Reforming method of cement
专利汇可以提供Reforming method of cement专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且PURPOSE: To produce a β-C
2 S based cement high (about 2) in C/S ratio of C-S-H formed by hydration and small in the quantity of Ca(OH)
2 as a by product.
CONSTITUTION: The C
2 S is formed by forming a fine particle calcium silicate hydrate by hydrating a CS based cement clinker ore in a wet mill, filtering, drying and calcining at 600-1000°C. The C-S-H having about 2 C/S ratio is formed from the contained C
3 S or C
2 S by hydrating the CS based cement clinker ore by adding water while pulverizing in the wet mill. The C
2 S is obtained by calcining to dehydrate the hydration reactional product containing the C-S-H having about 2 C/S ratio. The C
2 S is high in reactivity and increased in hydration reaction rate since the C
2 S is a super fine powder obtained by calcining the fine particle material formed in the wet mill. Further, since the C/S ratio of the C-S-H formed by hydration is high (about 2), the quantity of formed Ca(OH)
2 is small.
COPYRIGHT: (C)1994,JPO&Japio，下面是Reforming method of cement专利的具体信息内容。
で仮焼し、Ｃ 2 Ｓを生成させるようにしたことを特徴とするセメントの改質方法。
【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改質方法に係り、特に、比表面積が高く高活性なβ−Ｃ 2 Ｓ（β−Ｃ
ａ 2 ＳｉＯ 4 ）を多く含むセメントを普通ポルトランドセメント（ノルマルポルトランドセメント）等のＣＳ系（ＣａＯ−ＳｉＯ 2系）セメントクリンカー鉱物から容易かつ効率的に製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高温固相反応により製造されたＣＳ系セメント、例えば普通ポルトランドセメントは、原料（粘土及び石灰）をＣ／Ｓ比が約３となるように調合した後、１４００℃以上で焼成し、次いで粉砕することにより製造されている。 このような方法で得られる普通ポルトランドセメントは、通常、Ｃ 3 Ｓ（３ＣａＯ・ＳｉＯ
2 ）：５２重量％，Ｃ 2 Ｓ：２４重量％，その他：２４
重量％の組成を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】普通ポルトランドセメントをコンクリート又はモルタル配合で調合して打設した場合、硬化時の水和熱による膨張により硬化物にひび割れが発生したりする恐れがあることから、硬化時の水和発熱量の低減は重要な課題となっている。
【０００４】Ｃ 2 Ｓは、Ｃ 3 Ｓに比べて水和発熱量が少ないことから、Ｃ 2 Ｓ量の多いセメントが望まれている。
【０００５】一方、ＣＳ系セメントは、水和により珪酸カルシウム水和物（Ｃ−Ｓ−Ｈ）を生成するが、従来のＣＳ系セメントで生成するＣ−Ｓ−ＨのＣａ／Ｓｉモル比は高々１．５程度であり、残部のＣａ成分は副生成物である水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ） 2 ）となる。 即ち、従来法で得られるＣＳ系セメント中のＣ 3 Ｓ，Ｃ 2
Ｓは各々水和により下記反応式に従ってＣ−Ｓ−ＨとＣ
ａ（ＯＨ） 2とを生成する。
