JP5548045B2 - Recycled cement raw material and recycled cement composition using the same - Google Patents
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Description
本発明はセメント硬化体由来成分を多量に含有する再生セメント原料及び該再生セメント原料を含むセメント組成物に関する。 The present invention relates to a recycled cement raw material containing a large amount of a hardened cement-derived material component and a cement composition containing the recycled cement raw material.
コンクリート等のセメント硬化体に使用する材料は、わが国のマテリアルフローの半分近くを占めている。また、建設業からの廃棄物量は、全産業廃棄物の約２０％を占めており、そのうちの約４０％が解体コンクリート塊である。
解体コンクリートの再利用率は９０％前後の高い値を示しているが、大部分が解体コンクリートを破砕して道路の路盤材に使用するものであり、骨材やセメントが循環する形のリサイクルは、あまり進んでいない。さらに、公共工事の減少により道路建設は急速に縮小しつつあり、路盤材への利用によるリサイクルも困難となりつつある。したがって、骨材はコンクリート用骨材に、セメント硬化体はセメント原料として再利用する循環型のコンクリートリサイクルを進める事が求められている。
リサイクル資源の有効活用の観点から、解体コンクリート等のセメント硬化体由来の有用な材料を回収して利用する方法が種々検討されている。なかでも解体コンクリートを粉砕し、そこに含まれる粗骨材、細骨材を回収する方法は広く行われており、再利用が可能な高品質の骨材を回収する技術が開発され（例えば、特許文献１及び２参照。）、ＪＩＳも制定されている（ＪＩＳ Ａ５０２１）。
近年、骨材を回収した際に発生する粉末の利用についても注目されているが、粉末の再生利用に際しては、回収された粉末中に反応性の高いセメント成分と反応活性のない骨材成分が混在しており、反応活性のない骨材成分の含有量が多く、その割合が一定しないことから、再生利用が進んでいないのが現状である。
Materials used for hardened cement such as concrete account for nearly half of Japan's material flow. The amount of waste from the construction industry accounts for about 20% of all industrial waste, of which about 40% is demolition concrete lump.
The reuse rate of demolished concrete shows a high value of around 90%, but most of the demolished concrete is crushed and used as roadbed material. Recycling in the form of circulating aggregate and cement , Not much progress. In addition, road construction is shrinking rapidly due to a decrease in public works, and recycling by use for roadbed materials is becoming difficult. Accordingly, there is a demand for recycling concrete recycling in which the aggregate is reused as a concrete aggregate and the hardened cement is reused as a cement raw material.
From the viewpoint of effective utilization of recycled resources, various methods for recovering and using useful materials derived from hardened cement bodies such as demolished concrete have been studied. Among them, a method of pulverizing demolished concrete and collecting coarse aggregates and fine aggregates contained therein is widely performed, and a technique for collecting high-quality aggregates that can be reused has been developed (for example, Patent Documents 1 and 2)) and JIS have been established (JIS A5021).
In recent years, attention has also been paid to the use of powder generated when aggregate is recovered, but when powder is recycled, highly reactive cement components and non-reactive aggregate components are contained in the recovered powder. Since there is a large amount of aggregate components with no reaction activity and the ratio is not constant, recycling is not progressing at present.
通常、ポルトランドセメント１トン製造するに際して、原料の石灰石から約４５０ｋｇ、焼成エネルギーから約３００ｋｇ、合計約７５０ｋｇの二酸化炭素（ＣＯ２）が発生する。セメント産業からの二酸化炭素発生の総量は、わが国全体の約４％を占め、セメントからの二酸化炭素削減が望まれている。
解体コンクリートから回収した粉末にはセメント硬化体の粉末が多く含まれているのであり、これをセメント原料としてリサイクルすれば、従来のセメント原料とは異なり、原材料の石灰石（ＣａＣＯ３）から二酸化炭素を除去した粉末であるため、回収した再生微粉末をセメント原料としてセメントを製造すれば、原料からの二酸化炭素の排出を大幅に抑制することができる。すなわち、全ての石灰石原料を再生微粉末でまかなう事ができれば、セメント製造時の二酸化炭素排出量をセメント１トン当り７５０ｋｇ／ｔｏｎから３００ｋｇ／ｔｏｎ（焼成エネルギー由来の二酸化炭素）近くへと約６０％削減することが可能となる。
Usually, when manufacturing 1 ton of Portland cement, about 450 kg of limestone as a raw material and about 300 kg of calcining energy are generated, and a total of about 750 kg of carbon dioxide (CO 2 ) is generated. The total amount of carbon dioxide generated from the cement industry accounts for about 4% of Japan's total, and reduction of carbon dioxide from cement is desired.
The powder recovered from the demolished concrete contains a large amount of hardened cement powder, and if this is recycled as a cement raw material, carbon dioxide is emitted from the raw material limestone (CaCO 3 ) unlike the conventional cement raw material. Since the removed powder is used to produce cement using the recovered recycled fine powder as a cement raw material, the emission of carbon dioxide from the raw material can be significantly suppressed. That is, if all the limestone raw materials can be covered with regenerated fine powder, the carbon dioxide emission during cement production will be about 60% from 750 kg / ton to 300 kg / ton (carbon dioxide derived from calcining energy) per ton of cement. It becomes possible to reduce.
このように解体コンクリートの循環型リサイクルは、骨材資源の保全、二酸化炭素の排出抑制等、セメント・コンクリートの環境負荷の低減に大きく貢献するのであり、これを可能とする技術が求められている。特に循環型リサイクルを実現するうえでネックとなっている再生微粉末をセメント原料として利用する技術が必要とされている。
再生微粉末をセメント原料として利用するための最も基本的な技術として解体コンクリート塊をそのまま破砕して粉末とし、それに不足する成分を添加して再生セメントを製造する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。この方法で得られる再生微粉末においては、セメントの主原料であるＣａＯとＳｉＯ２のうち、再生微粉末から得られるＣａＯとＳｉＯ２成分は質量で約３０％を占めるに過ぎず、７０％の石灰石を新たに添加しないと実用される再生セメント組成物が得られず、セメントのリサイクル技術としては限定的な効果しか有していなかった。
In this way, recycling-type recycling of demolished concrete greatly contributes to reducing the environmental impact of cement and concrete, such as the maintenance of aggregate resources and the suppression of carbon dioxide emissions, and technologies that enable this are required. . In particular, there is a need for a technology that uses recycled fine powder, which is a bottleneck in realizing recycling-type recycling, as a raw material for cement.
As a most basic technique for using recycled fine powder as a cement raw material, a method has been proposed in which a demolition concrete lump is crushed as it is into a powder, and a component that is lacking in it is added to produce recycled cement (for example, (See Patent Document 3). In the regenerated fine powder obtained by this method, CaO and SiO 2 components obtained from the regenerated fine powder account for only about 30% of CaO and SiO 2 which are main raw materials of cement, and 70% If limestone is not newly added, a reclaimed cement composition that is practically used cannot be obtained, and the cement recycling technology has only a limited effect.
これに対して、解体コンクリート塊から加熱すりもみ方式により構造体への再利用が可能な骨材を回収した後に残留する粉末をセメント原料とする技術が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。この技術では高度な処理技術で骨材を回収した後に残留する粉末を使用するため骨材に由来する粉末の量が少なく、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比で０．６〜０．８の粉末が得られているが、この粉末を使用した場合でも、セメントの主原料であるＣａＯとＳｉＯ２に占める再生微粉末からのＣａＯとＳｉＯ２の比率は４０％〜４５％であり、再生微粉末が主原料となるには至っていない。
上記の技術は、いずれも通常のポルトランドセメントの原料として再生微粉末を利用するものであり、再生微粉末に石灰石等の必要な成分を追加して１３００〜１５００℃で焼成して再生セメント組成物を製造するものである。
On the other hand, a technique has been proposed in which powder remaining after recovering an aggregate that can be reused in a structure by heating and grinding from a dismantled concrete block is used as a cement raw material (see, for example, Patent Document 4). .) In this technology, the powder remaining after the aggregate is recovered by advanced processing technology is used, so the amount of powder derived from the aggregate is small, and a CaO / SiO 2 mass ratio of 0.6 to 0.8 is obtained. However, even when this powder is used, the ratio of CaO and SiO 2 from the regenerated fine powder in CaO and SiO 2 which are the main raw materials of cement is 40% to 45%, and the regenerated fine powder is mainly used. It has not yet become a raw material.
Each of the above techniques uses regenerated fine powder as a raw material for ordinary Portland cement, and a regenerated cement composition obtained by adding necessary components such as limestone to the regenerated fine powder and firing at 1300 to 1500 ° C. Is to be manufactured.
これに対して、再生微粉末を４００℃〜８００℃で焼成することによりビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）を生成させ再生セメント組成物とする技術が提案されている（例えば、特許文献５、及び６参照。）。このようにして得られるビーライトと水の混合物から得られる硬化体の強度は低く、ビーライト単独で構造体に使用するセメントとするのは難しいが、高炉スラグ微粉末と混合して使用することにより十分な強度を有するセメントを得ることができ、且つ、ビーライトの製造は焼成温度が低いためセメント製造時の環境負荷が小さいメリットがある。しかしながら、これらの技術もまた、解体コンクリート塊から粗骨材と細骨材を回収した後に残留する粉末をそのまま使用するものであり、再生微粉末の利用率が低く、環境負荷低減効果が限定的であるという課題を有している。 In contrast, to produce a belite (2CaO · SiO 2) by burning reproducing fine powder at 400 ° C. to 800 ° C. and reproducing cement composition technique has been proposed (e.g., Patent Documents 5 and, 6). The strength of the hardened body obtained from the mixture of belite and water obtained in this way is low, and it is difficult to make cement used for the structure alone with belite, but it should be used by mixing with blast furnace slag fine powder. Thus, a cement having sufficient strength can be obtained, and the production of belite has a merit that the environmental load during cement production is small because the firing temperature is low. However, these techniques also use the powder remaining after recovering the coarse aggregate and fine aggregate from the demolition concrete lump, and the utilization rate of the regenerated fine powder is low, and the environmental load reduction effect is limited. It has the problem of being.
上記した問題に鑑みてなされた本発明の課題は、セメント硬化体の有用な再利用を可能とする、セメントの原料として好適な再生セメント原料、及び、前記本発明の再生セメント原料を用いてなる、製造時に発生する二酸化炭素が削減された再生セメント組成物を提供することにある。
本発明のさらなる課題は、該再生セメント組成物を用いた、製造時に発生する二酸化炭素が削減され、汎用性の高い混合セメント組成物を提供することにある。
An object of the present invention made in view of the above-described problems is to use a recycled cement raw material suitable as a raw material for cement, which enables useful reuse of a cement hardened body, and the recycled cement raw material of the present invention. An object of the present invention is to provide a recycled cement composition in which carbon dioxide generated during production is reduced.
A further object of the present invention is to provide a mixed cement composition having high versatility, in which carbon dioxide generated during production using the recycled cement composition is reduced.
本発明者らは、検討の結果、従来の再生微粉末が、単に解体コンクリートの破砕物を用いていたのに対し、特定の粒子径を有し、酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の含有比率が適正なものを選択して用いることで、有用な再生セメント原料が提供され、且つ、該再生セメント原料とともに、必要に応じてカルシウム原料やアルミニウム原料などを併用することで上記課題を解決しうることを見いだし、本発明を完成したものである。 As a result of the study, the present inventors have studied that the conventional recycled fine powder simply uses a crushed material of demolition concrete, but has a specific particle size, and is composed of calcium oxide (CaO) and silicon dioxide (SiO 2). ) Is used by selecting an appropriate content ratio, and a useful recycled cement raw material is provided, and together with the recycled cement raw material, a calcium raw material, an aluminum raw material, or the like is used in combination as necessary. The present invention has been completed.
