JPS6344708B2 - - Google Patents
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- JPS6344708B2 JPS6344708B2 JP56116482A JP11648281A JPS6344708B2 JP S6344708 B2 JPS6344708 B2 JP S6344708B2 JP 56116482 A JP56116482 A JP 56116482A JP 11648281 A JP11648281 A JP 11648281A JP S6344708 B2 JPS6344708 B2 JP S6344708B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
本発明はランキナイト（3CaO、2SiO2）を主
要構成々分とする合成原料を製造する方法に関す
るものである。 ランキナイトは偽ケイ灰石（高温型CaO、
SiO2）と共にCaOを含有する鉱物のうちで水和
活性が少く、かつ結合水を持たない、化学的に安
定した鉱物であつて、これを窯業原料として使用
した場合、焼成収縮の少ない製品が得られ、かつ
製品の透光性などの物理的性質を改善することが
できる。この鉱物は天然に産することは知られて
いるが、その量は工業的に利用できる程度でな
い。 本発明者等はこのランキナイトを主成分とした
合成原料を石灰質原料とケイ酸質原料とより製造
せんとし種々研究したところ、石灰質原料粉末と
ケイ酸質原料粉末とをそれぞれCaOおよびSiO2
換算にてモル比で３：２の割合に混合し、融点以
下の温度に長時間焼成しても、反応はなかなか完
結せず、得られたクリンカ中のランキナイトは少
なく、遊離石灰、ケイ酸二石灰（2CaO・SiO2）
などの水和活性に富む中間生成物を大量に含有す
るクリンカになつた。しかるに石灰質原料、ケイ
酸質原料との化学組成（CaO／SiO2重量比）が
特定割合になるように混合し、この混合物に鉱化
剤としてアルミナ質原料を添加し、しかもこの混
合物と鉱化剤との粉砕物の粒径が特定範囲になる
ように粉砕調整したものをロータリーキルンに送
入して焼成することによりクリンカ中のランキナ
イトの主要構成鉱物が50重量％以上で遊離石灰が
0.1重量％未満で結合水が0.4重量％未満の合成原
料を合成できることを知見した。 次に実験例について説明する。 実験例 １ 第１表に示す如き原料の化学組成の石灰石、ケ
イ石および粘土をCaO／SiO2重量比が第２表の
如き割合で混合し、粘土が後述の生成クリンカ中
にAl2O3として3.0％になるように混合し、この混
合物を粉砕して粉砕物の0.044mm目篩通過量が第
２表に示す如き割合になるようにし、水と混練し
てペレツトを造つた。 このペレツトを110℃で24時間乾燥した後第２
表に示した温度でそれぞれ20分間実験用電気炉で
焼成した、得られた焼成物（クリンカ）を0.088
mm目篩を通過するように粉砕してクリンカ中の遊
離石灰、およびランキナイトの量を定量した。 但しランキナイトの定量はＸ線回折により行つ
た。次に粉砕されたクリンカを沸騰水中で48時間
煮沸後、110℃で24時間乾燥し、乾燥クリンカを
1000℃で１時間焼成して煮沸養生により生じた結
合水を定量した。その結果は第２表の通りであ
る。
要構成々分とする合成原料を製造する方法に関す
るものである。 ランキナイトは偽ケイ灰石（高温型CaO、
SiO2）と共にCaOを含有する鉱物のうちで水和
活性が少く、かつ結合水を持たない、化学的に安
定した鉱物であつて、これを窯業原料として使用
した場合、焼成収縮の少ない製品が得られ、かつ
製品の透光性などの物理的性質を改善することが
できる。この鉱物は天然に産することは知られて
いるが、その量は工業的に利用できる程度でな
い。 本発明者等はこのランキナイトを主成分とした
合成原料を石灰質原料とケイ酸質原料とより製造
せんとし種々研究したところ、石灰質原料粉末と
ケイ酸質原料粉末とをそれぞれCaOおよびSiO2
換算にてモル比で３：２の割合に混合し、融点以
