水泥原料用高炉水淬炉渣及其筛选方法_2

文档序号:9421762阅读:来源:国知局
渣的理由进行了研究。其结果查明,主要理由是,在现 有技术中,实施用于测定活性度指数的试验时的温度不适当。
[0023] 活性度指数(高炉水淬炉渣微粉末的强度特性)大大依赖于将砂浆试样混炼和熟 化的温度。尤其是已知水泥的水合反应受到温度的影响,温度越高,水合反应越快速地进 行。
[0024] 这里,用于测定日本的活性度指数的试验如JISA6206所规定的那样,水泥的混 炼和熟化这两者均在20°C的温度条件下实施。此外,高炉水泥、普通波特兰水泥的强度试验 也同样在20°C下进行混炼和熟化后,测定弯曲强度、压缩强度。然后,现有技术中,如以上 那样基于将试验温度设为20°C时得到的活性度指数,求出高炉水淬炉渣的化学组成(或碱 度)与活性度指数的相关关系。
[0025] 另一方面,在属于比日本高温的地域的国家使用水泥时,在与用于测定在日本的 活性度指数的试验中规定的温度(20°C)相比高的温度下实施水泥的混炼和熟化。因此,即 使为在日本国内示出所需的活性度指数(强度特性)的高炉水淬炉渣,在属于比日本高温 的地域的国家,也未必能得到所需的活性度指数(强度特性)。所以,将实施用于测定活性 度指数的试验时的温度设为20°C的现有技术中,无法筛选出适于面向年平均气温为22°C 以上的高温地域的水泥原料的高炉水淬炉渣。即,与一般的化学反应同样,温度越高,也越 促进由高炉水淬炉渣微粉末进行的水合固化反应,但是,同样,温度越高,也越促进由普通 波特兰水泥进行的水合固化反应,因此无法明确由两者的相对关系决定的活性度指数具有 怎样的温度依赖性。
[0026]因此,本发明的发明人等首先对以碱度为1.86的高炉水淬炉渣微粉末为原料的 情况,在高于20°C的温度下将试样混炼?熟化,研究混合水泥(高炉水泥)的强度特性。此 外,为了比较,对未混合高炉水淬炉渣微粉末的普通波特兰水泥也以高于20°C的温度进行 混炼?熟化而调查强度特性。
[0027] 另外,上述碱度1. 86是在日本国内作为高炉水泥原料而被广泛使用的高炉水淬 炉渣微粉末的碱度的范围内含有的典型的值。而且,将碱度为1.86的高炉水淬炉渣微粉末 作为原料,在20°C下进行混炼?熟化时的高炉水泥的强度因高炉水淬炉渣微粉末的置换率 (混合水泥中的配合比例)不同而异,但是,通常,在材龄3~7天时成为普通波特兰水泥 (与配合在混合水泥中的普通波特兰水泥相同,以下同样)的60~80%左右,在材龄28天 时成为普通波特兰水泥的90~110%左右,在材龄91天时成为普通波特兰水泥的100~ 120%左右(均为在20°C下实施强度试验的情况)。
[0028] 调查的结果确认,就混合水泥(高炉水泥)的强度而言,若熟化温度为27°C左右, 则在材龄3天时示出与普通波特兰水泥几乎同等的强度显现。
[0029] 此外,确认了在普通波特兰水泥中配合了 20质量%左右的碱度为1. 86的高炉水 淬炉渣微粉末而成的混合水泥中,即使是材龄7天的初期材龄,强度也高于未混合的水泥 (普通波特兰水泥)。
[0030] 初期强度高是指水合反应快、发热量大,在体积大的混凝土中使用时,无法发挥高 炉水淬炉渣的低发热性这样的优点。即,将以在日本国内适合作为高炉水泥用原料的高碱 度的高炉水淬炉渣为原料的混合水泥在东南亚或非洲、中南美等比日本气温高的地域进行 混炼?熟化时,由于为高温气氛,因此水合反应快速进行,由该反应所产生的发热量变多。其 结果,混凝土内部的温度变高,表面的裂纹容易产生。
[0031] 本发明的发明人等基于这些调查结果进一步进行了研究,对高炉水淬炉渣的化学 组成与将各高炉水淬炉渣用于原料的混合水泥在22°C以上的高温下进行混炼?熟化时的 强度和活性度指数的关系进行了调查?研究。然后,摸索在比日本气温高的地域,即,年平 均气温为22°C以上的高温地域能够制造低发热性的高炉水泥的高炉水淬炉渣的筛选方法。
[0032] 其结果发现,使用在以往的碱度的基础上考虑到高炉水淬炉渣中的Mn0、Ti02的含 量的指标,筛选具有通过 "(Ca0+Al203+Mg0)/Si02_0. 13XTi02-Mn0(其中,CaO、A1203、MgO、 Si02、Ti02、Mn0是高炉水淬炉渣中含有的各氧化物的含量(质量% )) "算出的值为1. 17~ 1. 35的化学组成的高炉水淬炉渣,由此可得到在年平均气温为22°C以上的高温地域为低 发热性且初期强度低、长期强度高的高炉水泥(混合水泥)。