すなわち、本発明の構成は以下に示す通りである。
＜１＞ セメント硬化体から、充填材料を分離回収した後に発生する粉末を、風力分級装置を用いて、密度１．９ｇ／ｃｍ ３ 〜２．２ｇ／ｃｍ ３ の範囲の粉末に分級した分級品であって、ＣａＯとＳｉＯ２とを、質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が０．６以上３．０以下の割合で含み、累積５０％粒径が１０μｍ以下である再生セメント原料である。
＜２＞ 前記セメント硬化体が、コンクリート硬化体であり、充填材料が、粗骨材と細骨材である＜１＞に記載の再生セメント原料である。
＜３＞ （Ａ）＜１＞又は＜２＞に記載の再生セメント原料と、（Ｂ）カルシウム原料、アルミニウム原料及び鉄原料から選ばれる少なくとも１種と、を含む混合物であって、該混合物に含まれるＣａＯとＳｉＯ２との質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が２．５以上３．７以下であり、ＣａＯと（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）との質量比〔ＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）〕が１．６以上２．９以下である混合物を、１３００℃〜１５００℃の温度で焼成して得られた焼結体を粉砕してなる再生セメント組成物である。
＜４＞ さらに、セッコウを３質量％〜７質量％含有する＜３＞に記載の再生セメント組成物である。
That is, the configuration of the present invention is as follows.
<1> from the cement hardened body, a powder that occurs after the separation and recovery of the filler material, using an air classifier, classified product was classified to a powder in a range of density 1.9g / cm 3 ~2.2g / cm 3 a is, the CaO and SiO 2, wherein a ratio of the mass ratio (CaO / SiO 2) is 0.6 to 3.0, cumulative 50% particle diameter is the playback cement material is 10μm or less.
<2> The recycled cement raw material according to <1>, wherein the hardened cement body is a hardened concrete body, and the filling material is a coarse aggregate and a fine aggregate.
<3> (A) A recycled cement raw material according to <1> or <2>, and (B) at least one selected from a calcium raw material, an aluminum raw material, and an iron raw material, The mass ratio of CaO and SiO 2 contained (CaO / SiO 2 ) is 2.5 or more and 3.7 or less, and the mass ratio of CaO to (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) [CaO / ( Recycled cement obtained by pulverizing a sintered body obtained by firing a mixture of SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 )] from 1.6 to 2.9 at a temperature of 1300 ° C. to 1500 ° C. It is a composition.
<4> Furthermore, it is a recycled cement composition as described in <3> which contains gypsum 3 mass%-7 mass%.
＜５＞ （Ａ）＜１＞又は＜２＞に記載の再生セメント原料と、（Ｃ）カルシウム原料及びシリカ原料から選ばれる少なくとも１種と、を含む混合物であって、該混合物に含まれるＣａＯとＳｉＯ２との質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が１．７以上２．３以下となる混合物を、４００℃〜８００℃の温度で焼成して得られた焼結体を粉砕してなる再生セメント組成物である。
＜６＞ ＜３＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の再生セメント組成物３０質量％〜６０質量％と、粉末度３０００ｃｍ２／ｇ〜１３０００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ微粉末４０質量％〜７０質量％と、セッコウ２質量％〜９質量％とを、全体が１００質量％となるように含有してなる混合セメント組成物である。
＜７＞ ＜３＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の再生セメント組成物５質量％〜３５質量％と、粉末度３０００ｃｍ２／ｇ〜１３０００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ微粉末６０質量％〜９０質量％と、セッコウ５質量％〜２０質量％とを、全体が１００質量％となるように含有してなる混合セメント組成物である。
＜８＞ 前記混合セメント組成物における再生セメント組成物の含有量を１００質量部としたとき、該再生セメント組成物の３０質量％〜７０質量％を、ポルトランドセメントで置き換えた＜６＞又は＜７＞に記載の混合セメント組成物。
<5> (A) A mixture containing the recycled cement raw material according to <1> or <2> and (C) at least one selected from a calcium raw material and a silica raw material, the CaO contained in the mixture the mass ratio of SiO 2 (CaO / SiO 2) is a mixture of 1.7 to 2.3, obtained by pulverizing the sintered body obtained by firing at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. Play It is a cement composition.
<6><3> - reproduction cement composition 30 wt% to 60 wt% of any one of <5> and, fineness 3000cm 2 / g~13000cm 2 / g of blast furnace slag 40% by weight It is a mixed cement composition which contains -70 mass% and gypsum 2 mass%-9 mass% so that the whole may be 100 mass%.
<7><3> - reproduction cement composition 5 wt% to 35 wt% of any one of <5> and, fineness 3000cm 2 / g~13000cm 2 / g of blast furnace slag 60% by weight It is a mixed cement composition which contains -90 mass% and gypsum 5 mass%-20 mass% so that the whole may be 100 mass%.
<8> When the content of the recycled cement composition in the mixed cement composition is 100 parts by mass, 30% to 70% by mass of the recycled cement composition is replaced with Portland cement <6> or <7 The mixed cement composition according to>.
本発明によれば、セメント硬化体の有用な再利用を可能とする、セメントの原料として好適な再生セメント原料、及び、前記本発明の再生セメント原料を用いてなる、製造時に発生する二酸化炭素が削減された再生セメント組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、前記再生セメント組成物を用いた、製造時に発生する二酸化炭素が削減され、汎用性の高い混合セメント組成物が提供される。
According to the present invention, a recycled cement raw material suitable as a raw material for cement, which enables useful reuse of a hardened cement body, and carbon dioxide generated during production using the recycled cement raw material of the present invention are provided. A reduced recycled cement composition can be provided.
Moreover, according to this invention, the carbon dioxide which generate | occur | produces at the time of manufacture using the said regenerated cement composition is reduced, and a highly versatile mixed cement composition is provided.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の第１の態様に係る再生セメント原料は、セメント硬化体から、充填材料を分離回収した後に発生する粉末を、風力分級装置を用いて、密度１．９ｇ／ｃｍ ３ 〜２．２ｇ／ｃｍ ３ の範囲の粉末に分級した分級品であって、ＣａＯとＳｉＯ２とを、質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が０．６以上３．０以下の割合で含み、累積５０％粒径が１０μｍ以下の粉末であることを特徴とするものであり、原料として用いられるセメント硬化体は、解体コンクリートなどのコンクリート硬化体であることが好ましく、再生微粉末を得るために除去される充填材料としては、粗骨材と細骨材であることが好ましい態様である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The recycled cement raw material according to the first aspect of the present invention is a powder produced after separating and recovering a filling material from a hardened cement, and using a wind classifier, a density of 1.9 g / cm 3 to 2.2 g / A classified product classified into powder in the range of cm 3 , comprising CaO and SiO 2 at a mass ratio (CaO / SiO 2 ) of 0.6 to 3.0, and a cumulative 50% particle size and characterized in that a powder under 10μm or less, hardened cement paste used as a raw material, filler material that is concrete cured product by disassembling the concrete is preferably removed to obtain a reproducing fine powder As a preferred embodiment, coarse aggregate and fine aggregate are preferable.
本発明の再生セメント組成物は、前記本発明の再生セメント原料を用いることを特徴とする。再生セメント組成物としては、通常のポルトランドセメント組成物などと同様に用いられる第１の態様と、高炉スラグ微粉末との併用に有用な水硬性セメント組成物としての第２の態様が挙げられる。
即ち、本願請求項３に記載の、本発明の第１の態様に係る再生セメント組成物は、（Ａ）前記本発明の再生セメント原料と、（Ｂ）カルシウム原料、アルミニウム原料及び鉄原料から選ばれる少なくとも１種と、を含む混合物であって、該混合物に含まれるＣａＯとＳｉＯ２との質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が２．５以上３．７以下であり、ＣａＯと（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）との質量比〔ＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）〕が１．６以上２．９以下である混合物を、１３００℃〜１５００℃の温度で焼成して得られた焼結体を粉砕して得られる再生セメント組成物である。
The recycled cement composition of the present invention is characterized by using the recycled cement raw material of the present invention. Examples of the recycled cement composition include a first aspect that is used in the same manner as a normal Portland cement composition and the like, and a second aspect that is useful as a hydraulic cement composition useful in combination with blast furnace slag fine powder.
That is, the recycled cement composition according to the first aspect of the present invention described in claim 3 is selected from (A) the recycled cement raw material of the present invention, and (B) a calcium raw material, an aluminum raw material, and an iron raw material. And a mass ratio (CaO / SiO 2 ) between CaO and SiO 2 contained in the mixture is 2.5 or more and 3.7 or less, and CaO and (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) with a mass ratio [CaO / (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 )] of 1.6 or more and 2.9 or less at a temperature of 1300 ° C. to 1500 ° C. It is a recycled cement composition obtained by pulverizing a sintered body obtained by firing.
また、本発明の第２の態様に係る再生セメント組成物は、（Ａ）前記本発明の再生セメント原料と、（Ｃ）カルシウム原料及びシリカ原料から選ばれる少なくとも１種と、を含む混合物であって、該混合物に含まれるＣａＯとＳｉＯ２との質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が１．７以上２．３以下となる混合物を、４００℃〜８００℃の温度で焼成して得られた焼結体を粉砕して得られる再生セメント組成物である。
これら本発明の再生セメント組成物は、いずれも、セメント硬化体から粗骨材と細骨材に代表される充填材料を回収した後に発生するＣａＯとＳｉＯ２とを含む粉末を分級して得られ、ＣａＯとＳｉＯ２とを、質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が０．６以上３．０以下の割合で含み、累積５０％粒径が１０μｍ以下の粉末である（Ａ）再生セメント原料（以下、適宜、再生微粉末と称する）を含有することを大きな特徴とする。以下、まず、本発明の特徴的な成分である（Ａ）再生セメント原料について、その製造方法とともに詳細に説明する。
The recycled cement composition according to the second aspect of the present invention is a mixture comprising (A) the recycled cement raw material of the present invention and (C) at least one selected from a calcium raw material and a silica raw material. The mixture obtained by firing the mixture in which the mass ratio of CaO and SiO 2 (CaO / SiO 2 ) contained in the mixture is 1.7 or more and 2.3 or less at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. This is a recycled cement composition obtained by pulverizing the kneaded product.
These recycled cement compositions of the present invention are all obtained by classifying a powder containing CaO and SiO 2 generated after recovering a filling material typified by coarse aggregate and fine aggregate from a hardened cement body. , the CaO and SiO 2, wherein a ratio of the mass ratio (CaO / SiO 2) is 0.6 to 3.0, cumulative 50% particle diameter is a powder under 10μm or less (a) reproducing cement material ( Hereinafter, it is characterized by containing a regenerated fine powder as appropriate. Hereinafter, the (A) recycled cement raw material, which is a characteristic component of the present invention, will be described in detail together with its production method.
＜（Ａ）再生セメント原料＞
本発明の再生セメント原料は、解体コンクリートなどのセメント硬化体から、粗骨材や細骨材などの充填材料を回収、除去した後に発生するＣａＯとＳｉＯ２とを含む粉末を、風力分級装置を用いて、密度１．９ｇ／ｃｍ ３ 〜２．２ｇ／ｃｍ ３ の範囲の粉末に分級して得られ、ＣａＯとＳｉＯ２とを、質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が０．６以上３．０以下の割合で含み、累積５０％粒径が１０μｍ以下であることを特徴とする。
累積５０％粒径が１０μｍを超える粉末の場合、細骨材など骨材成分を多く含むことになり、好ましくない。累積５０％粒径は、好ましくは、１０μｍ以下であり、より好ましくは、８μｍ以下である。但し、本発明の解体コンクリート由来粉末における粒径１μｍ以下の微粉末の含有量が多くなった場合には、粉末の凝集が生じやすくなるなどハンドリング性が低下するため、累積５０％粒径の下限値は１μｍ程度であることが好ましい。
また、累積９０％粒径が２０μｍ以下であるとは、本発明の粉末における粒径２０μｍ以上の粉末の含有量が１０％以下であることを示すが、累積５０％粒径、即ち、平均的な粒径が１０μｍ以下であっても、２０μｍ以上の比較的大きな粒径の粒子を含有する場合には、解体コンクリート粉末における成分として、セメント組成物の形成に寄与しない骨材成分の含有量が増えることになり、本発明の優れた効果を発現しない懸念がある。
<(A) Recycled cement raw material>
The recycled cement raw material of the present invention uses a wind classifier for a powder containing CaO and SiO 2 generated after recovering and removing a filler such as coarse aggregate and fine aggregate from a hardened cement such as dismantled concrete. using, obtained by powder classifying the range of density of 1.9g / cm 3 ~2.2g / cm 3 , the CaO and SiO 2, the mass ratio (CaO / SiO 2) is 0.6 or more 3. 0 wherein a ratio of the following, characterized in that the cumulative 50% particle diameter is below 10μm or less.