下の温度に長時間焼成しても、反応はなかなか完
結せず、得られたクリンカ中のランキナイトは少
なく、遊離石灰、ケイ酸二石灰（2CaO・SiO2）
などの水和活性に富む中間生成物を大量に含有す
るクリンカになつた。しかるに石灰質原料、ケイ
酸質原料との化学組成（CaO／SiO2重量比）が
特定割合になるように混合し、この混合物に鉱化
剤としてアルミナ質原料を添加し、しかもこの混
合物と鉱化剤との粉砕物の粒径が特定範囲になる
ように粉砕調整したものをロータリーキルンに送
入して焼成することによりクリンカ中のランキナ
イトの主要構成鉱物が50重量％以上で遊離石灰が
0.1重量％未満で結合水が0.4重量％未満の合成原
料を合成できることを知見した。 次に実験例について説明する。 実験例 １ 第１表に示す如き原料の化学組成の石灰石、ケ
イ石および粘土をCaO／SiO2重量比が第２表の
如き割合で混合し、粘土が後述の生成クリンカ中
にAl2O3として3.0％になるように混合し、この混
合物を粉砕して粉砕物の0.044mm目篩通過量が第
２表に示す如き割合になるようにし、水と混練し
てペレツトを造つた。 このペレツトを110℃で24時間乾燥した後第２
表に示した温度でそれぞれ20分間実験用電気炉で
焼成した、得られた焼成物（クリンカ）を0.088
mm目篩を通過するように粉砕してクリンカ中の遊
離石灰、およびランキナイトの量を定量した。 但しランキナイトの定量はＸ線回折により行つ
た。次に粉砕されたクリンカを沸騰水中で48時間
煮沸後、110℃で24時間乾燥し、乾燥クリンカを
1000℃で１時間焼成して煮沸養生により生じた結
合水を定量した。その結果は第２表の通りであ
る。
【表】
【表】
第２表において結合水は遊離石灰および水硬性
のダイカルシウムシリケートが水和したため生じ
たものと考えられる。 第２表記載のクリンカをブレーン比表面積約
5000cm2／ｇに粉砕し、その後、クリンカ粉末50重
量部に対し、木節粘土20重量部、ロー石20重量部
を混合し、100×50×７mmの大きさに成形圧300
Kg／cm2で加圧成形しタイル素地を調製した。タイ
ル素地に釉薬をかけて乾燥後1030℃で20分間焼成
した。焼成したタイルについて、10気圧、１時間
オートクレーブ養生を実施した。 養生後のタイルについて顕微鏡観察によりクラ
ツクの発生状況を観察したところ、実験番号１、
３、５、７、９、10のクリンカを使用したタイル
に関してはクラツクの発生が見られた。 即ち結合水が0.5％以上のクリンカは水和膨張
を起こし、タイル素地材料として不満であること
が認められた。 第２表から明らかなように、調合原料の0.044
mm目篩通過分が80％以上になるように粉砕したも
のを焼成すると調合原料は反応性に富むようにな
るので、クリンカ中の遊離石灰の残存量は著るし
く減少することが認められる。またランキナイト
の生成量は混合原料中のCaO／SiO2（重量比）が
1.05未満では少くなり、偽ケイ灰石が多くなる。
またCaO／SiO2（重量比）が1.45を越すと水硬性
のダイカルシウムシリケートの生成量が急激に増
加し、製品の不安定性が増すようになり、ランキ
ナイトの生成量が著しく減少することが認められ
た。 実験例 ２ 実験例１と同様にして造つたペレツトを110℃
で24時間乾燥した後、第３表に示した温度で、そ
れぞれ20分間実験用電気炉で焼成した。得られた
クリンカを0.088mm目篩以下になるように粉砕し
て実験例１と同様に煮沸処理して後乾燥し遊離石
灰、ランキナイトおよび結合水を定量し、第３表
の結果を得た。 第３表の焼成温度水準Tmax（℃）は実験例１
の第２表のＣ／Ｓ比に対応する焼成温度と同一
で、クリンカ粒が融着し始める温度である。ロー
タリーキルンで焼成するとき、この温度
（Tmax）以上の高温になるとクリンカ同志は融
着して巨塊に生長する。なおTmaxは原料の化学
組成、粉末度により変化する。それ故Tmaxは操
業できる上限温度であり、またTmax−40℃は
Tmaxよりも40℃低い焼成温度であることを示
す。
のダイカルシウムシリケートが水和したため生じ
