(57)【要約】【課題】セメントペースト、モルタル又はコンクリートのフレッシュ性状を維持しつつ、セメントペースト、モルタル又はコンクリートの強度発現性を維持・向上させる、セメント組成物の製造方法を提供する。【解決手段】セメント組成物のＶ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％、且つＳｒ含有量が０．０３５〜０．０８質量％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、調整した原料を焼成してセメントクリンカーを製造する工程（Ａ）と、上記セメントクリンカーと石膏とを粉砕する工程（Ｂ）とを含む、セメント組成物の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント組成物のＶ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％、且つＳｒ含有量が０．０３５〜０．０８質量％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、調整した原料を焼成してセメントクリンカーを製造する工程（Ａ）と、上記セメントクリンカーと石膏とを粉砕する工程（Ｂ）とを含むことを特徴とするセメント組成物の製造方法。
【請求項２】
セメント組成物のＭｏ含有量が０．０００２〜０．００７質量％であり、ＭｇＯ含有量が１〜３質量％である、請求項１記載のセメント組成物の製造方法。
【請求項３】
ＳＯ３含有量が０．２〜１．２質量％であるセメントクリンカーを用いてなる、請求項１又は２記載のセメント組成物の製造方法。
【請求項４】
セメント組成物のＳＯ３含有量が１．６〜２．５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の製造方法。
【請求項５】
セメント組成物のＲ２Ｏ含有量が０．３〜０．６質量％である、請求項１〜４のいずれか１項記載のセメント組成物の製造方法。
【請求項６】
セメント組成物のＣ３Ｓ含有量が４５〜７０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１〜５のいずれか１項記載のセメント組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメント組成物は、セメント組成物に含まれる成分と水とが反応して水和物を生成し、強度を発現する。一般的には、水和物の生成量が多くなるにつれて、モルタル又はコンクリートの強度は上昇する。
【０００３】
セメントユーザーからは、コンクリートの流動性や凝結時間を損なわずに、強度発現性に優れたコンクリートを得ることが可能なセメント組成物が求められている。
【０００４】
コンクリートの強度発現性を向上させる方法としては、「粉末度（ブレーン比表面積）を細かくする」、「Ｃ３Ｓ含有量を増加させる」等の手段が用いられている（例えば非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】社団法人セメント協会、セメントの常識、「４．セメントの種類と用途」、ｐ．１１〜１７、２００４年発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１のように「粉末度（ブレーン比表面積）を細かくする」、「Ｃ３Ｓ含有量を増加させる」等のセメント組成物の粉末度や鉱物組成を変える手段によってコンクリート等の硬化体の強度発現性を向上させると、凝結時間が短縮し、流動性が低下してしまうという事情があった。また、「粉末度を細かくする」ことはセメントの粉砕エネルギーを増加し、「Ｃ３Ｓ含有量を増加させる」ことは原料として石灰石原単位を増やすこととなり、石灰石の脱炭酸によるＣＯ２排出およびクリンカー焼成用のエネルギー増加にも繋がり、いずれの場合もセメント製造におけるＣＯ２発生量の増加になるため、環境面でも好ましいことではない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、モルタルやコンクリートの適正なフレッシュ性状（標準軟度水量、凝結時間）を維持しつつ、モルタル又はコンクリート等の硬化体の強度発現性を向上させることが可能な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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、モルタルやコンクリートのフレッシュ性状を維持しつつ、モルタル又はコンクリート等の硬化体の強度発現性を向上させるためには、セメント組成物中のバナジウム (Ｖ)含有量を制御することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、セメント組成物のＶ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％、且つＳｒ含有量が０．０３５〜０．０８質量％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、調整した原料を焼成してセメントクリンカーを製造する工程（Ａ）と、上記セメントクリンカーと石膏とを粉砕する工程（Ｂ）とを含む、セメント組成物の製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、セメントペースト、モルタル又はコンクリートの適正なフレッシュ性状を維持するために、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）及び凝結時間を維持しつつ、モルタル又はコンクリート等の硬化体の強度発現性（例えば材齢２８日の強度発現性）を維持・向上させることが可能なセメント組成物の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】セメント組成物中のＶ含有量と、このセメント組成物を用いた材齢２８日のモルタル（硬化体）圧縮強さの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１３】