In the case of a powder having a cumulative 50% particle size exceeding 10 μm, it contains a large amount of aggregate components such as fine aggregate, which is not preferable. The cumulative 50% particle size is preferably 10 μm or less, and more preferably 8 μm or less. However, when the content of fine powder having a particle size of 1 μm or less in the dismantled concrete-derived powder of the present invention is increased, the handling property is reduced such that the powder is likely to be aggregated. The value is preferably about 1 μm.
Further, the cumulative 90% particle size of 20 μm or less indicates that the content of the powder having a particle size of 20 μm or more in the powder of the present invention is 10% or less, but the cumulative 50% particle size, ie, average Even if the average particle size is 10 μm or less, the content of the aggregate component that does not contribute to the formation of the cement composition is included as a component in the demolished concrete powder when particles having a relatively large particle size of 20 μm or more are contained. Therefore, there is a concern that the excellent effect of the present invention is not exhibited.
図１は建設後３１年を経過した建築物を解体した時に発生した解体コンクリートから、特公平６−３０７５５号公報に記載の竪型偏心ロータ式再生粗骨材製造装置を用いて粗骨材を回収し、粗骨材を回収した残りの粒径５ｍｍ以下の解体コンクリート細粒を製造し、得られた５ｍｍ以下の解体コンクリート細粒を、以下に詳述する連続式遊星ミルを用いて、粒径０．６ｍｍを超える細骨材と０．６ｍｍ以下の粉末に分離した後、０．６ｍｍ以下の粉末を、遠心式風力分級装置を用いて種々の平均粒子径の粉末に分けた時に粉末が示すＣａＯ／ＳｉＯ２質量比と平均粒子径の関係を示す。
図１に記載のように、驚くべきことに、累積５０％粒径が１０μｍ以下となることで、粉末中のＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が急激に大きくなることを見出した。すなわち、粗骨材と細骨材を回収した残りの粉末から平均粒子径が１０μｍ以下の粉末を取り出すことで、セメント硬化体成分の多い粉末が抽出できることが明らかとなった。
FIG. 1 shows a rough aggregate produced from demolished concrete generated when demolishing a building after 31 years of construction using a vertical eccentric rotor type recycled coarse aggregate manufacturing apparatus described in Japanese Patent Publication No. 6-30755. Recovered coarse aggregates are recovered and the remaining disassembled concrete fine particles having a particle size of 5 mm or less are produced. The obtained dismantled concrete fine particles of 5 mm or less are obtained using a continuous planetary mill described in detail below. After separating into a fine aggregate exceeding 0.6 mm in diameter and a powder of 0.6 mm or less, the powder is reduced when the powder of 0.6 mm or less is divided into powders of various average particle sizes using a centrifugal air classifier. It shows the average particle size relationship between CaO / SiO 2 mass ratio shown.
As shown in FIG. 1, it was surprisingly found that the CaO / SiO 2 mass ratio in the powder suddenly increased when the cumulative 50% particle size became 10 μm or less. That is, it has been clarified that a powder having a large cementitious body component can be extracted by taking out a powder having an average particle size of 10 μm or less from the remaining powder from which the coarse aggregate and the fine aggregate are collected.
平均粒子径が１０μｍ以下の粒子においてセメント成分が著しく増大する理由は必ずしも明確ではないが、粗骨材と細骨材を回収するための処理を行った時、セメント硬化体と骨材の一部が同時に破砕され粉末が生成するものの、セメント硬化体の方が軟らかいため、セメント硬化体から生成する粉末の方が小さな粒子径に集中するのではないかと推定される。
さらに遠心式風力分級機では気流による向心力と羽車による遠心力を利用して分級を行っているため、骨材粉（密度２．４ｇ／ｃｍ３〜２．６ｇ／ｃｍ３程度）とセメント硬化体粉（密度１．９ｇ／ｃｍ３〜２．２ｇ／ｃｍ３程度）の密度差も両者の分離に効果を発揮していると推定される。本発明は、上記の発見を基に、再生微粉末の利用率の高い再生セメント組成物とその製造方法の発明に至ったものである。
The reason why the cement component is remarkably increased in particles having an average particle diameter of 10 μm or less is not necessarily clear, but when the treatment for recovering the coarse aggregate and the fine aggregate is performed, the cement hardened body and a part of the aggregate However, since the hardened cement body is softer, it is estimated that the powder generated from the hardened cement concentrates on a smaller particle diameter.
Because doing classification utilizing centrifugal force due to centripetal force and the impeller by air flow in the further centrifugal air classifier, the aggregate powder (density 2.4g / cm 3 ~2.6g / cm 3 or so) and cement density difference body powder (about a density 1.9g / cm 3 ~2.2g / cm 3 ) is also estimated to effective separation of both. Based on the above findings, the present invention has led to the invention of a recycled cement composition having a high utilization rate of recycled fine powder and a method for producing the same.
なお、本明細書において、累積５０％粒径及び累積９０％粒径は、体積を基準として、以下の条件で測定したものであり、本発明においては、この条件にて測定した値を用いている。
粉末０．５ｇを、０．２％ヘキサメタリン酸ナトリウム溶液中で３分間超音波分散させた後、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（マイクロトラックＭＴ３３００：日機装（株）製）にて測定を行った。
In the present specification, the cumulative 50% particle size and the cumulative 90% particle size are measured under the following conditions on the basis of the volume. In the present invention, the values measured under these conditions are used. Yes.
0.5 g of powder was ultrasonically dispersed in a 0.2% sodium hexametaphosphate solution for 3 minutes, and then measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (Microtrack MT3300, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). It was.
上述のように、本発明者らは、検討の結果、解体コンクリート粉末における上記累積５０％粒径と、得られる粉末の組成に相関があることを見出した。即ち、累積５０％粒径が小さくなるほど、得られる粉末中のＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が増加する傾向にある。 As described above, as a result of the examination, the present inventors have found that there is a correlation between the cumulative 50% particle size in the demolished concrete powder and the composition of the obtained powder. That is, as the cumulative 50% particle size becomes smaller, the CaO / SiO 2 mass ratio in the obtained powder tends to increase.
本発明に用いうる（Ａ）再生セメント原料の必要な物性としては、酸化カルシウム（ＣａＯ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とを、質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が０．６以上３．０以下の割合で含むことが挙げられ、再生微粉末が適用されるセメント組成物の品質を制御するという観点からはこの比率は、１．０以上、２．５以下であることがより好ましい。
また、酸化カルシウムと二酸化ケイ素の含有量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２（２００４）またはＪＩＳ Ｒ ５２０４（２００８）により測定することができる。
上記方法により、ＣａＯとＳｉＯ２との含有量を測定し、含有比率を算出すればよい。
再生セメント原料における再生微粉末中のＣａＯとＳｉＯ２との質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）が上記範囲において、再生セメント組成物を調製する際の二酸化炭素発生量を低減させることができ、且つ、得られた再生セメント組成物の硬化性が良好となる。
再生微粉末中の質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）は、通常、測定により比率が上記範囲内である原料粉末を選択して用い、所要量の酸化カルシウムや二酸化ケイ素を添加し、含有比率をセメント組成物に好適な範囲に調製する。
The necessary physical properties of the (A) recycled cement raw material that can be used in the present invention include calcium oxide (CaO) and silicon dioxide (SiO 2 ), and a mass ratio (CaO / SiO 2 ) of 0.6 or more and 3.0 or less. From the viewpoint of controlling the quality of the cement composition to which the recycled fine powder is applied, this ratio is more preferably 1.0 or more and 2.5 or less.
The contents of calcium oxide and silicon dioxide can be measured according to JIS R 5202 (2004) or JIS R 5204 (2008).
By the above method, to determine the content of CaO and SiO 2, it may be calculated content ratio.
When the mass ratio (CaO / SiO 2 ) of CaO and SiO 2 in the recycled fine powder in the recycled cement raw material is in the above range, the amount of carbon dioxide generated when preparing the recycled cement composition can be reduced, and The resulting recycled cement composition has good curability.
For the mass ratio (CaO / SiO 2 ) in the regenerated fine powder, the raw material powder whose ratio is within the above range is usually selected by measurement, the required amount of calcium oxide or silicon dioxide is added, and the content ratio is set to cement. It is prepared in a range suitable for the composition.
本発明の再生セメント原料は、例えば、解体コンクリート等のセメント硬化体を粉砕し、粗骨材や細骨材などの充填材料を取り除いて得た粉末を、分級して得ることができる。このとき分離された粗骨材や細骨材も再生品として使用することができることはいうまでもない。
以下、本発明の再生セメント原料の製造方法を詳細に説明する。
本発明に用いうる（Ａ）再生セメント原料を製造するには、まず、解体コンクリート等のセメント硬化体から、粗骨材と細骨材とを回収する骨材除去工程を行う。ここで、粗骨材の分離は、解体コンクリートを破砕し、粗骨材を回収する公知の方法で行うことができるが、本発明における好ましい粗骨材の回収方法においては、加熱を行わない機械擦りもみ方式により行われることが、製造時の二酸化炭素の削減という観点から好適である。
The recycled cement raw material of the present invention can be obtained, for example, by classifying a powder obtained by pulverizing a hardened cement body such as demolition concrete and removing a filler such as coarse aggregate and fine aggregate. Needless to say, the coarse and fine aggregates separated at this time can also be used as recycled products.
Hereinafter, the manufacturing method of the recycled cement raw material of this invention is demonstrated in detail.
In order to produce (A) a recycled cement raw material that can be used in the present invention, first, an aggregate removing step of recovering coarse aggregate and fine aggregate from a cement hardened body such as dismantled concrete is performed. Here, the separation of the coarse aggregate can be performed by a known method of crushing the demolished concrete and collecting the coarse aggregate. However, in the preferred method of collecting the coarse aggregate in the present invention, the machine is not heated. The scrubbing method is preferably performed from the viewpoint of reducing carbon dioxide during production.
セメント硬化体から、充填材料である骨材を除去する工程において、粗骨材回収工程では、竪型偏心ロータ式再生粗骨材製造装置を用い、粗骨材と５ｍｍ以下の細粒（解体コンクリート細粒）とを分離し、粗骨材回収後に残存する解体コンクリート細粒からの細骨材回収には遊星ミル型解体コンクリート細粒処理装置を用いる方法がある。
以下、解体コンクリートから粗骨材を回収した後に残存する解体コンクリート細粒から、再生微粉末を回収する方法について、遊星ミル型解体コンクリート細粒処理装置による方法を例に挙げて説明する。
In the process of removing the aggregate as the filler from the hardened cement body, the coarse aggregate recovery process uses a vertical eccentric rotor-type recycled coarse aggregate manufacturing apparatus, and coarse aggregate and fine particles of 5 mm or less (demolition concrete) There is a method of using a planetary mill type demolition concrete fine grain processing apparatus to collect fine aggregates from the demolition concrete fine grains remaining after the coarse aggregate recovery.
Hereinafter, a method of recovering the regenerated fine powder from the finely disassembled concrete particles remaining after recovering the coarse aggregate from the dismantled concrete will be described with reference to a method using a planetary mill-type dismantled concrete fine particle processing apparatus as an example.
