好ましくは1．５質量％以下であり、より好ましくは０．１～１．２質量％であり、更に好ましくは０．２～１．０質量％、特に好ましくは０．３～０．８質量％である。セメント組成物のｆ．ＣａＯ含有量が１．５質量％を超過すると、適正な強度発現性を得ることができない。
　また、本発明のセメント組成物は、ＳＯ３含有量が、好ましくは１．６～２．６質量、より好ましくは１．７～２．５質量％、更に好ましくは１．８～２．４質量％であり、特に好ましくは１．８～２．３質量％である。セメント組成物のＳＯ３含有量が、上記範囲内であると、セメント組成物の流動性を適度に維持しつつ、モルタルやコンクリートの強度発現性も向上することができる。セメント組成物中のＳＯ３含有量は、全体質量に対する含有割合（質量％）であり、この含有割合は、ＪＩＳ　Ｒ　５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準じて測定することができる。
　本発明のセメント組成物ボーグ式で算定される鉱物組成は、好ましくはＣ３Ｓ含有量が５０～７０質量％、Ｃ２Ｓ含有量が３～２５質量％、Ｃ３Ａ含有量が６～１５質量％及びＣ４ＡＦ含有量が７～１５質量％であり、より好ましくはＣ３Ｓ含有量が５１～６７質量％、Ｃ２Ｓ含有量が５～２５質量％、Ｃ３Ａ含有量が８～１３質量％及びＣ４ＡＦ含有量が８～１２質量％であり、更に好ましくはＣ３Ｓ含有量が５２～６５質量％、Ｃ２Ｓ含有量が８～２２質量％、Ｃ３Ａ含有量が８～１２質量％及びＣ４ＡＦ含有量が８～１１質量％であり、特に好ましくはＣ３Ｓ含有量が５３～６５質量％、Ｃ２Ｓ含有量が８～２１質量％、Ｃ３Ａ含有量が８～１０質量％及びＣ４ＡＦ含有量が８～１０質量％である。
　ここで、ボーグ式により算出されるセメント組成物中のＣ３Ｓ含有量、Ｃ２Ｓ含有量、Ｃ３Ａ含有量、Ｃ４ＡＦ含有量は、下記の式［１］～［４］により算出する。
　Ｃ３Ｓ含有量（質量％）＝４．０７×ＣａＯ量（質量％）－７．６０×ＳｉＯ２量（質量％）－６．７２×Ａｌ２Ｏ３量（質量％）－１．４３×Ｆｅ２Ｏ３量（質量％）－２．８５×ＳＯ３量（質量％）　　・・・［１］
Ｃ２Ｓ含有量（質量％）＝２．８７×ＳｉＯ２量（質量％）－０．７５４×Ｃ３Ｓ量（質量％）　　・・・［２］
Ｃ３Ａ含有量（質量％）＝２．６５×Ａｌ２Ｏ３（質量％）－１．６９×Ｆｅ２Ｏ３（質量％）　　・・・［３］
Ｃ４ＡＦ含有量（質量％）＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３（質量％）　　・・・［４］
　式中の「ＣａＯ」、「ＳｉＯ２」、「Ａｌ２Ｏ３」及び「Ｆｅ２Ｏ３」は、それぞれ、セメント組成物におけるＣａＯ、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３及びＦｅ２Ｏ３のセメント組成物の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「ポルトランドセメントの化学分析方法」あるいはＪＩＳ　Ｒ　５２０４「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」により測定することができる。
　本発明のセメント組成物の製造方法は、セメント組成物中のＳｒ含有量が０．０６５～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下となるように、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源からなる群より選ばれる原料の原料原単位を調整し、調整したこれらの原料を配合・焼成してセメントクリンカーを製造する工程（Ａ）と、得られたセメントクリンカーと石膏とを混合して粉砕する工程（Ｂ）を含む。
　（Ａ）工程におけるセメントクリンカーの原料としては、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源等が挙げられる。石炭灰は、石炭火力発電所等から発生するものであり、シンダアッシュ、フライアッシュ、クリンカアッシュ及びボトムアッシュが挙げられる。建設発生土は、建設工事の施工に伴い副次的に発生する残土や泥土、廃土等が挙げられる。下水汚泥としては、汚泥単味のほか、これに石灰石を加えて乾粉化したものや、焼却残渣等が挙げられる。鉄源としては、銅からみ、高炉ダスト等が挙げられる。
　（Ａ）工程におけるセメントクリンカー原料としては、セメントクリンカー１トン（ｔ）あたり、石灰石７００～１４００ｋｇ、硅石２０～１５０ｋｇ、石炭灰０～３００ｋｇ、粘土０～１００ｋｇ、高炉スラグ０～１００ｋｇ、建設発生土１０～１５０ｋｇ、下水汚泥０～１００ｋｇ、ハイドロケーキ０～１００ｋｇ及び鉄源３０～８０ｋｇを配合することが好ましい。また、（Ａ）工程におけるセメントクリンカー原料としては、セメントクリンカー１トンあたり、石灰石８００～１３００ｋｇ、硅石２０～１００ｋｇ、石炭灰５０～２５０ｋｇ、粘土０～８０ｋｇ、高炉スラグ５～５０ｋｇ、建設発生土２０～１５０ｋｇ、下水汚泥０～７０ｋｇ、ハイドロケーキを２０～８０ｋｇ及び鉄源３０～６０ｋｇを配合することがより好ましい。中でも、セメントクリンカー原料として、石灰石、石炭灰、建設発生土にあっては、セメントクリンカー１トンあたり、石灰石９００～１２００ｋｇ、石炭灰８０～２７０ｋｇ、建設発生土２０～１５０ｋｇを配合することが特に好ましく、セメントクリンカー１トンあたり、石灰１０００～１１００ｋｇ、石炭灰１００～２５０ｋｇ、建設発生土３０～１００ｋｇを配合することが更に好ましい。本明細書において、「原料原単位」とは、セメントクリンカーを１トン製造するにあたり、使用される各原料の質量（ｋｇ／ｔ－クリンカー）をいう。
