(57)【要約】Ｃ２Ｓ１００重量部に対して、Ｃ３Ａ及びＣ４ＡＦを合計で１０〜１００重量部含有する焼成物、これを粉砕してなるセメント混和材、並びにポルトランドセメントクリンカー粉砕物１００重量部に対して、当該焼成物の粉砕物５〜１００重量部を含有するセメント。  初期強度及び長期強度ともに良好である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ２Ｓ１００重量部に対して、Ｃ３Ａ及びＣ４ＡＦを合計で１０〜１００重量部含有することを特徴とする焼成物。
【請求項２】
産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を原料とする請求項１記載の焼成物。
【請求項３】
１０００〜１３５０℃で焼成して得られる請求項１又は２記載の焼成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の焼成物を粉砕してなるセメント混和材。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項記載の焼成物の粉砕物１００重量部に対して、石膏をＳＯ３換算で１〜６重量部含有するセメント混和材。
【請求項６】
ポルトランドセメントクリンカー粉砕物１００重量部に対して、請求項１〜３のいずれか１項記載の焼成物の粉砕物５〜１００重量部を含有するセメント。
【請求項７】
石膏を、ＳＯ３換算で１．５〜５重量％含有する請求項６記載のセメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、セメントの初期強度及び長期強度ともに良好なセメント混和材として好適な焼成物に関する。
【背景技術】  従来、セメント混和材としては、石灰石粉末や高炉スラグ粉末が用いられている。ポルトランドセメントクリンカーにこれらの混和材を添加することにより、セメント製造の単価を引き下げることができる。
しかしながら、石灰石粉末を混和材に用いると、得られるセメントの初期強度はポルトランドセメント並みであるものの、長期強度に劣るという問題があった。一方、高炉スラグ粉末を混和材に用いた場合には、長期強度はポルトランドセメント並みであるものの、初期強度に劣ってしまうという問題があった。
従って、本発明の目的は、初期強度及び長期強度ともに優れたセメント混和材を提供することにある。
【発明の開示】
かかる実情において、本発明者らは、鋭意研究を行った結果、Ｃ２Ｓ（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）、Ｃ３Ａ（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）及びＣ４ＡＦ（４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３）を特定の割合で含有する焼成物が、初期強度及び長期強度ともに良好なセメント混和材として好適であることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、Ｃ２Ｓ１００重量部に対して、Ｃ３Ａ及びＣ４ＡＦを合計で１０〜１００重量部含有することを特徴とする焼成物、並びにこれを粉砕してなるセメント混和材を提供するものである。
また、本発明は、ポルトランドセメントクリンカー１００重量部に対して、前記焼成物の粉砕物５〜１００重量部を含有するセメントを提供するものである。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の焼成物は、Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ａ及びＣ４ＡＦを含有するもので、Ｃ２Ｓ１００重量部に対して、Ｃ３Ａ及びＣ４ＡＦを合計で１０〜１００重量部、好ましくは５０〜７０重量部含有するものである。この合計量が１０重量部未満の場合、強度の点では良好であるものの、焼成時に焼成温度を上げてもフリーライム量が低下しにくくなり、焼成が困難になる。また、合計量が１００重量部を超えると、初期強度が十分に発現しなくなる。
また、Ｃ３ＡとＣ４ＡＦの割合は、Ｃ３Ａ１００重量部に対してＣ４ＡＦ１０〜２００重量部、特にＣ３Ａ１００重量部に対してＣ４ＡＦ１００〜１５０重量部であるのが好ましい。
このような組成の焼成物は、例えば産業廃棄物、一般廃棄物及び建設発生土から選ばれる１種以上を原料とし、これを焼成することにより製造することができる。産業廃棄物としては、例えば石炭灰；生コンスラッジ、下水汚泥、浄水汚泥、建設汚泥、製鉄汚泥等の各種汚泥；ボーリング廃土、各種焼却灰、鋳物砂、ロックウール、廃ガラス、高炉２次灰などが挙げられる。一般廃棄物としては、例えば下水汚泥乾粉、都市ごみ焼却灰、貝殻等が挙げられる。また、建設発生土としては、建設現場や工事現場等から発生する土壌や残土、さらには廃土壌等が挙げられる。
これらを焼成する際の焼成温度は、１０００〜１３５０℃、特に１２００〜１３３０℃であるのが、焼成工程の熔融相の状態が良好であるので好ましい。
