JPH0826794A - セメントの製造方法 - Google Patents

セメントの製造方法

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JPH0826794A
JPH0826794A JP6182944A JP18294494A JPH0826794A JP H0826794 A JPH0826794 A JP H0826794A JP 6182944 A JP6182944 A JP 6182944A JP 18294494 A JP18294494 A JP 18294494A JP H0826794 A JPH0826794 A JP H0826794A
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cement
concrete waste
mortar
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composition
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JP6182944A
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Toru Saito
亨 斎藤
Shunichiro Uchida
俊一郎 宇智田
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Taiheiyo Cement Corp
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Chichibu Onoda Cement Corp
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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
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/24Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/246Cements from oil shales, residues or waste other than slag from waste building materials, e.g. waste asbestos-cement products, demolition waste
    • 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
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C04B7/42Active ingredients added before, or during, the burning process
    • C04B7/421Inorganic materials
    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 モルタルやコンクリ−ト廃材から新たなセメ
ント原料を再生して、コンクリ−ト廃材を有効利用する
とともに、その付加価値を高める。 【構成】 モルタル・コンクリ−ト廃材を粉砕して、こ
れに石灰質成分、ケイ酸質成分、アルミナ質成分、鉄質
成分等を添加して、通常のセメント原料と同様の化学組
成になるように組成調整し、焼成することにより再生セ
メントクリンカ−を生成する。この再生セメントクリン
カ−を粉砕して、あるいは他のセメント原料と混合して
新たなセメント原料として使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セメントの製造方法、
特にモルタルやコンクリ−ト廃材から再生セメントを製
造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、道路や橋梁、上下水道、住宅等の
社会資本の整備や、ビルや工場等の高層化や大型化に伴
い、その建設土木工事に付随して発生する建設廃材は膨
大な量となっており、今後益々増加することが予想され
ている。特に、建設廃材のうち発生量が多いコンクリ−
ト廃材に関しては、その一部が路盤やアスファルト舗装
等の床材、あるいは山間部や海面の埋め立て用材料とし
て再利用されているものの、大部分はそのまま廃棄され
ているのが現状である。しかし、廃棄処理地の不足や遠
隔化、あるいはその管理等、廃材の処理に関する諸問題
が発生し、環境汚染とも関連して大きな社会問題となっ
ている。
【0003】そこで、環境保護や省資源の面から、コン
クリ−ト廃材を有効に再利用する方法が強く望まれてお
り、これまでにも各種の方法が提案されている。例え
ば、特開昭53−126028号広報には、コンクリ−
ト廃材を粉砕して角を落とし、水洗乾燥後に樹脂系乳剤
で表面処理したものを、セメントや砂と混合して石材と
して加工する方法が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】記述したようにコンク
リ−ト廃材は、一部が路盤やアスファルト舗装等の床材
として再利用されているものの、その大部分は山間部や