　（Ａ）工程におけるセメントクリンカー原料の原料原単位を特定範囲に調整する方法として、具体的には、サンプリングしたセメント組成物のＳｒ含有量、ＭｇＯ含有量を測定し、Ｓｒ含有量、ＭｇＯ含有量が特定範囲となるようにセメントクリンカー原料の原料原単位を調整する。
　セメントクリンカー原料の中でも、カルシウム源原料となる石灰石のＳｒ含有量や、石炭灰及び建設発生土の使用量（原料原単位）が、セメント組成物中のＳｒ含有量に影響を与える。セメント組成物中のＳｒ含有量を特定範囲にするためには、石灰石のＳｒ含有量に応じて、石炭灰に対する建設発生土の質量比で調整することが好ましい。例えば石灰石のＳｒ含有量が低い場合は、石炭灰に対する建設発生土の質量比が多くなるように石炭灰及び建設発生土の使用量（原料原単位）を調整することができる。石炭灰に対する建設発生土の質量比（建設発生土（ｋｇ／ｔ－クリンカー）／石炭灰（ｋｇ／ｔ－クリンカー））は、好ましくは０．１３～１．６であり、より好ましくは０．１５～１．５であり、更に好ましくは０．２～１．５であり、特に好ましくは０．２～１．４である。
　セメント組成物中のＭｇＯ含有量を特定範囲にするには、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、ハイドロケーキ、並びに鉄源としての銅からみ及び高炉ダストのＭｇＯ含有量に基づき、これらの原料からセメント組成物中に含まれるＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下となるように各セメントクリンカー原料を原料原単位で調整し、これらの原料を配合することが好ましい。
　セメントクリンカー原料として、各原料中のＳｒ含有量、及びＭｇＯ含有量は、以下の範囲のものを使用することが好ましい。なお、各原料中のＳｒ含有量、及びＭｇＯ含有量は、各原料（１００質量％）に対する含有割合（質量％）である。
　石灰石としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．０１～０．１０質量％、より好ましくは０．０１～０．０９質量％、更に好ましくは０．０１～０．０８質量％、特に好ましくは０．０１５～０．０８質量％のものを使用する。ＭｇＯ含有量が、好ましくは０．１～２．０質量％、より好ましくは０．１～１．５質量％、更に好ましくは０．１～１．３質量％、特に好ましくは０．２～１．３質量％のものを使用する。
　また、Ｓｒ量を特定範囲にするために廃貝殻を原料として利用することが好ましい。貝殻は水産廃棄物であるが、ＣａＯ含有量やＭｇＯ含有量を石灰石と同程度含有しており、Ｓｒ含有量は石灰石より高いため、天然資源である石灰石の一部代替として使用可能であり、資源の温存ができ有用である。貝殻の代表的なものにはホタテ、アコヤ、カキ殻等が挙げられる。石灰石の一部を貝殻で置き換える場合は、カルシウム源原料（石灰石＋貝殻）は、Ｓｒ含有量が好ましくは０．０２～０．３質量％、より好ましくは０．０２～０．２６質量％、更に好ましくは０．０２～０．２質量％、特に好ましくは０．０２５～０．２質量％となるようにして使用する。なお、貝殻として、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．０２～１．０質量％、好ましくは０．０２～０．５質量％、より好ましくは０．０５～０．３質量％、特に好ましくは０．０３～０．３質量％のものを使用することができる。貝殻は、ＣａＯ含有量が好ましくは３５～５５質量％、より好ましくは４０～５５質量％、更に好ましくは４０～５０質量％、特に好ましくは４５～５０質量％のものを使用することができる。貝殻は、ＭｇＯ含有量が、好ましくは０．１～５．０質量％、より好ましくは０．１～３．０質量％、更に好ましくは０．１～２．０質量％、特に好ましくは０．１～１．０質量％のものを使用することができる。Ｓｒ含有量が０．０２質量％未満であるＳｒ含有量が少ない石灰石を用いる場合は、石灰石の一部代替として貝殻を使用することが好ましい。貝殻以外にも、ＣａＯ、Ｓｒ及びＭｇＯを比較的多く含む物を使用してもよい。
　硅石としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００１～０．０４質量％、より好ましくは０．００１～０．０３質量％、更に好ましくは０．００１～０．０２５質量％、特に好ましくは０．００１～０．０２質量％のものを使用する。ＭｇＯ含有量が、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．０３～０．８質量％、更に好ましくは０．０３～０．６質量％のものを使用する。
