JPH0561216B2 - - Google Patents

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JPH0561216B2
JPH0561216B2 JP12376089A JP12376089A JPH0561216B2 JP H0561216 B2 JPH0561216 B2 JP H0561216B2 JP 12376089 A JP12376089 A JP 12376089A JP 12376089 A JP12376089 A JP 12376089A JP H0561216 B2 JPH0561216 B2 JP H0561216B2
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JP
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cement
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low heat
mixture
heat generation
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JP12376089A
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JPH02302347A (ja
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Haruichi Ikeda
Yoshihiro Kondo
Takao Komuro
Chiaki Yoshizawa
Hisamitsu Tsuyuki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokan Mining Co Ltd
JFE Engineering Corp
Original Assignee
Kokan Mining Co Ltd
Nippon Kokan Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/14Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141Slags
    • C04B18/145Phosphorus slags
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B5/00Treatment of  metallurgical  slag ; Artificial stone from molten  metallurgical  slag 
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野] 本発明は、製鉄プロセスで発生する脱燐スラグ
を出発原料として低発熱型セメント混和物の製造
方法及び該混和物を配合してなる土木・建築に利
用される低発熱型セメントに関する。 [従来の技術] 溶銑脱燐法として、石灰による鍋脱燐が提案さ
れ、実施されている。この方法には、例えば出銑
後にミルスケール等の酸化鉄を用いて高炉の溶銑
桶や溶銑の運搬容器である取鍋や混銑車内で脱珪
を行ない、つづいて生石灰、ミルスケール及びほ
たる石等からなるフラツクスを用いて取鍋や混銑
車内で脱燐を行なう方法がある。かかる方法で発
生した脱燐スラグ中には、金属鉄、遊離石灰、β
−ダイカルシウムシリケート(β−2CaO・
SiO2)、フルオルリン酸カルシウム〔CaF
(PO43〕、フツ化カルシウム(CaF2)、アルミナ
等を含むものである。 上述した脱燐スラグ中の金属鉄分は、該スラグ
を粉砕し、磁選する等の方法により回収されてい
るが、残つた非磁着物は有効に利用されていない
のが現状である。 ところで、土木、建築に利用されるセメントそ
の使用形態から低発熱性と施工後の短期的な強度
が要求される。即ち、低発熱性が要求される理由
はセメントを原料素材としたコンクリート構造物
ではその硬化過程で生じると、構造物の内部と外
部との温度差によりクラツク等が発生するからで
ある。一方、短期的な強度が要求される理由は施
工期間の短縮等を目的としてコンクリート構造物
の型枠を短期間で取り外す時に充分な強度をもつ
ことが必要となるからである。 このようなことから、従来、普通ポルトランド
セメントに代わつて中庸熱ポルトランドセメン
ト、高炉セメントが知られている。中庸熱ポルト
ランドセメントは、普通ポルトランドセメントと
同様な材料(石灰石、粘土、珪石、鉄源等)を用
い、1400℃程度で焼成し、普通ポルトランドセメ
ンより3CaO・SiO2を少なくし、2CaO・SiO2
多く合成したものである。また、高炉セメント
(特にC種高炉セメント)は普通ポルトランドセ
メントに高炉スラグ微粉末を60〜70重量%混合し
たものである。 [発明が解決しようとする課題] 上述した中庸熱ポルトランドセメント及び高炉
セメントの材令(日数)に対する断熱温度上昇を
第5図に示し、かつこれらセメントの短期圧縮強
度及び曲げ強度を下記第1表に示す。なお、第5
