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JP4349979B2 - Quality control method for hydraulic composition - Google Patents
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Description

本発明は、水硬性組成物の品質管理方法に関し、特にリン及びフッ素を含む下水汚泥、都市ごみや産業廃棄物等を用いて、品質の良好なセメント等の水硬性組成物を製造することを可能とする、水硬性組成物の品質管理方法に関する。   The present invention relates to a quality control method for a hydraulic composition, and in particular, to produce a hydraulic composition such as cement of good quality using sewage sludge, municipal waste, industrial waste, etc. containing phosphorus and fluorine. The present invention relates to a method for quality control of a hydraulic composition.

近年、各種産業活動に伴って排出される産業廃棄物、生活圏から排出される下水汚泥及び都市ゴミ等の一般廃棄物の処理・有効利用は、環境保全の観点から重要なテーマとなっている。
従来、下水汚泥は脱水・焼却処分を行った後、また都市ゴミはゴミ処理場の焼却炉により焼却処分された後に、埋立て処分されていたが、最終埋め立て処分場の確保が困難となり、その不足が深刻化するにしたがって、これら廃棄物の有効利用が要望されるようになってきており、各種廃棄物をセメント原料として利用する動きが急速に進行している。
In recent years, treatment and effective use of general waste such as industrial waste discharged from various industrial activities, sewage sludge and municipal waste discharged from living areas has become an important theme from the viewpoint of environmental conservation. .
Conventionally, sewage sludge has been landfilled after being dewatered and incinerated, and municipal waste has been incinerated in an incinerator at a waste disposal plant. As the shortage becomes more serious, the effective use of these wastes has been demanded, and the movement of using various wastes as cement raw materials is rapidly progressing.

しかし、廃棄物中にはフッ素やリンを含有するものが多く存在し、その存在は得られるセメントの特性に好ましくない影響を及ぼすものである。
具体的には、セメント原料にハロゲンが含まれると、セメント製造キルン、プレヒータ等のコーティング増加という製造上の問題が生じ、また、フッ素の含有量などに応じて得られるセメント品質そのものにも悪影響が及ぼされる。
また、セメントを製造するにあたり、廃棄物中に含有されるリン化合物については、クリンカ中のリン含有量が多いほど、セメントの圧縮強度の発現性を低下させることが知られている。
However, many wastes contain fluorine and phosphorus, and the presence of these wastes adversely affects the properties of the resulting cement.
Specifically, when halogen is contained in the cement raw material, production problems such as increased coating of cement production kilns, preheaters, etc. occur, and the cement quality itself obtained depending on the fluorine content etc. is also adversely affected. Be affected.
Moreover, in producing cement, it is known that the phosphorus compound contained in the waste decreases the expression of the compressive strength of the cement as the phosphorus content in the clinker increases.

この点に鑑み、特開平10−265244号公報(特許文献1)には、五酸化燐(P)含有廃棄物をセメント原料に使用できるようにするため、Pを含有する生活廃棄物及び/又は産業廃棄物を主原料とし、これに石灰質原料、アルミノ珪酸塩原料、鉄原料から選ばれる1種以上の成分を補正原料として用い、下記式;
修正HM=CaO濃度/(SiO濃度−(P濃度/P分子量)×SiO分子量×2+Al濃度−(P濃度/P分子量)×Al分子量+Fe濃度)
修正SM=(SiO濃度−(P濃度/P分子量)×SiO分子量×2)/Al濃度−(P濃度/P分子量)×Al分子量+Fe濃度)
修正IM=(Al濃度−(P濃度/P分子量)×Al分子量)/Fe濃度
で求めた指数の修正HM、修正SM、修正IMを用いて当該原料を調製し、1100〜1600℃で焼成してP含有量を1.0〜4.5重量%のクリンカを製造し、セメント組成物を得る方法が開示されている。
In view of this, Japanese Unexamined 10-265244 (Patent Document 1), a phosphorus pentoxide (P 2 O 5) containing waste to be able to use the cement raw material, containing P 2 O 5 The main formula is domestic waste and / or industrial waste, and one or more components selected from calcareous raw materials, aluminosilicate raw materials, and iron raw materials are used as correction raw materials.
Modified HM = CaO concentration / (SiO 2 concentration− (P 2 O 5 concentration / P 2 O 5 molecular weight) × SiO 2 molecular weight × 2 + Al 2 O 3 concentration− (P 2 O 5 concentration / P 2 O 5 molecular weight) × Al 2 O 3 molecular weight + Fe 2 O 3 concentration)
Modified SM = (SiO 2 concentration− (P 2 O 5 concentration / P 2 O 5 molecular weight) × SiO 2 molecular weight × 2) / Al 2 O 3 concentration− (P 2 O 5 concentration / P 2 O 5 molecular weight) × Al 2 O 3 molecular weight + Fe 2 O 3 concentration)
Correction IM = (Al 2 O 3 concentration− (P 2 O 5 concentration / P 2 O 5 molecular weight) × Al 2 O 3 molecular weight) / Fe 2 O 3 concentration index HM, correction SM, and correction IM A method is disclosed in which the raw material is prepared and fired at 1100 to 1600 ° C. to produce a clinker having a P 2 O 5 content of 1.0 to 4.5% by weight to obtain a cement composition.

また、特開2000−272939号公報(特許文献2)には、リン含有量の多い廃棄物を含むセメント原料に、Mg添加物を、P含有量が0.3〜2.0重量%(焼成ベース)の時にはMg含有量が1.0〜5.0重量%(焼成ベース)となるように配合して調製された原料を焼成して得られるポルトランドセメントクリンカが開示されている。 Further, JP-open 2 000-272939 (Patent Document 2), the cement raw material containing a lot of waste phosphorus content, a Mg additives, are P 2 O 5 content of 0.3 to 2.0 A Portland cement clinker obtained by firing a raw material prepared by blending so that the Mg content is 1.0 to 5.0% by weight (firing base) when it is wt% (firing base) is disclosed. .

更に、特開200−1348号公報(特許文献3)には、リン酸化合物(P)を含有する下水汚泥及び/又はその焼却灰に、フッ素化合物をP含有量に対してF換算で3〜15重量%添加し、更に必要に応じてカルシウム化合物をP含有量に対してCaO添加量で100〜500重量%となるように添加した後、1000〜1300℃で焼成して水硬性材料を得る方法が記載されている。 Further, JP-A open 2 00 0 -1 348 (Patent Document 3), phosphoric acid compound (P 2 O 5) in sewage sludge and / or burned ash containing a fluorine compound content of P 2 O 5 3 to 15% by weight in terms of F is added, and if necessary, the calcium compound is added so that the CaO addition amount is 100 to 500% by weight with respect to the P 2 O 5 content. A method for obtaining a hydraulic material by firing at 1300 ° C. is described.

