(57)【要約】【課題】本発明は、空気輸送またはベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメント等を提供する。【解決手段】本発明は、空気輸送に適したポルトランドセメントであって、ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、下記（１）式を満たす、ポルトランドセメントである。  ＡＥ ≦ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（１）  ただし、（１）式中のＡＥはAerated Energy値（ｍＪ）を表し、Ｖは通気速度（ｍｍ３／秒）を表す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気輸送に適したポルトランドセメントであって、
ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、下記（１）式を満たす、ポルトランドセメント。
ＡＥ ≦ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（１）
ただし、（１）式中のＡＥはAerated Energy値（ｍＪ）を表し、Ｖは通気速度（ｍｍ３／秒）を表す。
【請求項２】
前記通気速度が３１４１ｍｍ３／秒の場合、前記ＡＥが２１３ｍＪ以下である、請求項１に記載のポルトランドセメント。
【請求項３】
ベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントであって、
ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、下記（２）式を満たす、ポルトランドセメント。
ＡＥ ＞ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（２）
ただし、（２）式中のＡＥはAerated Energy値（ｍＪ）を表し、Ｖは通気速度（ｍｍ３／秒）を表す。
【請求項４】
前記通気速度が３１４１ｍｍ３／秒の場合、前記Aerated Energy値が２１３ｍＪ超である、請求項３に記載のポルトランドセメント。
【請求項５】
ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、下記（１）式または下記（２）式を満たすポルトランドセメントの製造方法であって、
ポルトランドセメントクリンカおよび石膏に粉砕助剤を添加して同時粉砕するか、または、ポルトランドセメントクリンカおよび石膏のそれぞれに粉砕助剤を添加して別々に粉砕した後、ポルトランドセメントクリンカ粉末および石膏粉末を混合してポルトランドセメントを製造する、ポルトランドセメントの製造方法。
（Ａ）空気輸送に適したポルトランドセメントの場合
ＡＥ ≦ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（１）
（Ｂ）ベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントの場合
ＡＥ ＞ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（２）
ただし、（１）式および（２）式中のＡＥはAerated Energy値（ｍＪ）を表し、Ｖは通気速度（ｍｍ３／秒）を表す。
【請求項６】
ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、下記（１）式を満たす場合は空気輸送に適したポルトランドセメントと評価し、下記（２）式を満たす場合はベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントと評価する、ポルトランドセメントの輸送性の評価方法。
ＡＥ ≦ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（１）
ＡＥ ＞ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（２）
ただし、（１）式および（２）式中のＡＥはAerated Energy値（ｍＪ）を表し、Ｖは通気速度（ｍｍ３／秒）を表す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気輸送またはベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメント、その製造方法、およびポルトランドセメントの輸送性の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポルトランドセメントの輸送方法は、一般に、空気輸送（空気を用いた輸送）とベルトコンベア輸送（ベルトコンベアを用いた輸送）があるが、空気輸送に適したポルトランドセメントが、ベルトコンベア輸送に不適な場合がある（後述する実施例と比較例を参照）。そこで、ポルトランドセメントの輸送性（流動性）を評価できる方法が望まれる。
【０００３】
ところで、特許文献１には、粉体流動性試験として、パウダーテスターを用い、安息角、圧縮度、スパチュラ角、均一度、および凝集度を測定し、それぞれを指数化して粉体流動性指数を求め、粉体流動性を評価する方法が記載されている（段落００１１の６〜８行）。しかし、この試験は測定すべき特性が多く煩雑で、また、ポルトランドセメントの輸送性を正しく評価できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５１７６８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、空気輸送またはベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメント、その製造方法、およびポルトランドセメントの輸送性を簡易かつ精度よく評価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、前記目的にかなうポルトランドセメント等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）を用いて取得したポルトランドセメントの流動特性（Aerated Energy）と、ポルトランドセメントの輸送性との間に、特定の関連があることを見い出し、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ポルトランドセメント等である。
【０００７】