　石炭灰としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．０２～０．４質量％、より好ましくは０．０２～０．３質量％、更に好ましくは０．０２～０．２５質量％、特に好ましくは０．０２～０．２質量％のものを使用する。ＭｇＯ含有量が、好ましくは０．１～３．０質量％、より好ましくは０．２～２．５質量％、更に好ましくは０．４～２．５質量％、特に好ましくは０．５～２．０質量％のものを使用する。
　高炉スラグとしては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．０２～０．２質量％、より好ましくは０．０２～０．１５質量％、更に好ましくは０．０２～０．１０質量％、特に好ましくは０．０３～０．１質量％のものを使用する。ＭｇＯ含有量が、好ましくは３．０～９．０質量％、より好ましくは４．０～８．０質量％、更に好ましくは５．０～７．０質量％、特に好ましくは５．０～６．０質量％のものを使用する。
　粘土としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００１～０．０３質量％、より好ましくは０．００３～０．０２５質量％、更に好ましくは０．００３～０．０２質量％、０．００４～０．０２質量％のものを使用する。ＭｇＯ含有量が、好ましくは０．３～６．０質量％、より好ましくは０．５～５．０質量％、更に好ましくは０．５～４．０質量％、特に好ましくは０．４～３．０質量％のものを使用する。
　建設発生土としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．０１～１．０質量％、より好ましくは０．０１～０．７質量％、更に好ましくは０．０１～０．５質量％、特に好ましくは０．０２～０．４質量％のものを使用する。ＭｇＯ含有量が、好ましくは０．５～５．０質量％、より好ましくは０．５～４．０質量％、更に好ましくは１．０～３．０質量％、特に好ましくは１．５～３．０質量％のものを使用する。
　下水汚泥としては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００１～０．１質量％、より好ましくは０．００１～０．０７質量％、更に好ましくは０．００１～０．０５質量％、特に好ましくは０．００１～０．０３質量％のものを使用する。ＭｇＯ含有量が、好ましくは０．５～４．０質量％、より好ましくは０．５～３．０質量％、更に好ましくは０．５～２．０質量％、特に好ましくは０．６～２．０質量％のものを使用する。
　ハイドロケーキとしては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．１～１．５質量％、より好ましくは０．１～１．０質量％、更に好ましくは０．１～０．８質量％、特に好ましくは０．２～０．６質量％のものを使用する。ＭｇＯ含有量が、好ましくは５～３０質量％、より好ましくは５～２５質量％、更に好ましくは１０～２０質量％、特に好ましくは１０～１５質量％のものを使用する。
　銅からみとしては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００５～０．０５質量％、より好ましくは０．００５～０．０４質量％、更に好ましくは０．００５～０．０３質量％、特に好ましくは０．０１～０．０３質量％のものを使用する。ＭｇＯ含有量が、好ましくは０．３～２．５質量％、より好ましくは０．５～２．０質量％、更に好ましくは０．５～１．５質量％、特に好ましくは０．５～１．０質量％のものを使用する。
　高炉ダストとしては、Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００１～０．０３質量％、より好ましくは０．００１～０．０２質量％、更に好ましくは０．００２～０．０１５質量％、特に好ましくは０．００２～０．０１質量％のものを使用する。ＭｇＯ含有量が、好ましくは０．２～３．５質量％、より好ましくは０．２～２．５質量％、更に好ましくは０．２～２．０質量％、特に好ましくは０．２～１．５質量％のものを使用する。
　セメントクリンカーの製造は、ＳＰ方式（多段サイクロン予熱方式）又はＮＳＰ方式（仮焼炉を併設した多段サイクロン予熱方式）等の既存のセメント製造設備を用いて製造することができる。
　なお、工業スケールの製造においては、例えば、まず初めにＳｒ、ＭｇＯ含有量測定用のセメント組成物を採取し、そのセメント組成物のＳｒ含有量、ＭｇＯ含有量を測定し、Ｓｒ含有量が０．０６５～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下となるように、セメントクリンカーの原料原単位を調整して、これらの原料を配合し、焼成したセメントクリンカーを用いることによって、流動性を向上したセメント組成物を製造することができる。
　本発明のセメント組成物の製造方法において、得られるセメント組成物のｆ．ＣａＯ含有量は１．５質量％以下であることが好ましい。
