专利名称：水泥混合材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合用作初期强度和长期强度均良好的水泥混合材料的烧结物。
背景技术：
一直以来，作为水泥混合材料，使用的是石灰石粉末和高炉炉渣粉末之类的。通过向波特兰水泥熟料中添加这些混合材料，可以降低水泥生产的单价。
然而，若以石灰石粉末作为混合材料，所得水泥的初期强度与波特兰水泥类似，可是存在长期强度较差的问题；另一方面，若以高炉炉渣粉末作为混合材料，所得水泥的长期强度与波特兰水泥(硅酸盐水泥)类似，可是存在初期强度较差的问题。
因此，本发明的目的是提供初期强度和长期强度均优异的水泥混合材料。
发明内容
在这样的实际情况下，本发明的发明者们经过专心的研究，发现以特定比例含有C2S(2CaO·SiO2)、C3A(3CaO·Al2O3)和C4AF(4CaO·Al2O3·Fe2O3)成分的烧结物，适合用作初期强度和长期强度均良好的水泥混合材料，完成了本发明。
换言之，本发明提供的是以对于每100重量份的C2S，C3A和C4AF总含量在10～100重量份为特征的烧结物，以及将其粉碎后得到的水泥混合材料。
另外，本发明提供对于每100重量份的波特兰水泥熟料含有5～100重量份上述烧结物粉碎产物的水泥。
发明的最佳实施方式本发明的烧结物含有C2S、C3A和C4AF，对于每100重量份的C2S，C3A和C4AF总含量在10～100重量份，含有50～70重量份更佳。这个总量在10重量份以下时，强度虽好，但烧结时无论怎样提高烧结温度，游离的石灰量(free lime)也难以降低，烧结变得困难。另外，总量超过100重量份的话，初期强度表现变得不充分。
另外，C3A和C4AF的比例为每100重量份的C3A对应10～200重量份的C4AF，每100重量份的C3A对应100～150重量份的C4AF特别好。
这样组成的烧结物，可以例如以产业废弃物、一般废弃物和建设产生土中的一种或多种作为原料，将其烧结制造而成。产业废弃物可例举煤灰；新制混凝土淤渣、下水道污泥、净水污泥、建筑污泥、制铁污泥等各种污泥；钻探废弃土、各种焚烧灰、铸型砂、石棉、废玻璃、高炉二次灰等。一般废弃物可例举下水道污泥干粉、都市垃圾焚烧灰、贝壳等。另外，建设产生土可例举由建筑工地和工程工地等产生的泥土和残渣、甚至废弃土壤等。
将这些烧结时的烧结温度在1000～1350℃，特别是1200～1330℃时，烧结工序的熔融相状态良好，所以比较合适。
使用的装置无特别限定，能够使用例如旋转窑炉等。另外，使用旋转窑炉烧结时，可以使用代替燃料的废弃物，例如废弃油料、废弃轮胎、废弃塑料等。
本发明的水泥混合材料是如此得到的烧结物的粉碎产物。对应烧结物的粉碎产物每100重量份，能够使其含有用SO3换算为1-6重量份的石膏。
粉碎方法无特别限定，能够使用例如球磨机等，用通常的粉碎方法即可。
烧结物的粉碎产物，从灰浆和混凝土的浮浆泛出的减少、流动性、强度表现的角度来看，布雷恩比表面积在2500～5000cm2/g为佳。
本发明的水泥可以通过按100重量份波特兰水泥熟料混合上述烧结物的粉碎产物5～100重量份，理想的为25～70重量份，最终得到。
另外，本发明的水泥可以掺入石膏，水泥中其掺入量按总SO3换算，为1.5～5重量％可以获得一般的凝结性状，2～3.5重量％特别好，2.5～3重量％更加理想。对石膏无特别限定，例如生石膏、α型或β型的熟石膏、III型无水石膏、II型无水石膏等，这些可以单独使用，也可以两种以上混合使用。