遊星ミル型解体コンクリート細粒処理装置を用いて、遊星ミルのミル本体に取付けられ、前記ミル本体の軸回りに公転しながら自転するミルポットに気体を送り、該ミルポット内部で、細骨材の表面にセメント硬化体が付着した解体コンクリート細粒同士をすり合わせ、前記細骨材と前記セメント硬化体を分離させる。
このとき、前記遊星ミルの外部に設けられた粉末除去手段の送風装置から前記ミルポットへ気体を送り、分離された前記セメント硬化体を含む粉末を前記ミルポットから除去させ、除去された前記粉末を粉末回収装置で回収し、これを次工程である分級工程に付す。このとき得られる回収粉末は、本発明にて規定する粒度分布に適合し、セメント硬化体由来成分を多く含む本発明の再生微粉末と、骨材成分を多く含む粗粉が混合した解体コンクリート粉末であり、この解体コンクリート粉末を後述する分級装置により分級することで本発明の再生セメント原料（再生微粉末）が得られる。
また、セメント硬化体が除去された細骨材は、ミルポットの下方に設けた細骨材回収部で回収され、再生細骨材として利用される。
Using a planetary mill-type demolition concrete fine grain processing device, a gas is sent to a mill pot that rotates around the axis of the mill body and revolves around the axis of the mill body, and inside the mill pot, the surface of the fine aggregate The disassembled concrete fine particles to which the cement hardened body is adhered are rubbed together to separate the fine aggregate and the cement hardened body.
At this time, gas is sent from the air blower of the powder removing means provided outside the planetary mill to the mill pot, the separated powder containing the hardened cement body is removed from the mill pot, and the removed powder is powdered. It collect | recovers with a collection | recovery apparatus and attaches this to the classification process which is the next process. The recovered powder obtained at this time conforms to the particle size distribution specified in the present invention, and is a demolished concrete powder in which the regenerated fine powder of the present invention containing a large amount of components derived from a hardened cement and the coarse powder containing a large amount of aggregate components are mixed. The recycled cement raw material (regenerated fine powder) of the present invention can be obtained by classifying the dismantled concrete powder with a classifier described later.
Further, the fine aggregate from which the hardened cement body has been removed is recovered by a fine aggregate recovery unit provided below the mill pot and used as a recycled fine aggregate.
得られた解体コンクリート粉末を、分級装置を用いて密度１．９ｇ／ｃｍ ３ 〜２．２ｇ／ｃｍ ３ の範囲の粉末に分級し、累積５０％粒径が１０μｍ以下である再生微粉末を得る。
この分級を行う際には、分級を密閉された空間内で行い、空間内の空気中の二酸化炭素を除去する方法、或いは、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガスを封入した装置内で行う方法をとることで、処理中のセメント由来成分の炭酸化を抑制することができ、本発明における如きセメント製造時に原料から分離される二酸化炭素の少ない粉末を得ることができる。
The demolition concrete powder obtained, the range of density of 1.9g / cm 3 ~2.2g / cm 3 using a classification device powder classified to a reproduction powder cumulative 50% particle diameter is below 10μm or less obtain.
When performing this classification, classification is performed in a sealed space, and the carbon dioxide in the air in the space is removed, or in an apparatus filled with an inert gas such as nitrogen gas or argon gas. By adopting the method, carbonation of the cement-derived component during the treatment can be suppressed, and a powder with less carbon dioxide separated from the raw material at the time of producing the cement as in the present invention can be obtained.
なお、得られる粉末の炭酸化を抑制する目的で、分級工程のみならず、偏心ロータ方式や遊星ミル等の機械擦りもみ装置を用いた骨材除去工程においても、機械すりもみプロセスを密閉された空間内で行い、空間内の空気中の二酸化炭素を除去する方法、或いは、窒素ガスなどの不活性ガスを封入する方法をとることが好ましい態様である。 In order to suppress carbonation of the resulting powder, the mechanical grinding process was sealed not only in the classification process, but also in the aggregate removal process using a mechanical rubbing apparatus such as an eccentric rotor system or a planetary mill. It is a preferable aspect to take a method of removing carbon dioxide in the air in the space and enclosing an inert gas such as nitrogen gas.
分級装置としては、密封された循環路に気体を循環させることができる遠心式風力分級装置を用いることが好ましい。この分級装置を用いて、密閉された空間にて処理を行うと、分級開始初期に、密閉された空気中の二酸化炭素が粉末中に含まれるセメント由来成分と反応して、除去される。そして、二酸化炭素が除去された後は、二酸化炭素の少ない空気が循環することとなる。二酸化炭素の少ない空気を循環させることで、セメントによりアルカリ性となった粉末を、中性化することなく、アルカリ性を保持したまま回収できる。また、分級に用いる気体として、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性気体を用いた場合も、粉末中に含まれるセメント由来成分のアルカリ性を好ましい範囲に維持することができる。 As the classifier, it is preferable to use a centrifugal wind classifier that can circulate gas in a sealed circulation path. When treatment is performed in a sealed space using this classifier, carbon dioxide in the sealed air reacts with the cement-derived component contained in the powder and is removed at the beginning of classification. And after carbon dioxide is removed, air with little carbon dioxide will circulate. By circulating air with a small amount of carbon dioxide, the powder made alkaline by the cement can be recovered while maintaining the alkalinity without being neutralized. Moreover, also when inert gas, such as nitrogen gas and argon gas, is used as gas used for classification, the alkalinity of the cement origin component contained in a powder can be maintained in a preferable range.
分級工程を経て、累積５０％粒径が１０μｍ以下に調整された再生微粉末は、ＣａＯ／ＳｉＯ２の含有比率が好適であるため、後述する本発明のセメント組成物に好適に用いられる。 The regenerated fine powder whose cumulative 50% particle size is adjusted to 10 μm or less through the classification step is suitable for the cement composition of the present invention described later because the content ratio of CaO / SiO 2 is suitable.
＜分級装置＞
図２に示すように、本発明の実施の形態に係る分級装置１０は、遠心式の風力分級装置であり、密閉された筒体１７を備えた分級装置本体１６を有している。筒体１７は、中心線を鉛直方向に向けた円筒状とされ、上部と下部の円筒体をつなぐ中間部が、円錐状にくびれて径が細くされている。分級は筒体１７の上部で行われ、分級される解体コンクリート粉末５０は解体コンクリート粉末供給機１２から、筒体１７の中間部に供給される。
<Classifier>
As shown in FIG. 2, the classification device 10 according to the embodiment of the present invention is a centrifugal air classification device, and includes a classification device main body 16 including a sealed cylindrical body 17. The cylindrical body 17 has a cylindrical shape with the center line directed in the vertical direction, and an intermediate portion connecting the upper and lower cylindrical bodies is conically constricted to have a small diameter. Classification is performed on the upper part of the cylinder 17, and the demolished concrete powder 50 to be classified is supplied from the demolished concrete powder supply machine 12 to the middle part of the cylinder 17.
解体コンクリート粉末供給機１２は、投入口６２から投入された解体コンクリート粉末５０を一時貯蔵すると共に、所定量が供給部６４から筒体１７へ供給される。筒体１７への解体コンクリート粉末５０の供給は、解体コンクリート粉末供給機１２の下部に設けられたスパイラル羽根６３により行われる。スパイラル羽根６３の回転により、解体コンクリート粉末５０が供給部６４を経て解体コンクリート粉末供給管１４へ送り出され、解体コンクリート粉末供給管１４の先端６８から筒体１７の内部に供給される。 The demolition concrete powder supply machine 12 temporarily stores the demolition concrete powder 50 input from the input port 62, and a predetermined amount is supplied from the supply unit 64 to the cylindrical body 17. Supply of the demolished concrete powder 50 to the cylindrical body 17 is performed by a spiral blade 63 provided at the lower part of the demolished concrete powder supply machine 12. By the rotation of the spiral blade 63, the demolished concrete powder 50 is sent to the demolished concrete powder supply pipe 14 through the supply unit 64, and is supplied from the tip 68 of the demolished concrete powder supply pipe 14 to the inside of the cylindrical body 17.
解体コンクリート粉末供給機１２は、密閉構造とされており、大気中の二酸化炭素と解体コンクリート粉末５０の反応が抑制される。なお、後述するように、分級装置１０の全体が密閉構造とされており、分級された微粉７４や粗粉７２も大気中の二酸化炭素との反応が抑制される。
ここに、解体コンクリート粉末５０は、図３の製造フローに示す手順を経て生成される。先ず、建物解体時に発生した解体コンクリート５２を破砕し、破砕された粒径４０ｍｍ以下の解体コンクリート５２を竪型偏心ロータ式再生粗骨材製造装置５４に投入する。竪型偏心ロータ式再生粗骨材製造装置５４で処理された５ｍｍを超える粗骨材５６を回収し、残りの５ｍｍ以下の解体コンクリート細粒を連続遊星ミル型解体コンクリート細粒処理装置５８に投入する。連続遊星ミル型解体コンクリート細粒処理装置５８で処理された粒径が０．６ｍｍを超える細骨材６０を回収し、残りの粒径が０．６ｍｍ以下の粉末を遠心式風力分級機１０に投入する。
The demolition concrete powder supply machine 12 has a sealed structure, and the reaction between carbon dioxide in the atmosphere and the demolition concrete powder 50 is suppressed. As will be described later, the classification device 10 as a whole has a sealed structure, and the classified fine powder 74 and coarse powder 72 are also inhibited from reacting with carbon dioxide in the atmosphere.
Here, the demolition concrete powder 50 is produced | generated through the procedure shown in the manufacturing flow of FIG. First, the demolished concrete 52 generated at the time of building demolition is crushed, and the crushed demolished concrete 52 having a particle size of 40 mm or less is put into a vertical eccentric rotor type recycled coarse aggregate manufacturing apparatus 54. The coarse aggregate 56 exceeding 5 mm processed by the vertical eccentric rotor-type recycled coarse aggregate manufacturing apparatus 54 is collected, and the remaining 5 mm or less of disassembled concrete fine particles are put into a continuous planetary mill type disassembled concrete fine particle processing apparatus 58. To do. The fine aggregate 60 having a particle size exceeding 0.6 mm processed by the continuous planetary mill type demolition concrete fine particle processing device 58 is recovered, and the remaining powder having a particle size of 0.6 mm or less is supplied to the centrifugal wind classifier 10. throw into.
この粒径０．６ｍｍ以下の粉末が、セメント硬化体由来成分を多く含む再生微粉末と、骨材成分を多く含む粗粉と、が混合された解体コンクリート粉末５０である。遠心式風力分級機１０は、解体コンクリート粉末５０を再生微粉末と骨材成分を多く含む粗粉と、に分級するよう制御される。 This powder having a particle size of 0.6 mm or less is a dismantled concrete powder 50 in which a recycled fine powder containing a large amount of a hardened cement-derived component and a coarse powder containing a large amount of an aggregate component are mixed. The centrifugal wind classifier 10 is controlled to classify the demolished concrete powder 50 into regenerated fine powder and coarse powder containing a large amount of aggregate components.
図２に示すように、解体コンクリート粉末供給管１４は、分級装置本体１６の側壁を貫通して内部に挿入され、円錐体の最もくびれた位置よりやや下方に、粉末供給口６８を上方に向けて開口している。解体コンクリート粉末供給管１４の分級装置本体１６の外側は供給部６４と接続され、解体コンクリート粉末５０が解体コンクリート粉末供給機１２から供給される。また、解体コンクリート粉末供給管１４は、ダクト３３と解体コンクリート粉末圧送部７６で接続され、後述する循環気体で解体コンクリート粉末５０に圧力が加えられる。これにより、解体コンクリート粉末５０を粉末供給口６８から、上方（円錐体の最もくびれた位置）に向けて解体コンクリート粉末５０を吹き出すことができる。 As shown in FIG. 2, the dismantled concrete powder supply pipe 14 is inserted into the classifier main body 16 through the side wall, with the powder supply port 68 facing upward slightly below the constricted position of the cone. Open. The outside of the classifier main body 16 of the demolished concrete powder supply pipe 14 is connected to the supply unit 64, and the demolished concrete powder 50 is supplied from the demolished concrete powder supply machine 12. Further, the demolished concrete powder supply pipe 14 is connected by a duct 33 and a demolished concrete powder pumping unit 76, and pressure is applied to the demolished concrete powder 50 by a circulating gas described later. Thereby, the demolished concrete powder 50 can be blown out from the powder supply port 68 toward the upper side (the most constricted position of the cone).