　次に、ＮＳＰ方式の既存のセメント製造設備を用いて、本発明のセメント組成物に用いるセメントクリンカーの製造方法の一実施態様を説明する。なお、本発明のセメント組成物の製造方法は、以下の実施形態に限定されるものではない。
　セメントクリンカーの各原料の混合方法は、特に限定されないが、例えば原料粉砕ミル等で粉砕混合し、ブレンディングサイロで混合することが好ましい。
　粉砕混合されたセメントクリンカー原料は、更に既存の設備であるサスペンションプレヒータ及びロータリーキルンを用いて焼成することができる。セメントクリンカーの焼成温度、焼成時間等の焼成条件を変えることによって、ｆ．ＣａＯ含有量が１．５質量％以下となるようにしたセメント組成物を製造するためのセメントクリンカーを得ることができる。
　セメントクリンカーの焼成温度は、特に限定されないが、ＮＳＰ方式のセメント製造設備を用いた場合には、ロータリーキルンの出口付近におけるセメントクリンカーの温度が、好ましくは８００～１７００℃、より好ましくは９００～１６００℃、更に好ましくは１０００～１５００℃である。焼成時間は、２０分間～２時間、より好ましくは２０分間～１．５時間、更に好ましくは２０分～１．０時間である。
　焼成後、得られたセメントクリンカーは、ロータリーキルンの下流側に設けられたクリンカークーラーによって、例えば１００～２００℃程度まで冷却されることが好ましい。冷却速度は、好ましくは１０～６０℃／分であり、より好ましくは１５～４５℃／分であり、更に好ましくは１５～３０℃／分である。
　本発明の（Ｂ）工程において、セメント組成物は、工程（Ａ）で得られたセメントクリンカーと、石膏と、混合材として石灰石及び高炉スラグとを混合して粉砕することによって製造することができる。
　石膏としては、ＪＩＳ　Ｒ　９１５１「セメント用天然せっこう」に規定される品質を満足することが望ましく、具体的には、二水石膏、半水石膏、不溶性無水石膏が好適に用いられる。
　本発明の（Ｂ）工程において、セメント組成物中のＳＯ３量が、好ましくは１．６～２．６質量％、より好ましくは１．７～２．４質量％となるように石膏を混合して粉砕する。粉砕方法としては、特に制限されないが、ボールミル等の粉砕機、セパレータ等の分級機を用いる方法が挙げられる。
　本発明の（Ｂ）工程において、セメント組成物は、更に混合材として石灰石及び高炉スラグを含有する。混合材としての石灰石としては、ＪＩＳ　Ｒ　５２１０「ポルトランドセメント」に記載される石灰石等が挙げられる。混合材としての高炉スラグとしては、ＪＩＳ　Ｒ　５２１１「高炉セメント」で規定される高炉スラグ等が挙げられる。セメント組成物は、石灰石及び高炉スラグ以外の混合材を含んでいてもよい。石灰石及び高炉スラグ以外の混合材としては、ＪＩＳ　Ｒ　５２１２「シリカセメント」で規定されるシリカ質混合材、ＪＩＳ　Ａ　６２０１「コンクリート用フライアッシュ」で規定されるフライアッシュ等を利用することができる。混合材は、セメント組成物の全体質量に対する混合材の合計含有割合（質量％）が、５質量％以下であることが好ましい。なお、混合材として石灰石、高炉スラグを使用する場合には、混合材中のＳｒ含有量、ＭｇＯ含有量を考慮し、セメントクリンカー原料の原料原単位を調整することが好ましい。
　本発明のセメント組成物のブレーン比表面積は、好ましくは２８００～４０００ｃｍ２／ｇである。ブレーン比表面積が上記範囲内であると、優れた強度発現性を有するモルタルやコンクリートの製造が可能となる。セメント組成物のブレーン比表面積は、より好ましくは３２００～３８００ｃｍ２／ｇであり、更に好ましくは３２００～３５００ｃｍ２／ｇである。
　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。
　以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１～７、比較例１～６）
　[セメントクリンカーの原料]
　Ｓｒ及びＭｇＯ含有セメントクリンカー原料としては、石灰石Ａ、石灰石Ｂ、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源（銅からみ、高炉ダスト）のセメントクリンカー原料のＳｒ含有量、及びＭｇＯ含有量を予め測定すると共に、予めサンプリングしておいたセメント組成物のＳｒ含有量、ＭｇＯ含有量を測定し、セメント組成物のＳｒ含有量が０．０７～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が０．８～２．６質量％となるようにクリンカー原料の原料原単位を調整し、これらの原料を配合した。また、セメント組成物のＳＯ３含有量が所定範囲となるようにするために、二水石膏を使用した。表２に、実施例及び比較例で使用した石灰石、硅石、石炭灰、高炉スラグの化学成分の数値を示す。また、表２に示した原料以外の原料中のＳｒ含有量、及びＭｇＯ含有量を以下に記載する。なお、以下に示す化学成分及び原料原単位は、ドライベース(水分を含まない状態)の原料原単位である。
