(57)【要約】      （修正有）【課題】セメント中のジエチレングリコールの含有率を簡易かつ短時間で推定する方法を提供する。【解決手段】ジエチレングリコールの含有率が既知のセメントを、パウダーレオメーター内の試料容器内に装填した後、該試料容器内のセメントに通気した状態または通気しない状態で、セメント中を、パウダーレオメーターが内蔵する回転翼を回転しつつ移動して、ジエチレングリコールの含有率が既知のセメントを、パウダーレオメーター内の試料容器中に装填した後、試料容器内のセメントに通気した状態で、パウダーレオメーターに内蔵する回転翼が該セメント中を回転すると同時に移動して、垂直荷重および回転トルクのエネルギー勾配曲線を測定する、エネルギー勾配曲線の測定工程を含む。【選択図】図２
2019095274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（Ｃ）工程で取得した回帰式に、下記（Ｄ）工程で取得したジエチレングリコールの含有率が未知のセメントのAerated Energy値を代入して、ジエチレングリコールの含有率を算出して推定する、セメント中のジエチレングリコールの含有率の推定方法。
（Ａ）ジエチレングリコールの含有率が既知のセメントを、パウダーレオメーター内の試料容器中に装填した後、該試料容器内のセメントに通気した状態または通気しない状態で、パウダーレオメーターに内蔵する回転翼が該セメント中を回転すると同時に移動して、垂直荷重および回転トルクのエネルギー勾配曲線（それぞれ、ＣＢおよびＣＲ）を測定する、エネルギー勾配曲線の測定工程
（Ｂ）前記垂直荷重のエネルギー勾配曲線ＣＢ、垂直荷重軸、および回転翼の移動距離軸に囲まれた面積ＳＢ、並びに、前記回転トルク軸のエネルギー勾配曲線ＣＲ、回転トルク軸、および回転翼の移動距離軸に囲まれた面積ＳＲの合計（ＳＢ＋ＳＲ：Aerated Energy値）を取得する、第１のAerated Energy値の取得工程
（Ｃ）前記セメント中のジエチレングリコールの含有率と前記Aerated Energy値に基づき、ジエチレングリコールの含有率（説明変数）とAerated Energy値（目的変数）の間の回帰式を取得する、回帰式の取得工程
（Ｄ）前記パウダーレオメーターを用いて、前記（Ａ）および（Ｂ）工程と同様にして、ジエチレングリコールの含有率が未知のセメント（推定対象）のAerated Energy値を取得する、第２のAerated Energy値の取得工程
【請求項２】
前記（Ａ）工程における通気速度が２３５０〜３９５０ｍｍ３／秒である、請求項１に記載のセメント中のジエチレングリコールの含有率の推定方法。
【請求項３】
前記セメントがポルトランドセメントである、請求項１または２に記載のセメント中のジエチレングリコールの含有率の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント中のジエチレングリコールの含有率を、簡易かつ短時間で推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントの製造に用いる粉砕助剤には、ジエチレングリコールが多用されている。このジエチレングリコールは、モルタルやコンクリートの流動性、凝結特性、および強度発現性等に影響するため、セメントの品質管理上、セメント中のジエチレングリコールを定量する必要がある。
従来、行われていたジエチレングリコールの定量方法は、溶媒を用いてジエチレングリコールをセメントから抽出した後、該抽出液をガスクロマトグラフィーに注入して、定量する方法である。しかし、この方法は、ジエチレングリコールが揮発し難い常温で粉砕しても、ジエチレングリコールの定量値は添加量の４０質量％程度と、実際の添加量よりも低い値しか得られない。これは、ジエチレングリコールがセメントに化学吸着すると、ジエチレングリコールの抽出量が減少するためと考えられている。したがって、この方法では、ジエチレングリコールを正確に定量できない。
【０００３】
そこで、特許文献１は、ジエチレングリコールをより正確に定量する方法として、セメント中のジエチレングリコールを、ハロゲン化リチウム溶液で抽出した後、該溶液中のジエチレングリコールを、ガスクロマトグラフィーを用いて定量する方法を提案している。
しかし、この方法では抽出に２時間程度かかるため、セメントの製造速度に同調させて定量作業を進めることはできず、セメント製造プラントにおけるインライン化は難しい。また、この方法の定量精度は添加量の７５質量％程度に向上したものの、未だ十分とは云えない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７５８４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、セメント中のジエチレングリコールの含有率を、簡易かつ短時間で推定する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、前記目的にかなうジエチレングリコールの含有率の推定方法を鋭意検討した結果、パウダーレオメーター（粉体流動性分析装置）を用いて取得した、ジエチレングリコールを含むセメントの特定の流動特性と、ジエチレングリコールの含有率との間に高い相関性があること、そしてこの相関性を用いれば、セメント中のジエチレングリコールの含有率を、簡易かつ短時間に推定できることを見い出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は下記の構成を有するセメント中のジエチレングリコールの含有率の推定方法である。