用いる装置は特に限定されず、例えばロータリーキルン等を用いることができる。また、ロータリーキルンで焼成する際には、燃料代替廃棄物、例えば廃油、廃タイヤ、廃プラスチック等を使用することができる。
本発明のセメント混和材は、このようにして得られる焼成物を粉砕してなるものである。焼成物の粉砕物１００重量部に対して、石膏をＳＯ３換算で１〜６重量部含有させることもできる。
粉砕方法は特に制限されず、例えばボールミル等を用い、通常の方法で粉砕すれば良い。焼成物の粉砕物は、ブレーン比表面積が２５００〜５０００ｃｍ２／ｇであることが、モルタルやコンクリートのブリーディングの低減や、流動性、強度発現性の観点から好ましい。
本発明のセメントは、前記のような焼成物の粉砕物を、ポルトランドセメントクリンカー粉砕物１００重量部に対して５〜１００重量部、好ましくは２５〜７０重量部混合することにより、得ることができる。
また、本発明のセメントには石膏を配合することができ、セメント中に全ＳＯ３換算で１．５〜５重量％、特に２〜３．５重量％、更に２．５〜３重量％配合するのが、一般的な凝結性状が得られるので好ましい。石膏としては、特に制限されず、例えば二水石膏、α型又はβ型半水石膏、ＩＩＩ型無水石膏、ＩＩ型無水石膏等が挙げられ、これらを単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
本発明のセメントは、前記成分等を混合して製造することができるが、その方法は特に制限されず、例えば、ポルトランドセメントクリンカー、焼成物、石膏等の配合成分を、混合した後粉砕するか、あるいは各成分を粉砕した後に混合しても良い。また、焼成物と石膏を粉砕して得られたセメント混和材を、セメントクリンカー粉砕物と混合して製造することもできる。得られるセメントは、ブレーン比表面積が２５００〜４５００ｃｍ２／ｇであることが、モルタルやコンクリートのブリーディングの低減や、流動性、強度発現性の観点から好ましい。
【実施例】  次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではない。
【実施例１】  表１に示す組成の焼成物及びこれを配合したセメントを製造した。得られたセメントについて、モルタル圧縮強さ（３日、７日及び２８日後）及び凝結時間をＪＩＳ  Ｒ  ５２０１により測定した。結果を表１及び表２に示す。
（製法）
（１）焼成物の製造：
原料として、石炭灰、下水汚泥焼却灰、廃ガラス等の廃棄物と、石灰石等の一般のポルトランドセメントクリンカー原料を用い、所定の鉱物組成となるように原料を調合した。調合原料を小型ロータリーキルンで焼成して、焼成物を得た。この際、燃料として一般的な重油のほかに、廃プラスチックや廃油を用い、焼成温度を１２５０〜１５００℃としてフリーライム量が０．４±０．１％となるように調整した。
（２）セメントの製造：
クリンカーとして、普通ポルトランドセメントクリンカー（太平洋セメント社製）、石膏として、排脱二水石膏（住友金属社製）を用い、これらと各焼成物を表１又は表２に示す割合で混合し、バッチ式ボールミルでブレーン比表面積が３２５０±５０ｃｍ２／ｇとなるように同時混合して、セメントを製造した。
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表２の結果より、焼成物の混和率が高くなると、凝結時間が早くなる傾向があるが、石膏を添加することにより、制御することができる。
【実施例２】  表３に示す組成の焼成物、セメント混和材及びこれを配合したセメントを製造した。得られたセメントについて、モルタル圧縮強さ（３日、７日及び２８日後）及び凝結時間をＪＩＳ  Ｒ  ５２０１により測定した。結果を表３に示す。
（製法）
（１）セメント混和材の製造：
実施例１（１）と同様にして、表３に示す組成の焼成物を製造した。これと、排脱二水石膏（住友金属社製）とを、混和材中のＳＯ３量が表３に示す量になるよう混合し、バッチ式ボールミルでブレーン比表面積が３２５０ｃｍ２／ｇとなるように粉砕して、混和材を得た。
（２）セメントの製造：
実施例１中、表１のＮｏ．１のセメント１００重量部に対して、混和材を表３に示す割合で混合して、セメントを製造した。
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【産業上の利用可能性】  本発明の焼成物を粉砕したセメント混和材を用いれば、初期強度及び長期強度ともに良好なセメントを得ることができる。また、本発明の焼成物を粉砕したセメント混和材は、水和反応性に富むため、モルタルやコンクリートの中性化を低いレベルに抑えることができ、しかも間隙相（Ｃ３Ａ、Ｃ４ＡＦ）が多いため、水和熱が比較的大きく、寒冷地や冬季における使用にも有利である。
さらに、本発明の焼成物は、産業廃棄物、一般廃棄物、建設発生土を原料とすることができ、廃棄物の有効利用を図ることができる。
【国際調査報告】
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