・　粘土（Ｓｒ含有量＝０．０１３８質量％、ＭｇＯ含有量＝１．４３質量％）
・　建設発生土（Ｓｒ含有量＝０．０２７２質量％、ＭｇＯ含有量＝１．７８質量％）
・　下水汚泥（Ｓｒ含有量＝０．００２質量％、ＭｇＯ含有量＝０．６２質量％）
・　ハイドロケーキ(Ｓｒ含有量＝０．４７４質量％、ＭｇＯ含有量＝１４．１９質量％)
・　銅からみ（Ｓｒ含有量＝０．０１６５質量％、ＭｇＯ含有量＝０．８３質量％）
・　高炉ダスト（Ｓｒ含有量＝０．００６４質量％、ＭｇＯ含有量＝０．２２質量％）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に記載の化学成分（ｉｇ．ｌｏｓｓ～ＭｇＯ）は、ＪＩＳ Ｍ ８８５３：１９９８「セラミックス用アルミノけい酸塩質原料の化学分析方法」、ＳＯ３含有量は、ＪＩＳ　Ｒ　５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準じて行った。また、原料中のＳｒ含有量は、セメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ　Ｉ－５２　２０００「ＩＣＰ発光分光分析及び電気加熱式原子吸光分析によるセメント中の微量成分の定量方法」に準じて測定した。
[セメントクリンカーの原料]
　セメントクリンカー原料として使用した各原料の原単位は、石灰石、石炭灰及び建設発生土を除き、硅石２０～１５０ｋｇ／ｔ－クリンカー、粘土０～１００ｋｇ／ｔ－クリンカー、高炉スラグ０～１００ｋｇ／ｔ－クリンカー、下水汚泥０～１００ｋｇ／ｔ－クリンカー、ハイドロケーキ０～１００ｋｇ／ｔ－クリンカー及び鉄源３０～８０ｋｇ／ｔ－クリンカーであった。
　セメント組成物中のＳｒ含有量に与える影響の大きいセメントクリンカー原料である、石灰石、石炭灰及び建設発生土の原料原単位（原単位）と、上記各原料からセメントクリンカー１ｔ当たりに持ち込まれるＳｒ含有量及びＭｇＯ含有量（セメントクリンカー１ｔを形成するための原料の全体質量に対する含有割合（質量％））と、石灰石と石炭灰と建設発生土の混合原料からセメントクリンカー１ｔ当たりに持ち込まれるＳｒ含有量及びＭｇＯ含有量（セメントクリンカー１ｔを形成するための原料の全体質量に対する含有割合（質量％））とを表３に示した。また、表３には、石炭灰に対する建設発生土の質量比（建設発生土（ｋｇ／ｔ－クリンカー）／石炭灰（ｋｇ／ｔ－クリンカー））と、石炭灰と建設発生土の混合物中のＳｒ含有量及びＭｇＯ含有量（石炭灰と建設発生土の混合物の全体質量に対する含有割合（質量％））を記載した。Ｓｒ含有量は、セメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ　Ｉ－５２　２０００「ＩＣＰ発光分光分析及び電気加熱式原子吸光分析によるセメント中の微量成分の定量方法」に準じて測定した。ＭｇＯ含有量は、ＪＩＳ　Ｒ　５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法に準じて測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　[セメントクリンカーの製造]
　上記セメントクリンカー原料を配合し、配合した原料をＮＳＰキルンで最高温度１２００～１５００℃で焼成し、セメントクリンカーを製造した。ＮＳＰキルン出口付近におけるセメントクリンカーの温度は１０００～１５００℃であった。このセメントクリンカーを、ロータリーキルンの下流側に設けられたクリンカークーラーで、１０００～１４００℃から１００～２００℃まで、１０～６０℃／分の冷却速度で冷却した。
　得られたセメントクリンカーに二水石膏をセメント組成物中のＳＯ３含有量が２質量％となるように混合し、更に混合材として石灰石４質量％と高炉スラグ１質量％を添加し、実機ミルでブレーン比表面積が３２００～３５００ｃｍ２／ｇになるように粉砕し、セメント組成物を得た。
　[セメント組成物の化学成分]
　得られたセメント組成物中のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ及びＳＯ３について、全体質量に対する含有割合（質量％）を測定した。これらの含有割合は、ＪＩＳ　Ｒ　５２０２：１９９８「ポルトランドセメントの化学分析方法」に準じて測定した。セメント組成物のｆ．ＣａＯ含有量は、ＪＣＡＳ　Ｉ－０１：１９９７「遊離酸化カルシウムの定量方法」によって測定した。また、セメント組成物中のＳｒ含有量を、セメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ　Ｉ－５２　２０００「ＩＣＰ発光分光分析及び電気加熱式原子吸光分析によるセメント中の微量成分の定量方法」に準じて測定した結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４に示すように、実施例１～７は、クリンカーへのＳｒ持込量が０．０４９５質量％の石灰石に応じて、石炭灰に対する建設発生土の質量比（建設発生土／石炭灰）が０．１５～１．５となるように調整して製造したセメントクリンカーを用いることによって、表４に示すようにセメント組成物中のＳｒ含有量を０．０７～０．１０６２質量％、且つＭｇＯ含有量を１．０４～２．５５質量％に調整することができた。一方、比較例１～６は、セメント組成物のＳｒ含有量及びＭｇＯ含有量が特定の範囲内となるようにセメントクリンカー原料の原料原単位を調整することなく、セメントクリンカー原料を配合して製造したセメントクリンカーを用いたため、セメント組成物中のＳｒ含有量は０．０３４～０．０６質量％と、本発明のセメント組成物のＳｒ含有量の範囲外であるか（比較例１～５）、セメント組成物中のＭｇＯ含有量が１．０質量％以下（比較例２、６）と、本発明のセメント組成物のＭｇＯ含有量の範囲外であった。