【０００６】Ｃ 3 Ｓ＋ｎＨ 2 Ｏ→Ｃ−Ｓ−Ｈ（Ｃ／Ｓ＝
１．５）＋１．５Ｃａ（ＯＨ） 2 Ｃ 2 Ｓ＋ｎＨ 2 Ｏ→Ｃ−Ｓ−Ｈ（Ｃ／Ｓ＝１．５）＋
０．５Ｃａ（ＯＨ） 2なお、Ｃ／ＳはＣａＯ／ＳｉＯ 2の比率（モル比）である。
【０００７】このように従来のＣＳ系セメントでは、水和によりＣ／Ｓが１．５のＣ−Ｓ−Ｈを生成し、多量のＣａ（ＯＨ） 2を副生させる。 この結果、 Ｃａ（ＯＨ） 2の炭酸化の影響で強度劣化を引き起こし、また、炭酸化に伴う体積膨張で膨張破壊を引き起こす； Ｃａ（ＯＨ） 2により白華（エフロレッセンス）が生じる；といった欠点があった。
【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決し、水和により生成するＣ−Ｓ−ＨのＣ／Ｓ比が約２と高く、副生するＣａ（ＯＨ） 2の生成量が少ないβ−Ｃ 2 Ｓ系セメントを製造する方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明のセメントの改質方法は、ＣＳ系セメントクリンカー鉱物を湿式ミル中で水和させることにより微粒状の珪酸カルシウム水和物を生成させ、濾別及び乾燥後、６００〜１０００℃で仮焼し、Ｃ 2 Ｓを生成させるようにしたことを特徴とする。
【００１０】以下に本発明を詳細に説明する。
【００１１】本発明において、出発原料となるＣＳ系セメントクリンカー鉱物としては、一般の高温固相反応で合成したＣ 3 ＳとＣ 2 Ｓとを含むＣＳ系セメント、例えば普通ポルトランドセメント等のＣＳ系セメントクリンカー鉱物を用いることができる。
【００１２】本発明においては、ＣＳ系セメントクリンカー鉱物に水を好ましくはＣＳ系セメントクリンカー鉱物１００重量部に対して５００重量部以上、より好ましくは１０００〜２０００重量部程度添加して、湿式ミルで水和粉砕する。
【００１３】ここで使用される湿式ミルとしては、湿式ボールミル、湿式ロッドミル等が例示される。 この湿式ミル中での処理時間は、微粒状の珪酸カルシウム水和物（Ｃ−Ｓ−Ｈ）が十分に生成する程度であれば良い。 湿式ボールミルを用いる場合、この処理時間は２４時間以上、特に４８時間以上が好適である。
【００１４】このような湿式ミル中で水和反応を行なった後は、反応生成物を濾別して乾燥し、６００〜１００
０℃とりわけ７００〜９００℃で０．５〜１時間程度仮焼する。 この仮焼温度が６００℃未満では脱水反応が不十分であり、１０００℃を超えると焼結が起き、得られる改質セメントの比表面積が小さくなる。
【００１５】上記仮焼により得られる改質セメントは、
比表面積が２．５ｍ 2 ／ｇ以上（ブレーン値１３０００
ｃｍ 2 ／ｇ以上）の超微粉であり、著しく高活性である。 また、水和によるＣａ（ＯＨ） 2生成量の少ないＣ
2 Ｓを多量に含有する。
【００１６】このような本発明により得られる改質セメントは、通常のセメントと同様の用途に使用することができ、水和発熱やＣａ（ＯＨ） 2の炭酸化による体積膨張やＣａ（ＯＨ） 2の炭酸化による強度劣化、Ｃａ（Ｏ
Ｈ） 2に起因する白華の問題を解消することができる。
【００１７】
【作用】ＣＳ系セメントクリンカー鉱物に水を加えて湿式ミルで粉砕しながら水和させることにより、含有されるＣ 3 ＳやＣ 2 ＳからＣ／Ｓ比が約２のＣ−Ｓ−Ｈが生成することが認められた。 このＣ／Ｓ比が約２のＣ−Ｓ
−Ｈを含む水和反応生成物を仮焼して脱水することにより、Ｃ 2 Ｓが得られる。 このＣ 2 Ｓは、湿式ミル中で生成した微粒状物を仮焼して得られる超微粉であることから、反応活性が高く、水和反応速度が速い。 しかも、水和により生成するＣ−Ｓ−ＨのＣ／Ｓ比が約２と高いため、Ｃａ（ＯＨ） 2生成量が少ない。
【００１８】なお、本発明方法によって製造されたＣ 2
Ｓが、Ｃ／Ｓ比が約２のＣ−Ｓ−Ｈを生成させる理由は明らかではないが、著しく微細で水和速度が大きく、Ｃ
ａＯとＳｉＯ 2との反応が比較的早期に進行するためであると推察される。
【００１９】以下に従来のＣＳ系セメントクリンカー鉱物である普通ポルトランドセメントと、本発明で得られるＣ 2 Ｓ富化改質セメントとの水和によるＣａ（ＯＨ）
2生成量を比較する。
【００２０】通常の普通ポルトランドセメント（組成：
Ｃ 3 Ｓ＝５２重量％，Ｃ 2 Ｓ＝２４重量％，その他＝２
４重量％）の水和により生成する水酸化カルシウム量は、下記反応式 0.52C 3 S ＋nH 2 O→0.52CSH(C/S ＝1.5)＋0.52×1.5Ca
(OH) 2 0.24C 2 S ＋nH 2 O→0.24CSH(C/S ＝1.5)＋0.24×0.5Ca
(OH) 2より、0.52×1.5Ca(OH) 2 ＋0.24×0.5Ca(OH) 2 ＝(0.78+0.