[0033] 本发明是基于上述发现而完成的,其主旨如下。
[0034] [1] 一种面向年平均气温为22°C以上的高温地域的水泥原料用高炉水淬炉渣,具 有CaO、A1203、MgO、Si02、1102和MnO的含量(质量% )满足下述⑴式的化学组成:
[0035] 1. 17 <BM< 1. 35…(1)
[0036] 其中,(1)式中,BM= (Ca0+Al203+Mg0)/Si02-0. 13XTi02-Mn0(Ca0、Al203、Mg0、Si02、 Ti02、Mn0是高炉水淬炉渣中含有的各氧化物的含量(质量% ))。
[0037] [2]如[1]所述的水泥原料用高炉水淬炉渣,其中,上述MnO的含量为0.3质 量%~0. 8质量%,上述1102的含量为0. 5质量%~2. 0质量%。
[0038] [3] -种水泥原料用高炉水淬炉渣的筛选方法,对高炉水淬炉渣的化学组成进行 分析,将具有如下化学组成的高炉水淬炉渣作为面向年平均气温为22°C以上的高温地域的 水泥原料用高炉水淬炉渣,所述化学组成为:CaO、A1203、MgO、Si02、1102和MnO的含量(质 量% )满足下述(1)式,上述MnO的含量为0? 3质量%~0? 8质量%,上述Ti02的含量为 0. 5质量%~2. 0质量%,
[0039] 1. 17 <BM< 1. 35…(1)
[0040] 其中,(1)式中,BM= (Ca0+Al203+Mg0)/Si02-0. 13XTi02-Mn0(Ca0、Al203、Mg0、Si02、 Ti02、Mn0是高炉水淬炉渣中含有的各氧化物的含量(质量% ))。
[0041] 根据本发明的水泥原料用高炉水淬炉渣,即使是气温高于日本的地域,也可以发 挥高炉水淬炉渣的水合反应速度和水合发热速度低的优点。因此,根据本发明,可得到为低 发热性且具备初期强度低、长期强度高这样的所需的特性的高炉水泥、混凝土等。此外,根 据本发明的水泥原料用高炉水淬炉渣的筛选方法,可得到能够在含有面向气温比日本高的 地域的高炉水泥、高炉水淬炉渣微粉末、或高炉炉渣微粉末的混合水泥中使用的高炉水淬 炉渣。
【附图说明】
[0042] 图1是表示对在普通波特兰水泥(0PC)中混合了高炉水淬炉渣微粉末(GGBFS)的 高炉水泥(混合水泥)在27°C下进行混炼?熟化而得的砂浆试样中的强度试验结果的图。
[0043] 图2是表示混炼?熟化温度27°C下的高炉水淬炉渣的活性度指数与高炉水淬炉渣 的化学组成(BM= (Ca0+Al203+Mg0)/Si02-0.13XTi02-Mn0)的关系的图。
【具体实施方式】
[0044] 以下,对本发明具体地进行说明。
[0045] 本发明的水泥原料用高炉水淬炉渣是面向年平均气温22°C以上的高温地域的水 泥原料用高炉水淬炉渣,必须具有〇&0、41 203、1%0、3102、1102和此0的含量(质量%)满足 下述的(1)式的化学组成。
[0046] 1. 17 彡BM彡 1. 35…(1)
[0047] 其中,(1)式中,BM= (Ca0+Al203+Mg0)/Si02-0. 13XTi02-Mn0(Ca0、Al203、Mg0、Si02、 Ti02、Mn0是高炉水淬炉渣中含有的各氧化物的含量(质量% ))。
[0048] 本发明中,根据气温高的地域的实情,筛选具有适当的化学组成的高炉水淬炉渣 而制成面向高温地域的水泥原料用高炉水淬炉渣。
[0049] 具体而言,筛选出可得到混合水泥的高炉水淬炉渣,将该高炉水淬炉渣制成面向 高温地域的水泥原料用高炉水淬炉渣,上述混合水泥在27°C进行混炼?熟化时的混合水泥 (将普通波特兰水泥与高炉水淬炉渣微粉末以质量比80 :20混合而得的高炉水泥)的强度 与在27°C进行混炼?熟化时的普通波特兰水泥的强度相比时,材龄7天的初期强度为普通 波特兰水泥的80~100%,材
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