　[セメント組成物の鉱物組成]
＜セメント組成物の鉱物組成＞
　得られたセメント組成物の鉱物組成（Ｃ３Ｓ量、Ｃ２Ｓ量、Ｃ３Ａ量及びＣ４ＡＦ量）を、ボーグ式［１］～［４］及びＸＲＤ／Ｒｉｅｔｖｅｌｄ解析法に基づいて測定した。結果を表６に示す。
＜ＸＲＤ／Ｒｉｅｔｖｅｌｄ解析法＞
　粉末Ｘ線回折測定は、粉末Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ－２５００（リガク社製）を用い、Ｘ線源をＣｕＫαとして，管電圧：３５ｋＶ、管電流：１１０ｍＡ、測定範囲：２θ＝１０～６０°、ステップ幅：０．０２°、計数時間：２秒間、発散スリット：１°、及び受光スリット：０．１５ｍｍの条件で行った。得られたＸ線回折プロファイルを、リートベルト解析ソフト（ＪＡＤＥ　６）にて解析し、各クリンカー鉱物の結晶情報のパラメータを得た。なお、リートベルト解析で使用した各種クリンカー鉱物の結晶構造データ及び参考文献を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　参考文献１：Ｆ．　Ｎｉｓｈｉ　ａｎｄ　Ｙ．　Ｔａｋｅｕｃｈｉ：　Ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ　ｓｉｌｉｃａｔｅ　Ｃａ３Ｏ［ＳｉＯ４］：　Ｔｈｅ　ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ　Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，　Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ　ｆｕｒ　Ｋｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｅ，　Ｖｏｌ．１７２，　ｐｐ．２９７　－　３１４　（１９８５）
　参考文献２：Ｋ．Ｈ．　Ｊｏｓｔ，　Ｂ．　Ｘｉｅｍｅｒ　ａｎｄ　Ｒ．　Ｓｅｙｄｅｌ：　Ｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　β－Ｄｉｃａｌｃｉｕｍ　Ｓｉｌｉｃａｔｅ，　Ａｃｔａ　Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃａ，　Ｖｏｌ．Ｂ３３，　ｐｐ．１６９６　－　１７００　（１９７７）
　参考文献３：Ｐ．　Ｍｏｎｄａｌ　ａｎｄ　Ｗ．Ｊ．　Ｊｅｆｆｒｅｙ：　Ｔｈｅ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｔｒｉｃａｌｃｉｕｍ　Ａｌｕｍｉｎａｔｅ，　Ａｃｔａ　Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃａ，　Ｖｏｌ．３６，　ｐｐ．６８９　－　６９７　（１９７５）
　参考文献４：Ｙ．　Ｔａｋｅｕｃｈｉ　ａｎｄ　Ｆ．　Ｎｉｓｈｉ：　Ｃｒｙｓｔａｌ－ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　３ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－Ｎａ２Ｏ　Ｓｏｌｉｄ　Ｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｓｅｒｉｅｓ，　Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ　ｆｕｒ　Ｋｒｉｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｅ，　Ｖｏｌ．１５２，　ｐｐ．２５９　－　３０７　（１９８０）
　参考文献５：Ａ．Ａ．　Ｃｏｌｖｉｌｌｅ　ａｎｄ　Ｓ．　Ｇｅｌｌｅｒ：　Ｔｈｅ　　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｂｒｏｗｎｍｉｌｌｅｒｉｔｅ，　Ｃａ２ＦｅＡｌＯ５，　Ａｃｔａ　Ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃａ，　Ｖｏｌ．Ｂ２７，　ｐ．２３１１　（１９７１）
[セメント組成物の物性]
　得られたセメント組成物の物性を以下のようにして測定した。測定結果を表６に示す。
＜セメント組成物の粉末特性＞
