(57)【要約】【課題】風化した普通ポルトランドセメントであっても粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントを判定することができる普通ポルトランドセメントの品質判定方法を提供する。【解決手段】風化した普通ポルトランドセメントの品質判定方法であって、下記（２）式で算出される風化度変化（％）が０．７％以下である普通ポルトランドセメントを粉体流動性の低下の小さいポルトランドセメントと判定することを特徴とする普通ポルトランドセメントの品質判定方法、を提供する。  風化度＝５００℃までの質量減少率−石膏の脱水による質量減少率 (1)  風化度変化＝風化時の風化度−未風化時の風化度  (2)【選択図】図４
2020101376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風化した普通ポルトランドセメントの品質判定方法であって、
下記（２）式で算出される風化度変化（％）が０．７％以下である普通ポルトランドセメントを粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントと判定することを特徴とする普通ポルトランドセメントの品質判定方法。
風化度＝５００℃までの質量減少率−石膏の脱水による質量減少率 (1)
風化度変化＝風化時の風化度−未風化時の風化度  (2)
【請求項２】
風化した普通ポルトランドセメントの品質判定方法であって、
下記（２）式で算出される風化度変化（％）が０．４％以下である普通ポルトランドセメントを粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントと判定することを特徴とする普通ポルトランドセメントの品質判定方法。
風化度＝５００℃までの質量減少率−石膏の脱水による質量減少率 (1)
風化度変化＝風化時の風化度−未風化時の風化度  (2)
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風化したセメントの品質評価及び判定方法に関し、特に風化した普通ポルトランドセメントであっても、粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントを選別することができる普通ポルトランドセメントの品質判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポルトランドセメントは、セメント粒子が空気中の湿気と反応して、軽度の水和作用を受け、いわゆる風化が進む。また、生成した水酸化カルシウム等が空気中の炭酸ガスと化合して炭酸カルシウムとなる。一般にセメントが風化すると比重が小さくなって強熱減量が増し、凝結に異常をもたらすほか、粉体流動性が低下してセメントの空気輸送に支障が生ずる。これを防止するために、セメントサイロやセメント包装には、様々な策が施されている。しかし、保存期間、保存条件等の要因で、風化が進行してしまう場合があり、風化したポルトランドセメントの品質、特に空気輸送に影響に大きい粉体流動性を判定できる方法が求められている。
【０００３】
特許文献１には、風化したポルトランドセメントの強度発現性の判定を行う発明が記載されている。しかし、風化にともなう粉体流動性の評価、判定を行うことはできていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−５７１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明では、風化した普通ポルトランドセメントであっても粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントを判定することができる普通ポルトランドセメントの品質判定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、普通ポルトランドセメントの質量減少率から算出される風化度変化に着目すれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の［１］を提供するものである。
［１］風化した普通ポルトランドセメントの品質判定方法であって、
下記（２）式で算出される風化度変化（％）が０．７％以下である普通ポルトランドセメントを粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントと判定することを特徴とする普通ポルトランドセメントの品質判定方法。
風化度＝５００℃までの質量減少率−石膏の脱水による質量減少率 (1)
風化度変化＝風化時の風化度−未風化時の風化度  (2)
［２］風化した普通ポルトランドセメントの品質判定方法であって、
下記（２）式で算出される風化度変化（％）が０．４％以下である普通ポルトランドセメントを粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントと判定することを特徴とする普通ポルトランドセメントの品質判定方法。
風化度＝５００℃までの質量減少率−石膏の脱水による質量減少率 (1)
風化度変化＝風化時の風化度−未風化時の風化度  (2)
