(57)【要約】【課題】実質的に強度低下を生じないランタン含有量を特定したセメント等の水硬性組成物を提供する。【解決手段】ランタンの含有用量を酸化物換算で内割重量０.０２〜０.１５wt％に調整することによって強度低下を抑制したことを特徴とする水硬性組成物であり、例えば、クリンカーの水硬率(ＨＭ)が２.０〜２.２、珪酸率(ＳＭ)が２.３〜２.８、鉄率(ＩＭ)が１.９〜２.１、および三酸化硫黄量０.５〜１.５wt％、遊離石灰量０.５〜１.０wt％であって、セメント中の三酸化硫黄量が１.５〜３.０wt％である普通ポルトランドセメントにおいて、ランタンを酸化物換算で内割重量０.０２〜０.１５wt％含有する水硬性組成物。【選択図】図１
2013180904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランタンの含有用量を酸化物換算で内割重量０.０２〜０.１５wt％に調整することによって強度低下を抑制したことを特徴とする水硬性組成物。
【請求項２】
クリンカーの水硬率(ＨＭ)が２.０〜２.２、珪酸率(ＳＭ)が２.３〜２.８、鉄率(ＩＭ)が１.９〜２.１、および三酸化硫黄量０.５〜１.５wt％、遊離石灰量０.５〜１.０wt％であって、セメント中の三酸化硫黄量が１.５〜３.０wt％である普通ポルトランドセメントにおいて、ランタンを酸化物換算で内割重量０.０２〜０.１５wt％含有する請求項１に記載する水硬性組成物。
【請求項３】
ランタンが産業廃棄物から得られるシリカ原料に付随するものである請求項１または請求項２に記載する水硬性組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実質的に強度低下を生じないランタン含有量を特定したセメント等の水硬性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
セメントには酸化カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、および酸化鉄などの物性を左右する主要成分と共に三酸化硫黄、ハロゲン化物、アルカリ金属酸化物、あるいは重金属酸化物などの微量の成分が含まれている。セメント工場では原燃料の多様化を進めており、これに伴い製品中の微量の成分が増える傾向にある。
【０００３】
微量成分の増加はセメントの物性あるいは硬化体の溶出特性に何らかの影響を及ぼすことが判明しており、特にセメントの強度低下を生じる影響が大きい（特許文献１）。セメント工場ではこのような負の影響を抑えることができる範囲で種々の原燃料を使用し、影響を回避することができないものについては使用対象外としている。
【０００４】
微量成分の増加による影響を回避する手段として、原料混合物の化学組成（クリンカの化学係数）、クリンカに取り込まれる燃料由来の三酸化硫黄、あるいはセメントの比表面積や粒度分布等を調整するが対策が行われている。
【０００５】
しかし、原料混合物の化学組成を変更する手段は目的とする物性以外のものの変動を招く問題がある。また、クリンカに取り込まれる三酸化硫黄を調整するのは困難である。さらにセメントの比表面積等の調整には大規模な設備改造や多額のコストを要する。このように、上記対策ではセメントに含まれる微量成分がセメント硬化体の強度に及ぼす負の影響を回避することは困難である。このため、例えば、微量成分を含有する原燃料の使用が困難になっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１４８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、セメント等の水硬性組成物において、微量成分として混入するランタンについて、実質的に強度低下を生じないランタン含有量の範囲を特定することによって、産業廃棄物から得られるシリカ原料等を、微量のランタンが含有されている場合でも、セメントのシリカ原料等として利用可能にしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の構成からなるランタン含有水硬性組成物に関する。
〔１〕ランタンの含有用量を酸化物換算で内割重量０.０２〜０.１５wt％に調整することによって強度低下を抑制したことを特徴とする水硬性組成物。