たものと考えられる。 第２表記載のクリンカをブレーン比表面積約
5000cm2／ｇに粉砕し、その後、クリンカ粉末50重
量部に対し、木節粘土20重量部、ロー石20重量部
を混合し、100×50×７mmの大きさに成形圧300
Kg／cm2で加圧成形しタイル素地を調製した。タイ
ル素地に釉薬をかけて乾燥後1030℃で20分間焼成
した。焼成したタイルについて、10気圧、１時間
オートクレーブ養生を実施した。 養生後のタイルについて顕微鏡観察によりクラ
ツクの発生状況を観察したところ、実験番号１、
３、５、７、９、10のクリンカを使用したタイル
に関してはクラツクの発生が見られた。 即ち結合水が0.5％以上のクリンカは水和膨張
を起こし、タイル素地材料として不満であること
が認められた。 第２表から明らかなように、調合原料の0.044
mm目篩通過分が80％以上になるように粉砕したも
のを焼成すると調合原料は反応性に富むようにな
るので、クリンカ中の遊離石灰の残存量は著るし
く減少することが認められる。またランキナイト
の生成量は混合原料中のCaO／SiO2（重量比）が
1.05未満では少くなり、偽ケイ灰石が多くなる。
またCaO／SiO2（重量比）が1.45を越すと水硬性
のダイカルシウムシリケートの生成量が急激に増
加し、製品の不安定性が増すようになり、ランキ
ナイトの生成量が著しく減少することが認められ
た。 実験例 ２ 実験例１と同様にして造つたペレツトを110℃
で24時間乾燥した後、第３表に示した温度で、そ
れぞれ20分間実験用電気炉で焼成した。得られた
クリンカを0.088mm目篩以下になるように粉砕し
て実験例１と同様に煮沸処理して後乾燥し遊離石
灰、ランキナイトおよび結合水を定量し、第３表
の結果を得た。 第３表の焼成温度水準Tmax（℃）は実験例１
の第２表のＣ／Ｓ比に対応する焼成温度と同一
で、クリンカ粒が融着し始める温度である。ロー
タリーキルンで焼成するとき、この温度
（Tmax）以上の高温になるとクリンカ同志は融
着して巨塊に生長する。なおTmaxは原料の化学
組成、粉末度により変化する。それ故Tmaxは操
業できる上限温度であり、またTmax−40℃は
Tmaxよりも40℃低い焼成温度であることを示
す。
【表】
ロータリーキルンによる焼成においては、その
バーナーフレームの不安定性のために±20℃の温
度巾が存在しないと安定な操業は出来ない。従つ
てこの場合はTmaxから20℃位低い焼成温度にな
るように設定する必要がある。例えば実験番号
17、18の原料をロータリーキルンで焼成する場合
は、焼成温度Tmax−20℃位に設定することにな
る。この時フレーム温度が変化して20℃上昇した
としても良好なクリンカを焼成出来るが、フレー
ム温度が20℃低下したとき、すなわちTmax−40
℃のときは遊離石灰および結合水の多い不安定な
クリンカが生成する。 従つてランキナイトが50％以上、遊離石灰0.1
未満、結合水が0.4％未満のクリンカが得られる
実験番号17の原料でも粉末度が0.44mm篩通過量
74.0％ではロータリーキルンで良好なクリンカは
得られない。 第３表から明らかなように、調合原料の粒径を
0.044mm目篩通過分を80％以上になるように粉砕
すれば比較的低温でクリンカを融着せしめること
なく、遊離石灰の残存量が非常に少なく、かつ水
硬性鉱物の含有量も非常に少ない合成原料クリン
カを製造せしめることができる。 実験例 ３ 実験例１の場合と同じ原料を使用し第４表に示
す如くCaO／SiO2重量比およびAl2O3重量％が異
なる調合原料を調製し、この混合物を粉砕して粉
砕物の0.044mm目篩通過量が調合原料に対しいず
れも80〜81％になるようにし、水と混練してペレ
ツトを造つた。 このペレツトを110℃で24時間乾燥した後第４
表に示した温度でそれぞれ20分間実験用電気炉で
焼成した。得られた焼成物中の遊離石灰、ランキ
ナイトおよび結合水を定量し、第４表の結果を得
た。なおAl2O3重量％は調合原料の強度減量基準
で横軸にCaO／SiO2重量比と縦軸にAl2O3重量％
をとり、第４表の結果を記録し、ランキナイトの