　セメントの粉末特性（ブレーン比表面積及び４５μｍ残分）について、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に準じて測定した。
＜色調ｂ値＞
　セメント組成物の色調ｂ値は、測色色差計(日本電色社製Spectro Color Meter Se2000)用いて測定した。
＜凝結、モルタル圧縮強さ＞
　凝結、モルタル圧縮強さは、得られたセメント組成物を用いて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に準じて測定した。
＜コンクリート試験＞
　コンクリート試験は、目標スランプ１８ｃｍ、Ｗ／Ｃが５５％、ｓ／ａが４７％、混和剤量が０．２５％とし、目標スランプとなるように単位水量を調整した。結果を表７に示す。なお、Ｗ／Ｃ、ｓ／ａの意味と、使用した細骨材、粗骨材、混和剤を下記に示す。
　　Ｗ／Ｃ：水セメント比（質量比）
　　ｓ／ａ：細骨材率（＝細骨材÷全骨材（細骨材＋粗骨材））（体積比）
　　細骨材：混合砂（海砂/博多産５０％＋砕砂/住友石炭鉱業５０％）
　　粗骨材：山口県宮野産２０１５/５０%＋１５０５/５０%。
　　混和剤：ＡＥ減水剤　ポゾリスＮｏ．７０（ポゾリス社製）
　　水　：上水道水
　コンクリートの練り混ぜに用いたミキサ、練混ぜ量及び手順は以下のとおりである。
　　ミキサ：強制二軸型ミキサ(公称容積５５Ｌ)
　　練混ぜ量：３０Ｌ/バッチ
　　練混ぜ時間及び手順
　　　　１）細骨材及びセメントをミキサに投入後、１０秒間空練り。
　　　　２）水(混和剤含)を加えて６０秒間練混ぜ。
　　　　３）粗骨材を加え６０秒間練混ぜ後、５分静置後１５秒間練混ぜ排出。
　　　　４）供試体は、ＪＩＳ　Ａ　１１３２に準拠して作製した。
　コンクリート性能の評価項目及び試験方法は、次のとおりである。スランプは、ＪＩＳ　Ａ　１１０１、圧縮強度は材齢２８日でＪＩＳ　Ａ　１１０８に準じて測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　表７に示すように、実施例１、５～７の凝結水量は比較例１、５～６に比べ少なく、またコンクリートも同様に実施例１、２、５の単位水量は比較例１、３、４に比べ減少していることから、セメント組成物中のＳｒ含有量を０．０６５～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下となるようにすることにより、モルタル及びコンクリートの流動性は向上する。
　表７に示すように、実施例１～６のセメント組成物を用いたモルタルは、材齢２８日の圧縮強さが６０Ｎ／ｍｍ２以上であり、強度発現性が維持されていることが確認できた。なお、比較例３のように、セメント組成物のｆ．ＣａＯ含有量が１．５質量％を超えると、材齢２８日の圧縮強さが６０Ｎ／ｍｍ２未満となり、強度発現性が低下した。
　表３～７に示すように、有効利用が望まれている廃棄物である石炭灰や建設発生土を使用することによって、これらの原料よりセメントクリンカーに持ち込まれるＡｌ量が増加した場合であっても、セメント組成物のＳｒ含有量、ＭｇＯ含有量が一定の範囲となるように、セメントクリンカー原料の原料原単位を調整することによって、得られるセメント組成物を使用したモルタル及びコンクリートの流動性を向上させることができる。更に、ｆ．ＣａＯ含有量を１．５質量％以下とすることによって、強度発現性を維持することができる。
　実施例１～７のセメント組成物（Ｓｒ含有量が０．０７～０．１０６２質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０４～２．５５質量％）及び比較例１～６のセメント組成物（Ｓｒ含有量が０．０３４～０．０６質量％であるか、ＭｇＯ含有量が１．０質量％以下）のＳｒ含有量とＭｇＯ含有量と、凝結水量又は単位水量の関係を図１に示す。
　図１（及び表４、６、７参照）に示すように、実施例１、２、５～７のようにＳｒ含有量が０．０７～０．１０６２質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０４～２．５５質量％であると、凝結水量（セメントペーストの標準軟度水量）は２８．０％未満（図１中、○凝結水量＜２８．０％）であり、コンクリートの単位水量が１８０ｋｇ／ｍ３未満（図１中、△単位水量＜１８０ｋｇ／ｍ３）と、凝結水量及び／又はコンクリートの単位水量を低減することができた。実施例１のセメント組成物のように、Ｒ－Ｃ３Ａ量が１０．１と、比較的多い場合であっても、Ｓｒ含有量０．０６５～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下であると、凝結水量が２８．０％未満、コンクリートの単位水量が１８０ｋｇ／ｍ３未満に低減することができた。