解体コンクリート粉末供給管１４の先端６８は、筒体１７のほぼ中央に配置されており、解体コンクリート粉末供給管１４の先端６８を囲む筒体１７の側壁には、気流吐出口３６が設けられている。気流吐出口３６は、筒体１７の側壁から拡散気流を吹き出して、筒体１７の内部に供給された解体コンクリート粉末５０を、筒体１７の上部で拡散させる。
分級装置本体１６の下部には、筒体１７の一部を構成し、粗粉７２を回収する粗粉捕集容器６６が着脱可能に取り付けられている。
筒体１７の上方には、分級ロータ２０が設けられている。分級ロータ２０は、鉛直方向に設けられた回転軸の軸心ｙ回りに回転し、筒体１７の内部に拡散された解体コンクリート粉末５０に水平方向の遠心力を付与する。分級ロータ２０はモータ７０で回転力が与えられる。
The tip 68 of the dismantled concrete powder supply pipe 14 is disposed substantially at the center of the cylinder 17, and an airflow discharge port 36 is provided on the side wall of the cylinder 17 surrounding the tip 68 of the dismantled concrete powder supply pipe 14. Yes. The airflow discharge port 36 blows out a diffused airflow from the side wall of the cylindrical body 17 and diffuses the demolished concrete powder 50 supplied to the inside of the cylindrical body 17 in the upper part of the cylindrical body 17.
A coarse powder collecting container 66 that constitutes a part of the cylindrical body 17 and collects the coarse powder 72 is detachably attached to the lower part of the classifier main body 16.
A classification rotor 20 is provided above the cylindrical body 17. The classification rotor 20 rotates about the axis y of the rotation shaft provided in the vertical direction, and applies a centrifugal force in the horizontal direction to the demolition concrete powder 50 diffused inside the cylindrical body 17. The classifying rotor 20 is given a rotational force by a motor 70.
次に、図４を用いて分級ロータ２０の構造、作用を詳細に説明する。
分級ロータ２０は、図４（Ａ）の鉛直断面、図４（Ｂ）の水平断面で示すように、平板状の羽根３８が放射状に並べられた羽根車であり、羽根３８は、上側板４０と下側板４１の間に同心円状に固定されている。
分級ロータ２０は、所定の回転数で矢印Ａの方向に回転し、拡散された解体コンクリート粉末５０に遠心力Ｆを付与する。遠心力Ｆを付与された解体コンクリート粉末５０は、分級ロータ２０から遠ざかる方向に移動する。
Next, the structure and operation of the classification rotor 20 will be described in detail with reference to FIG.
As shown in the vertical cross section of FIG. 4A and the horizontal cross section of FIG. 4B, the classifying rotor 20 is an impeller in which flat blades 38 are arranged in a radial pattern. And the lower plate 41 are concentrically fixed.
The classification rotor 20 rotates in a direction indicated by an arrow A at a predetermined rotation speed, and applies a centrifugal force F to the dismantled concrete powder 50 that has been diffused. The demolished concrete powder 50 to which the centrifugal force F is applied moves in a direction away from the classification rotor 20.
分級ロータ２０の下側板４１には、分級ロータ２０と軸心ｙを一致させた微粉吸引管２２が設けられている。微粉吸引管２２の吸引口２３は、下側板４１の下方から挿入され、上方に向けて開口している。これにより、吸引口２３から吸引される吸引気流で解体コンクリート粉末５０に吸引口２３に向かう力である向心力（吸引力）Ｒを与えることができる。
ここに、解体コンクリート粉末５０が受ける遠心力Ｆは（１）式で求められ、向心力Ｒは（２）式で求められる。
The lower plate 41 of the classification rotor 20 is provided with a fine powder suction tube 22 in which the classification rotor 20 and the axis center y coincide with each other. The suction port 23 of the fine powder suction tube 22 is inserted from below the lower plate 41 and opens upward. Thereby, a centripetal force (suction force) R that is a force toward the suction port 23 can be applied to the demolished concrete powder 50 by a suction air flow sucked from the suction port 23.
Here, the centrifugal force F received by the demolished concrete powder 50 is obtained by equation (1), and the centripetal force R is obtained by equation (2).
遠心力Ｆと向心力Ｒが等しくなる粒子径Ｄｐを分級径とする。粒子径Ｄｐが分級径以上の粉末（粗粉）７２は、遠心力Ｆが向心力Ｒより大きくなるため分級ロータ２０の外に移動した後、自然落下する。この粗粉７２は粗粉捕集容器６６で回収される。
一方、粒子径Ｄｐが分級径以下の粉末（微粉）７４は、向心力Ｒが遠心力Ｆより大きくなり、微粉７４として微粉回収容器２６で回収される。
粒子径Ｄｐが同じであっても、粒子の密度が異なれば遠心力Ｆも異なる。例えば、骨材粉末４６の密度は約２．６ｇ／ｃｍ３であり、セメント硬化体粉末４４の密度は約２．２ｇ／ｃｍ３である。即ち、骨材粉末４６の密度がセメント硬化体粉末４４の密度より大きいため、粒子径Ｄｐが同じ場合には、骨材粉末４６の遠心力Ｆがセメント硬化体粉末４４の遠心力Ｆより大きくなる。
The particle diameter Dp at which the centrifugal force F and the centripetal force R are equal is defined as the classification diameter. The powder (coarse powder) 72 having a particle diameter Dp equal to or larger than the classification diameter is naturally dropped after moving out of the classification rotor 20 because the centrifugal force F is larger than the centripetal force R. The coarse powder 72 is collected in the coarse powder collection container 66.
On the other hand, the powder (fine powder) 74 whose particle diameter Dp is equal to or smaller than the classification diameter has a centripetal force R greater than the centrifugal force F, and is collected as the fine powder 74 in the fine powder collection container 26.
Even if the particle diameter Dp is the same, the centrifugal force F is different if the density of the particles is different. For example, the density of the aggregate powder 46 is about 2.6 g / cm 3 and the density of the cement hardened body powder 44 is about 2.2 g / cm 3 . That is, since the density of the aggregate powder 46 is larger than the density of the hardened cement powder 44, the centrifugal force F of the aggregate powder 46 is larger than the centrifugal force F of the hardened cement powder 44 when the particle diameter Dp is the same. .
この密度の違いにより、篩やフィルターによる分別と異なり、解体コンクリート粉末５０を、セメント硬化体由来成分を多く含む微粉７４と、骨材成分を多く含む粗粉７２に分級することができる。
また、図２に示すように、分級装置本体１６の外部には、ダクト３３、３４、３５が設けられ、微粉吸引部２２、再生微粉末を回収するサイクロン式の微粉回収容器２６、バグフィルタ３０、解体コンクリート粉末供給機１２の順に連結している。ダクト３３、３４とダクト３５の間には、送風機３２が設けられており、密閉した状態でダクト３３、３４、３５の内部と分級装置本体１６の内部に気体を循環させることができる。
これにより、送風機３２は、吸引気流で、微粉吸引部２２から微粉７４を吸引し、サイクロン式の微粉回収容器２６に回収する。また、ダクト３３からの吐出気流で、解体コンクリート粉末供給圧送部７６を介して解体コンクリート粉末供給管１４から解体コンクリート粉末５０を分級部本体１６の内部に上方に向けて供給する。同時に、ダクト３４からの吐出気流で、解体コンクリート粉末５０を拡散させる。
Due to the difference in density, unlike the separation by a sieve or a filter, the demolished concrete powder 50 can be classified into a fine powder 74 containing a large amount of a hardened cement body-derived component and a coarse powder 72 containing a large amount of an aggregate component.
As shown in FIG. 2, ducts 33, 34, and 35 are provided outside the classification apparatus main body 16, and a fine powder suction unit 22, a cyclone-type fine powder collection container 26 for collecting regenerated fine powder, and a bag filter 30 are provided. The dismantling concrete powder feeder 12 is connected in this order. A blower 32 is provided between the ducts 33, 34 and the duct 35, and gas can be circulated in the ducts 33, 34, 35 and the classifier main body 16 in a sealed state.
Thereby, the air blower 32 sucks the fine powder 74 from the fine powder suction section 22 with a suction airflow, and collects the fine powder 74 in the cyclone type fine powder collection container 26. Moreover, the demolition concrete powder 50 is supplied to the inside of the classification | category part main body 16 upwards from the demolition concrete powder supply pipe | tube 14 via the demolition concrete powder supply pumping part 76 with the discharge airflow from the duct 33. FIG. At the same time, the demolished concrete powder 50 is diffused by the airflow discharged from the duct 34.
分級工程を経て、密度２．４ｇ／ｃｍ ３ 〜２．６ｇ／ｃｍ ３ 程度の骨材粉が除かれた、密度１．９ｇ／ｃｍ ３ 〜２．２ｇ／ｃｍ ３ のセメント硬化体由来粉末を多く含み累積５０％粒径が１０μｍ以下に調整された解体コンクリート粉末は、既述のように、酸化カルシウムと二酸化ケイ素との含有比率が、セメント組成物に近い好適なものとなるため、後述する再生セメント組成物に好適に用いられる。
即ち、前記（Ａ）再生セメント原料は、累積５０％粒径が１０μｍ以下であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．６以上であり、平均粒子径３μｍでは約１．６に、２μｍでは約２．０に達している。ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比を１．６〜２．０とすれば、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比を３．０で製造するポルトランドセメントの場合、ポルトランドセメントに必要なＣａＯとＳｉＯ２の量の６５％〜７５％を解体コンクリート粉末からの原料でまかなうことが出来る。
従って、本発明によれば、再利用率の高い再生セメント組成物が得られる。微粉末の粒子径のさらに小さなものを選択するとＣａＯ／ＳｉＯ２質量比はさらに大きくなり、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が３．０を上回るものを得ることも可能となる。しかし、微粉末の粒子径１μｍを下回るものは、解体コンクリート由来粉末全体の中で使用できる量が限定的となり、効率的なリサイクルをするのが難しい。また、セメント製造時の取り扱いも難しくなる。さらにＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が３．０を上回るとポルトランドセメントの製造時の成分調整が難しくなる場合もあるので、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比は３．０以下とすることが望ましい。
Through the classification step, density 2.4g / cm 3 ~2.6g / cm 3 order of the aggregate powder is removed, the hardened cement from a powder of a density 1.9g / cm 3 ~2.2g / cm 3 As described above, the disintegrated concrete powder containing a large amount and having a cumulative 50% particle size adjusted to 10 μm or less is suitable for a content ratio of calcium oxide and silicon dioxide close to that of the cement composition. It is suitably used for recycled cement compositions.
That is, the (A) recycled cement raw material has a cumulative 50% particle size of 10 μm or less, a CaO / SiO 2 mass ratio of 0.6 or more, an average particle size of 3 μm, about 1.6, and 2 μm, about It has reached 2.0. If the CaO / SiO 2 mass ratio is 1.6 to 2.0, in the case of Portland cement produced with a CaO / SiO 2 mass ratio of 3.0, 65% of the amount of CaO and SiO 2 required for Portland cement ~ 75% can be covered with raw material from demolition concrete powder.
Therefore, according to the present invention, a recycled cement composition having a high reuse rate can be obtained. If a fine powder having a smaller particle diameter is selected, the CaO / SiO 2 mass ratio is further increased, and a CaO / SiO 2 mass ratio exceeding 3.0 can be obtained. However, if the fine powder has a particle diameter of less than 1 μm, the amount that can be used in the entire powder derived from demolished concrete is limited, and it is difficult to efficiently recycle. In addition, handling during cement production becomes difficult. Furthermore, if the CaO / SiO 2 mass ratio exceeds 3.0, it may be difficult to adjust the components during the production of Portland cement, so the CaO / SiO 2 mass ratio is preferably 3.0 or less.