本実施形態に係るセメント組成物は、Ｖ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％であることを特徴とする。
【００１４】
バナジウム（Ｖ）はセメント組成物に含有される微量成分である。本発明者らは、セメント組成物中のＶ含有量が、セメント組成物を用いたセメントペースト、モルタル又はコンクリートの硬化体の強度発現性に影響を及ぼすことを突き止め、セメント組成物のＶ含有量が適性範囲となるようにすることにより、セメントペースト、モルタル又はコンクリートの適正なフレッシュ性状（標準軟度水量、凝結時間）を維持しつつ、それらの硬化体の強度発現性を向上することを見出した。セメント組成物のＶ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％）であり、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機加熱式原子吸光分析方法によるセメント中の微量成分の定量方法」に準じて測定することができる。
【００１５】
セメント組成物中のＶ含有量は、０．００６３〜０．０１２質量％であり、好ましくは０．００７０〜０．０１２質量％であり、より好ましくは０．００８０〜０．０１１５質量％であり、更に好ましくは０．００９０〜０．０１０５質量％である。セメント組成物中のＶ含有量が０．０６３質量％未満または０．０１２質量％を超えると、本実施形態に係るセメント組成物を用いたモルタル又はコンクリート等の硬化体の強度発現性が適正に維持できない場合がある。
【００１６】
本実施形態に係るセメント組成物は、ストロンチウム（Ｓｒ）含有量が、好ましくは０．０３５〜０．０８質量％、より好ましくはＳｒ含有量が０．０４〜０．０７５質量％、更に好ましくは０．０４１〜０．０７質量％、特に好ましくは０．０４２〜０．０６質量％である。セメント組成物中のＳｒ含有量が、上記範囲内であると、セメント組成物のフレッシュ性状（標準軟度水量、凝結時間）を適度に維持しつつ、モルタル又はコンクリート等の硬化体の強度発現性を維持・向上させることができる。セメント組成物中のＳｒ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％）であり、この含有割合は、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機加熱式原子吸光分析方法によるセメント中の微量成分の定量方法」に準じて測定することができる。
【００１７】
本実施形態に係るセメント組成物は、モリブデン（Ｍｏ）含有量が、好ましくは０．０００２〜０．００７質量％、より好ましくは０．０００２〜０．００６５質量％、更に好ましくは０．０００２〜０．００６４質量％、特に好ましくは０．０００２〜０．００６３質量％である。セメント組成物中のＭｏ含有量が、上記範囲内であると、セメント組成物のフレッシュ性状（標準軟度水量、凝結時間）を適度に維持しつつ、モルタルやコンクリート等の硬化体の強度発現性を維持・向上させることができる。セメント組成物中のＭｏ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％）であり、この含有割合は、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機加熱式原子吸光分析方法によるセメント中の微量成分の定量方法」に準じて測定することができる。
【００１８】
本実施形態に係るセメント組成物では、ＭｇＯ含有量が、好ましくは１〜３質量％、より好ましくは１〜２．５質量％、更に好ましくは１〜２質量％、特に好ましくは１〜１．５質量％である。セメント組成物中のＭｇＯ含有量が、上記範囲内であると、セメント組成物のフレッシュ性状（標準軟度水量、凝結時間）を適度に維持しつつ、モルタルやコンクリート等の硬化体の強度発現性を更に向上させることができる。セメント組成物中の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。
【００１９】
本実施形態に係るセメント組成物は、ＳＯ３含有量が０．２〜１．２であるセメントクリンカーを用いてなるものであることが好ましい。セメントクリンカーのＳＯ３含有量は、より好ましくは０．２５〜０．９０質量％、更に好ましくは０．３〜０．７質量％である。セメントクリンカーのＳＯ３含有量が上記範囲内であると、このセメントクリンカーと、石膏とを粉砕して得られるセメント組成物のＳＯ３含有量を所定の範囲に調整しやすくなるため好ましい。
【００２０】