含有量が50重量％以上、遊離石灰が0.1重量％未
満、結合水が0.4重量％未満のクリンカが得られ
る範囲を示したものが添附図面のABCDで囲ま
れた範囲である。
バーナーフレームの不安定性のために±20℃の温
度巾が存在しないと安定な操業は出来ない。従つ
てこの場合はTmaxから20℃位低い焼成温度にな
るように設定する必要がある。例えば実験番号
17、18の原料をロータリーキルンで焼成する場合
は、焼成温度Tmax−20℃位に設定することにな
る。この時フレーム温度が変化して20℃上昇した
としても良好なクリンカを焼成出来るが、フレー
ム温度が20℃低下したとき、すなわちTmax−40
℃のときは遊離石灰および結合水の多い不安定な
クリンカが生成する。 従つてランキナイトが50％以上、遊離石灰0.1
未満、結合水が0.4％未満のクリンカが得られる
実験番号17の原料でも粉末度が0.44mm篩通過量
74.0％ではロータリーキルンで良好なクリンカは
得られない。 第３表から明らかなように、調合原料の粒径を
0.044mm目篩通過分を80％以上になるように粉砕
すれば比較的低温でクリンカを融着せしめること
なく、遊離石灰の残存量が非常に少なく、かつ水
硬性鉱物の含有量も非常に少ない合成原料クリン
カを製造せしめることができる。 実験例 ３ 実験例１の場合と同じ原料を使用し第４表に示
す如くCaO／SiO2重量比およびAl2O3重量％が異
なる調合原料を調製し、この混合物を粉砕して粉
砕物の0.044mm目篩通過量が調合原料に対しいず
れも80〜81％になるようにし、水と混練してペレ
ツトを造つた。 このペレツトを110℃で24時間乾燥した後第４
表に示した温度でそれぞれ20分間実験用電気炉で
焼成した。得られた焼成物中の遊離石灰、ランキ
ナイトおよび結合水を定量し、第４表の結果を得
た。なおAl2O3重量％は調合原料の強度減量基準
で横軸にCaO／SiO2重量比と縦軸にAl2O3重量％
をとり、第４表の結果を記録し、ランキナイトの
含有量が50重量％以上、遊離石灰が0.1重量％未
満、結合水が0.4重量％未満のクリンカが得られ
る範囲を示したものが添附図面のABCDで囲ま
れた範囲である。
【表】
本発明はこれらの知見に基くものであつて、石
灰質原料とケイ酸原料との混合物をロータリーキ
ルンで焼成してランキナイトを主構成鉱物として
含む合成原料を製造するに当り、石灰質原料とケ
イ酸質原料との混合物に、さらにアルミナ質原料
を加え、綜合混合物中のCaO／SiO2（重量比）と
Al2O3との割合が、強熱減量基準で添附図面の
ABCDで囲まれた範囲になるように混合し、か
つ該綜合原料混合物の粒径が0.044mm目篩を少く
とも80％通過するように粉砕したものをロータリ
ーキルンに送入して焼成することを特徴とするラ
ンキナイトを主要構成鉱物として含む合成原料の
製造方法である。 本発明において、石灰質原料としては石灰石、
生石灰、消石灰等が用いられ、ケイ酸質原料とし
てはケイ石、ケイ砂、副産シリカ、粘土等が用い
られそしてアルミナ質原料としては粘土、バイヤ
ー法アルミナ等が用いられる。 本発明においてアルミナ質原料は石灰質原料と
ケイ酸原料との反応における鉱化剤の作用をなす
ものであつて、この他に酸化鉄、フツ素化合物な
ども使用することができるが、酸化鉄の場合は原
料中のFe2O3量が0.5重量％以上になると得られる
クリンカが茶褐色になるので好ましくない。 本発明に使用する綜合原料の形態は少くとも80
％が0.044目篩以下の粒径のものをそのまゝロー
タリーキルンに送入しても、またペレツトあるい
は圧縮成形したものを送入してもよい。 本発明によれば石灰質原料粉末とケイ酸質原料
粉末との混合物に特定の鉱化剤を添加しロータリ
ーキルンで焼成することによりランキナイト含有
量の多い合成原料を製造することができるので、
その工業的価値は大きい。 実施例 １ 実験例１で使用したものと同じ原料（CaO／
SiO2＝1.05および1.2）を混合粉砕して２種の調
合原料を調整した。調合原料の0.044mm目篩通過
分は何れも80.5％であつた。この調合原料の半量