＜再生セメント組成物＞
本発明の第１の態様に係る再生セメント組成物は、前記本発明の（Ａ）再生セメント原料、（Ｂ）カルシウム原料、アルミニウム原料、及び、鉄原料から選択される少なくとも１種を含有する混合物を、１３００℃〜１５００℃の温度で焼成して得られる焼結体を粉砕してなる。即ち、前記最適な（ＣａＯ／ＳｉＯ２）含有比率を有する（Ａ）再生セメント原料に、（Ｂ）カルシウム原料、アルミ原料及び鉄原料から選択される少なくとも１種を添加することで、混合物中に含まれるＣａＯとＳｉＯ２との質量比（ＣａＯ／ＳｉＯ２）を２．５以上３．７以下、望ましくは２．８以上３．４以下とし、ＣａＯと（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）との質量比〔ＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）〕を１．６以上２．９以下、望ましくは１．９以上２．６以下となるように含有させる。
<Recycled cement composition>
The recycled cement composition according to the first aspect of the present invention is a mixture containing at least one selected from (A) a recycled cement raw material, (B) a calcium raw material, an aluminum raw material, and an iron raw material of the present invention. The sintered body obtained by firing at a temperature of 1300 ° C to 1500 ° C is pulverized. That is, by adding at least one selected from (B) calcium raw material, aluminum raw material and iron raw material to (A) recycled cement raw material having the optimal (CaO / SiO 2 ) content ratio, The mass ratio (CaO / SiO 2 ) between CaO and SiO 2 contained is 2.5 or more and 3.7 or less, preferably 2.8 or more and 3.4 or less, and CaO and (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O). 3 )) and a mass ratio [CaO / (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 )] of 1.6 to 2.9, preferably 1.9 to 2.6.
ここで、（Ｂ）カルシウム原料（Ｂ−１）、アルミニウム原料（Ｂ−２）および鉄原料（Ｂ−３）とは、混合物中のカルシウム、アルミニウムおよび鉄の含有量を調整するために用いられ、（Ｂ−１）カルシウムの含有量を制御するために用いられるカルシウム原料は、混合物中のカルシウムの含有量を調整しうる限りにおいて、カルシウムが含有される化合物、組成物であれば特に制限はないが、具体的には、例えば、石灰石などが挙げられる。（Ｂ−２）アルミニウム原料としては、アルミニウムが含有される化合物、組成物であれば特に制限はないが、混合物中における酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の含有量を調整することを目的とすることから金属アルミニウムよりも、アルミニウム化合物の形態で含まれるものが好ましく、具体的には、例えば、水酸化アルミニウム、フライアッシュなどが挙げられる。
同様に、（Ｂ−３）鉄原料としては、同様の観点から、鉄化合物が好ましく、水酸化鉄、銅ガラミなどが挙げられる。
Here, (B) calcium raw material (B-1), aluminum raw material (B-2) and iron raw material (B-3) are used to adjust the contents of calcium, aluminum and iron in the mixture. (B-1) As long as the calcium raw material used for controlling the calcium content can adjust the calcium content in the mixture, there is no particular limitation as long as it is a compound or composition containing calcium. Specific examples include limestone and the like. (B-2) The aluminum raw material is not particularly limited as long as it is a compound or composition containing aluminum, but it is intended to adjust the content of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) in the mixture. Therefore, those contained in the form of an aluminum compound are preferable to metal aluminum, and specific examples include aluminum hydroxide and fly ash.
Similarly, from the same viewpoint, (B-3) the iron raw material is preferably an iron compound, and examples thereof include iron hydroxide and copper glass.
混合物中の、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３の含有量は、ＪＩＳ Ｒ ５２０２（２００４）またはＪＩＳ Ｒ ５２０４（２００８）に記載の方法により測定することができる。 The content of Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 in the mixture can be measured by the method described in JIS R 5202 (2004) or JIS R 5204 (2008).
得られた混合物を、１３００℃〜１５００℃、望ましくは１３５０℃〜１４５０℃の温度条件で焼成することにより、通常のポルトランドセメントと同様の焼結体、すなわちポルトランドセメントクリンカーを得ることができる。
これを粉砕して粉末とすることによって、解体コンクリートなどのセメント硬化体から得られた（Ａ）再生セメント原料を用いて、本発明の第１の態様に係る再生セメント組成物が得られる。
さらに、本発明の好ましい態様においては、セメントの反応調節のためのセッコウを３質量％〜７質量％添加することによって、普通ポルトランドセメントと同様に反応し、硬化する再生セメント組成物を得ることができる。セッコウの含有量は３質量％〜６質量％の範囲であることがより好ましい。
本発明に用いうるセッコウは、例えば、二水セッコウ、無水セッコウ、半水セッコウのいずれでもよく、これらの一種又は二種以上を用いることができるが、これらの中では無水セッコウが好ましい。
By sintering the obtained mixture under a temperature condition of 1300 ° C. to 1500 ° C., desirably 1350 ° C. to 1450 ° C., a sintered body similar to normal Portland cement, that is, a Portland cement clinker can be obtained.
By pulverizing this into a powder, the recycled cement composition according to the first aspect of the present invention is obtained using the recycled cement raw material (A) obtained from a hardened cement such as demolition concrete.
Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, by adding 3 to 7% by weight of gypsum for controlling the cement reaction, a regenerated cement composition that reacts and hardens in the same manner as ordinary Portland cement can be obtained. it can. The content of gypsum is more preferably in the range of 3% by mass to 6% by mass.
The gypsum that can be used in the present invention may be, for example, dihydrate gypsum, anhydrous gypsum, or semi-water gypsum, and one or more of these can be used. Among these, anhydrous gypsum is preferable.
上記の技術は、セメント硬化体由来の再生微粉末を、通常のポルトランドセメントと同様に加熱して再生セメント組成物を得ようとするものであるのに対し、本発明の第２の態様に係る再生セメント組成物では、４００℃〜８００℃という低温で焼成することによって、水硬性を有するセメント組成物を得るものである。
従来、ポルトランドセメントを４００℃〜８００℃で焼成することによって、水硬性を有するセメント組成物が生成されることが知られている。この製造方法によれば、ビーライト（２ＣａＯ・ＳｉＯ２）が生成し、該ビーライトが水と反応した硬化体は、構造用のコンクリートとする程の強度を発現するものではないが、高炉スラグ微粉末の水和反応の刺激材として効果を発揮し、高炉スラグ微粉末と混合することによりポルトランドセメントと同様の硬化体を得ることができる。
In the above technique, the regenerated fine powder derived from the hardened cement body is heated in the same manner as normal Portland cement to obtain a regenerated cement composition, but the second aspect of the present invention is applied. In the recycled cement composition, a cement composition having hydraulic properties is obtained by firing at a low temperature of 400 ° C to 800 ° C.
Conventionally, it is known that a cement composition having hydraulic properties is produced by firing Portland cement at 400 ° C. to 800 ° C. According to this manufacturing method, the hardened body in which belite (2CaO · SiO 2 ) is generated and the belite reacts with water does not exhibit the strength enough to be structural concrete, but blast furnace slag It exhibits an effect as a stimulating agent for the hydration reaction of fine powder, and a hardened body similar to Portland cement can be obtained by mixing with fine powder of blast furnace slag.
本発明の第２の態様は、この技術を応用したものである。前記本発明の（Ａ）再生セメント原料は、ＣａＯとＳｉＯ２との質量比〔ＣａＯ／ＳｉＯ２〕が０．６以上３．０以下であるのに対し、ビーライトではＣａＯ／ＳｉＯ２質量比２．０であるので、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比がそれほど高くない０．６以上２．３以下の抽出した（Ａ）再生セメント原料を使用すれば、ほぼそのまま使用してビーライトの製造が可能となる。
ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比が０．６以上２．３以下である（Ａ）再生セメント原料（再生微粉末）に、必要に応じて所要量の（Ｃ）カルシウム原料及びシリカ原料の少なくとも１種を添加して、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比を１．７以上２．３以下、望ましくは１．９以上２．１以下に調整した混合物を得る。この混合物を４００℃〜８００℃、望ましくは７００℃〜７５０℃の温度範囲で焼成して得られる焼結体を粉砕することによって本発明の第２の態様に係る再生セメント組成物を得ることができる。
（Ｃ−１）カルシウム原料は、前記第１の態様で記載したカルシウム原料と同様のものを挙げることができる。また、（Ｃ−２）シリカ原料としては、混合物中のシリカ含有量を調整できるものであれば、特に制限はないが、例えば、ケイ石などが挙げられる。
The second aspect of the present invention is an application of this technique. (A) the playback cement material of the present invention, CaO and the mass ratio of SiO 2 [CaO / SiO 2] whereas 0.6 to 3.0, the belite CaO / SiO 2 mass ratio Since it is 2.0, if the extracted (A) recycled cement raw material with a CaO / SiO 2 mass ratio of 0.6 to 2.3, which is not so high, is used, it can be used almost as it is to produce belite. It becomes.
(A) Recycled cement raw material (regenerated fine powder) having a CaO / SiO 2 mass ratio of 0.6 or more and 2.3 or less, if necessary, at least one of (C) a calcium raw material and a silica raw material. Addition to obtain a mixture in which the CaO / SiO 2 mass ratio is adjusted to 1.7 or more and 2.3 or less, preferably 1.9 or more and 2.1 or less. A regenerated cement composition according to the second aspect of the present invention can be obtained by pulverizing a sintered body obtained by firing this mixture in a temperature range of 400 ° C. to 800 ° C., preferably 700 ° C. to 750 ° C. it can.
(C-1) The calcium raw material can mention the thing similar to the calcium raw material described in the said 1st aspect. The (C-2) silica raw material is not particularly limited as long as the silica content in the mixture can be adjusted, and examples thereof include silica.
＜混合セメント組成物＞
上記本発明の第２の態様に係る再生セメント組成物は、焼成エネルギーは少ないものの、第１の態様に係る再生セメント組成物に比べて強度が低く、そのままでは構造体に使用するのは難しい。そのため、実用上充分な強度の硬化体を得る目的で、上記本発明の再生セメント組成物と高炉スラグ微粉末とを混合して、強度の高い硬化体を形成しうる本発明の混合セメント組成物を得る。さらに、本発明の第１の態様に係る再生セメント組成物においても、これを高炉スラグ微粉末と混合してなる混合セメント組成物とすることにより、セメント全体としての焼成エネルギーを抑制することも可能となる。
<Mixed cement composition>
Although the recycled cement composition according to the second aspect of the present invention has a lower calcining energy, the strength is lower than that of the recycled cement composition according to the first aspect, and it is difficult to use it as it is. Therefore, the mixed cement composition of the present invention can form a hardened body having a high strength by mixing the recycled cement composition of the present invention and the blast furnace slag fine powder for the purpose of obtaining a hardened body having a practically sufficient strength. Get. Furthermore, in the recycled cement composition according to the first aspect of the present invention, it is also possible to suppress the burning energy of the cement as a whole by mixing it with the blast furnace slag fine powder. It becomes.
混合セメント組成物としては、使用する目的等に応じて、以下に示す２つの態様をとることができる。
本発明の混合セメント組成物の第１の態様は、前記本発明の再生セメント組成物３０質量％〜６０質量％と、粉末度３０００ｃｍ２／ｇ〜１３０００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ微粉末４０質量％〜７０質量％と、セッコウ２質量％〜９質量％とを含有し、全体を１００質量％とすることにより得られる混合セメント組成物であり、これは、高炉セメント組成物と同様に使用される。
また、本発明の混合セメント組成物の第２の態様は、前記本発明の再生セメント組成物の含有量を５質量％〜３５質量％の範囲とし、これに、粉末度３０００ｃｍ２／ｇ〜１３０００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ微粉末６０質量％〜９０質量％とセッコウ５質量％〜２０質量％とを含有させ、全体を１００質量％としてなる混合セメント組成物であり、これが、高硫酸塩スラグセメント組成物と同様に使用される。
The mixed cement composition can take the following two modes according to the purpose of use.
A first aspect of the mixed cement compositions of the present invention, the reproduction cement composition 30 wt% to 60 wt% of the present invention and, fineness 3000cm 2 / g~13000cm 2 / g of blast furnace slag 40% by weight It is a mixed cement composition obtained by containing -70 mass% and gypsum 2 mass% -9 mass%, and making the whole into 100 mass%, and this is used similarly to a blast furnace cement composition .