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、風化した普通ポルトランドセメントであっても粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントを選別し、使用の可否の判定、輸送設備の選定をすることができる普通ポルトランドセメントの品質判定方法を実現できた。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】普通ポルトランドセメントの熱重量測定（ＴＧ）曲線と、該ＴＧ曲線の微分曲線（ＤＴＧ曲線）の１例である。
【図２】普通ポルトランドセメントの粉体の流動性を示すトータルエネルギーの測定装置の概念図である。
【図３】普通ポルトランドセメントの垂直加重及び回転トルクとトータルエネルギーの関係を示す概念図である。
【図４】普通ポルトランドセメントの風化度変化とＴＥ比の実測値を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明は、風化した普通ポルトランドセメントであっても粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントを、選別し、圧送設備の使用の可否を事前に判定する方法である。
なお、本発明において、風化した普通ポルトランドセメントとは、（１）式で算出される風化度が０．１５％以上の普通ポルトランドセメントをいう。
【００１０】
本発明では、粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントを選別する指標として、（２）式で算出される風化度変化（％）を用いる。本発明において、該風化度変化は、風化品の風化度と未風化品の風化度の差であり、風化度とは普通ポルトランドセメントの５００℃までの質量減少率（％）から、石膏による質量減少率（％）を差し引いた値である。
上記普通ポルトランドセメントの５００℃までの質量減少率（％）や、石膏による質量減少率（％）は、熱重量測定（以下、ＴＧと略す）により求めることができる。
風化度＝５００℃までの質量減少率−石膏の脱水による質量減少率   (1)
風化度変化＝風化時の風化度−未風化時の風化度  (2)
ここで、未風化時とは、製造直後の普通ポルトランドセメントをいう。未風化時の風化度は０．１５％未満である。
【００１１】
普通ポルトランドセメントを熱重量測定すると、例えば、図１に示すような
ＴＧ曲線が得られる。該ＴＧ曲線の微分曲線が図１のＤＴＧ曲線である。なお、図１は約２５０℃までのＴＧ曲線である。
上記（１）式における「５００℃までの質量減少率」は、５００℃まで昇温したＴＧ曲線から算出することができる。
【００１２】
図１のＤＴＧ曲線における上昇を開始するＡ点は、二水石膏の脱水の開始を示し、下降が終了するＢ点は、二水石膏の脱水の終了と半水石膏の脱水の開始を示し、再度の下降終了点Ｃ点は、半水石膏の脱水の終了を示す。この間の質量減少ΔＷ1とΔＷ2が、それぞれ、二水石膏と半水石膏の脱水による質量減少となるのでΔＷ1＋ΔＷ2の値から、（１）式における「石膏の脱水による質量減少率」を算出することができる。
なお、上記図１では、普通ポルトランドセメント中の二水石膏と半水石膏の脱水による質量減少率を分けて測定しているが、本発明では、二水石膏と半水石膏の脱水による質量減少率をまとめて測定しても良い。
風化が進んだ普通ポルトランドセメントでは、上記（２）式で算出される風化度変化（％）が大きくなる。
【００１３】
本発明において、風化が進んだ普通ポルトランドセメントで、図１におけるＡ点やＣ点が判別できない場合は、熱重量測定で求めた５００℃までの質量減少率をそのまま（１）式の風化度とすれば良い。
なお、図１におけるＡ点やＣ点が判別できない普通ポルトランドセメントは、風化が進んだ普通ポルトランドセメントであるので、熱重量測定の結果だけから、粉体流動性の低下の大きい普通ポルトランドセメントと判定することは可能である。
【００１４】
熱重量測定における昇温速度は、石膏の脱水による質量減少と、その他の水和物や吸着水等の脱水による質量減少を区別するために、３０℃／分以下とすることが好ましく、２０℃／分以下とすることがより好ましい。
また、石膏の脱水による質量減少と、その他の水和物や吸着水等の脱水による質量減少を区別するために、熱重量測定では、特開平６−２４２０３５号公報に記載されている熱分析用試料容器を使用することが好ましい。
【００１５】
本発明では、粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントを選別する指標として、（２）式で算出される風化度変化を用いる。
【００１６】
一方、粉体の流動性は、図２に示す所定形状の回転翼がセル内に充填された粉体中をＨ１からＨ２まで移動する際のトータルエネルギー量で示される。そしてこれがポンプ空気圧送時の輸送エネルギーの現実的な尺度となる。
即ち、回転翼がセル内の粉体中を移動するとき、回転抵抗および垂直抵抗の両方を回転トルクおよび垂直荷重として計測し、両方の複合値を、粉体中を流動する抵抗値として定量化する。回転翼が粉体中をＨ１からＨ２まで移動する際、得られた垂直荷重と回転トルクは図３のようなエネルギー勾配として高さごとにプロットされる。これらを積算して得られた面積をトータルエネルギー（ＴＥ）として算出できる。なお、トータルエネルギーが大きい程、粉体の流動性が小さくなる。