また、本実施形態に係るセメント組成物は、Ｒ２Ｏ含有量が、好ましくは０．３〜０．６質量％、より好ましくは０．３５〜０．６質量％、更に好ましくは０．３５〜０．５５質量％、特に好ましくは０．４〜０．５質量％である。セメント組成物中のＲ２Ｏ含有量が、上記範囲内であると、セメント組成物のフレッシュ性状（標準軟度水量、凝結時間）を適度に維持しつつ、モルタルやコンクリート等の硬化体の強度発現性を維持・向上させることができる。セメント組成物中のＲ２Ｏ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。セメント組成物のＲ２Ｏ（アルカリ）含有量は、下記式（Ａ）で示される量をいう。
セメント組成物のＲ２Ｏ含有量＝Ｎａ２Ｏ含有量＋０．６５８×Ｋ２Ｏ含有量  （Ａ）
【００２１】
また、本実施形態に係るセメント組成物は、ＳＯ３含有量が、好ましくは１．６〜２．５質量％、より好ましくは１．７〜２．５質量％、更に好ましくは１．８〜２．４８質量％である。セメント組成物中のＳＯ３含有量が、上記範囲内であると、セメント組成物のフレッシュ性状（標準軟度水量、凝結時間）を適度に維持しつつ、モルタルやコンクリート等の硬化体の強度発現性を維持・向上させることができる。セメント組成物中のＳＯ３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。
【００２２】
本実施形態に係るセメント組成物の鉱物組成は、好ましくはＣ３Ｓ含有量が４５〜７０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％であり、より好ましくはＣ３Ｓ含有量が４８〜６５質量％、Ｃ２Ｓ含有量が１０〜２５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５０〜６４質量％、Ｃ２Ｓ含有量が１１〜２０質量％、Ｃ３Ａ含有量が９〜１２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５３〜６０質量％、Ｃ２Ｓ含有量が１１〜１８質量％、Ｃ３Ａ含有量が９〜１１質量％、Ｃ４ＡＦ含有量が８〜１０質量％である。セメント組成物の鉱物組成が上記範囲内であると、モルタル及びコンクリートのフレッシュ性状（標準軟度水量、凝結時間）を維持しつつ、モルタル又はコンクリート等の硬化体の強度発現性を容易に維持・向上させることができる。
【００２３】
ここで、セメント組成物中のＣ３Ｓ含有量（エーライト相）、Ｃ２Ｓ含有量（ビーライト相）、Ｃ３Ａ含有量（アルミネート相）、Ｃ４ＡＦ含有量（フェライト相）は、下記のボーグ式［１］〜［４］により算出する。
【００２４】
Ｃ３Ｓ含有量（質量％）＝４．０７×ＣａＯ含有量（質量％）−７．６０×ＳｉＯ２含有量（質量％）−６．７２×Ａｌ２Ｏ３含有量（質量％）−１．４３×Ｆｅ２Ｏ３含有量（質量％）−２．８５×ＳＯ３含有量（質量％）    ・・・［１］
Ｃ２Ｓ含有量（質量％）＝２．８７×ＳｉＯ２含有量（質量％）−０．７５４×Ｃ３Ｓ含有量（質量％）    ・・・［２］
Ｃ３Ａ含有量（質量％）＝２．６５×Ａｌ２Ｏ３含有量（質量％）−１．６９×Ｆｅ２Ｏ３含有量（質量％）    ・・・［３］
Ｃ４ＡＦ含有量（質量％）＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３含有量（質量％）    ・・・［４］
【００２５】
式中の「ＣａＯ含有量」、「ＳｉＯ２含有量」、「Ａｌ２Ｏ３含有量」及び「Ｆｅ２Ｏ３含有量」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。
【００２６】
次に、本発明のセメント組成物の製造方法の実施形態について説明する。
本実施形態に係るセメント組成物の製造方法は、セメント組成物のＶ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％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、下水汚泥及び鉄源（銅からみ、高炉ダスト等）からなる群より選ばれる原料の原料原単位を調整し、調整した原料を焼成してセメントクリンカーを製造する工程（Ａ）と、上記セメントクリンカーと石膏とを粉砕する工程（Ｂ）とを含む。
【００２７】
（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。ハイドロケーキとしては、海水マグネシアクリンカーを製造する際の、海水に少量の水酸化カルシウムを加え、海水中の炭酸ガスを除去する工程で発生する副産物であり、カルシウム及びマグネシウムそれぞれの水酸化物及び炭酸塩を主成分とするものが挙げられる。鉄源としては、銅からみ、高炉ダスト等が挙げられる。なお、Ｖをある程度含有する原料であれば、上記の石灰石、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以外であっても良い。
【００２８】