　一方、図１（及び表４、６、７参照）に示す比較例１、３～６のセメント組成物のように、セメント組成物中のＳｒ含有量が０．０６５～１．０質量％、あるいはＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下のどちらか一方の数値を満たしていないと、凝結水量が２８．０％以上（図１中、●凝結水量≧２８．０％）、コンクリートの単位水量が１８０ｋｇ／ｍ３以上（図１中、▲単位水量≧１８０ｋｇ／ｍ３）と増加した。例えば比較例１、３～５のセメント組成物のように、ＭｇＯの含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下の数値を満たしていても、Ｓｒ含有量が０．０６５～１．０質量％の数値を満たしていないと、凝結水量は２８．０％以上又は単位水量が１８０ｋｇ／ｍ３以上と増加し、比較例６のセメント組成物のように、Ｓｒ含有量が０．０６５～１．０質量％の数値を満たしていても、ＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％の数値を満たしていないと、凝結水量は２８．０％以上と増加した。
（実施例８、比較例７）
　また、廃貝殻を使用してＳｒ含有量を特定範囲にした実施例を以下に記す。
実施例８として、貝殻としてカキ殻を、表２に示す石灰石Ｂの一部代替として使用した。貝殻はＣａＯ含有量が４８質量％、Ｓｒ含有量が０．１３質量％、ＭｇＯ含有量が０．５３質量％であった。石灰石Ｂのうち１０質量％を貝殻で置き換えた。その他の原料は、比較例１～５と同様のものを使用した。表８に、カルシウム源原料（石灰石、貝殻）、石炭灰及び建設発生土の原単位と、上記各原料からセメントクリンカー１ｔ当たりに持ち込まれるＳｒ含有量（質量％）と、石灰石と石炭灰と建設発生土の混合原料からセメントクリンカー１ｔ当たりに持ち込まれるＳｒ含有量（質量％）と、石炭灰に対する建設発生土の質量比と、石炭灰と建設発生土の混合物中のＳｒ含有量（質量％）を記載した。更に、実施例及び比較例１～５と同様の方法で、セメント組成物を得てセメント組成物のＳｒ含有量を測定した。結果を表８に示す。Ｓｒ含有量は、セメント協会標準試験方法ＪＣＡＳ　Ｉ－５２　２０００「ＩＣＰ発光分光分析及び電気加熱式原子吸光分析によるセメント中の微量成分の定量方法」に準じて測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　表８に示すように、クリンカーへのＳｒ持込量が０．０２０１質量％と少ない石灰石を用いる場合であっても、石灰石の一部代替として貝殻を使用することによって、セメントクリンカーへのＳｒ持込量を０．０３質量％以上とすることができ、セメント組成物中のＳｒ含有量が０．０７質量％以上とすることができた。表８に示すように、石灰石に応じて、石炭灰に対する建設発生土の質量比が０．１３～１．６となるように、セメントクリンカー原料の原料原単位を調整してセメントクリンカーを製造することによって、得られるセメント組成物のＳｒ含有量を０．０７２質量％にすることができた。

Claims (9)

  1. 　Ｓｒ含有量が０．０６５～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下であることを特徴とするセメント組成物。
  2. 　ｆ.ＣａＯ含有量が１．５質量％以下である、請求項１記載のセメント組成物。
  3. 　ＳＯ３含有量が１．６～２．６質量％である、請求項１又は２記載のセメント組成物。
  4. 　Ｃ３Ｓ含有量が５０～７０質量％、Ｃ２Ｓ含有量が５～２５質量％、Ｃ３Ａ含有量が６～１５質量％及びＣ４ＡＦ含有量が７～１５質量％である、請求項１～３のいずれか１項記載のセメント組成物。
  5. 　セメント組成物のＳｒ含有量が０．０６５～１．０質量％、且つＭｇＯ含有量が１．０質量％を超え３．０質量％以下となるように、石灰石、硅石、石炭灰、粘土、高炉スラグ、建設発生土、下水汚泥、ハイドロケーキ及び鉄源からなる群より選ばれる原料の原料原単位を調整し、調整した原料を配合し、焼成してセメントクリンカーを製造する工程（Ａ）と、セメントクリンカーと、石膏と、混合材として石灰石及び高炉スラグを混合して粉砕する工程（Ｂ）を含むことを特徴とするセメント組成物の製造方法。
  6. 　貝殻を石灰石の一部代替として使用する、請求項５記載のセメント組成物の製造方法。
  7. 　工程（Ａ）におけるセメントクリンカー原料として、セメントクリンカー１トンあたり石灰石７００～１４００ｋｇ、硅石２０～１５０ｋｇ、石炭灰０～３００ｋｇ、粘土０～１００ｋｇ、高炉スラグ０～１００ｋｇ、建設発生土１０～１５０ｋｇ、下水汚泥０～１００ｋｇ、ハイドロケーキ０～１００ｋｇ及び鉄源３０～８０ｋｇを配合する、請求項５又は６記載のセメント組成物の製造方法。
  8. 　工程（Ａ）において、石炭灰に対する建設発生土の質量比が０．１３～１．６となるように建設発生土と石炭灰とを配合する、請求項５～７のいずれか１項記載のセメント組成物の製造方法。
  9. 　工程（Ａ）における建設発生土中のＳｒ含有量が０．０１～１．０質量％であり、且つ石炭灰中のＳｒ含有量が０．０２～０．４質量％である、請求項５～８のいずれか１項記載のセメント組成物の製造方法。
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