【００１７】
本発明においては、未風化品の前記トータルエネルギーに対する風化品の前記トータルエネルギーの比（ＴＥ比）が、風化度変化に高い正の相関があることが判明した。なお、ＴＥ比が高い程、風化による流動性の低下が大きいセメントとなる。
普通ポルトランドセメントで相関係数の２乗が０．９に近い比例関係が成立した。
従って、熱重量分析による風化度変化で現実的な輸送エネルギーであるトータルエネルギーを把握でき、粉体流動性の低下の小さいポルトランドセメントを選別することが可能となる。
【００１８】
図４に、風化度変化とＴＥ比の関係図を示した。
図４から、上記（２）式で算出される風化度変化（％）が０．７％以下である普通ポルトランドセメントであれば、通常の圧送能力のセメント輸送手段で、粉体流動性の低下の小さい普通ポルトランドセメントの輸送が効率良く実現する。
また、上記（２）式で算出される風化度変化（％）が０．４％以下である普通ポルトランドセメントであれば、圧送能力の小さなセメント輸送手段でも、普通ポルトランドセメントの輸送が効率良く実現する。また、風化度変化を輸送前に測定することによって適切な空気輸送手段を選定することが容易で輸送トラブルが解消できる。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．使用材料
未風化の普通ポルトランドセメントとして、太平洋セメント社製普通ポルトランドセメントを使用した。
風化した普通ポルトランドセメントは、上記未風化の普通ポルトランドセメントを以下のように調製した。
未風化の普通ポルトランドセメントと塩化カリウム飽和塩溶液を密閉容器中に同封して相対湿度７０％、温度９０℃で１５日及び３０日経過させて（保管して）調製した。表１において９０℃−７０％と記す。
（１） 未風化の普通ポルトランドセメントと塩化カリウム飽和塩溶液を密閉容器中に同封して相対湿度７０％、温度９０℃で１５日及び３０日経過させて（保管して）調製した。表１において９０℃−７０％と記す。
（２） 未風化の普通ポルトランドセメントと塩化ナトリウム飽和塩溶液を密閉容器中に同封して相対湿度７０％、温度５５℃で１５日及び３０日経過させて（保管して）調製した。表１において５５℃−７０％と記す。
（３） 未風化の普通ポルトランドセメントのみを密閉容器中に入れ、温度５５℃又は９０℃で１５日及び３０日経過させて（保管して）調製した。表１において５５℃−密閉又は９０℃−密閉と記す。
【００２０】
２．風化度と風化度変化の測定
熱重量測定装置として、ブルカー・エイエックスエス社製示差熱天秤／質量分析同時測定装置（ＴＧ-ＤＴＡ／ＭＳ９６１０）を使用して、未風化及び風化した普通ポルトランドセメントの５００℃までの質量減少率と、石膏の脱水による質量減少率を測定し、（１）式から風化度（％）を算出した。
なお、昇温速度は２０℃/分とした。
また、風化度変化（％）は、（２）式から算出した。即ち、風化品の風化度（％）−未風化品の風化度（％）である。
結果を表２に示す。
【００２１】
３．粉体流動性の測定
未風化及び風化した普通ポルトランドセメントの粉体流動性を測定するために、パウダーレオメータによるトータルエネルギー量の測定を行った。パウダーレオメータは、具体的には、Ｆｒｅｅｍａｎ  Ｔｅｃｎｏｌｏｇｙ社製のパウダーレオメータＦＴ４を用いた。測定装置を、以下に示す条件下で用いた。
ブレード（回転翼）ＢＬ：４８ｍｍブレード
チップスピード（回転翼の先端スピード）：−１００ｍｍ／ｓ
容器ＶＬの体積：１６０ｍｌ（内径５０ｍｌ）
ブレードＢＬの侵入角度：−５°
【００２２】
トータルエネルギー量は、以下に示すように測定した。即ち、回転翼が容器内に充填された粉末材料（未風化及び風化した普通ポルトランドセメント）の中を、例えば、Ｈ１からＨ２へと移動する際に得られた垂直荷重と回転トルクとが、移動距離ごとのエネルギー勾配としてプロットされる。これらの積算値（面積）がトータルエネルギー量である。
【００２３】
測定前の準備として、１６０ｍｌの体積の容器に粉末材料（未風化及び風化した普通ポルトランドセメント）を一定質量（１５０ｇ）充填した後、粉末材料のコンディショニングを行った。即ち、ブレードＢＬをゆるやかに回転することで、粉末材料の層内の過剰空気、又は部分的ストレスを除去して粉末材料の層を均一な状態にした。コンディショニング後、粉末材料のＨ１（底面から１００ｍｍ）からＨ２（底面から１ｍｍ）までのトータルエネルギー量を流動性の指標として測定した。
結果を表１に記載した。
【００２４】
４．ＦＴ４のトータルエネルギー比（ＴＥ比）と風化度変化（％）の関係
未風化及び風化した普通ポルトランドセメントの粉体流動性の指標とするために、ＦＴ４によるトータルエネルギー量と風化度変化の実測値を表１及び図４に示した。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１、図４に示すように、ＴＥ比は風化度変化と強い相関があり、風化度変化を０．７以下とすればＴＥ比は１４０％以下の比較的良好な数値を有す。さらに風化度変化を０．４以下とすればＴＥ比は１２０％以下の極めて良好な数値を有す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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