［１］空気輸送に適したポルトランドセメントであって、
ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、下記（１）式を満たす、ポルトランドセメント。
ＡＥ ≦ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（１）
ただし、（１）式中のＡＥはAerated Energy値（ｍＪ）を表し、Ｖは通気速度（ｍｍ３／秒）を表す。
［２］前記通気速度が３１４１ｍｍ３／秒の場合、前記ＡＥが２１３ｍＪ以下である、前記［１］に記載のポルトランドセメント。
［３］ベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントであって、
ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、下記（２）式を満たす、ポルトランドセメント。
ＡＥ ＞ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（２）
ただし、（２）式中のＡＥはAerated Energy値（ｍＪ）を表し、Ｖは通気速度（ｍｍ３／秒）を表す。
［４］前記通気速度が３１４１ｍｍ３／秒の場合、前記Aerated Energy値が２１３ｍＪ超である、前記［３］に記載のポルトランドセメント。
［５］ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、下記（１）式または下記（２）式を満たすポルトランドセメントの製造方法であって、
ポルトランドセメントクリンカおよび石膏に粉砕助剤を添加して同時粉砕するか、または、ポルトランドセメントクリンカおよび石膏のそれぞれに粉砕助剤を添加して別々に粉砕した後、ポルトランドセメントクリンカ粉末および石膏粉末を混合してポルトランドセメントを製造する、ポルトランドセメントの製造方法。
（Ａ）空気輸送に適したポルトランドセメントの場合
ＡＥ ≦ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（１）
（Ｂ）ベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントの場合
ＡＥ ＞ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（２）
ただし、（１）式および（２）式中のＡＥはAerated Energy値（ｍＪ）を表し、Ｖは通気速度（ｍｍ３／秒）を表す。
［６］ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、下記（１）式を満たす場合は空気輸送に適したポルトランドセメントと評価し、下記（２）式を満たす場合はベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントと評価する、ポルトランドセメントの輸送性の評価方法。
ＡＥ ≦ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（１）
ＡＥ ＞ ４３０．３×ｅｘｐ（−０．９２Ｖ／１９６３）＋１１４．７  ・・・（２）
ただし、（１）式および（２）式中のＡＥはAerated Energy値（ｍＪ）を表し、Ｖは通気速度（ｍｍ３／秒）を表す。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のポルトランドセメントは、空気輸送またはベルトコンベア輸送に適したセメントである。また、本発明のポルトランドセメントの製造方法によれば、空気輸送またはベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントを製造できる。さらに、本発明のポルトランドセメントの輸送性の評価方法は、ポルトランドセメントの輸送性を簡易かつ精度よく評価できる。
【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、セメント中のジエチレングリコール（図２では「ＤＥＧ」と略記する。）の含有率との間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、空気輸送またはベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントであって、ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、前記（１）式または前記（２）式を満たすポルトランドセメント、その製造方法、およびポルトランドセメントの輸送性の評価方法である。
以下、本発明について、ポルトランドセメント、その製造方法、およびポルトランドセメントの輸送性の評価方法に分けて詳細に説明する。
【００１１】
１．ポルトランドセメント
本発明のポルトランドセメントは、空気輸送に適したポルトランドセメント、またはベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントである。
そして、空気輸送に適したポルトランドセメントは前記（１）式を満たし、ベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントは前記（２）式を満たす。ポルトランドセメントが、前記（１）式を満たさない場合は空気輸送量が減少し、前記（２）式を満たさない場合はベルトコンベア輸送量が減少する。
ここで、（１）式および（２）式中のＡＥはAerated Energy値を意味し、該値は下記（ａ）および（ｂ）の工程を経て取得できる。
【００１２】
（ａ）エネルギー勾配曲線の測定工程
該（ａ）工程は、ポルトランド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、本発明では、Aerated Energy値の測定精度をより高めるために、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。通気速度の測定し易さから、通気速度は、好ましくは１５７０〜７８５０ｍｍ３／秒、より好ましくは２３５０〜３９３０ｍｍ３／秒、さらに好ましくは３１４１ｍｍ３／秒である。
【００１３】
（Ｂ）Aerated Energy値の取得工程
該（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。なお、後掲の図１に、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、または、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を斜線部で示す。