をパンペレタイザーで造粒し、造粒後乾燥した。 斯くして造つたペレツトと調合原料粉末とを小
型ロータリーキルン（径0.5ｍ長さ10ｍ）に投入
し第５表記載の温度で焼成して（原料通過時間約
1.5時間）クリンカを造つた。得られたクリンカ
を分析して第５表の結果を得た。
灰質原料とケイ酸原料との混合物をロータリーキ
ルンで焼成してランキナイトを主構成鉱物として
含む合成原料を製造するに当り、石灰質原料とケ
イ酸質原料との混合物に、さらにアルミナ質原料
を加え、綜合混合物中のCaO／SiO2（重量比）と
Al2O3との割合が、強熱減量基準で添附図面の
ABCDで囲まれた範囲になるように混合し、か
つ該綜合原料混合物の粒径が0.044mm目篩を少く
とも80％通過するように粉砕したものをロータリ
ーキルンに送入して焼成することを特徴とするラ
ンキナイトを主要構成鉱物として含む合成原料の
製造方法である。 本発明において、石灰質原料としては石灰石、
生石灰、消石灰等が用いられ、ケイ酸質原料とし
てはケイ石、ケイ砂、副産シリカ、粘土等が用い
られそしてアルミナ質原料としては粘土、バイヤ
ー法アルミナ等が用いられる。 本発明においてアルミナ質原料は石灰質原料と
ケイ酸原料との反応における鉱化剤の作用をなす
ものであつて、この他に酸化鉄、フツ素化合物な
ども使用することができるが、酸化鉄の場合は原
料中のFe2O3量が0.5重量％以上になると得られる
クリンカが茶褐色になるので好ましくない。 本発明に使用する綜合原料の形態は少くとも80
％が0.044目篩以下の粒径のものをそのまゝロー
タリーキルンに送入しても、またペレツトあるい
は圧縮成形したものを送入してもよい。 本発明によれば石灰質原料粉末とケイ酸質原料
粉末との混合物に特定の鉱化剤を添加しロータリ
ーキルンで焼成することによりランキナイト含有
量の多い合成原料を製造することができるので、
その工業的価値は大きい。 実施例 １ 実験例１で使用したものと同じ原料（CaO／
SiO2＝1.05および1.2）を混合粉砕して２種の調
合原料を調整した。調合原料の0.044mm目篩通過
分は何れも80.5％であつた。この調合原料の半量
をパンペレタイザーで造粒し、造粒後乾燥した。 斯くして造つたペレツトと調合原料粉末とを小
型ロータリーキルン（径0.5ｍ長さ10ｍ）に投入
し第５表記載の温度で焼成して（原料通過時間約
1.5時間）クリンカを造つた。得られたクリンカ
を分析して第５表の結果を得た。
【表】
なお表中のロータリーキルンの焼成温度は、電
気炉の焼成温度のTmaxよりも20℃または40℃低
い、温度である。ロータリーキルンの焼成温度を
Tmaxよりも20℃または40℃低い温度でも調合原
料の形態にかゝわらずキルン操業が安定してお
り、好ましい性質のクリンカが得られた。 実施例 ２ 第６表に記載の生石灰、副産アモルフアスシリ
カおよびバイヤー法アルミナを混合粉砕して
0.044mm目篩通過分が92％である調合原料を調整
した後プレスして厚さ10〜15mmの成形物を造つ
た。この成形物を実施例１で使用したものと同じ
小型ロータリーキルンで第７表記載の温度で焼成
しクリンカを造つた。得られたクリンカを分析し
第７表の結果を得た。
気炉の焼成温度のTmaxよりも20℃または40℃低
い、温度である。ロータリーキルンの焼成温度を
Tmaxよりも20℃または40℃低い温度でも調合原
料の形態にかゝわらずキルン操業が安定してお
り、好ましい性質のクリンカが得られた。 実施例 ２ 第６表に記載の生石灰、副産アモルフアスシリ
カおよびバイヤー法アルミナを混合粉砕して
0.044mm目篩通過分が92％である調合原料を調整
した後プレスして厚さ10〜15mmの成形物を造つ
た。この成形物を実施例１で使用したものと同じ
小型ロータリーキルンで第７表記載の温度で焼成
しクリンカを造つた。得られたクリンカを分析し
第７表の結果を得た。
【表】
【表】
ロータリーキルンの焼成温度を1310℃、即ち電
気炉の焼成温度Tmaxが1330℃であつたが、それ
よりも20℃低い温度で良質のクリンカが得られて
いるが、本実施例ではケイ酸質原料として副産ア