更にまた、フッ素含有廃棄物のセメント組成物への利用を提案する特開2001−130932号公報(特許文献4)には、フッ素を含有するセメントであって、遊離CaO含有量Y(重量%)とフッ素含有量X(重量%)とが下記の関係式;
(1)0.08≦X≦0.4、(2)0.08≦X≦0.1の領域では、0≦Y≦1.0、(3)0.1<X≦0.2の領域では、0≦Y≦1.4−4X、(4)0.2<X≦0.4の領域では、0≦Y≦0.9−1.5X
を満足するセメントが開示されている。
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-130932 (Patent Document 4), which proposes the use of fluorine-containing wastes in cement compositions, discloses a fluorine-containing cement having a free CaO content Y (wt%). And the fluorine content X (% by weight) are as follows:
(1) In the region of 0.08 ≦ X ≦ 0.4 and (2) 0.08 ≦ X ≦ 0.1, 0 ≦ Y ≦ 1.0, (3) 0.1 <X ≦ 0.2 In the region, 0 ≦ Y ≦ 1.4-4X, (4) In the region of 0.2 <X ≦ 0.4, 0 ≦ Y ≦ 0.9−1.5X
A cement that satisfies the requirements is disclosed.

しかし、上記従来の技術は、リンまたはフッ素を単独で存在する場合のセメントの強度低下対策に関する提案であり、リンとフッ素が同時に存在する場合のセメントの強度低下対策は提案、示唆されておらず、リンとフッ素を同時に増量した場合、セメントの強度低下は、リンによる強度低下とフッ素による強度低下の単純な和になるだけではなく、リンとフッ素が相乗的に強度低下を引き起こすものであり、従って、上記従来の方法を適用することはできない。リンとフッ素の含有量が同時に多く含有する材料を用いた場合においても、品質の良好なセメント等の水硬性組成物を製造することができ、廃棄物の有効な利用を図ることが期待されている。
特開平10−265244号公報 特開2000−272939号公報 特開2000−1348号公報 特開2001−130932号公報
However, the above conventional technology is a proposal for measures for reducing the strength of cement when phosphorus or fluorine is present alone, and no measures for reducing the strength of cement when phosphorus and fluorine are present simultaneously are not proposed or suggested. When the amount of phosphorus and fluorine is increased at the same time, the decrease in strength of the cement is not only a simple sum of the decrease in strength due to phosphorus and the decrease in strength due to fluorine, but phosphorus and fluorine synergistically cause a decrease in strength. Therefore, the above conventional method cannot be applied. Even when materials containing a large amount of phosphorus and fluorine are used at the same time, it is possible to produce hydraulic compositions such as cement with good quality and to expect effective use of waste. Yes.
JP-A-10-265244 JP 2000-272939 A JP 2000-1348 A JP 2001-130932 A

本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、リンとフッ素とを同時に含有する廃棄物等を原料として用いて得られる、またはリンを単独で含有する廃棄物等とフッ素を単独で含有する廃棄物等とを同時に原料として用いて得られるセメント等の水硬性組成物の強度発現性低下を容易に予測することができ、従って原材料中のリン含有量とフッ素含有量とを相互に関連させて制御した場合には、強度発現性の低下を抑制することを可能とする水硬性組成物の品質管理方法を提供する。
更に本発明の目的は、リンとフッ素とを同時に含有する廃棄物等を原料として用いて得られる、またはリンを単独で含有する廃棄物等とフッ素を単独で含有する廃棄物等とを同時に原料として用いて得られるセメント等の水硬性組成物の予測強度低下に対して、CS量を適切量増加することにより強度を容易に補完することができる、良好な品質を備える水硬性組成物を得るための水硬性組成物の品質管理方法を提供する。
The object of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and is obtained by using wastes containing phosphorus and fluorine simultaneously as raw materials, or wastes containing phosphorus alone and fluorine. It is possible to easily predict a decrease in strength of a hydraulic composition such as cement obtained by using waste contained alone as a raw material at the same time. Therefore, the phosphorus content and fluorine content in the raw material can be estimated. When controlled in relation to each other, a quality control method for a hydraulic composition capable of suppressing a decrease in strength development is provided.
Further, the object of the present invention is to obtain wastes containing phosphorus and fluorine at the same time as raw materials, or wastes containing phosphorus alone and wastes containing fluorine alone simultaneously as raw materials. Hydraulic composition with good quality that can easily complement the strength by increasing the amount of C 3 S to an appropriate amount against the predicted strength reduction of the hydraulic composition such as cement obtained by using The quality control method of the hydraulic composition for obtaining the above is provided.

本発明者らは上記課題を解決するため研究した結果、原材料中のリン含有量とフッ素含有量とを相互に関連させて制御した場合に、強度発現性の低下を予測することができ、更には、CS量を適切量増加することにより低下する強度を補完し、水硬性組成物の品質を良好に保持することが可能な品質管理方法を見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of studies conducted by the present inventors to solve the above-mentioned problems, when the phosphorus content and the fluorine content in the raw material are controlled in association with each other, a decrease in strength can be predicted, and further Found a quality control method capable of complementing the strength that decreases by increasing the amount of C 3 S by an appropriate amount, and maintaining the quality of the hydraulic composition well, and completed the present invention.

上述の課題を解決するため、請求項1に係る発明は、リンとフッ素とを含む原料を使用する水硬性組成物の品質管理方法において、該水硬性組成物を用いたモルタルの圧縮強さMを、次式(1)を用いて予測することを特徴とする。
M=M×(k・A+k・B+k・A・B+100)/100・・・・(1)
ただし、式中、Mは材齢に応じたモルタルの基準圧縮強さ、AはP量(質量%)、Bはフッ素量(質量%)、k,k,kは係数を示す。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to a hydraulic composition quality control method using a raw material containing phosphorus and fluorine, and a compressive strength M of a mortar using the hydraulic composition. Is predicted using the following equation (1).
M = M 0 × (k 1 · A + k 2 · B + k 3 · A · B + 100) / 100 (1)
However, where, M 0 is the reference compressive strength of mortar according to the age, A is P 2 O 5 content (mass%), B is fluorine content (mass%), k 1, k 2 , k 3 Indicates a coefficient.

また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の水硬性組成物の品質管理方法において、各係数k,k,kは、次式(2)から(4)で与えられることを特徴とする。
=a×Log(t)+b・・・・(2)
=a×Log(t)+b・・・・(3)
=a×Log(t)+b・・・・(4)
ただし、式中、tは材齢(日)、a,a,a,b,b,bは定数を示す。
The invention according to claim 2 is the hydraulic composition quality control method according to claim 1, wherein the coefficients k 1 , k 2 , and k 3 are given by the following equations (2) to (4): It is characterized by that.
k 1 = a 1 × Log (t) + b 1 ... (2)
k 2 = a 2 × Log (t) + b 2 ... (3)
k 3 = a 3 × Log (t) + b 3 ... (4)
However, in the formula, t is the age (day), and a 1 , a 2 , a 3 , b 1 , b 2 , and b 3 are constants.