（Ａ）工程におけるセメントクリンカー原料の原料原単位としては、セメントクリンカー１トン（ｔ）あたり、ドライベース（水分を含まない状態）で、石灰石７００〜１４００ｋｇ／ｔ−クリンカー、硅石２０〜１５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、石炭灰０〜３００ｋｇ／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、建設発生土１０〜１５０ｋｇ／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−クリンカーを使用することが好ましい。また、工程（Ａ）では、セメントクリンカー原料として、ドライベースで、石灰石８００〜１３００ｋｇ／ｔ−クリンカー、硅石２０〜１００ｋｇ／ｔ−クリンカー、石炭灰１０〜２５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、粘土０〜８０ｋｇ／ｔ−クリンカー、高炉スラグ５〜５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、建設発生土２０〜１５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、下水汚泥０〜７０ｋｇ／ｔ−クリンカー、ハイドロケーキを２０〜８０ｋｇ／ｔ−クリンカー及び鉄源３０〜６０ｋｇ／ｔ−クリンカーを使用することがより好ましい。石炭灰は、ドライベースで２０〜２５０ｋｇ／ｔ−クリンカーであることが更に好ましい。
【００２９】
（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調整する方法としては、各セメントクリンカー原料のＶ含有量を測定し、Ｖを多く含むセメントクリンカー原料の原料原単位を主に調整して、セメント組成物のＶ含有量が０．０６３〜０．１２質量％となるよう原料原単位を調整する。セメントクリンカー原料の原料原単位を調整する方法として、具体的には、予め製造したセメント組成物をサンプリングして、セメント組成物中のＶ含有量を測定し、セメント組成物中のＶ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％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、この原料を焼成して得られたセメントクリンカーを用いる方法が挙げられる。このような方法によって、Ｖ含有量が特定の範囲であり、強度発現性（例えば材齢２８日の強度発現性）を維持・向上させたセメント組成物を製造することができる。ここで「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。なお、Ｖをある程度含有する原料であれば、上記の石灰石、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以外であっても良い。
【００３０】
セメントクリンカー原料の中でも、石炭灰、建設発生土、粘土、鉄源（銅からみ、高炉ダスト）等の使用量（原料原単位）が、セメント組成物のＶ含有量に与える影響が大きい。セメント組成物のＶ含有量を調整するには、Ｖ含有量に与える影響が大きい上記原料の原料原単位を調整してなるセメントクリンカーを用いて、セメント組成物を製造することが好ましい。
【００３１】
本実施形態に係るセメント組成物の製造方法において、セメント組成物のＳｒ含有量が０．０３５〜０．０８質量％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が好ましい。また、セメント組成物の製造方法において、セメント組成物のＭｏ含有量が０．０００２〜０．００７質量％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が好ましい。また、セメント組成物の製造方法において、セメント組成物のＭｇＯ含有量が１〜３質量％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が好ましい。さらに、セメント組成物の製造方法において、セメント組成物のＲ２Ｏ含有量が０．３〜０．６質量％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が好ましい。セメント組成物のＳｒ含有量、Ｍｏ含有量、ＭｇＯ含有量及びＲ２Ｏ含有量を調整するには、予め製造したセメント組成物をサンプリングして、セメント組成物中のＳｒ含有量、Ｍｏ含有量、ＭｇＯ含有量及びＲ２Ｏ含有量を測定し、セメント組成物中のＳｒ含有量、Ｍｏ含有量、ＭｇＯ含有量及びＲ２Ｏ含有量が特定量となるように、セメントクリンカー原料の原料原単位を調整し、この原料を焼成して得られたセメントクリンカーを用いる方法が挙げられる。
【００３２】
本実施形態に係るセメント組成物の製造方法において、セメントクリンカーのＳＯ３含有量が０．２〜０．９質量％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が好ましい。
【００３３】
セメントクリンカー原料として、各原料中のＶ含有量、Ｓｒ含有量、Ｍｏ含有量、ＭｇＯ含有量及びＲ２Ｏ含有量が、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Ｖ含有量、Ｓｒ含有量、Ｍｏ含有量、ＭｇＯ含有量及びＲ２Ｏ含有量は、各原料全体（１００質量％）に対する含有割合（質量％）である。
【００３４】