Further, in the second aspect of the mixed cement composition of the present invention, the content of the recycled cement composition of the present invention is in the range of 5% by mass to 35% by mass, and the fineness thereof is 3000 cm 2 / g to 13000 cm. 2 / g blast furnace slag fine powder 60 mass% -90 mass% and gypsum 5 mass% -20 mass% are mixed cement composition which makes the whole 100 mass%, and this is a high sulfate slag cement Used in the same way as the composition.
上記本発明の混合セメント組成物の第１及び第２の態様において用いた本発明の再生セメント組成物の３０質量％〜７０質量％をポルトランドセメントで置き換えることにより、再生セメントの強度を向上させたり、また、原料として用いる解体コンクリート中の六価クロムの含有量が多い場合に六価クロム含有量を低減させたりすることができる。
ポルトランドセメントの置き換え量が、再生セメント組成物の３０％未満では置き換えの効果が少なく、７０質量％を上回ると再生セメント原料の利用の効果が少なくなるのでいずれも好ましくない。
By replacing 30% to 70% by mass of the recycled cement composition of the present invention used in the first and second aspects of the mixed cement composition of the present invention with Portland cement, the strength of the recycled cement can be improved. Further, when the content of hexavalent chromium in the demolished concrete used as a raw material is large, the content of hexavalent chromium can be reduced.
If the replacement amount of Portland cement is less than 30% of the recycled cement composition, the replacement effect is small, and if it exceeds 70% by mass, the effect of using the recycled cement raw material is reduced.
また、本発明の再生セメント組成物及び混合セメント組成物には、上記必須成分に加え、通常、セメント組成物に用いられる各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。 Moreover, in addition to the said essential component, you may add various additives normally used for a cement composition as needed to the recycled cement composition and mixed cement composition of this invention.
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに制限されない。
（製造例１：本発明に係る再生セメント原料１の製造）
築３１年の建物解体時に発生した解体コンクリートを粒径４０ｍ以下に破砕し、特公平６−３０７５５号公報に記載の竪型偏心ロータ式再生粗骨材製造装置を用いて、粒径５ｍｍを超える再生粗骨材と粒径５ｍｍ以下の解体コンクリート細粒と、に分離し、粗骨材を回収した。次に粒径５ｍｍ以下の解体コンクリート細粒を、前記遊星ミル型の解体コンクリート細粒処理装置を用いて処理し、粒径０．６ｍｍを超える細骨材を回収した。
次に、細骨材回収後に残留する０．６ｍｍ以下の解体コンクリート粉末を、遠心式風力分級装置（（株）栗本鐵工所製シャープカットセパレーター ＫＡ５０）を用いて分級し、抽出した。このとき、気体として、空気を用い、分級速度は２ｋｇ／ｈとした。
分級装置の分級ロータ回転数、風量、等の条件を制御することで、累積５０％粒径が４μｍの再生セメント原料１を得た。
分級処理後に得られた粉末について、粒度分布を測定した。測定は、粉末０．５ｇを０．２％ヘキサメタリン酸ナトリウム溶液中で３分間超音波分散させた後、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置（マイクロトラックＭＴ３３００）にて測定を行った。その結果、累積質量９０％粒子径９．６μｍ、累積５０％粒径４．１μｍであることが確認された。
また、得られた粉末の成分分析を行い、ＣａＯとＳｉＯ２の含有比（質量換算）を測定した。結果を下記表１に示す。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not restrict | limited to these.
(Production Example 1: Production of recycled cement raw material 1 according to the present invention)
The demolished concrete generated at the time of demolishing a building 31 years old was crushed to a particle size of 40 m or less, and using a vertical eccentric rotor type recycled coarse aggregate manufacturing apparatus described in Japanese Patent Publication No. 6-30755, the particle size exceeded 5 mm. Separated into recycled coarse aggregate and dismantled concrete fine grain having a particle size of 5 mm or less, the coarse aggregate was recovered. Next, disassembled concrete fine particles having a particle size of 5 mm or less were processed using the planetary mill type dismantled concrete fine particle processing apparatus, and fine aggregates having a particle size exceeding 0.6 mm were collected.
Next, the disintegrated concrete powder of 0.6 mm or less remaining after the fine aggregate recovery was classified and extracted using a centrifugal air classifier (Sharp Cut Separator KA50 manufactured by Kurimoto Steel Works). At this time, air was used as the gas, and the classification rate was 2 kg / h.
Recycled cement raw material 1 having a cumulative 50% particle size of 4 μm was obtained by controlling conditions such as the classification rotor rotation speed and air volume of the classifier.
The particle size distribution of the powder obtained after the classification treatment was measured. The measurement was carried out by ultrasonically dispersing 0.5 g of the powder in a 0.2% sodium hexametaphosphate solution for 3 minutes, and then measuring with a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (Microtrack MT3300). As a result, it was confirmed that the cumulative mass was 90%, the particle size was 9.6 μm, and the cumulative 50% particle size was 4.1 μm.
Also performs component analysis of the obtained powder was measured content ratio of CaO and SiO 2 (mass basis). The results are shown in Table 1 below.
（比較製造例１：再生セメント原料２の製造）
前記製造例１と同様にして、粒径５ｍｍを超える再生粗骨材と粒径５ｍｍ以下の再生コンクリート細粒と分離し、粗骨材を回収した。次に、製造例１と同様にして、粒径５ｍｍ以下の解体コンクリート細粒を、前記遊星ミル型の解体コンクリート細粒処理装置を用いて処理し、粒径０．６ｍｍを超える細骨材を回収した。細骨材回収後に残留する０．６ｍｍ以下の微粉末を再生セメント原料２とした。
(Comparative Production Example 1: Production of recycled cement raw material 2)
In the same manner as in Production Example 1, the recycled coarse aggregate having a particle size exceeding 5 mm and the recycled concrete fine particle having a particle size of 5 mm or less were separated, and the coarse aggregate was recovered. Next, in the same manner as in Production Example 1, disassembled concrete fine particles having a particle size of 5 mm or less are processed using the planetary mill-type dismantled concrete fine particle processing apparatus, and fine aggregates having a particle size exceeding 0.6 mm are processed. It was collected. The fine powder of 0.6 mm or less remaining after the fine aggregate recovery was used as the recycled cement raw material 2.
〔比較製造例２：再生セメント原料３の製造）
製造例１で用いたものと同様の築３１年の建物解体時に発生した解体コンクリートを５０ｍｍ以下に破砕し、ジョークラッシャーを用いて粒径５ｍｍ以下に破砕した。その後、これをダブルロールクラッシャーにて、全量を０．６ｍｍ以下の粒径に破砕し、得られた粒径０．６ｍｍ以下の微粉末を再生セメント原料３とした。
〔成分分析〕
得られた再生セメント原料２及び３を、製造例１と同様にして粒子径測定と成分分析を実施した。結果を前記表１に併記した。
[Comparative Production Example 2: Production of Recycled Cement Raw Material 3]
The demolished concrete generated at the time of demolishing a 31-year-old building similar to that used in Production Example 1 was crushed to 50 mm or less, and crushed to a particle size of 5 mm or less using a jaw crusher. Thereafter, this was crushed to a particle size of 0.6 mm or less by a double roll crusher, and the obtained fine powder having a particle size of 0.6 mm or less was used as a recycled cement raw material 3.
(Component analysis)
The obtained recycled cement raw materials 2 and 3 were subjected to particle size measurement and component analysis in the same manner as in Production Example 1. The results are shown in Table 1 above.
〔実施例１，比較例１〜２〕
（１）再生ポルトランドセメントの製造
製造例１，比較製造例１及び２で得られた再生セメント原料１〜再生セメント原料３の３種の各々に対して、石灰石（カルシウム原料）、水酸化アルミニウム（アルミニウム原料）、水酸化鉄（鉄原料）から選択される材料を添加して、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比を３．０に、ＣａＯ／（ＳｉＯ２＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｆｅ２Ｏ３）質量比を２．２に調整し、ポルトランドセメントクリンカーを製造した。
これに無水セッコウを４質量％添加して鋼材を媒体としたボールミルで粉砕してブレーン値が３４００ｃｍ２／ｇ〜３６００ｃｍ２／ｇに入る３種の再生ポルトランドセメント（本発明の再生セメント組成物である再生ポルトランドセメント−１、比較品の再生セメント組成物である再生ポルトランドセメント−２及び再生ポルトランドセメント−３）を製造した。
これらのセメント組成物の化学成分（ＪＩＳ Ｒ５２０２（２００４年）により分析）とブレーン値で示した粉末度を下記表２に示す。同表中には比較用に使用した普通ポルトランドセメントの化学成分とブレーン値も示している。
[Example 1, Comparative Examples 1-2]
(1) Production of Recycled Portland Cement Limestone (calcium raw material), aluminum hydroxide (recycled cement raw material 1 to regenerated cement raw material 3 obtained in Production Example 1 and Comparative Production Examples 1 and 2) The material selected from aluminum raw material) and iron hydroxide (iron raw material) is added, the CaO / SiO 2 mass ratio is set to 3.0, and the CaO / (SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 ) mass ratio is set to After adjusting to 2.2, a Portland cement clinker was produced.
In this reproduction cement composition of Blaine value was ground in a ball mill and a medium steel by addition of anhydrous gypsum 4 wt% is 3400cm 2 / g~3600cm 3 kinds of reproduction Portland cement entering 2 / g (the present invention A regenerated Portland cement-1, a regenerated Portland cement-2 and a regenerated Portland cement-3) which are comparative regenerated cement compositions were produced.
Table 2 below shows the chemical components (analyzed according to JIS R5202 (2004)) of these cement compositions and the fineness indicated by the brane value. The table also shows the chemical composition and brane value of normal Portland cement used for comparison.
〔実施例２，比較例３〜４〕
（２）再生ビーライトセメントの製造
製造例１，比較製造例１及び２で得られた再生セメント原料１〜再生セメント原料３の３種の各々に対して、石灰石（カルシウム原料）の粉末を添加して、ＣａＯ／ＳｉＯ２質量比を２．０となるように調整して７５０℃で１時間焼成し、再生ビーライトセメントクリンカーを製造した。
これを、鋼材を媒体としたボールミルで粉砕してブレーン値が３６００〜３８００ｃｍ２／ｇに入る三種の再生ビーライトセメント（本発明の再生セメント組成物である再生ビーライトセメント−１、比較品の再生セメント組成物である再生ビーライトセメント−２及び再生ビーライトセメント−３）を製造した。これらのセメントの化学成分（ＪＩＳ Ｒ５２０２（２００４年）により分析）とブレーン値で示した粉末度を下記表３に示す。
[Example 2, Comparative Examples 3 to 4]
(2) Manufacture of recycled belite cement Add limestone (calcium raw material) powder to each of the three types of recycled cement raw materials 1 to 3 obtained in Manufacturing Example 1 and Comparative Manufacturing Examples 1 and 2. Then, the CaO / SiO 2 mass ratio was adjusted to 2.0 and fired at 750 ° C. for 1 hour to produce a regenerated belite cement clinker.
This was pulverized by a ball mill using a steel material as a medium, and three types of regenerated belite cements having a brain value of 3600-3800 cm 2 / g (regenerated belite cement-1 which is the regenerated cement composition of the present invention, a comparative product) Recycled belite cement-2 and recycle belite cement-3), which are recycled cement compositions, were produced. Table 3 below shows the chemical components of these cements (analyzed according to JIS R5202 (2004)) and the fineness represented by the brane value.