さらに、請求項3に係る発明は、請求項2に記載の水硬性組成物の品質管理方法において、定数a,a,a,b,b,bは、リンとフッ素とを含む原料を使用した水硬性組成物に係るモルタルの圧縮強さの測定結果から算出することを特徴とする。 Furthermore, the invention according to claim 3 is the hydraulic composition quality control method according to claim 2, wherein the constants a 1 , a 2 , a 3 , b 1 , b 2 , b 3 are phosphorus, fluorine, It calculates from the measurement result of the compressive strength of the mortar which concerns on the hydraulic composition using the raw material containing this, It is characterized by the above-mentioned.

また、請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれかの項記載の水硬性組成物の品質管理方法において、目標とするモルタルの圧縮強さMを得るために、次式(5)を用いて、遊離CaOを考慮する補正CS量の増加必要量ΔCを設定することを特徴とする。
−M=p×ΔC・・・・(5)
ただし、式中、Mは式(1)で算出されるモルタルの圧縮強さ、pは、材齢(日)に応じて設定される定数を示す。
補正CS量とは、クリンカを焼成した際に残る、反応しなかった遊離CaO(フリーライム)を考慮して、焼成後のクリンカ中の実際のCS量を算出したものである。補正CS量の増加必要量とは、式(1)で算出したモルタルの圧縮強さMが、目標とする圧縮強さMとなるために必要な補正CS量の増加量を示す。
The invention according to claim 4 is the method for controlling quality hydraulic composition according to one of claims 1 to 3, in order to obtain a compressive strength M T of mortar according to the target, the following equation ( 5) is used to set the required increase amount ΔC of the corrected C 3 S amount considering free CaO.
M T −M = p 1 × ΔC (5)
However, where, M is the formula (1) in compressive strength of the mortar to be calculated, p 1 indicates a constant that is set in accordance with the age of (day).
The corrected C 3 S amount is a value obtained by calculating the actual amount of C 3 S in the clinker after firing in consideration of the unreacted free CaO (free lime) remaining when the clinker is fired. The increased requirement for correction C 3 S content, compressive strength M of the mortar was calculated by the formula (1) is, increasing amounts of correction C 3 S amount necessary for the compressive strength M T to target Show.

請求項1に係る発明により、リンとフッ素とを含む原料を使用する水硬性組成物を製造する際に、上記式(1)を利用することにより、モルタルに含有されるP量とフッ素量とにより、容易に圧縮強さが予測できるため、必要な圧縮強さを得る際のリンとフッ素とを含む原料の使用量を予め適切に調整することが可能となる。
これにより、リンとフッ素とを同時に含有する廃棄物等を原料として用いて得られる、またはリンを単独で含有する廃棄物等とフッ素を単独で含有する廃棄物等とを同時に原料として用いて得られるセメント等の水硬性組成物の強度発現性の低下を抑制することができ、良好な品質を備える水硬性組成物を得るための水硬性組成物の品質管理方法を提供することが可能となる。
When manufacturing the hydraulic composition using the raw material containing phosphorus and fluorine according to the invention according to claim 1, the amount of P 2 O 5 contained in the mortar is obtained by using the above formula (1). Since the compressive strength can be easily predicted based on the amount of fluorine, it is possible to appropriately adjust in advance the amount of raw material containing phosphorus and fluorine in obtaining the required compressive strength.
As a result, it can be obtained by using waste containing phosphorus and fluorine at the same time as raw materials, or by using waste containing phosphorus alone and waste containing fluorine alone as raw materials at the same time. It is possible to provide a quality control method of a hydraulic composition for obtaining a hydraulic composition having good quality, which can suppress a decrease in strength development of a hydraulic composition such as cement. .

請求項2に係る発明により、上記効果に加えて、上記式(2)から(4)のように、式(1)に用いる係数k,k,kを、材齢(日)を考慮したものとするため、着目した材齢におけるモルタルの圧縮強さを予測でき、リンとフッ素とを含む原料の使用量を、より適切に調整することが可能となる。
しかも、請求項3に係る発明のように、上記効果に加えて、上記式(2)から(4)に利用される定数a,a,a,b,b,bは、リンとフッ素とを含む原料を使用した水硬性組成物に係るモルタルの圧縮強さの測定結果から、容易に算出することが可能であるため、式(1)を利用したモルタルの圧縮強さの予測が、極めて簡便に実施することが可能となる。
According to the invention of claim 2, in addition to the above-described effect, the coefficients k 1 , k 2 , k 3 used in the equation (1) are expressed in terms of the age (days) as in the equations (2) to (4). Therefore, it is possible to predict the compressive strength of the mortar at the focused age, and to more appropriately adjust the usage amount of the raw material containing phosphorus and fluorine.
Moreover, as in the invention according to claim 3, in addition to the above effects, the constants a 1 , a 2 , a 3 , b 1 , b 2 , b 3 used in the equations (2) to (4) are Since it can be easily calculated from the measurement result of the compressive strength of the mortar according to the hydraulic composition using the raw material containing phosphorus and fluorine, the compressive strength of the mortar using the formula (1) This prediction can be carried out very simply.

請求項4に係る発明により、上記効果に加えて、リンとフッ素とを含む原料を使用した水硬性組成物の強度発現性の低下を予め予測し、しかも該低下を補うための増加CS量を上記式(5)を用いることにより、容易に予測することが可能となる。
従って、リンとフッ素とを同時に含有する廃棄物等を原料として用いて得られる、またはリンを単独で含有する廃棄物等とフッ素を単独で含有する廃棄物等とを同時に原料として用いて得られるセメント等の水硬性組成物に所望する強度を付与することができるため、品質を高品質に保持することができ、廃棄物の積極的な利用を促進することができるようになる。
更には、廃棄物を有効利用した水硬性組成物を安価に製造することが可能となる。
In addition to the above effects, the invention according to claim 4 predicts in advance a decrease in strength of a hydraulic composition using a raw material containing phosphorus and fluorine, and increases C 3 S to compensate for the decrease. By using the above equation (5), the amount can be easily predicted.
Therefore, it can be obtained by using wastes containing phosphorus and fluorine simultaneously as raw materials, or can be obtained by using wastes containing phosphorus alone and wastes containing fluorine alone as raw materials at the same time. Since the desired strength can be imparted to the hydraulic composition such as cement, the quality can be maintained at a high quality, and the active use of waste can be promoted.
Furthermore, it is possible to produce a hydraulic composition that effectively uses waste at a low cost.

本発明の品質管理方法を以下の好適例を用いて説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明は、含有されるリン及びフッ素がCSの水和反応性・含有量に影響を及ぼし、モルタルの圧縮強さを低下させており、しかも、これらの2成分のモルタル圧縮強さを低下させる機構には、相互作用があることを見出し、本発明を達成するに至ったものである。
The quality control method of the present invention will be described using the following preferred examples, but is not limited thereto.
In the present invention, the phosphorus and fluorine contained affect the hydration reactivity and content of C 3 S and reduce the compressive strength of the mortar. Moreover, the mortar compressive strength of these two components is reduced. The mechanism for lowering has been found to have an interaction, and the present invention has been achieved.