【００１４】
空気輸送に適したポルトランドセメントは、好ましくは、前記通気速度が３１４１ｍｍ３／秒の場合、前記Aerated Energy値が２１３ｍＪ以下であるポルトランドセメントである。前記ＡＥが２１３ｍＪ以下であれば、ポルトランドセメントの空気輸送性がより高くなる。
また、ベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントは、好ましくは、前記通気速度が３１４１ｍｍ３／秒の場合、前記ＡＥが２１３ｍＪ超であるポルトランドセメントである。前記ＡＥが２１３ｍＪ超であれば、ポルトランドセメントのベルトコンベア輸送性がより高くなる。
【００１５】
また、本発明のポルトランドセメントは、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から選ばれる１種以上が挙げられる。これらのセメントは、単独のセメントまたは２種類以上を混合したセメントでもよい。
本発明のポルトランドセメントセメントのブレーン表面積は、強度発現性および粉砕効率の向上の観点から、好ましくは２５００〜５０００ｃｍ３／ｇ、より好ましくは３０００〜４６００ｃｍ３／ｇである。
【００１６】
２．ポルトランドセメントの製造方法
本発明のポルトランドセメントの製造方法は、ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、前記（１）式または前記（２）式を満たすポルトランドセメントの製造方法であって、ポルトランドセメントクリンカおよび石膏に粉砕助剤を添加して同時粉砕するか、または、ポルトランドセメントクリンカおよび石膏のそれぞれに粉砕助剤を添加して別々に粉砕した後、ポルトランドセメントクリンカ粉末および石膏粉末を混合してポルトランドセメントを製造する方法である。
前記石膏は、強度発現性の向上および凝結の調整のし易さから、二水石膏、半水石膏、またはこれらの混合物である。
また、前記粉砕助剤は、粉砕効率が高いため、ジエチレングリコール、トリエタノールアミン、およびトリイソプロパノールアミンから選ばれる１種以上である。これらの粉砕助剤のなかでも、安価で入手が容易なジエチレングリコールが好ましい。
また、後掲の図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、セメント中のジエチレングリコール（図２では「ＤＥＧ」と略記する。）の含有率との間に高い相関性がある。したがって、両者の間の回帰式を求め、該回帰式に、所望のAerated Energy値を代入すれば、ジエチレングリコールの含有率が一意に求まるから、該含有率に基づき、空気輸送やベルトコンベヤ輸送に適したポルトランドセメントを効率よく製造できる。なお、セメント製造工場でポルトランドセメントを製造する場合は、セメントクリンカ等の粉砕中にジエチレングリコールが５０〜６０％程度揮発するので、該揮発量を考慮して粉砕時のジエチレングリコールの添加率を定めることにより、空気輸送やベルトコンベヤ輸送に適したポルトランドセメントを効率よく製造できる。
【００１７】
３．ポルトランドセメントの輸送性の評価方法
ポルトランドセメント内の通気速度が０〜１５８００ｍｍ３／秒の条件で、パウダーレオメーターを用いて測定したAerated Energy（ＡＥ）値が、前記（１）式を満たす場合は空気輸送に適したポルトランドセメントと評価し、前記（２）式を満たす場合はベルトコンベア輸送に適したポルトランドセメントと評価する方法である。
本発明の評価方法の実施に要する時間は約１５分と短いため、本発明の評価方法は、本発明のポルトランドセメントの製造方法以外の製造方法で製造したポルトランドセメントの輸送性の評価方法に適用できる。したがって、セメント製造プラントおいて、セメントの製造速度に同調してポルトランドセメントの輸送性を評価できるため、本発明の評価方法はインライン化が可能である。
【実施例】
【００１８】
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）
ブレーン比表面積および鉱物組成が下記の範囲にある普通ポルトランドセメントＣ１〜Ｃ６を、粉砕助剤にジエチレングリコールを用いて製造した。
（i）ブレーン比表面積：３１５０〜３４００ｃｍ２／ｇ
（ii）ボーグ式を用いて算出した鉱物組成
３ＣａＯ・ＳｉＯ２：５３．０〜６１．０質量％、２ＣａＯ・ＳｉＯ２：１０．０〜２０．０質量％、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３：８．５〜９．８質量％、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３：９．０〜１０．０質量％、ＳＯ３：２．０〜２．４質量％
【００１９】
２．普通ポルトランドセメントAerated Energy値の取得
該Aerated Energy値の取得は、下記（ａ）および（ｂ）の工程で行った。
（Ａ）普通ポルトランドセメント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１５７０ｍｍ３／秒、３１４０ｍｍ３／秒、および７８５０ｍｍ３／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。なお、前記（ａ）および（ｂ）の全工程は、約１５分で終了した。
ここで取得した普通ポルトランドセメントＣ１〜Ｃ６のAerated Energy（ＡＥ）値を、表１に示す。
【００２０】
【表１】
2019105498.tif 000003
【００２１】
３．輸送性の評価
（１）空気輸送性について
表１に示ように、前記（１）式を満たす普通ポルトランドセメントはＣ１〜Ｃ３であり、Ｃ４〜Ｃ６は満たさない。その結果、１時間当たりの普通ポルトランドセメントの輸送量は、Ｃ１〜Ｃ３がＣ４〜Ｃ６に比べ１．３〜１．４倍と多かった。
（２）ベルトコンベア輸送性について
表１に示ように、前記（２）式を満たす普通ポルトランドセメントはＣ４〜Ｃ６であり、Ｃ１〜Ｃ３は満たさない。そして、Ｃ１〜Ｃ３ではベルトコンベア上で滑る現象が観察されたが、Ｃ４〜Ｃ６では観察されなかった。その結果、１時間当たりの普通ポルトランドセメントの輸送量は、Ｃ４〜Ｃ６がＣ１〜Ｃ３に比べ１．４〜１．５倍と多かった。
【図１】
2019105498.tif 000004
【図２】
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