モルフアスシリカを使用したためTmaxよりも60
℃低い1270℃でもクリンカの品質は大きく影響さ
れず、良質なクリンカが得られた。
気炉の焼成温度Tmaxが1330℃であつたが、それ
よりも20℃低い温度で良質のクリンカが得られて
いるが、本実施例ではケイ酸質原料として副産ア
モルフアスシリカを使用したためTmaxよりも60
℃低い1270℃でもクリンカの品質は大きく影響さ
れず、良質なクリンカが得られた。
図面はクリンカ中のランキナイト含有量が50重
量％、遊離石灰が0.1重量％未満、結合水が0.4重
量％未満のものが得られる調合原料中のＣ／Ｓ比
（重量）とAl2O3％との範囲をABCDで図示した
ものである。
量％、遊離石灰が0.1重量％未満、結合水が0.4重
量％未満のものが得られる調合原料中のＣ／Ｓ比
（重量）とAl2O3％との範囲をABCDで図示した
ものである。
Claims (1)
- １ 石灰質原料とケイ酸質原料との混合物をロー
タリーキルンで焼成してランキナイトを主構成鉱
物として含む合成原料を製造するに当り、石灰質
原料とケイ酸質原料との混合物に、さらにアルミ
ナ質原料を加え、綜合原料混合物中のCaO／
SiO2（重量比）とAl2O3との割合が、強熱原料基
準で添附図面のABCDで囲まれた範囲になるよ
うに混合し、かつ該綜合原料混合物の粒径が
0.044mm目篩を少くとも80％通過するように粉砕
したものをロータリーキルンに送入して焼成する
ことを特徴とするランキナイトを主要構成鉱物と
して含む合成原料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56116482A JPS5820758A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | ランキナイトを主要構成鉱物として含む合成原料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56116482A JPS5820758A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | ランキナイトを主要構成鉱物として含む合成原料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5820758A JPS5820758A (ja) | 1983-02-07 |
| JPS6344708B2 true JPS6344708B2 (ja) | 1988-09-06 |
Family
ID=14688197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56116482A Granted JPS5820758A (ja) | 1981-07-27 | 1981-07-27 | ランキナイトを主要構成鉱物として含む合成原料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5820758A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0579831B1 (en) * | 1991-04-09 | 1998-11-11 | Nihon Cement Co., Ltd. | Low heat building cement composition |
| AT508506B8 (de) * | 2009-07-03 | 2012-09-15 | Novak Denes Dipl Ing | Zement und verfahren zur herstellung von zement |
-
1981
- 1981-07-27 JP JP56116482A patent/JPS5820758A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5820758A (ja) | 1983-02-07 |
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