本発明に係る水硬性組成物の品質管理方法では、リン及びフッ素の各含有量がモルタルの圧縮強さに及ぼす影響を、モデル式を用いて予測するものである。
モデル式は、リン含有の影響、フッ素含有の影響、リン及びフッ素による相互作用の影響、更には、材齢の影響を考慮して形成されるものである。
In the quality control method for a hydraulic composition according to the present invention, the influence of the contents of phosphorus and fluorine on the compressive strength of mortar is predicted using a model formula.
The model formula is formed in consideration of the effect of phosphorus content, the effect of fluorine content, the effect of interaction with phosphorus and fluorine, and the effect of age.

リン及びフッ素による影響を考慮したモルタルの圧縮強さMは、次式(1)を用いて表現される。
M=M×(k・A+k・B+k・A・B+100)/100・・・・(1)
ただし、Mは材齢に応じたモルタルの基準圧縮強さ、AはP量(質量%)、Bはフッ素量(質量%)、k,k,kは係数を示す。
式(1)において、括弧内の第1項(k・A)はリン含有の影響を意味し、第2項(k・B)はフッ素含有の影響を示す。さらに第3項(k・A・B)はリン及びフッ素の相互作用の影響を意味し、第4項(100)はリン及びフッ素を含有しない場合(又はリン及びフッ素を含有する廃棄物を利用しない場合)に、モデル式がモルタルの基準圧縮強さを表すために設けた項である。
The compressive strength M of the mortar considering the influence of phosphorus and fluorine is expressed using the following equation (1).
M = M 0 × (k 1 · A + k 2 · B + k 3 · A · B + 100) / 100 (1)
However, M 0 is the reference compressive strength of mortar according to the age, A is P 2 O 5 content (mass%), B is fluorine content (mass%), k 1, k 2 , k 3 is the coefficient Show.
In the formula (1), the first term (k 1 · A) in parentheses means the influence of phosphorus content, and the second term (k 2 · B) shows the effect of fluorine content. Furthermore, the third term (k 3 · A · B) means the influence of the interaction between phosphorus and fluorine, and the fourth term (100) does not contain phosphorus and fluorine (or waste containing phosphorus and fluorine). If not available), is a term which is provided to represent the reference compressive strength of the model formula ducks Rutaru.

さらに、材齢の影響を考慮するため、上記式(1)の各係数k,k,kは、次式(2)から(4)で与えられる。
=a×Log(t)+b・・・・(2)
=a×Log(t)+b・・・・(3)
=a×Log(t)+b・・・・(4)
ただし、tは材齢(日)、a,a,a,b,b,bは定数を示す。
Furthermore, in order to consider the influence of age, the coefficients k 1 , k 2 , k 3 of the above equation (1) are given by the following equations (2) to (4).
k 1 = a 1 × Log (t) + b 1 ... (2)
k 2 = a 2 × Log (t) + b 2 ... (3)
k 3 = a 3 × Log (t) + b 3 ... (4)
However, t is the age (days), a 1, a 2, a 3, b 1, b 2, b 3 indicates a constant.

上記式(1)に式(2)から(4)を代入することにより、リン及びフッ素による影響を考慮したモルタルの圧縮強さMは、材齢に応じたモルタルの基準圧縮強さMと、定数a,a,a,b,b,bの各数値とが特定されれば、P量(質量%)のA、フッ素量(質量%)のB、及び材齢(日)のtの関数として一義的に決まることとなる。 By substituting the above equation (1) from equation (2) (4), the compressive strength of the mortar in consideration of influence of phosphorus and fluorine M, the reference compressive strength M 0 of the mortar according to the timber of age And constants a 1 , a 2 , a 3 , b 1 , b 2 , and b 3 are specified, A of P 2 O 5 (mass%), B of fluorine (mass%) , And age (day) as a function of t.

表1に示す基本組成を有するセメントクリンカを粉砕して、モルタルを作製した。
料は、全て試薬を用い、リン源にはリン酸三カルシウム(試薬;和光純薬株式会社製)を、フッ素源にはフッ化カルシウム(試薬;和光純薬株式会社製)を使用して、それぞれP及びFに換算した値を表1に示した。
Cement clinker having the basic composition shown in Table 1 was pulverized to prepare a mortar.
Raw materials are all used reagents, the phosphorus source tricalcium phosphate; (reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), the fluorine source calcium fluoride; using (reagent manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Table 1 shows values converted into P 2 O 5 and F, respectively.

Figure 0004349979
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リン及びフッ素による影響を考慮したモルタルの圧縮強さMは、具体的に以下のようにして求めた。
上記表1に示すクリンカ化学組成を基本として、クリンカ中のリン含有量及びフッ素含有量を、表2のように変化させ、30種類のクリンカを電気炉で作製した。
具体的には、セメントクリンカ中に含まれるリン含有量を0.05、0.2、0.4、0.8、1.2、1.6質量%に、またフッ素含有量を0.05、0.1、0.2、0.4、0.6質量%に変化させて、合計30種類のクリンカを電気炉で作製した。各クリンカと試薬二水石膏(和光純薬株式会社製)を用いて30種類のセメントを試製し、それぞれ所定の材齢(3日、7日、28日、91日)のモルタル圧縮強さを測定した。
なお、リン、フッ素の含有量を増減させる際には、表1中の、リン酸三カルシウム、フッ化カルシウムの含有量を増減させて用い、含有されるCS量を減少させて全体の組成を調整した。
Specifically, the compressive strength M of the mortar in consideration of the influence of phosphorus and fluorine was obtained as follows.
Based on the clinker chemical composition shown in Table 1 above, the phosphorus content and fluorine content in the clinker were changed as shown in Table 2, and 30 types of clinker were produced in an electric furnace.
Specifically, the phosphorus content contained in the cement clinker is 0.05, 0.2, 0.4, 0.8, 1.2, 1.6 mass%, and the fluorine content is 0.05. , 0.1, 0.2, 0.4, and 0.6% by mass, and a total of 30 types of clinker were produced in an electric furnace. Trial of 30 types of cement using each clinker and reagent dihydrate gypsum (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and the mortar compressive strength of each predetermined age (3 days, 7 days, 28 days, 91 days). It was measured.
In addition, when increasing / decreasing the content of phosphorus and fluorine, the content of tricalcium phosphate and calcium fluoride in Table 1 is increased / decreased, and the total amount of C 2 S is decreased by decreasing the content of C 2 S. The composition was adjusted.