12)Ca(OH) 2 =0.90Ca(OH) 2である。
【００２１】一方、本発明方法により、同組成の普通ポルトランドセメントを改質するに当り、まず、湿式ミルでの水和により生成するＣａ（ＯＨ） 2量は、下記反応式 0.52C 3 S ＋nH 2 O→0.52CSH(C/S ＝2.0)＋0.52×1.0Ca
(OH) 2 0.24C 2 S ＋nH 2 O→0.24CSH(C/S ＝2.0) より、０．５２Ｃａ（ＯＨ） 2である。 そして、この水和生成物を仮焼すると、下記反応式より、 0.52CSH(C/S=2.0)＋0.52×1.0Ca(OH) 2 →0.52C 2 S+0.52
CaO+mH 2 O 0.24CSH(C/S=2.0)→0.24C 2 S+mH 2 O 即ち、（０．５２＋０．２４）Ｃ 2 Ｓ＋０．５２ＣａＯ
を含む改質セメントが得られる。
【００２２】この改質セメントは、水和に当り、下記反応式より (0.52+0.24)C 2 S+0.52CaO+nH 2 O →(0.52+0.24)CSH(C/S
=2.0)+0.52Ca(OH) 2より、０．５２Ｃａ（ＯＨ） 2を生成するものである。
【００２３】即ち、出発原料である普通ポルトランドセメントの水和により生成するＣａ（ＯＨ） 2量は０．９
０Ｃａ（ＯＨ） 2であるのに対し、本発明により同量の普通ポルトランドセメントから得られる改質セメントの水和により生成するＣａ（ＯＨ） 2量は０．５２Ｃａ
（ＯＨ） 2である。
【００２４】従って、単位量の普通ポルトランドセメントをそのまま水和させる場合に比べ、本発明方法によって改質してから水和させると、 ｛(0.9-0.52)/0.90}×100 ＝約４２％ なる計算式から明らかな通り、約４２％だけＣａ（Ｏ
Ｈ） 2の生成量を低減させることができる。
【００２５】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２６】実施例１ 市販の普通ポルトランドセメント（組成：Ｃ 3 Ｓ＝５２
重量％，Ｃ 2 Ｓ＝２４重量％、その他＝２４重量％）１
００重量部及び水１０００重量部を湿式ボールミルに投入し、４８時間水和及び粉砕処理した後濾過した。 そして、得られた生成物を８０℃で１時間乾燥し、次いで大気雰囲気下で８００℃で１時間仮焼した。
【００２７】これにより凝集物と粉末との混合物よりなる改質セメントが得られた。 この改質セメントについて、そのまま比表面積（ＢＥＴ及びブレーン値）の測定を行なったところ、ＢＥＴ比表面積は１０ｍ 2 ／ｇでブレーン値は５００００ｃｍ 2 ／ｇの超微粒状物であることが確認された。 また、Ｘ線回折で調べたところ、鉱物組成はβ−Ｃ 2 ＳとＦｒｅｅ−ＣａＯであり、Ｃ 3 Ｓは全く含まないことが確認された。
【００２８】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のセメントの改質方法によれば、通常の各種ＣＳ系セメントクリンカー鉱物から容易かつ効率的に、著しく高活性で水和反応速度が速く、水和によるＣａ（ＯＨ） 2生成量が少ないＣ 2 Ｓ富化改質セメントを得ることができる。
【００２９】本発明の方法で得られる改質セメントは、 Ｃ 3 Ｓを殆ど含まないことから、水和熱発生量が少ない。 水和によるＣａ（ＯＨ） 2生成量が少ないことから、炭酸化による強度劣化が少ない。 炭酸化に伴う体積膨張も少ない。 Ｃａ（ＯＨ） 2による白華も殆ど生じない。 β−Ｃ 2 Ｓを主成分とするにもかかわらず、反応速度が極めて速い。 といった優れた効果を有し、高強度かつ高品質の硬化物を得ることが可能とされる。
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