石灰石としては、Ｖ含有量が、好ましくは０．０００１〜０．００２質量％、より好ましくは０．０００１〜０．００１５質量％、更に好ましくは０．０００２〜０．００１２質量％、特に好ましくは０．０００２〜０．００１質量％のものを使用する。Ｓｒ含有量が、好ましくは０．００５〜０．０７質量％、より好ましくは０．００５〜０．０６質量％、更に好ましくは０．０１〜０．０６質量％、特に好ましくは０．０１５〜０．０５５質量のものを使用する。Ｍｏ含有量が、好ましくは０．００２質量％以下、より好ましくは０．００１質量％以下、更に好ましくは０．０００５質量％以下、特に好ましくは０．０００３質量％以下のものを使用する。ＭｇＯ含有量が、好ましくは０．１〜１．５質量％以下、より好ましくは０．２〜１．３質量％以下、更に好ましくは０．２５〜１．１質量％以下、特に好ましくは０．３〜１．０質量％のものを使用する。Ｒ２Ｏ含有量が、好ましくは０．０５質量％以下、より好ましくは０．００１〜０．０４質量％、更に好ましくは０．００５〜０．０３質量％、特に好ましくは０．００５〜０．０２質量％のものを使用する。
【００３５】
硅石としては、Ｖ含有量が、好ましくは０．００１〜０．０１質量％、より好ましくは０．００１〜０．００８質量％、更に好ましくは０．００２〜０．００８質量％、特に好ましくは０．００３〜０．０３質量％のものを使用する。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％、更に好ましくは０．００１〜０．０２質量％のものを使用する。Ｍｏ含有量が、好ましくは０．００２質量％以下、より好ましくは０．００１質量％以下、更に好ましくは０．０００５質量％以下、特に好ましくは０．０００４質量％以下のものを使用する。ＭｇＯ有量が、好ましくは０．０５〜１．０質量％、より好ましくは０．１〜０．８質量％、更に好ましくは０．１〜０．６質量％、特に好ましく０．１〜０．５質量％のものを使用する。Ｒ２Ｏ含有量が、好ましくは０．１〜４．０質量％、より好ましくは０．１〜３．０質量％、更に好ましくは０．３〜２．５質量％、特に好ましくは０．３〜２．０質量％のものを使用する。
【００３６】
石炭灰としては、Ｖ含有量が、好ましくは０．０１〜０．１質量％、より好ましくは０．０１〜０．０５質量％、更に好ましくは０．０１５〜０．０８質量％、最も好ましくは０．０３５〜０．０６質量％のものを使用する。なお、セメント組成物中のＶ含有量を制御するには、出来るだけＶ含有量の多い石炭灰を選択して用いることが好ましい。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０．０２〜０．１３質量％、特に好ましくは０．０２〜０．１２質量％のものを使用する。Ｍｏ含有量が、好ましくは０．００４質量％以下、より好ましくは０．００３質量％以下、更に好ましくは０．００２質量％以下、特に好ましくは０．００１５質量％以下のものを使用する。ＭｇＯ有量が、好ましくは０．２〜３．０質量％、より好ましくは０．４〜３．０質量％、更に好ましくは０．４〜２．５質量％、特に好ましくは０．４〜２．３質量％のものを使用する。Ｒ２Ｏ含有量が、好ましくは０．１〜３．５質量％、より好ましくは０．２〜３．０質量％、更に好ましくは０．３〜２．５質量％、特に好ましくは０．５〜２．０質量％のものを使用する。
【００３７】
高炉スラグとしては、Ｖ含有量が、好ましくは０．００１〜０．０２質量％、より好ましくは０．００１〜０．０１５質量％、更に好ましくは０．００３〜０．０１２質量％、特に好ましくは０．００４〜０．０１質量％のものを使用する。Ｓｒ含有量が、好ましくは０．０２〜０．０８質量％、より好ましくは０．０２〜０．０７質量％、更に好ましくは０．０２〜０．０６質量％、特に好ましくは０．０２〜０．０５質量％以下のものを使用する。Ｍｏ含有量が、好ましくは０．００２質量％以下、より好ましくは０．００１質量％以下、更に好ましくは０．０００５質量％以下、特に好ましくは０．０００３質量％以下のものを使用する。ＭｇＯ有量が、好ましくは３．０〜１０質量％、より好ましくは３．０〜８．０質量％、更に好ましくは３．０〜７．０質量％、特に好ましくは４．０〜７．０質量％のものを使用する。Ｒ２Ｏ含有量が、好ましくは０．０２〜１．０質量％、より好ましくは０．０４〜０．８質量％、更に好ましくは０．０６〜０．６質量％、特に好ましくは０．０８〜０．５質量％のものを使用する。
【００３８】
粘土としては、Ｖ含有量が、好ましくは０．００５〜０．０５質量％、より好ましくは０．００５〜０．０３質量％、更に好ましくは０．０１〜０．０２５質量％、特に好ましくは０．０１５〜０．０２質量％のものを使用する。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％、特に好ましくは０．００４〜０．０１５質量％以下のものを使用する。Ｍｏ含有量が、好ましくは０．００２質量％以下、より好ましくは０．００１質量％以下、更に好ましくは０．０００５質量％以下、特に好ましくは０．０００４質量％以下のものを使用する。ＭｇＯ有量が、好ましくは０．３〜６．０質量％、より好ましくは０．３〜５．０質量％、更に好ましくは０．３〜４．０質量％以下、特に好ましくは０．５〜４．０質量％のものを使用する。粘土としては、Ｒ２Ｏ含有量が、好ましくは０．５〜４．０質量％、より好ましくは０．７〜３．５質量％、更に好ましくは１．０〜３．０質量％、特に好ましくは１．２〜２．８質量％のものを使用する。
【００３９】