海面の埋め立て用材料として利用されているだけであ
り、その利用範囲も狭く、付加価値も高いものではな
い。
【0005】本発明は、モルタルやコンクリ−ト廃材を
再生セメントに転化してモルタルやコンクリ−ト生成用
原料とすることにより、その利用範囲を広げると同時に
付加価値を高めることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、モルタル
やコンクリ−ト廃材の再生に関する前記課題を解決すべ
く鋭意研究を重ねた結果、廃材破砕物から新たなセメン
トに転化できることを見いだし、本発明を完成するに至
った。即ち、前記課題は、(1)モルタル・コンクリ−
ト廃材を粉砕し、これをセメント原料の一部として焼成
すること、(2)モルタル・コンクリ−ト廃材を粉砕す
るとともに組成調整し、これをセメント原料として焼成
すること、(3)モルタル・コンクリ−ト廃材を粉砕す
るとともに組成調整し、これをセメント原料として焼成
した焼結体(クリンカ−)を他のセメントと混合使用す
ること、(4)組成調整に当たり、石灰質成分、ケイ酸
質成分、アルミナ質成分、鉄質成分の少なくとも一つ以
上を添加することを特徴とするセメントの製造方法によ
り解決することができる。
【0007】以下に、本発明に係るセメントの製造方法
を詳細に説明する。回収モルタルやコンクリ−ト廃材を
公知の粉砕機により破砕する。この粉砕物はセメントの
水和物及び骨材の混合物から構成されるが、骨材は川
砂、山砂、海砂の他、最近は石灰石骨材、人工骨材等種
々雑多な物が使用され、初期のCaO/SiO2モル比
が異なる他、モルタルやコンクリ−ト廃材の種類により
バラツキも大きい。
【0008】そこで、市販のポルトランドセメントに比
べてCaO/SiO2モル比が低下している場合が多
く、主として石灰石粉末等の石灰質成分を添加してCa
O/SiO2モル比の調整を行う。このCaO/SiO2
モル比の最適値は、セメント水和物の組成や廃材の材令
(経時日数)によって異なるが、2.0〜5.0の範
囲、望ましくは2.3〜3.0の範囲、更に望ましくは
2.7〜2.9の範囲に設定されることが望ましい。C
aO量が多くなると水和熱や硬化体の膨張が大きくな
り、逆にモル比が小さくなるとセメント組成がC2S側
にシフトして石英成分が多く晶析し、いずれの場合もコ
ンクリ−トの機械的強度を低下させる要因となる。
【0009】また、モルタルやコンクリ−ト廃材の種類
によっては、CaO分が多く含有されている場合があ
る。この場合は、石灰石の代わりに粘土やケイ石、ケイ
砂等のケイ酸質成分を添加してCaO/SiO2モル比
の調整を行う。更に、粘土やスラグ、フライアッシュ、
銅ガラミやAl(OH)3やFe(OH)3等のアルミナ
質成分や鉄質成分等を添加して、Al23やFe23
のセメント成分の組成調整を行い、CaO/(SiO2
+Al23+Fe23)モル比として2.0〜5.0、
望ましくは2.2〜3.0の範囲として、出来るだけ市
販のポルトランドセメントの化学組成に近づけることが
望ましい。このモル比調整済粉砕物を、1000〜14
50℃、好ましくは1350〜1450℃の高温で1〜
4時間焼成して、再生セメントクリンカ−を生成する。
【0010】この再生セメントクリンカ−に、凝結調整
剤として重量比で数%程度、例えば1〜5重量%の二水
石膏を添加した後、ボ−ルミル等により粉砕して再生セ
メントを生成する。この時の再生セメントクリンカ−の
粉砕状態は、ブレ−ン比表面積で2700cm2/g程
度以上が望ましい。また、モルタルやコンクリ−ト廃材
の粉砕物は、これを組成調整し、あるいは組成調整する
ことなく、既存のセメント製造プラントにおいてセメン
ト原料の一部として15%程度以下添加、焼成してセメ
ントを製造することも可能である。
【0011】以上説明したように、本発明によると、モ
ルタルやコンクリ−ト廃材から新たなセメントを再生す
ることができるため、コンクリ−ト廃材の有効利用に加
えて、その付加価値を高めることが出来る。
【0012】
【実施例】本発明に係るコンクリ−ト廃材の処理方法に
関して、実施例を基により詳細に説明する。但し、本発
明は以下に記載される実施例に限定されずに、種々の変
更が可能である。 〔実施例1〕20年経過した建築物の改修工事現場から
採取した天然川砂を骨材としたコンクリ−ト廃材を、1
00μm以下に粉砕した。この粉砕物をJIS R 5
202に準拠して化学分析を行った。分析結果を表1−
(1)に示す。表1−(1)から明らかなように骨材成
分よりCaO/SiO2モル比は、0.212程度にま
で低下しており、X線解析を行ったところ石英のピ−ク
が大きく認められた。この粉砕物に石灰石粉末及びフラ
イアッシュ粉末を添加して、CaO/SiO2モル比を
2.8に調整した後、1450℃で1時間焼成して再生
セメントクリンカ−を得た。得られた再生セメントクリ
ンカ−の化学分析値(JIS R 5202に準拠)を
表2に示す。表2には比較のために普通ポルトランドセ
メントの化学分析値を併記するが、同表から本発明によ
る再生セメントクリンカ−は普通ポルトランドセメント
に比し、CaO及びSiO2をやや多く含むが、略め同
一の組成である。
【0013】再生セメントクリンカ−に二水石膏(脱硫
石膏)を再生セメントクリンカ−に対して3重量%添加
し、これをスチ−ルボ−ルミルを用いてブレ−ン値35
00cm3/gにまで粉砕して再生セメントを得た。得