（３）混合セメント組成物の製造
粉末度５８００ｃｍ２／ｇの高炉スラグ微粉末（（株）デイ・シイ製）４７質量％に対して、実施例１、比較例１〜２で得られた再生ポルトランドセメント−１、再生ポルトランドセメント−２、及び、再生ポルトランドセメント−３、実施例２，比較例３〜４で得られた再生ビーライトセメント−１、再生ビーライトセメント−２および再生ビーライトセメント−３の６種類のそれぞれの再生セメント組成物５１質量％と、無水セッコウの総量が５質量％となるように無水セッコウを添加し、プロシェアミキサーを用いて混合して、再生混合セメント組成物−１（本発明品）、再生混合セメント組成物−２（比較品）、再生混合セメント組成物−３（比較品）、再生混合セメント組成物−４（本発明品）、再生混合セメント組成物−５（比較品）および再生混合セメント組成物−６（比較品）の６種類の混合セメント組成物を製造した。これらのセメントの化学成分（ＪＩＳ Ｒ５２０２（２００４）により分析）とブレーン値で示した粉末度を下記表４に示す。
(3) Manufacture of mixed cement composition Regeneration obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 with respect to 47% by mass of blast furnace slag fine powder (manufactured by D Shi Co., Ltd.) having a fineness of 5800 cm 2 / g Portland cement-1, regenerated portland cement-2, regenerated portland cement-3, regenerated belite cement-1, regenerated belite cement-2 and regenerated belite cement obtained in Example 2 and Comparative Examples 3-4 -3 of each of the 6 types of recycled cement composition of No. 3 and anhydrous gypsum added so that the total amount of anhydrous gypsum is 5 mass%, mixed using a pro shear mixer, regenerated mixed cement composition -1 (Product of the present invention), Recycled mixed cement composition-2 (Comparative product), Recycled mixed cement composition-3 (Comparative product), Recycled mixed cement composition-4 (Product of the present invention) It was prepared six types of the mixed cement composition of the reproduction mixed cement composition -5 (comparative) and playback mixed cement composition -6 (comparative). The chemical components of these cements (analyzed according to JIS R5202 (2004)) and the fineness represented by the brane value are shown in Table 4 below.
〔再生セメント組成物、混合セメント組成物の性能評価〕
再生セメント原料−１を用いて製造した再生セメントが本発明の実施例であり、再生セメント原料−２および再生セメント原料−３を用いて製造した再生セメントおよび市販の普通ポルトランドセメントを比較例として、ＪＩＳ Ｒ５２０１（２００７年）に従ってモルタルの強度試験を行った結果を下記表５に示す。
また、下記表５中には、各々の再生セメントにおける再生微粉末の使用量（質量％）および二酸化炭素（ＣＯ２）原単位を示す。ＣＯ２原単位としては、１４５０℃で焼成する普通ポルトランドセメントの原料からの二酸化炭素を４５０ｋｇ／ｔｏｎ、エネルギーからの二酸化炭素を３００ｋｇ／ｔｏｎとし、エネルギーからの二酸化炭素は焼成温度に比例するとしている。また、高炉スラグ微粉末からの二酸化炭素はゼロとしている。
[Performance evaluation of recycled cement composition and mixed cement composition]
Recycled cement manufactured using recycled cement raw material-1 is an example of the present invention. Recycled cement manufactured using recycled cement raw material-2 and recycled cement raw material-3 and commercially available ordinary Portland cement are used as comparative examples. The results of a mortar strength test according to JIS R5201 (2007) are shown in Table 5 below.
Further, during the following Table 5 shows the respective reproduction usage of the fine reproducing fine in the cement (% by weight) and carbon dioxide (CO 2) per unit. As the CO 2 basic unit, carbon dioxide from the raw material of ordinary Portland cement fired at 1450 ° C. is 450 kg / ton, carbon dioxide from energy is 300 kg / ton, and carbon dioxide from energy is proportional to the firing temperature. . Carbon dioxide from the blast furnace slag fine powder is zero.
実施例１および比較例１、比較例２のグループは再生ポルトランドセメント組成物のグループであるが、対照例１として示した市販の普通ポルトランドセメントを用いたセメント組成物に比べて、いずれも圧縮強度はほぼ同等である。対照例１では、本発明の（Ａ）再生セメント材料は利用されていないため利用率は０％、また製造時に排出される二酸化炭素は１トン当たり７５０ｋｇである。これに対して実施例１は（Ａ）再生セメント原料の利用率が５４％、二酸化炭素の排出量は５０７ｋｇであり二酸化炭素の発生は約３２％削減されている。
また、再生セメント原料１を使用した実施例１に比べ、再生セメント原料２、及び、再生セメント原料３を使用した比較例１と比較例２は、再生セメント原料の利用率は大幅に少なく、二酸化炭素の排出量も多い。
実施例２、比較例３、比較例４のグループは再生ビーライトセメント組成物のグループであるが、対照例１に比べて圧縮強度は著しく低く、このままでは通常のコンクリート構造体に使用するのは難しい。しかし、地盤改良用のセメントや低強度のマスコンクリート等では、限定的であるが利用可能である。このグループの再生セメント組成物は、強度は低いものの再生セメント原料の利用率は著しく高くなり、二酸化炭素の排出量も少なくなる。また、実施例２を比較例３、比較例４と比べると、再生セメント原料１を使用している実施例２に比べ、比較品である再生セメント原料２、及び、再生セメント原料３を使用した比較例３、比較例４は再生セメント原料の利用率が低く、二酸化炭素の排出量も多いことがわかる。
The group of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 is a group of regenerated Portland cement composition, but all have compressive strength as compared with the cement composition using commercially available ordinary Portland cement shown as Control Example 1. Are almost equivalent. In Control Example 1, since the recycled cement material (A) of the present invention is not used, the utilization rate is 0%, and the carbon dioxide emitted during production is 750 kg per ton. In contrast, in Example 1, (A) the utilization rate of the recycled cement raw material is 54%, the amount of carbon dioxide emission is 507 kg, and the generation of carbon dioxide is reduced by about 32%.
Further, compared with Example 1 using the recycled cement raw material 1, the recycled cement raw material 2 and the comparative examples 1 and 2 using the recycled cement raw material 3 have a significantly lower utilization rate of the recycled cement raw material. There is also a lot of carbon emissions.
The group of Example 2, Comparative Example 3, and Comparative Example 4 is a group of recycled belite cement composition, but the compressive strength is remarkably lower than that of Control Example 1, and as it is, it is used for a normal concrete structure. difficult. However, it can be used with limited cement and low-strength mass concrete. Although the strength of the recycled cement composition of this group is low, the utilization rate of the recycled cement raw material is remarkably high, and the emission amount of carbon dioxide is also reduced. In addition, comparing Example 2 with Comparative Example 3 and Comparative Example 4, compared to Example 2 using the recycled cement raw material 1, the comparative recycled cement raw material 2 and the recycled cement raw material 3 were used. It can be seen that Comparative Example 3 and Comparative Example 4 have a low utilization rate of recycled cement raw material and a large amount of carbon dioxide emission.
実施例３、比較例５、比較例６のグループは、高炉スラグ微粉末と再生ポルトランドセメントよりなる混合セメントのグループである。このグループのセメントの圧縮強度は、対照例１よりはやや低いもののコンクリート構造体に使用するのに十分な強度を示している。このグループの混合セメント組成物は、高炉スラグ微粉末との混合セメントであるため、再生セメント原料の利用率は下がるか、二酸化炭素の排出量は大幅に削減される。二酸化炭素の排出量の削減に重点を置いた使用法では、このグループのセメントの使用が有効である。再生セメント原料１を使用した実施例３は、再生セメント原料２、再生セメント原料３を使用した比較例５、比較例６に比べ圧縮強度はほぼ同等であるが、再生セメント原料の利用率は高く、二酸化炭素の排出量も少ない。 The group of Example 3, Comparative Example 5, and Comparative Example 6 is a group of mixed cement made of blast furnace slag fine powder and recycled Portland cement. The compressive strength of this group of cements is slightly lower than that of Control 1 but is sufficient for use in concrete structures. Since the mixed cement composition of this group is a mixed cement with blast furnace slag fine powder, the utilization rate of recycled cement raw material is reduced or the carbon dioxide emission is greatly reduced. The use of cement from this group is effective for usage focused on reducing carbon dioxide emissions. Example 3 using the recycled cement raw material 1 has substantially the same compressive strength as Comparative Example 5 and Comparative Example 6 using the recycled cement raw material 2 and the recycled cement raw material 3, but the utilization rate of the recycled cement raw material is high. Also, carbon dioxide emissions are low.
実施例４、比較例７、比較例８のグループは高炉スラグ微粉末と再生ビーライトセメントよりなる混合セメント組成物のグループである。このグループのセメント組成物は、対照例１のポルトランドセメントよりは低い圧縮強度を示すものの、コンクリート構造体に使用するのに十分な強度を有している。再生ビーライトセメントである実施例２、比較例３、比較例４の強度が著しく低いのに対し、再生ビーライトセメントは高炉スラグ微粉末との混合セメントとすることにより十分な強度を発現することがわかる。
このグループのセメントも実施例３、比較例５、比較例６のグループと同様、混合セメント組成物であるため、再生セメント原料の利用率は低いが、二酸化炭素の排出量は再生ビーライトセメントの焼成エネルギーが少ないために、きわめて低くなる。実施例４の二酸化炭素の排出量は対照例１の２０％弱に過ぎない。二酸化炭素の排出削減に重点を置いた使用方法では、このグループのセメントが最も適している。再生セメント原料１を使用した実施例４は、再生セメント原料２、及び、再生セメント原料３を使用した比較例７、比較例８に比べ圧縮強度は同等であるが、再生微粉末の利用率と二酸化炭素の排出量においてはいずれも比較例よりも優れている。
The group of Example 4, Comparative Example 7, and Comparative Example 8 is a group of mixed cement compositions composed of fine blast furnace slag powder and recycled belite cement. Although this group of cement compositions exhibits lower compressive strength than the Portland cement of Control Example 1, it has sufficient strength for use in concrete structures. While the strengths of Example 2, Comparative Example 3 and Comparative Example 4, which are regenerated belite cements, are significantly low, regenerated belite cements exhibit sufficient strength when mixed with blast furnace slag fine powder. I understand.
Since the cement of this group is also a mixed cement composition as in the groups of Example 3, Comparative Example 5 and Comparative Example 6, the utilization rate of the recycled cement raw material is low, but the amount of carbon dioxide emission is the same as that of the recycled belite cement. Due to the low firing energy, it is very low. The carbon dioxide emission of Example 4 is only less than 20% of Control Example 1. For use with an emphasis on reducing carbon dioxide emissions, this group of cement is most suitable. Example 4 using the recycled cement raw material 1 has the same compressive strength as the comparative cement material 2 and the comparative example 7 and the comparative example 8 using the recycled cement raw material 3, but the utilization rate of the recycled fine powder and All of the carbon dioxide emissions are superior to the comparative example.
上記のように本発明による実施例の再生セメント組成物及び混合セメント組成物は、いずれも、該当する比較例のセメント組成物に比べて再生微粉末の利用率と二酸化炭素の排出量において優れていることがわかる。 As described above, the recycled cement composition and mixed cement composition of the examples according to the present invention are superior in the utilization rate of recycled fine powder and the amount of carbon dioxide emission compared with the cement composition of the corresponding comparative example. I understand that.
１０ 遠心式風力分級装置（分級装置）
１２ 混合粉末供給器（混合粉末供給手段）
１４ 混合粉末供給管（混合粉末供給部）
１６ 分級装置本体
２０ 分級ロータ
２２ 微粉吸引部
２６ 微粉回収容器（微粉回収手段）
３０ バグフィルタ（フィルター）
３２ 送風機（送風手段）
３３ ダクト（通風路）
３４ ダクト（通風路）
３５ ダクト（通風路）
３６ 気流吐出口（気流吐出手段）
４４ 解体コンクリート由来粉末
４４ セメント硬化体粉末
４６ 骨材粉末
５０ 解体コンクリート粉末
７２ 粗粉
７４ 微粉（再生微粉末）
10 Centrifugal wind classifier (classifier)
12 Mixed powder feeder (mixed powder supply means)
14 Mixed powder supply pipe (mixed powder supply unit)
16 Classification device body 20 Classification rotor 22 Fine powder suction part 26 Fine powder collection container (fine powder collection means)
30 Bug filter (filter)
32 Blower (Blower means)
33 Duct (ventilation path)
34 Duct (ventilation path)
35 Duct (ventilation path)
36 Airflow outlet (Airflow discharge means)
44 Powder from demolished concrete 44 Hardened cement powder 46 Aggregate powder 50 Demolished concrete powder 72 Coarse powder 74 Fine powder (recycled fine powder)
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