建設発生土としては、Ｖ含有量が、好ましくは０．０００１〜０．０３質量％、より好ましくは０．０００１〜０．０２５質量％、更に好ましくは０．００５〜０．０２質量％、特に好ましくは０．００７〜０．０２質量％のものを使用する。Ｓｒ含有量が、好ましくは０．０１〜０．４質量％、より好ましくは０．０１〜０．３質量％、更に好ましくは０．０１〜０．２質量％、特に好ましくは０．０１５〜０．１質量％のものを使用する。Ｍｏ含有量が、好ましくは０．００２質量％以下、より好ましくは０．００１質量％以下、更に好ましくは０．０００５質量％以下、特に好ましくは０．０００４質量％以下のものを使用する。ＭｇＯ有量が、好ましくは０．５〜６．０質量％、より好ましくは０．５〜５．５質量％、更に好ましくは１．０〜５．０質量％、特に好ましくは１．０〜４．０質量％のものを使用する。Ｒ２Ｏ含有量が、好ましくは０．５〜４．５質量％、より好ましくは０．７〜４．０質量％、更に好ましくは１．０〜３．５質量％、特に好ましくは１．２〜３．０質量％のものを使用する。
【００４０】
下水汚泥としては、Ｖ含有量が、好ましくは０．０００１〜０．０１質量％、より好ましくは０．０００１〜０．００７質量％、更に好ましくは０．０００５〜０．００５質量％、特に好ましくは０．０００７〜０．００４質量％のものを使用する。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０．００１〜０．０４質量％のものを使用する。Ｍｏ含有量が、好ましくは０．００２質量％以下、より好ましくは０．００１５質量％以下、更に好ましくは０．００１２質量％以下、０．００１１質量％以下のものを使用する。ＭｇＯ有量が、好ましくは０．０５〜４．０質量％、より好ましくは０．１〜４．０質量％、更に好ましくは０．１〜３．０質量％、特に好ましくは０．１〜２．５質量％のものを使用する。Ｒ２Ｏ含有量が、好ましくは０．４〜３．５質量％、より好ましくは０．６〜３．０質量％、更に好ましくは０．８〜２．５質量％、特に好ましくは１．０〜２．０質量％のものを使用する。
【００４１】
ハイドロケーキとしては、Ｖ含有量が、好ましくは０．００１〜０．１質量％、より好ましくは０．０１〜０．０８質量％、更に好ましくは０．０１〜０．０６質量％、特に好ましくは０．０１〜０．０５質量％のものを使用する。Ｓｒ含有量が、好ましくは０．１〜０．８質量％、より好ましくは０．１〜０．７質量％、更に好ましくは０．１〜０．６質量％、特に好ましくは０．１〜０．５質量％のものを使用する。Ｍｏ含有量が、好ましくは０．００２質量％以下、より好ましくは０．００１質量％以下、更に好ましくは０．０００５質量％以下、特に好ましくは０．０００３質量％以下のものを使用する。ＭｇＯ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１０〜２５質量％、特に好ましくは１０〜２０質量％のものを使用する。Ｒ２Ｏ含有量が、好ましくは０．０２〜１．５質量％、より好ましくは０．０４〜１．２質量％、更に好ましくは０．０６〜１．０質量％、特に好ましくは０．０８〜０．８質量％のものを使用する。
【００４２】
鉄源である銅からみとしては、Ｖ含有量が、好ましくは０．００１〜０．０５質量％、より好ましくは０．００３〜０．０３質量％、更に好ましくは０．００５〜０．０３質量％、０．００５〜０．０２質量％のものを使用する。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０．００５〜０．０２質量％のものを使用する。Ｍｏ含有量が、好ましくは０．０００２〜０．８質量％、より好ましくは０．０００２〜０．６質量％、更に好ましくは０．０００２〜０．４質量％、特に好ましくは０．０００２〜０．３質量％のものを使用する。ＭｇＯ有量が、好ましくは０．５〜３．０質量％、より好ましくは０．５〜２．５質量％、更に好ましくは０．６〜２．０質量％、特に好ましくは０．７〜１．５質量％のものを使用する。Ｒ２Ｏ含有量が、好ましくは０．０４〜２質量％、より好ましくは０．０６〜１．８質量％、更に好ましくは０．０８〜１．６質量％、特に好ましくは１〜１．４質量％のものを使用する。
【００４３】
鉄源である高炉ダストとしては、Ｖ含有量が、好ましくは０．００１〜０．０３質量％、より好ましくは０．００３〜０．０２質量％、更に好ましくは０．００５〜０．０２質量％、特に好ましくは０．００８〜０．０１５質量％のものを使用する。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。Ｍｏ含有量が、好ましくは０．００４質量％以下、より好ましくは０．００３質量％以下、更に好ましくは０．００２質量％以下、特に好ましくは０．００１質量％以下のものを使用する。ＭｇＯ有量が、好ましくは０．１〜３．０質量％、より好ましくは０．１５〜２．０質量％、更に好ましくは０．１５〜１．５質量％、特に好ましくは０．２〜１．５質量％のものを使用する。Ｒ２Ｏ含有量が、好ましくは０．００２〜１．０質量％、より好ましくは０．００４〜０．８質量％、更に好ましくは０．００６〜０．６質量％、特に好ましくは０．００８〜０．４質量％のものを使用する。
【００４４】
鉄源として、Ｖ含有量が好ましくは０．０５〜０．５質量％、より好ましくは０．０８〜０．５質量％、更に好ましくは０．１〜０．４質量％である、転炉滓、脱鉄スラグ等を、セメント組成物中のＶ含有量の制御原料として選択して用いることもできる。
【００４５】