図及び第1表中には普通ポルトランドセメントの
特性も併記する。
【表】 第5図及び第1表に示すように中庸熱ポルトラ
ンドセメントは、普通ポルトランドセメントに比
べて断熱上昇温度が若干低くなるに止まり、しか
も短期(7日前後)の強度は普通ポルトランドセ
メントに比べてかなり低下する。また、C種高炉
セメントは普通ポルトランドセメントに比べて断
熱上昇温度が低くなるものの、短期(7日前後)
の強度は普通ポルトランドセメントに比べて相当
低下するという問題がある。 本発明は、上記従来の問題点を解決するために
なされたもので、低発熱性及び短期強度の高いセ
メントを調製し得る低発熱型セメント混和物の製
造方法及び低発熱性及び短期強度の高いセメント
を提供しようとするものである。 [問題点を解決するための手段] 本発明の低発熱型セメント混和物の製造方法
は、磁選により金属鉄分を除去した石灰、シリカ
フツ素、燐及びアルミナを含む脱燐スラグ粉末に
石灰源、シリカ源及びアルミナ源を配合し、石灰
27〜67重量%、シリカ15〜34重量%及びアルミナ
3〜14重量%を含む混合物を調製する工程と、こ
の混合物を1100〜1200℃の温度で焼成する工程と
を具備したことを特徴とするものである。 上記脱燐スラグの化学組成は、例えばCaO40.0
〜70.0重量%、SiO28.0〜16.0重量%、Al2O31.0〜
5.0重量%、F2.0〜5.0重量%、P1.0〜4.0重量%か
らなるものである。 上記混合物の石灰、シリカ及びアルミナの配合
割合を限定した理由は、それら範囲を逸脱すると
三成分の相互の配合バランスが崩れて、焼成によ
り低発熱性及び短期強度の高いセメントを調製し
得る低発熱型セメント混和物を製造することがで
きなくなるからである。 上記焼成温度を限定した理由は、その温度を
1100℃未満にするとβ−2CaO・SiO2やカルシウ
ムフルオロアルミネート(11CaO 7Al2O3
CaF2)、アパタイト〔Ca5F(PO43〕の生成量が
少なくなり、かといつてその温度が1200℃を越え
ると前記各成分のの生成量が少なくなるばかり
か、焼成物の一部が溶融して炉壁に付着したり、
ガラス化したりする弊害が生じるからである。 本発明に係わる製造方法においては、上記焼成
後の焼成物を粉砕する。この粉砕にあたつては、
粉末度で2000〜5000cm2/gとなるように行なうこ
とが望ましい。 また、本発明の低発熱型セメントは前述した方
法で製造した低発熱型セメント混和物をセメント
原料に配合してなるものである。 上記セメント原料としては、例えば普通ポルト
ランドセメント、早強ポルトランドセメント等を
挙げることができる。なお、必要に応じて凝縮硬
化をコントロールするため遅硬型のセメントを前
記セメントに添加してもよい。 上記低発熱型セメント混和物の原料セメントに
対する配合割合は、10〜25重量%の範囲にするこ
とが望ましい。この理由は、前記混和物の量を10
重量%未満にすると低発熱型のセメントを得るこ
とが困難となり、かといつてその量が25重量%を
越えると短期(7日前後)の強度が低下する恐れ
があるからである。 [作用] 本発明によれば、磁選により金属鉄分を除去し
た石灰、シリカ、フツ素、燐及びアルミナを含む
脱燐スラグ粉末に石灰源、シリカ源及びアルミナ
源を石灰、シリカ及びアルミナが所定の成分比率
で含むように配合し、この混合物を所定温度で焼
成することによつて、水和熱が低い反面、短期強
度発現が小さいβ−2CaO・SiO2が多量に合成さ
れると共に強度発現を促進するためのカルシウム
フルオロアルミネート、アパタイトが生成された
低発熱型混和物を製造することができる。しか
も、脱燐スラグを主原料とすることによつて前記
β−2CaO・SiO2の大部分が既に含有されれてお
り、かつ融点降下作用を有するCaF2も存在する
ため、低温焼成(1100〜1200℃)が可能となり、
コストの低減化を達成できる。 また、前記成分を含む低発熱型混和物をセメン
ト原料に配合することによつて、低発熱性及び短
期強度の高い低発熱型セメントを得ることができ
る。 即ち、セメント原料に前記混和物を配合し、水
を加えると、該混和物中に多量合成されたβ−
2CaO・SiO2が水和反応によりケイ酸カルシウム
水和物とCa(OH)2を生成する。この反応におけ
るβ−2CaO・SiO2が水和熱が低いために、発熱
を著しく抑制できる。但し、β−2CaO・SiO2
水和反応生成物は短期強度発現が小さい。一方、
前記混和物中のカルシウムフルオロアルミネート
が水と反応して直ちに溶解し、前記β−2CaO・
SiO2及びセメント原料から遊離したCa(OH)2
セメント原料に含まれて別に溶解したCaSO4と速
やかに反応してエトリガイトを生成し、短期強度
発現を施す。また、前記混和物中のアパタイトは
人間の歯を形成している鉱物であることからわか
るように高強度化、安定化に寄与する。従つて、
前記混和物中の各成分による相互作用により既述
したよう低発熱性及び短期強度の高い低発熱型セ
メントを得ることができ、ひいてはかかる低発熱
型セメントを用いることによりクラツク発生等の
ない高信頼性のコンクリート構造物を簡便に施工