各クリンカを製造する際に用いられる各原料を、試験用ボールミルを用いて30分間混合粉砕し、混合粉砕した原料100質量部に対して、水を10質量部添加して混練し、混練物を150×100×20mmの矩形状に成形し、乾燥させた後シリコニット電気炉を用いて、1475℃で1時間焼成し、その後大気急冷して30種類のクリンカを得た(表2)。   Each raw material used in manufacturing each clinker is mixed and pulverized for 30 minutes using a test ball mill, and 10 parts by mass of water is added to 100 parts by mass of the mixed and pulverized raw material, and the kneaded product is kneaded. After forming into a rectangular shape of 150 × 100 × 20 mm and drying, it was fired at 1475 ° C. for 1 hour using a siliconite electric furnace, and then rapidly cooled to the atmosphere to obtain 30 types of clinker (Table 2).

表2に示す各30種類の組成のクリンカと試薬二水石膏(和光純薬株式会社製)とを用いて、セメント中の当該二水石膏が表1に示すようにSO量で表して2.00質量%となるような量で配合して、粉末度3400cm/gまで混合粉砕して各セメントを試製した。 Using the clinker and the reagent dihydrate gypsum (made by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) having 30 kinds of compositions shown in Table 2, the dihydrate gypsum in the cement is represented by 2 SO 3 as shown in Table 1. Each cement was trially prepared by mixing in an amount of 0.000% by mass, mixing and pulverizing to a fineness of 3400 cm 2 / g.

得られた各セメントを用いて、JIS R 5201の「セメントの物理試験方法、(5)強さ試験 (a)圧縮強さ」に準じて、モルタルの圧縮強さを所定材齢(3日、7日、28日、91日)で測定した。
その測定結果を表2及び図1に示す。
Using each of the obtained cements, according to JIS R 5201 “Cement physical testing method, (5) Strength test (a) Compressive strength”, the mortar compressive strength is set to a predetermined age (3 days, 7 days, 28 days, 91 days).
The measurement results are shown in Table 2 and FIG.

Figure 0004349979
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表2及び図1を参照すると、材齢3日から28日までは、リン、フッ素の増加に伴ってモルタル圧縮強さは、顕著に低下する傾向にあるが、材齢91日においてはフッ素が0.1%以下の場合において、リンが増加するほどモルタル圧縮強さが増加することが認められた。   Referring to Table 2 and FIG. 1, from 3 to 28 days of age, the mortar compressive strength tends to decrease remarkably as phosphorus and fluorine increase. In the case of 0.1% or less, it was recognized that the mortar compressive strength increased as phosphorus increased.

次に、表2の得られたモルタル圧縮強さの値に関し、表2中のP含有量、フッ素含有量、及び材齢を、上記式(1)(上記式(2)から(4)を代入したもの)にあてはめ、モルタルの基準圧縮強さMおよび定数a,a,a,b,b,bを算出する。
該算出に際しては、最適値を求めるため、最小二乗法によりモルタルの基準圧縮強さおよび各定数を決定した。算出したモルタルの基準圧縮強さを表3に示す。また、算出した各定数は、次のとおりである。
Next, regarding the value of the mortar compressive strength obtained in Table 2, the P 2 O 5 content, the fluorine content, and the age in Table 2 are expressed by the above formula (1) (from the above formula (2) ( 4) is substituted, and the mortar reference compressive strength M 0 and the constants a 1 , a 2 , a 3 , b 1 , b 2 , b 3 are calculated.
In the calculation, in order to obtain the optimum value, the standard compressive strength and each constant of the mortar were determined by the least square method. Table 3 shows the calculated standard compressive strength of the mortar. The calculated constants are as follows.

Figure 0004349979
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=12.11 ,b=−15.04
=−3.00 ,b=−6.40
=24.77 ,b=−79.30
a 1 = 12.11, b 1 = -15.04
a 2 = −3.00, b 2 = −6.40
a 3 = 24.77, b 3 = −79.30

算出した上記定数を上記式(1)に代入して得られるモデル式を基に、リン及びフッ素の含有量に応じて予測した予測モルタルの強さを、表4に示す。
表4と、実際の測定結果(表2)とを対比すると、実測値の予測値からのズレは数%程度以下であり、本モデル式が、モルタルの圧縮強さの予測において、効果的に利用可能であることが理解される。
Table 4 shows the strength of the predicted mortar predicted according to the phosphorus and fluorine contents based on the model formula obtained by substituting the calculated constant into the formula (1).
When Table 4 is compared with the actual measurement results (Table 2), the deviation from the predicted value of the measured value is about several percent or less, and this model formula is effective in predicting the compressive strength of the mortar. it is understood that available.

Figure 0004349979
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表4を参考して、例えば、P(質量%)、F(質量%)の含有量の値に応じた予測モルタル強さ(α)につき、以下に具体的に説明する。
含有されるPが0.4質量%及びFが0.2質量%で材齢が28日の場合、上記定数a,a,a,b,b,b及び材齢t=28を上記式(2)から(4)に代入すると、kは2.48、kは−10.74、kは−43.46であり、表4に示す各係数値が得られる。上記(1)式中にこれらk,k,kの係数値を代入し、表3に示す28日のモルタルの基準圧縮強さの値61.5N/mmを代入すると、Pを0.4質量%及びFを0.2質量%含有するモルタルの予測モルタル強さは58.7N/mmとなる。
With reference to Table 4, for example, the predicted mortar strength (α) corresponding to the content values of P 2 O 5 (mass%) and F (mass%) will be specifically described below.
When the contained P 2 O 5 is 0.4 mass% and F is 0.2 mass% and the age is 28 days, the above constants a 1 , a 2 , a 3 , b 1 , b 2 , b 3 and Substituting material age t = 28 into the above formulas (2) to (4), k 1 is 2.48, k 2 is -10.74, and k 3 is -43.46. A numerical value is obtained. (1) by substituting the coefficient values of k 1, k 2, k 3 in formula, and substituting the reference compressive strength values 61.5N / mm 2 of mortar of 28 days as shown in Table 3, P The predicted mortar strength of a mortar containing 0.4% by mass of 2 O 5 and 0.2% by mass of F is 58.7 N / mm 2 .

同様に含有されるPが0.8質量%及びFが0.4質量%で材齢が7日の場合、kは−4.81、kは−8.935、kは−58.37の係数値を得ることができ、上記式(1)にこれらk,k,kの係数値を代入し、表3に示す7日のモルタルの基準圧縮強さの値44N/mmを代入すると、Pを0.8質量%及びFを0.4質量%含有するモルタルの予測モルタル強さは32.5N/mmとなる。 Similarly, when P 2 O 5 contained is 0.8 mass% and F is 0.4 mass% and the age is 7 days, k 1 is −4.81, k 2 is −8.935, k 3 can be obtained coefficient value of -58.37, the equation (1) to the motor reference compressive strength of Rutaru of k 1, k 2, by substituting the coefficient values of k 3, 7 days shown in Table 3 of substituting a value 44N / mm 2, the prediction mortar strength of mortar containing P 2 O 5 0.4 wt% to 0.8 wt%, and F is a 32.5N / mm 2.