〔２〕クリンカーの水硬率(ＨＭ)が２.０〜２.２、珪酸率(ＳＭ)が２.３〜２.８、鉄率(ＩＭ)が１.９〜２.１、および三酸化硫黄量０.５〜１.５wt％、遊離石灰量０.５〜１.０wt％であって、セメント中の三酸化硫黄量が１.５〜３.０wt％である普通ポルトランドセメントにおいて、ランタンを酸化物換算で内割重量０.０２〜０.１５wt％含有する上記[１]に記載する水硬性組成物。
〔３〕ランタンが産業廃棄物から得られるシリカ原料に付随するものである上記[１]または上記[２]に記載する水硬性組成物。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の水硬性組成物は、微量成分のランタン含有量が酸化物換算で内割重量０.０２〜０.１５wt％に調整されているので硬化体の強度低下が少なく、例えば、クリンカーのモジュラスが同一範囲であってランタンを含有しないセメントに比較して、２８日強度の低下率は概ね０.９９％〜０.９８％程度である。
【００１０】
本発明の水硬性組成物はランタン含有量が所定の許容範囲に調整されているので、水硬性組成物中のランタン含有量が許容される上記範囲内で、微量のランタンが含有されている廃棄物シリカ材料、例えば、シリカウエハー廃棄物などをセメントのシリカ原料として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】材齢３日、材齢７日、材齢７日のセメントについて圧縮強度のグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施形態に基いて具体的に説明する。
本発明の水硬性組成物は、ランタン（La）の含有用量を酸化物換算で内割重量０.０２〜０.１５wt％に調整することによって強度低下を抑制したことを特徴とする水硬性組成物である。
【００１３】
普通ポルトランドセメントは、一般にクリンカーの水硬率(ＨＭ)が２.０〜２.２、珪酸率(ＳＭ)が２.３〜２.８、鉄率(ＩＭ)が１.９〜２.１、および三酸化硫黄量０.５〜１.５wt％、遊離石灰量０.５〜１.０wt％であり、セメント中の三酸化硫黄量が１.５〜３.０wt％である。
【００１４】
本発明に係る水硬性組成物は、例えば、クリンカーモジュラスが上記範囲の普通ポルトランドセメントにおいて、ランタンを酸化物換算で内割重量０.０２〜０.１５wt％含有する水硬性組成物である。
【００１５】
本発明の水硬性組成物において、ランタン含有量が酸化物換算で内割重量０.０２wt％より少なくと、微量のランタンが含有されている廃棄物シリカ材料などをシリカ原料として十分に利用することができない。一方、ランタン含有量が酸化物換算で内割重量０.１５wt％より多いと、硬化体の強度低下の割合が大きくなるので好ましくない。
【実施例】
【００１６】
〔実施例１〜５、比較例１〜２〕
普通ポルトランドセメントクリンカ用の原料混合粉に、純薬の酸化ランタン(La2O3)を内割重量比０.００〜０.２７wt％添加した。さらにクリンカの化学係数を調整するため、純薬の酸化カルシウム、二酸化ケイ素、酸化アルムニウム、酸化鉄、無水石膏を必要量添加した。表１にセメントクリンカー原料のモジュラスを示す。
次に、上記クリンカー原料に加水してペースト状になるまで練り混ぜ、一辺２cmの直方体に成形して乾燥させた。乾燥した成形体を電気炉にて焼成し、急冷させてクリンカーとした。なお、焼成は先ず１０００℃で仮焼成した後に１４５０℃で本焼成した。仮焼成時間は６０分、本焼成は９０分であり、遊離石灰量（f.CaO）が０.６４wt％〜０.７６wt％になるように設定した。
クリンカーに純薬の二水石膏を所定量添加し、ブレーン空気透過法による比表面積が３２５８±５０cm2/gになるまでボールミルで粉砕しセメントとした。このセメントについて、規格（JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」）に従って圧縮強さを測定した。この結果を表１および図１に示す。
【００１７】
表１および図１に示すように、実施例１〜５（La2O3含有量０.０２〜０.１５wt％)の何れにおいても強度低下は小さく、Ｌａ2Ｏ3無添加の比較例１に対して、２８日圧縮強さの低下率（実施例の28日圧縮強さ／比較例の28日圧縮強さ）は概ね０.９９％〜０.９８％程度である。
【００１８】
一方、Ｌａ2Ｏ3含有量が０.２７wt％の比較例２では、全材齢において圧縮強さの低下が認められた。
【００１９】
【表１】
2013180904.tif 000003
【図１】
2013180904.tif 000004