本发明的水泥，可以混合前述的组分制造，方法无特别限定，例如可以将波特兰水泥熟料、烧结物、石膏等配料混合后粉碎，或者把各组分粉碎后混合也可。另外，也可以通过将烧结物和石膏粉碎得到的水泥混合材料与波特兰水泥熟料的粉碎产物混合来制造。得到的水泥，从灰浆和混凝土的浮浆泛出的减少、流动性、强度表现的角度来看，布雷恩比表面积在2500～4500cm2/g为佳。
具体实施例方式
以下，结合一些实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不局限于这些具体的实施例。
实施例1制造表1所示组成的烧结物和掺有该烧结物的水泥。对得到的水泥，按照JIS R 5201测得灰浆的耐压强度(3天、7天及28天后)和凝结时间。结果如表1和表2所示。
(制法)(1)烧结物的制造作为原料，使用煤灰、下水道污泥焚烧灰、废玻璃等废弃物和石灰石等一般的波特兰水泥熟料的原料，按照所定的矿物组成调合原料。将混合原料用小型旋转窑炉烧结，得到烧结物。这时，除一般的重油外，还使用废弃塑料和废弃油料之类作为燃料，调整烧结温度到1250～1500℃，使游离的石灰量在0.4±0.1％。
(2)水泥的制造熟料用普通波特兰水泥熟料(太平洋水泥公司制)，石膏用排脱生石膏(住友金属公司制)，将这些与烧结物按表1或表2所示比例混合，用间歇式球磨机粉碎至布雷恩比表面积在3250±50cm2/g，同时混合得到水泥。
根据表2的结果，若烧结物的混合率升高，则凝结时间有变短的倾向，可以通过添加石膏进行控制。
实施例2制造表3所示组成的烧结物、水泥混合材料和掺入该混合材料的水泥。对得到的水泥，按照JIS R 5201测得灰浆的耐压强度(3天、7天及28天后)和凝结时间。结果如表3所示。
(制法)(1)水泥混合材料的制造与实施例1相同，制造表3所示组成的烧结物。将其按表3中所示的混合材料的SO3量与排脱生石膏(住友金属公司制)混合，再用间歇式球磨机粉碎至布雷恩比表面积在3250cm2/g，得到混合材料。
表1
*对应每100重量份波特兰水泥熟料的重量份表2
*对应每100重量份波特兰水泥熟料的重量份表3
*对应每100重量份水泥的重量份
(2)水泥的制造对应实施例1中的表1中No.1的水泥100重量份，将混合材料按表3所示的比例混合，制造得到水泥。
产业上的可利用性使用粉碎本发明的烧结物得到的水泥混合材料，可以获得初期强度和长期强度都良好的水泥。另外，粉碎本发明的烧结物得到的水泥混合材料，因为富有水合反应性，能够将灰浆和混凝土的中性化抑制在较低的水平，而且因为间隙相(C3A、C4AF)多，水合热较高，对在寒冷地区或冬季的使用也是有利的。
而且，本发明的烧结物可以产业废弃物、一般废弃物和建设产生土作为原料，能够获得对废弃物有效利用。
权利要求
1.烧结物，其特征在于，对于每100重量份的C2S，C3A和C4AF总含量在10～100重量份。
2.如权利要求1所述的烧结物，其特征在于，以选自产业废弃物、一般废弃物和建设产生土中的一种作为原料。
3.如权利要求1或2所述的烧结物，其特征在于，在1000～1350℃烧结得到。
4.水泥混合材料，其特征在于，由权利要求1至3中任一项所述的烧结物粉碎得到。
5.水泥混合材料，其特征在于，对应每100重量份权利要求1至3中任一项所述的烧结物的粉碎物含有按SO3换算为1～6重量份的石膏。
6.水泥，其特征在于，对应每100重量份波特兰水泥熟料粉碎产物，含有5～100重量份的权利要求1至3中任一项所述烧结物的粉碎产物。
7.如权利要求6所述的水泥，其特征在于，含有按SO3换算为1.5～5重量％的石膏的水泥。
全文摘要
对于每100重量份C
文档编号C04B7/345GK1745047SQ0382605
公开日2006年3月8日 申请日期2003年3月3日 优先权日2003年3月3日
发明者菅谷秀幸, 本间健一, 市川牧彦, 沢木大介, 原泽修一 申请人:太平洋水泥株式会社