このようにして、得られた各モルタルに関する上記式(1)のモルタルの予測式中の各係数k1,k2,k3の値、及び当該係数を用いて上記(1)式から得られたモルタルの予測強さ値を表4に示す。   Thus, the value of each coefficient k1, k2, k3 in the prediction formula of the mortar of the said Formula (1) regarding each obtained mortar, and the mortar obtained from the said Formula (1) using the said coefficient The predicted strength values are shown in Table 4.

表4に示す各モルタルの予測強さの値と、表2に示す実際に測定した各モルタル強さの値を比較すると、Pを0.4質量%及びFを0.2質量%含むモルタルの材齢28日の予測強さの値は表4より58.7N/mmで、実際に測定したモルタル強さの値は表2より60.0N/mmであり、また、Pを0.8質量%及びFを0.4質量%含むモルタルの材齢7日の予測強さの値は表4より32.5N/mmで、実際に測定したモルタル強さの値は表2より32.8N/mmとなり、予測強さの値は、実測値とほぼ同等のモルタル強さの値が得られており、上記モルタル強さの予測式は、リン及びフッ素を含むモルタル強さを予測するのに、極めて有効であることがわかる。 Comparing the predicted strength values of each mortar shown in Table 4 with the actually measured mortar strength values shown in Table 2, P 2 O 5 was 0.4 mass% and F was 0.2 mass%. The predicted strength value of the mortar containing 28 days of age is 58.7 N / mm 2 from Table 4, the actually measured mortar strength value is 60.0 N / mm 2 from Table 2, and P The value of the predicted strength of mortar containing 2 mass% of O 5 and 0.4 mass% of F at 7 days of age is 32.5 N / mm 2 from Table 4, and is the actual measured mortar strength. value 32.8N / mm 2 next to Table 2, the values of the prediction strength, measured values and are approximately the value of the equivalent mortar strength is obtained, the pre Hakashiki the mortar strength, phosphorus and fluorine It can be seen that it is extremely effective in predicting the strength of mortar containing.

また、上記モルタル強さの予測式(1)から得られた予測モルタル強さと、所定の材齢で所望されるモルタルの圧縮強さとを比較する。例えば、所定の材齢で所望されるモルタルの圧縮強さを強さ予測式で使用する各材齢のモルタルの基準圧縮強さと同じ値に設定した場合を考えると、Pを0.4質量%及びFを0.2質量%含むモルタルの材齢28日の予測強さの値(α)は58.7N/mmで、表4に示された所望されるモルタル圧縮強さ(β)61.5N/mmと比較すると、2.8N/mmの強さが低下することがわかる。
また、P含有量が0.8質量%で、Fが0.4質量%の場合には、材齢7日の予測モルタル強さは32.5N/mmで所望されるモルタル強さは44N/mmであり、11.5N/mmの強さが低下することがわかる。
Further, the predicted mortar strength obtained from the prediction formula (1) of the mortar strength is compared with the compressive strength of the mortar desired at a predetermined age. For example, considering the case of setting to the same value as the reference compressive strength of mortar of each timber age for use in strength prediction equation compressive strength of the mortar which is desired at a given wood age, the P 2 O 5 0 The predicted strength value (α) of mortar containing 4% by weight and 0.2% by weight of F at 28 days of age is 58.7 N / mm 2 , and the desired mortar compressive strength shown in Table 4 Compared with (β) 61.5 N / mm 2 , it can be seen that the strength of 2.8 N / mm 2 decreases.
When the P 2 O 5 content is 0.8% by mass and F is 0.4% by mass, the expected mortar strength at the age of 7 days is 32.5 N / mm 2 and the desired mortar strength is obtained. is is 44N / mm 2, it can be seen that the strength of 11.5N / mm 2 is reduced.

所定の材齢で所望されるモルタル強さよりも得られる強さが約3N/mm以上低下する場合には、実際にセメントとして使用することは問題であるので、例えば、Pを0.8質量%及びFを0.2質量%含むモルタル(所定材齢7日で所望されるモルタル強さを有する)の場合、所定の材齢で所望されるモルタル強さと比較して6.6N/mmの強さが低下していることから、モルタル強さの低下を3N/mm以下に抑えるために、Fを0.2質量%含むモルタルを調製するには、使用するセメント組成物におけるP含有原料の使用量を、Pが0.4質量%以下に減少するように原料を調製するか、粉末度を増加させる等の品質管理対応が必要となる。 If the strength obtained at a given age is less than the desired mortar strength by about 3 N / mm 2 or more, it is problematic to actually use it as a cement. For example, P 2 O 5 is reduced to 0 In the case of a mortar containing 0.8% by mass and 0.2% by mass of F (having a desired mortar strength at a given age of 7 days), it is 6.6 N compared to the desired mortar strength at a given age. / since the intensity of the mm 2 is reduced, in order to suppress the reduction in mortar strength to 3N / mm 2 or less, to prepare a mortar containing F 0.2 mass%, the cement used compositions The amount of P 2 O 5 -containing raw material used in the process of preparing the raw material so that P 2 O 5 is reduced to 0.4% by mass or less or corresponding to quality control such as increasing the fineness is required.

また、P含量を0.8質量%でF含量を0.6質量%含有するモルタル(所定材齢28日で所望されるモルタル強さを有する)の場合には、表4から予測モルタル強さは45.9N/mmまで低下し、所望されるモルタル強さ61.5N/mmと比較して15.6N/mmと大幅に強さが低下する。
このように大幅に強さが低下するセメントは、実際に使用することが問題であるので、Pを含む原料及びFを含む原料の使用量を減らす必要がある等の品質管理対応が必要となることがわかる。
Further, in the case of a mortar containing 0.8% by mass of P 2 O 5 and 0.6% by mass of F (having a desired mortar strength at a predetermined material age of 28 days), it is predicted from Table 4. mortar strength decreased to 45.9N / mm 2, significantly strength decreases with 15.6N / mm 2 as compared to the mortar strength 61.5N / mm 2 as desired.
Since cement whose strength is greatly reduced in this way is a problem in actual use, there is a need for quality control measures such as the need to reduce the amount of raw materials containing P 2 O 5 and F containing raw materials. I understand that it is necessary.