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。
【００４６】
なお、工業スケールの製造においては、例えば、セメントクリンカー焼成時に品質管理用のサンプルを採取し、このサンプルのＶ含有量を測定して、各原料中のＶ含有量に基づいて、各原料の使用比率（原料原単位）を調整し、セメントクリンカー中のＶ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％となるようにする。
【００４７】
次に、本発明の工程（Ａ）（焼成工程）の一実施形態として、ＮＳＰ方式の既存のセメント製造設備を用いて、セメントクリンカーを製造する例を説明する。
【００４８】
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、更にはブレンディングサイロで混合することが好ましい。
【００４９】
粉砕混合されたセメントクリンカー原料は、さら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調整することによっても、Ｖ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％であるセメントクリンカーを製造することができる。
【００５０】
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３０分間〜２時間、更に好ましくは４５分〜１．５時間である。
【００５１】
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。冷却速度が１０〜６０℃／分の範囲であると、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が得られるセメントクリンカーを製造することができる。
【００５２】
次に、本発明の工程（Ｂ）（粉砕工程）の一実施形態として、セメントクリンカーと石膏とを粉砕する工程を説明する。
【００５３】
セメント組成物は、Ｖ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％であるセメントクリンカーと石膏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。
【００５４】
工程（Ｂ）（粉砕工程）において、Ｖ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％であるセメントクリンカーに対して、セメント組成物中のＳＯ３含有量が１．６〜２．５質量％、より好ましくは１．７〜２．５質量％、更に好ましくは１．８〜２．４８質量％となるように石膏を配合して粉砕することが好ましい。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。なお、セメントクリンカーと石膏とを含有するセメント組成物では、セメントクリンカーの含有量がセメント組成物の全体質量に対して９５〜９７質量％であり且つ石膏の含有量が３〜５質量％であることが好ましい。
【００５５】
粉砕工程（Ｂ）において、セメント組成物は、さらに混合材を含有してもよい。混合材としては、ＪＩＳ  Ｒ  ５２１１「高炉セメント」で規定される高炉スラグ、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、石灰石微粉末を利用することができる。混合材の合計含有割合（質量％）は、セメント組成物の全体質量に対して５質量％以下であることが好ましい。
【００５６】
本実施形態に係る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、更に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３０００〜３８００ｃｍ２／ｇであり、更に好ましくは３０００〜３５００ｃｍ２／ｇである。
【００５７】
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。
【実施例】
【００５８】
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。
【００５９】
（実施例１〜４、比較例１）
[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は、石灰石、珪石、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Ｖ含有量を予め測定し、上記原料の原料原単位を調整して、セメントクリンカーのＶ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％となるように調整した。更に、Ｓｒ含有量が０．０３５〜０．０８質量％、Ｍｏ含有量が０．０００２〜０．００７質量％、ＭｇＯ含有量が１〜３質量％、Ｒ２Ｏ含有量が０．３〜０．６質量％であるセメントクリンカーが得られるように各原料の使用比率（原料原単位）を調整した。また、セメント組成物のＳＯ３量を調整するために、二水石膏を使用した。実施例及び比較例で使用した石灰石、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（銅からみ、高炉ダスト）のＶ含有量、Ｓｒ含有量、Ｍｏ含有量、ＭｇＯ含有量及びＲ２Ｏ含有量を表１に記載する。なお、以下に示す化学成分および原料原単位は、ドライベース(水分を含まない状態)の原料原単位である。また、表１中、「＜０．０００２５」は、Ｍｏ含有量が０．０００２５質量％以下であることを示す。