られた再生セメントをJIS R 5201に準拠して
凝結及び強度試験を実施し、普通ポルトランドセメント
との比較検討を行った。
【0014】標準軟度のペ−ストを作成するための水/
セメント混合比は、普通ポルトランドセメントが0.2
7であったのに対し、再生セメントでは0.28であっ
た。また、凝結時間に関しては普通ポルトランドセメン
トは、始発90分及び終結150分であったのに対し
て、再生セメントは始発85分及び終結150分であっ
た。尚、両者ともに偽凝結は起こらなかった。
【0015】このように、再生セメントは、普通ポルト
ランドセメントと同様の凝結特性を示すことが確認され
た。また、再生セメント及び普通ポルトランドセメント
について、セメント/標準砂重量比0.5及びセメント
/水重量比0.65の割合で配合してモルタルを作成
し、圧縮強度を測定した。28日圧縮強度を比較する
と、普通ポルトランドセメントが約385kgf/cm
2であるのに対し、再生セメントは約160kgf/c
2であり、普通ポルトランドセメントの1/3〜1/
2であった。
【0016】そこで、前記コンクリ−ト廃材粉末に、粘
土、ケイ石、銅ガラミ粉末をそれぞれ添加し、CaO/
(SiO2+Al23+Fe23)モル比が2.47に
なるように普通ポルトランドセメントのモル比2.44
に近づけたところ、28日圧縮強度が約360kgf/
cm2にまで増加した。また、再生セメントと普通ポル
トランドセメントとを同量の割合で混合してモルタルを
作成したところ、28日圧縮強度が約375kgf/c
2にまで増加した。 〔実施例2〕普通ポルトランドセメントと豊浦ケイ石標
準砂(300μm以上1%、106μm以上95%)
を、セメント/標準砂重量比0.5及びセメント/水重
量比0.65の割合で配合して作成したセメント−ケイ
石系モルタル(材令1年)を、実施例1と同様に粉砕し
て、化学分析を行った。分析結果を表1−(2)に併記
する。実施例1と同様に、CaO/SiO2モル比は
0.314まで低下しているのが確認された。この粉砕
物に、石灰石粉末(関東化学(株)製)と各種フライア
ッシュを添加してCaO/SiO2モル比を2.7に調
整した後、1450℃で1時間焼成して再生セメントク
リンカ−を得た。得られた再生セメントクリンカ−を、
実施例1と同様の化学分析を行った。分析結果を、表2
に併記する。
【0017】再生セメントクリンカ−を、実施例1と同
様にして再生セメントを生成し、この再生セメントをも
とにモルタルを作成して同様の強度試験を行った。28
日圧縮強度は、約290kgf/cm2であり、ポルト
ランドセメントの2/3程度の強度を示した。 〔実施例3〕異なる各地の建築物改修工事現場から採取
した材令、使用骨材が雑多に混在するコンクリ−ト廃材
を、実施例1と同様に粉砕して化学分析を行った。分析
結果を、表1−(3)に併記する。この破砕物に石灰石
粉末を添加して、CaO/SiO2モル比を2.74に
調整した後、1450℃で1時間焼成して再生セメント
クリンカ−を得た。得られた再生セメントクリンカ−
を、実施例1と同様に化学分析を行った。分析結果を、
表2に併記する。
【0018】再生セメントクリンカ−を、実施例1と同
様にして再生セメントを生成し、この再生セメントをも
とにモルタルを作成して同様の強度試験を行った。28
日圧縮強度は、約275kgf/cm2であった。そこ
で、実施例1と同様にコンクリ−ト廃材の粉末に、石灰
石粉末に加えて、フライアッシュ、粘土、ケイ石、銅ガ
ラミ粉末をそれぞれ添加してCaO/(SiO2+Al2
3+Fe23)モル比の成分調整を行ったところ、4
11kgf/cm2の圧縮強度を得た。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るセメ
ントの製造方法は、種々雑多な骨材成分を含むモルタル
やコンクリ−ト廃材から新たなセメントとして再生する
ものであり、それらの使用範囲が広がり、付加価値も高
いものとなる。また、再生されるセメントの品質も良好
であり、コンクリ−トとした場合に実用的な強度が得ら
れる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モルタル・コンクリ−ト廃材を粉砕し、
    これをセメント原料の一部として焼成することを特徴と
    するセメントの製造方法。
  2. 【請求項2】 モルタル・コンクリ−ト廃材を粉砕する
    とともに組成調整し、これをセメント原料として焼成す
    ることを特徴とするセメントの製造方法。
  3. 【請求項3】 モルタル・コンクリ−ト廃材を粉砕する
    とともに組成調整し、これをセメント原料として焼成し
    た焼結体(クリンカ−)を他のセメントと混合使用する
    ことを特徴とするセメントの製造方法。
  4. 【請求項4】 組成調整に当たり、石灰質成分、ケイ酸
    質成分、アルミ質成分、鉄質成分の少なくとも一つ以上
    を添加することを特徴とする請求項2もしくは請求項3
    に記載のセメントの製造方法。
JP6182944A 1994-07-12 1994-07-12 セメントの製造方法 Pending JPH0826794A (ja)

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Effective date: 20040803