次に、リン及びフッ素含有によるモルタルの圧縮強さの低下を補完する方法について説明する。
セメントのモルタル強さは、セメント中のCS(エーライト)量との単相関が高いことが知られており、このことから、目標とするモルタルの圧縮強さMと、焼成前のCS量(質量%)(CMT)との関係は、次式(5)を用いて表すことが可能となる。
=p×(CMT−4.07DMT)+p・・・・(5−1)
ただし、4.07DMTはクリンカを焼成しても反応しなかった遊離CaO量(質量%)(DMT)から算出されるCS量であり、p,pは、材齢(日)毎に設定される定数を示す。特に、本発明では、遊離CaO(フリーライム)も含むCaOから計算されるCS量から4.07×遊離CaO量を差し引いた値、例えば、(CMT−4.07DMT)は、焼成後のクリンカ中の実際のCS量であり、この値を補正CS量と称する。
Next, a method for complementing the decrease in compressive strength of mortar due to phosphorus and fluorine content will be described.
Mortar strength of cement is that known is a single high correlation between C 3 S (alite) content in the cement, Therefore, the compressive strength M T of mortar to a target before firing The relationship with the amount of C 3 S (% by mass) (C MT ) can be expressed using the following equation (5).
M T = p 1 × (C MT −4.07D MT ) + p 2 ... (5-1)
However, 4.07D MT is the amount of C 3 S calculated from the amount of free CaO (mass%) (D MT ) that did not react even when the clinker was fired, and p 1 and p 2 are the age (days) ) Indicates the constant set for each. In particular, in the present invention, a value obtained by subtracting 4.07 × free CaO amount from C 3 S amount calculated from CaO including free CaO (free lime), for example, (C MT −4.07D MT ) is calcined. This is the actual amount of C 3 S in the subsequent clinker, and this value is referred to as a corrected C 3 S amount.

同様に、式(1)の予測モルタルの圧縮強さMについては、CS量(質量%)をC、遊離CaO量(質量%)をDとすると、
M=p×(C−4.07D)+p・・・・(5−2)
で表され、上記式(5−1)及び(5−2)から、所望されるモルタルの圧縮強さMを得るために増加すべき補正CS量(質量%)を算出できる。補正CS量の増加量ΔCは、次式(5)を用いて表される。
−M=p×ΔC・・・・(5)
ただし、ΔC=(CMT−4.07DMT)−(C−4.07D)を意味する。
Similarly, for the compressive strength M of the predicted mortar of the formula (1), when C 3 S amount (% by mass) is C M and free CaO amount (% by mass) is D M ,
M = p 1 × (C M −4.07D M ) + p 2 ... (5-2)
In the represented, from the above formulas (5-1) and (5-2), can be calculated correction C 3 S content should be increased in order to obtain a compressive strength M T of the desired mortar (% by mass). The increase amount ΔC of the correction C 3 S amount is expressed using the following equation (5).
M T −M = p 1 × ΔC (5)
However, ΔC = (C MT −4.07D MT ) − (C M −4.07D M ) is meant.

式(5)の左辺は、所望されるモルタルの圧縮強さMと、式(1)から算出されるリン及びフッ素を含有したモルタルの圧縮強さMとの差を示し、不足する圧縮強さの値を示している。
式(5)の右辺のΔCは、低下するモルタルの圧縮強さを補完するために増加すべき補正CS量(質量%)を示している。
The left-hand side of equation (5) represents the difference between the compressive strength M T of the desired mortars and compressive strength M of the mortar which contains phosphorus and fluorine is calculated from equation (1), the compression strength is insufficient The value of the height is shown.
ΔC on the right side of the equation (5) indicates a corrected C 3 S amount (% by mass) that should be increased to compensate for the decreasing compressive strength of the mortar.

式(5−1)又は(5−2)に含まれる定数p,pは、実験により設定される数値であり、具体的には、セメントクリンカ中のCS含有量(質量%)(C)を変化させて、複数種類のクリンカを電気炉で作製し、所定の材齢(日)毎に、得られたモルタル圧縮強さ及び遊離CaO量(質量%)(D)を測定し、例えば、上記式(5−1)の左辺及び右辺のCMT,DMTにこれらの値を代入することにより、定数p,pを最小二乗法により得た。 The constants p 1 and p 2 included in the formula (5-1) or (5-2) are numerical values set by experiments, and specifically, the C 3 S content (mass%) in the cement clinker. Various types of clinker were produced in an electric furnace while changing (C), and the obtained mortar compressive strength and the amount of free CaO (mass%) (D) were measured for each predetermined age (day). For example, the constants p 1 and p 2 were obtained by the method of least squares by substituting these values into the C MT and D MT on the left side and the right side of the formula (5-1).

実際に、定数p,pを算出するため、セメントクリンカ中のCS含有量を変えて、4種類のクリンカを電気炉で作製し、所定の材齢で得られたモルタル圧縮強さを測定した。
表1に示す基本組成を有するセメントクリンカの基準モルタルのCS含有量を増減させると共に、これに併せて補正CS量を調整した。セメントの作製方法は、上述したリン及びフッ素の含有量を調整する場合と同様に行い、モルタルの圧縮強さもJIS R 5201に基づいて行った。
その測定結果を、表5に示す。
Actually, in order to calculate the constants p 1 and p 2 , the C 3 S content in the cement clinker was changed, and four types of clinker were produced in an electric furnace, and the mortar compressive strength obtained at a predetermined age. Was measured.
The C 3 S content of the reference mortar of the cement clinker having the basic composition shown in Table 1 was increased and decreased, and the corrected C 3 S content was adjusted accordingly. The method for producing the cement was the same as that for adjusting the phosphorus and fluorine contents described above, and the compressive strength of the mortar was also based on JIS R 5201.
The measurement results are shown in Table 5.

Figure 0004349979
Figure 0004349979

表5の測定結果を利用し、式(5−1)又は(5−2)に各数値を代入することにより、材齢毎に、定数p,pを最小二乗法により算出した。その算出結果を表6に示す。 By using the measurement results in Table 5 and substituting each numerical value into the formula (5-1) or (5-2), the constants p 1 and p 2 were calculated for each age by the least square method. The calculation results are shown in Table 6.

Figure 0004349979
Figure 0004349979

リン及びフッ素含有によるモルタルの圧縮強さの低下を、CS量の増加により補完するには、上記式(1)及び式(5)を補正CS量の増加量ΔCの方程式として解くことにより、増加量ΔCを算出することが可能である。また、リン及びフッ素を含有するモルタルの予測圧縮強さMを式(1)により算出し、目標となる所望されるモルタルの圧縮強さMと併せて、式(5)に代入することにより、容易に補正CS量の増加量ΔCを算出することができる。このように算出された補正CS量の増加量より、例えば必要な分量の石灰石を原料に加えてCS量を増加する等の対応が可能となる。
表7は、リン及びフッ素の含有量を変化させた場合に、表4に示す所望されるモルタルの圧縮強さを得るために、必要な補正CS量の増加量を算出したものである。
また、図2は、Pの含有量を0.05〜1.0%、Fの含有量を0.05〜0.3%に調整した場合に、表4に示す所望されるモルタルの圧縮強さを得るために必要な補正CS量の増加量を表した図である。
In order to compensate for the decrease in the compressive strength of the mortar due to the phosphorus and fluorine contents by increasing the amount of C 3 S, the above formulas (1) and (5) are solved as an equation for the amount of increase ΔC in the corrected C 3 S amount. Thus, it is possible to calculate the increase amount ΔC. Further, the predicted compressive strength M of the mortar which contains phosphorus and fluorine was calculated by the equation (1), in conjunction with compressive strength M T of the desired mortar becomes a target, by substituting the equation (5) Thus, the increase amount ΔC of the correction C 3 S amount can be easily calculated. Based on the increase amount of the corrected C 3 S amount calculated in this way, for example, a necessary amount of limestone can be added to the raw material to increase the C 3 S amount.
Table 7 shows the amount of increase in correction C 3 S necessary to obtain the desired mortar compressive strength shown in Table 4 when the phosphorus and fluorine contents are changed. .
FIG. 2 shows the desired mortar shown in Table 4 when the P 2 O 5 content is adjusted to 0.05 to 1.0% and the F content is adjusted to 0.05 to 0.3%. it is a diagram showing the increased amount of the correction C 3 S amount required to obtain the compression strength.