【０００７】
［１］下記（Ｃ）工程で取得した回帰式に、下記（Ｄ）工程で取得したジエチレングリコールの含有率が未知のセメントのAerated Energy値を代入して、ジエチレングリコールの含有率を算出して推定する、セメント中のジエチレングリコールの含有率の推定方法。
（Ａ）ジエチレングリコールの含有率が既知のセメントを、パウダーレオメーター内の試料容器内に装填した後、該試料容器内のセメントに通気した状態または通気しない状態で、パウダーレオメーターに内蔵する回転翼が該セメント中を回転すると同時に移動して、垂直荷重および回転トルクのエネルギー勾配曲線（それぞれ、ＣＢおよびＣＲ）を測定する、エネルギー勾配曲線の測定工程
（Ｂ）前記垂直荷重のエネルギー勾配曲線ＣＢ、垂直荷重軸、および回転翼の移動距離軸に囲まれた面積ＳＢ、並びに、前記回転トルク軸のエネルギー勾配曲線ＣＲ、回転トルク軸、および回転翼の移動距離軸に囲まれた面積ＳＲの合計（ＳＢ＋ＳＲ：Aerated Energy値）を取得する、第１のAerated Energy値の取得工程
（Ｃ）前記セメント中のジエチレングリコールの含有率と前記Aerated Energy値に基づき、ジエチレングリコールの含有率（説明変数）とAerated Energy値（目的変数）の間の回帰式を取得する、回帰式の取得工程
（Ｄ）前記パウダーレオメーターを用いて、前記（Ａ）および（Ｂ）工程と同様にして、ジエチレングリコールの含有率が未知のセメント（推定対象）のAerated Energy値を取得する、第２のAerated Energy値の取得工程
［２］前記（Ａ）工程における通気速度が２３５０〜３９５０ｍｍ３／秒である、前記［１］に記載のセメント中のジエチレングリコールの含有率の推定方法。
［３］前記セメントがポルトランドセメントである、前記［１］または［２］に記載のセメント中のジエチレングリコールの含有率の推定方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のセメント中のジエチレングリコールの含有率の推定方法によれば、セメント中のジエチレングリコールの含有率を、簡易かつ短時間で推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】垂直荷重または回転トルクのエネルギー勾配曲線、垂直荷重軸または回転トルク軸、および回転翼の移動距離軸に囲まれた面積（斜線部）を示す概念図である。
【図２】ジエチレングリコールを含むセメントのAerated Energy値と、ジエチレングリコール（図２では「ＤＥＧ」と略記する。）の含有率の相関性を示す図であり、（ａ）〜（ｅ）における通気速度は、それぞれ、０ｍｍ３／秒、１５７０ｍｍ３／秒、３１４１ｍｍ３／秒、７８５２ｍｍ３／秒、および１５７０４ｍｍ３／秒である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、前記のとおり、前記（Ｃ）工程で取得した回帰式に、前記（Ｄ）工程で取得した未知のジエチレングリコールを含むセメントのAerated Energy値を代入して、該未知のジエチレングリコールの含有率を算出して推定する、セメント中のジエチレングリコールの含有率の推定方法である。以下、本発明について、各工程に分けて詳細に説明する。
【００１１】
（Ａ）エネルギー勾配曲線の測定工程
（Ａ）工程は、ジエチレングリコールの含有率が既知のセメントを、パウダーレオメーター内の試料容器内に装填した後、該試料容器内のセメントに通気した状態または通気しない状態で、パウダーレオメーターに内蔵する回転翼が該セメント中を回転すると同時に移動して、垂直荷重および回転トルクのエネルギー勾配曲線を測定する工程である。
（Ａ）工程で用いるパウダーレオメーターは、粉体の流動特性を測定する装置であって、粉体中を回転翼（ブレード)が螺旋状に回転しつつ移動して得られる回転トルクと垂直荷重を測定して、垂直荷重および回転トルクのエネルギー勾配曲線の下の面積（図１参照）の合計であるAerated Energy値を取得する装置である。
本発明で用いるパウダーレオメーターは市販品が使用できるが、これらの中でも、特に、回転トルクと垂直荷重を同時に測定できて測定効率が高いことから、パウダーレオメーターＦＴ４（スペクトリス社製）が好適である。
また、本発明においては、相関性がより高い回帰式が得られるため、前記試料容器内のセメントに通気した状態で垂直荷重および回転トルクのエネルギー勾配曲線を測定することが好ましい。通気速度は、好ましくは７５０〜１６０００ｍｍ３／秒、より好ましくは１５００〜８０００ｍｍ３／秒、さらに好ましくは２３５０〜３９５０ｍｍ３／秒、特に好ましくは３０００〜３２００ｍｍ３／秒である。