できる。 [発明の実施例] 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 実施例 1 まず、脱燐スラグを5mmパス以下の粒度に粉砕
し、磁選を行なつて磁着物と非磁着物とに分離し
た。この非磁着物は、化学分析値でCaO66.6重量
%、SiO29.5重量%、Al2O31.1重量%、MgO2.4重
量%、MnO1.4重量%、TiO21.9重量%、F4.5重
量%、及びP2.4重量%であつた。 次いで、前記非磁着物を更に0.1mmパス以下の
粒度に粉砕した後、この粉砕物にシリカ(SiO2
14重量%と石灰(CaO)及びアルミナ(Al2O3
を総和で10重量%(この範囲内でCaOとAl2O3
比率を30:70、35:65、40:60、45:55の範囲で
変動させる)とを添加し、電気炉にて1150℃で2
時間焼成して4種の低発熱型セメント混和物を製
造した。 得られた4種のセメント混和物についてX線回
折強度を調べた。その結果を第1図に示す。この
第1図から、セメント混和物中にβ−2CaO・
SiO2及びカルシウムフルオロアルミネート
(11CaO 7Al2O3・CaF2)が生成されていること
が判明し、特にCaO:Al2O3の比率が40:60で配
合したセメント混和物はβ−2CaO・SiO2
11CaO 7Al2O3・CaF2がバランスよく生成される
ことがわかる。また、CaO:Al2O3の比率が40:
60で配合したセメント混和物は第2図に示すX線
回折強度を示した。 実施例 2 前記実施例1で得たCaO:Al2O3の比率が40:
60で配合したセメント混和物を普通ポルトランド
セメントに10重量%、20重量%、25重量%及び30
重量%それぞれ添加して4種のニートセメント
(W/C=40%)を調製した。 得られた各ニートセメントについてコンダクシ
ヨンカロリーメータにより水和熱を測定して水和
時間に対する発熱速度を調べた。その結果を第3
図に示す。なお、第3図中にはポルトランドセメ
ントのみからなるニートセメント(W/C=40
%)における水和時間に対する発熱速度の関係を
併記した。 また、各セメントについて材令に対する圧縮強
度を調べた。その結果を第4図に示す。なお、第
4図中にはポルトランドセメントのみからなるニ
ートセメントにおける材令に対する圧縮強度の関
係を併記した。 第3図及び第4図から明らかなようにセメント
混和物を普通ポルトランドセメントに10重量%、
20重量%、25重量%添加した本発明のニートセメ
ントは発熱温度及び発熱速度が普通ポルトランド
セメントに比べて低下し、しかも材令7日で普通
ポルトランドセメントより強度が高くなることが
わかる。 [発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によれば製鉄プロセ
スより発生する脱燐スラグを有効に利用して低発
熱性及び短期強度の高いセメントを調製し得る低
発熱型セメント混和物の製造方法、及び低発熱性
及び短期強度が高く、クラツク発生等のない高信
頼性のコンクリート構造物を簡便に施工し得る低
発熱型セメントを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はセメント混和物中のCaOとAl2O3の比
率とX線回折強度との関係を示す特性図、第2図
はCaOとAl2O3の比率が40:60のセメント混和物
のX線回折強度を示す特性図、第3図は本実施例
2におけるニートセメントの水和時間に対する発
熱速度の関係を示す特性図、第4図は本実施例2
におけるニートセメントの材令に対する圧縮強度
の関係を示す特性図、第5図は従来の普通ポルト
ランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント及
びC種高炉セメントの材令に対する断熱温度上昇
の関係を示す特性図ある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 磁選により金属鉄分を除去した石灰、シリカ
    フツ素、燐及びアルミナを含む脱燐スラグ粉末に
    石灰源、シリカ源及びアルミナ源を配合し、石灰
    27〜67重量%、シリカ15〜34重量%及びアルミナ
    3〜14重量%を含む混合物を調製する工程と、こ
    の混合物を1100〜1200℃の温度で焼成する工程と
    を具備したことを特徴とする低発熱型セメント混
    和物の製造方法。 2 請求項1記載の低発熱型セメント混和物をセ
    メント原料に配合してなる低発熱型セメント。
JP1123760A 1989-05-17 1989-05-17 低発熱型セメント混和物の製造方法及び低発熱型セメント Granted JPH02302347A (ja)

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CN115477490B (zh) * 2022-09-15 2023-06-23 四川华西绿舍建材有限公司 一种固废基高性能复合掺合料及其制备方法

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