【００６０】
【表１】
2012246190.tif 000003
【００６１】
原料中のＶ、Ｓｒ、Ｍｏ、ＭｇＯ及びＲ２Ｏ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。
【００６２】
[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８００〜１３００ｋｇ／ｔ−クリンカー、珪石２０〜１５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、石炭灰１０〜２５０ｋｇ／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、建設発生土２０〜１５０ｋｇ／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（銅からみ５〜５０ｋｇ／ｔ−クリンカー、高炉ダスト２５〜５５ｋｇ／ｔ−クリンカー）であった。
【００６３】
[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調合し、調合した原料を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。
【００６４】
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％となるように配合し、さらに混合材（石灰石、高炉スラグ）を石灰石４質量％と高炉スラグ１質量％で添加し、実機ミルでブレーン比表面積が３１００〜３４００ｃｍ２／ｇになるように粉砕し、セメント組成物を得た。
【００６５】
[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、Ｒ２Ｏ及びＳＯ３とクリンカー中の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。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２に示す。
【００６６】
【表２】
2012246190.tif 000004
【００６７】
[セメント組成物の鉱物組成及び物性]
＜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］に基づいて測定した。結果を表３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。結果を表４に示す。
＜色調ｂ値＞
セメント組成物の色調ｂ値は、測色色差計(日本電色工業社製Spectro Color Meter Se2000)用いて測定した結果を表４に示す。
＜標準軟度水量＞
標準軟度水量は、セメントペーストの軟らかさ（軟度）を一定にするために必要な水量のことであり、これが多いほどセメントの流動性が悪いこととなる。測定方法は、セメント組成物５００ｇを練り鉢に入れ、水を加えて練り混ぜた後、セメントペーストを容器に投入し、表面を平滑にした後、標準棒を降下させて、３０秒後に標準棒の先端と底板との間隔を測定し、これが６±１ｍｍ（標準軟度）となる水量を測定し、標準軟度水量とする。
＜凝結（始発、終結）、モルタル圧縮強さ＞
凝結時間（始発、終結）は、得られたセメント組成物を用いて、ＪＩＳ  Ｒ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」に準じて測定した。結果を表４に示す。
【００６８】
【表３】
2012246190.tif 000005
【００６９】
【表４】
2012246190.tif 000006
【００７０】
セメント組成物のＶ含有量と材齢２８日圧縮強さとの関係を図１に示す。図１に示すように、セメント組成物のＶ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％（実施例１〜４、図１中の記号「●」）であれば、一定の強度発現性（材齢２８日のモルタル圧縮強さが６０Ｎ／ｍｍ２以上）を維持・向上させることができる。一方、セメント組成物のＶ含有量が０．００６３質量％未満であると（比較例１、図１中の記号「□」）、強度発現性は低下した。また、表４に示すように、Ｖ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％であり、好ましくはＳｒ含有量が０．０３５〜０．０８質量％であるセメント組成物（実施例１〜４）は、一定の強度発現性を維持・向上させながら、セメント組成物のＶ含有量が０．００６３質量％未満のセメント組成物（比較例１）と比べて、標準軟度水量に大差がなく、凝結時間は却って長くなっていることから、フレッシュ性（標準軟度水量、凝結時間）が維持されていることが確認できる。
【００７１】
以上に示す結果から、セメント組成物のＶ含有量が０．００６３〜０．０１２質量％であり、好ましくはＳｒ含有量が０．０３５〜０．０８質量％であるセメント組成物は、モルタルやコンクリートのフレッシュ性状（標準軟度水量、凝結時間）を維持しつつ、強度発現性を維持・向上させることができる。
【図１】
2012246190.tif 000007