前記セメントは、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、および白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、石炭灰含有セメント、およびシリカセメント等の混合セメント、並びに、エコセメントから選ばれる１種以上が挙げられる。これらの中でも、相関性が高いため、好ましくはポルトランドセメントである。
【００１２】
（Ｂ）第１のAerated Energy値の取得工程
（Ｂ）工程は、前記垂直荷重のエネルギー勾配曲線ＣＢ、垂直荷重軸、および回転翼の移動距離軸に囲まれた面積ＳＢ、並びに、前記回転トルク軸のエネルギー勾配曲線ＣＲ、回転トルク軸、および回転翼の移動距離軸に囲まれた面積ＳＲの合計（ＳＢ＋ＳＲ：Aerated Energy値）を取得する工程である。
【００１３】
（Ｃ）回帰式の取得工程
（Ｃ）工程は、前記セメント中のジエチレングリコールの含有率と前記Aerated Energy値に基づき、ジエチレングリコールの含有率（説明変数）とAerated Energy値（目的変数）の間の回帰式を取得する工程である。該回帰式は、直線回帰式や曲線回帰式の中からフィッテングが最適な式を選択する。
【００１４】
（Ｄ）第２のAerated Energy値の取得工程
（Ｄ）工程は、前記（Ａ）および（Ｂ）工程と同様にして、パウダーレオメーターを用いて、ジエチレングリコールの含有率が未知のセメント（推定対象）のAerated Energy値を取得する工程である。
【００１５】
そして、前記（Ｃ）工程で取得した回帰式に、前記（Ｄ）工程で取得したジエチレングリコールの含有率が未知のセメントのAerated Energy値を代入して、ジエチレングリコールの含有率を算出して推定する。
【実施例】
【００１６】
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
（１）普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製）
（i）ブレーン比表面積：３１５０〜３３００ｃｍ２／ｇ
（ii）ボーグ式を用いて算出した鉱物組成
３ＣａＯ・ＳｉＯ２：５５．０〜６２．０質量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ２：１０．０〜２３．０質量％、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３：８．５〜９．５質量％、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３：９．０〜１０．０質量％、ＳＯ３：２．０〜２．３質量％
（２）ジエチレングリコール：試薬１級（関東化学社製）
【００１７】
２．回帰式の取得
普通ポルトランドセメントクリンカ１００質量部、二水石膏（ＳＯ３換算）１．６〜１．８質量部、およびジエチレングリコールを含有率が５８ｐｐｍ、６０ｐｐｍ、６４ｐｐｍ、６８ｐｐｍ、８０ｐｐｍ、８５ｐｐｍ、８７ｐｐｍ、９４ｐｐｍ、および９７ｐｐｍになるように、それぞれ添加した後、粉砕量が１０ｋｇ／１回のバッチ式ボールミルを用いて混合粉砕し、ジエチレングリコールを含むセメントを作製した。
次に、回帰式の取得は下記（Ａ）〜（Ｃ）の手順で行った。
（Ａ）該セメント１５０ｇをパウダーレオメーターＦＴ４（スペクトリス社製）内の試料容器内に装填した後、該試料容器内のセメント中に、通気速度がそれぞれ０ｍｍ３／秒、１５７０ｍｍ３／秒、３１４１ｍｍ３／秒、７８５２ｍｍ３／秒、および１５７０４ｍｍ３／秒で通気した状態で、回転翼が該セメント中をねじれ角５°、先端速度１００ｍｍ／秒で回転すると同時に移動距離１４０ｍｍで移動して、垂直荷重および回転トルクのエネルギー勾配曲線を測定した。
（Ｂ）該垂直荷重のエネルギー勾配曲線ＣＢ、垂直荷重軸、および回転翼の移動距離軸に囲まれた面積ＳＢ、並びに、該回転トルク軸のエネルギー勾配曲線ＣＲ、回転トルク軸、および回転翼の移動距離軸に囲まれた面積ＳＲの合計（ＳＢ＋ＳＲ：Aerated Energy値）を取得した。
（Ｃ）前記セメント中のジエチレングリコールの含有率と前記Aerated Energy値に基づき、ジエチレングリコールの含有率（説明変数）とAerated Energy値（目的変数）の間の回帰式を表計算ソフトＥｘｃｅｌ（マイクロソフト社製）を用いて取得した。
その結果を図２の（ａ）〜（ｅ）に示す。なお、前記（Ａ）〜（Ｃ）の全工程は、約１５分で終了した。
図２に示すように、ジエチレングリコールを含むセメントのAerated Energy値と、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）の含有率の相関性は高いから、得られた回帰式は、セメント中のジエチレングリコールの含有率の推定に好適に用いることができる。
【図１】
2019095274.tif 000003
【図２】
2019095274.tif 000004