Figure 0004349979
Figure 0004349979

表7及び図2を見ると、材齢7日までは、リン、フッ素共に増加するほど、所望されるモルタルの圧縮強さを得るために必要な補正CS量の増加量は顕著に増加する。材齢28日においては、フッ素が0.05質量%以下の場合には、Pが0.05〜1質量%までの全領域に渡って、所望されるモルタルの圧縮強さを得るために必要な補正CS量を、5質量%以下の範囲で減少させることが可能である。他方、フッ素が0.05質量%以上では、リン、フッ素共に増加するほど、所望されるモルタルの圧縮強さを得るために必要な補正CS量の増加量は顕著に増加する傾向が理解される。 Referring to Table 7 and FIG. 2, the increase in the amount of correction C 3 S necessary to obtain the desired compressive strength of the mortar increases remarkably as both phosphorus and fluorine increase up to the age of 7 days. To do. In the age of 28 days, when the fluorine content is 0.05% by mass or less, the desired compressive strength of the mortar is obtained over the entire range of 0.05 to 1% by mass of P 2 O 5. Therefore, it is possible to reduce the amount of correction C 3 S necessary for the purpose within a range of 5% by mass or less. On the other hand, it is understood that when the fluorine content is 0.05% by mass or more, the amount of correction C 3 S required to obtain the desired compressive strength of mortar increases remarkably as both phosphorus and fluorine increase. Is done.

本発明の品質管理方法は、リンとフッ素とを同時に含有する廃棄物等を原料として用いて得られる、またはリンを単独で含有する廃棄物等とフッ素を単独で含有する廃棄物等とを同時に原料として用いて得られるセメント等の水硬性組成物の強度発現性低下を予測することができるため、原材料中のリン含有量とフッ素含有量とを相互に関連させて制御した場合には、強度発現性の低下を抑制することができ、更には、低下した強度をCS量を適切量増加することにより容易に補完することができることとなり、良好な品質を備える水硬性組成物を得ることができるため、廃棄物の有効な利用が推進されることとなる。 The quality control method of the present invention is obtained by using waste containing phosphorus and fluorine at the same time as raw materials, or waste containing phosphorus alone and waste containing fluorine alone at the same time. Since it is possible to predict a decrease in strength of a hydraulic composition such as cement obtained as a raw material, when the phosphorus content and the fluorine content in the raw material are controlled in relation to each other, the strength The decrease in expression can be suppressed, and furthermore, the reduced strength can be easily complemented by increasing the amount of C 3 S appropriately, and a hydraulic composition having good quality can be obtained. Therefore, effective use of waste will be promoted.

リン及びフッ素の含有量を変化させた場合の材齢毎のモルタル圧縮強さを示すグラフである。It is a graph which shows the mortar compressive strength for every age at the time of changing content of phosphorus and a fluorine. リン及びフッ素によるモルタル圧縮強さの低下を補うCSの増加量を示すグラフである。It is a graph showing the increase of C 3 S to compensate for the reduction in mortar compressive strength with phosphorus and fluorine.

Claims (4)

リンとフッ素とを含む原料を使用する水硬性組成物の品質管理方法において、
該水硬性組成物を用いたモルタルの圧縮強さMを、次式(1)を用いて予測することを特徴とする水硬性組成物の品質管理方法。
M=M×(k・A+k・B+k・A・B+100)/100・・・・(1)
ただし、式中、Mは材齢に応じたモルタルの基準圧縮強さ、AはP量(質量%)、Bはフッ素量(質量%)、k,k,kは係数を示す。
In the quality control method of the hydraulic composition using the raw material containing phosphorus and fluorine,
A quality control method for a hydraulic composition, wherein the compressive strength M of a mortar using the hydraulic composition is predicted using the following formula (1).
M = M 0 × (k 1 · A + k 2 · B + k 3 · A · B + 100) / 100 (1)
However, where, M 0 is the reference compressive strength of mortar according to the age, A is P 2 O 5 content (mass%), B is fluorine content (mass%), k 1, k 2 , k 3 Indicates a coefficient.
請求項1に記載の水硬性組成物の品質管理方法において、各係数k,k,kは、次式(2)から(4)で与えられることを特徴とする水硬性組成物の品質管理方法。
=a×Log(t)+b・・・・(2)
=a×Log(t)+b・・・・(3)
=a×Log(t)+b・・・・(4)
ただし、式中、tは材齢(日)、a,a,a,b,b,bは定数を示す。
The quality control method of the hydraulic composition according to claim 1, wherein the coefficients k 1 , k 2 , and k 3 are given by the following equations (2) to (4): Quality control method.
k 1 = a 1 × Log (t) + b 1 ... (2)
k 2 = a 2 × Log (t) + b 2 ... (3)
k 3 = a 3 × Log (t) + b 3 ... (4)
However, in the formula, t is the age (day), and a 1 , a 2 , a 3 , b 1 , b 2 , and b 3 are constants.
請求項2に記載の水硬性組成物の品質管理方法において、定数a,a,a,b,b,bは、リンとフッ素とを含む原料を使用した水硬性組成物に係るモルタルの圧縮強さの測定結果から算出することを特徴とする水硬性組成物の品質管理方法。 The hydraulic composition according to claim 2, wherein the constants a 1 , a 2 , a 3 , b 1 , b 2 , and b 3 are raw materials containing phosphorus and fluorine. A quality control method for a hydraulic composition, which is calculated from the measurement result of the compressive strength of the mortar according to the invention. 請求項1乃至3のいずれかの項記載の水硬性組成物の品質管理方法において、更に、目標とするモルタルの圧縮強さMを得るために、次式(5)を用いて、遊離CaO量を考慮する補正CS量の増加必要量ΔCを設定することを特徴とする水硬性組成物の品質管理方法。
−M=p×ΔC・・・・(5)
ただし、式中、Mは式(1)で算出されるモルタルの圧縮強さ、pは、材齢(日)に応じて設定される定数を示す。
In the quality control method of the hydraulic composition of according to one of claims 1 to 3, further, in order to obtain a compressive strength M T of mortar the target, using the following equation (5), free CaO A quality control method for a hydraulic composition, characterized in that an increase required amount ΔC of a correction C 3 S amount considering the amount is set.
M T −M = p 1 × ΔC (5)
However, where, M is the formula (1) in compressive strength of the mortar to be calculated, p 1 indicates a constant that is set in accordance with the age of (day).
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