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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-31
(45)【発行日】2023-09-08
(54)【発明の名称】ビーライトクリンカ、およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
C04B 7/02 20060101AFI20230901BHJP
C04B 7/36 20060101ALI20230901BHJP
【ＦＩ】
C04B7/02
C04B7/36
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020045756
(22)【出願日】2020-03-16
(65)【公開番号】P2021147248
(43)【公開日】2021-09-27
【審査請求日】2022-12-28
(73)【特許権者】
【識別番号】000000240
【氏名又は名称】太平洋セメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100141966
【弁理士】
【氏名又は名称】新井 範彦
(74)【代理人】
【識別番号】100103539
【弁理士】
【氏名又は名称】衡田 直行
(72)【発明者】
【氏名】多田 真人
(72)【発明者】
【氏名】黒川 大亮
(72)【発明者】
【氏名】中口 歩香
(72)【発明者】
【氏名】内田 俊一郎
【審査官】田中 永一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０００－２８１３９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５７－１５８４２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平７－１４４９４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１６５０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－６３４２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／１０５１０２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－１７５８３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１１８３８４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２５９２４７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ ２／００ － ３２／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポルトランドセメントクリンカ中のビーライト（Ｃ２Ｓ）の含有率が８０質量％以上であって、該ビーライト中のＰ２Ｏ５の含有率が０．８～１．３質量％、ＳＯ３の含有率が０．８～２．０質量％、Ｋ２Ｏの含有率が０．１～０．６質量％、およびＣａＯの含有率が６３～６４質量％である、ビーライトクリンカ。
【請求項2】
前記ビーライト中のＣａ／Ｓｉモル比が２．０５～２．３である、請求項１に記載のビーライトクリンカ。
【請求項3】
水硬率（ＨＭ）が１．８～２．０、けい酸率（ＳＭ）が２０～３０、および鉄率（ＩＭ）が０．５～０．８であって、Ｐ２Ｏ５の含有率が１．０～１．５質量％、ＳＯ３の含有率が４～９質量％、およびＫ２Ｏの含有率が０．８～１．５質量％である原料を、１２５０～１５００℃で焼成して請求項１または２に記載のビーライトクリンカを製造する、ビーライトクリンカの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、強度発現性に優れたビーライトクリンカと、その製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、ポルトランドセメントの製造では、早強ポルトランドセメント、普通ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、および低熱ポルトランドセメントが別々に造られている。これでは、これらのセメントを需要に応じて製造するには頻繁に調合の切り替えを行う煩雑さがあり、また、品質の異なるセメントの切り替え時には多くの不良品が生じる。端成分のクリンカを製造し、それらを調合して、前記セメントと同じ強度発現性を有するセメントが製造できれば、少ない品種でセメントクリンカの製造工程が簡略できるほか、前記ポルトランドセメント以外のセメントでも、要求される強度発現性に応じて製造できると期待される。また、端成分の候補となるビーライトクリンカ自体の強度発現性を高め、汎用的なコンクリートの原料として用いることができれば、他のクリンカ鉱物と比べ製造時の消費エネルギーや二酸化端炭素の排出量を削減できる。しかし、ビーライトクリンカは易焼成性が低く、また強度発現性を高めることは困難であった。
【0003】
そこで、特許文献１では、フリーライム等が特定量であるセメントクリンカと、特定量の半水石膏を含む石膏を特定量含有することにより、良好な短期材齢の強度発現性を有しつつ、凝結時間を短縮できる高ビーライト系セメント組成物が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１８－０１６５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、前記特許文献１に記載の発明とは異なり、ビーライトクリンカ自体が強度発現性に優れ、ポルトランドセメントの基材として該クリンカを用いたセメントの材齢２８日の強度が高いビーライトクリンカと、その製造方法を提供することを目的とずる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は、前記目的にかなうビーライトクリンカを検討したところ、Ｐ２Ｏ５、ＳＯ３、Ｋ２Ｏ、およびＣａＯの含有率が特定の範囲にあるビーライトを含むクリンカは、前記目的を達成できることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は以下の構成を有するビーライトクリンカ等である。
【0007】
［１］ポルトランドセメントクリンカ中のビーライト（鉱物、Ｃ２Ｓ）の含有率が８０質量％以上であって、該ビーライト中のＰ２Ｏ５の含有率が０．８～１．３質量％、ＳＯ３の含有率が０．８～２．０質量％、Ｋ２Ｏの含有率が０．１～０．６質量％、およびＣａＯの含有率が６３～６４質量％である、ビーライトクリンカ。
［２］前記ビーライト中のＣａ／Ｓｉモル比が２．０５～２．３である、前記［１］に記載のビーライトクリンカ。
［３］水硬率（ＨＭ）が１．８～２．０、けい酸率（ＳＭ）が２０～３０、および鉄率（ＩＭ）が０．５～０．８であって、Ｐ２Ｏ５の含有率が１．０～１．５質量％、ＳＯ３の含有率が４～９質量％、およびＫ２Ｏの含有率が０．８～１．５質量％である原料を、１２５０～１５００℃で焼成して前記［１］または［２］に記載のビーライトクリンカを製造する、ビーライトクリンカの製造方法。
［２］前記ビーライト中のＣａ／Ｓｉモル比が２．０５～２．３である、前記［１］に記載のビーライトクリンカ。
［３］水硬率（ＨＭ）が１．８～２．０、けい酸率（ＳＭ）が２０～３０、および鉄率（ＩＭ）が０．５～０．８であって、Ｐ２Ｏ５の含有率が１．０～１．５質量％、ＳＯ３の含有率が４～９質量％、およびＫ２Ｏの含有率が０．８～１．５質量％である原料を、１２５０～１５００℃で焼成して前記［１］または［２］に記載のビーライトクリンカを製造する、ビーライトクリンカの製造方法。
【発明の効果】
【0008】
本発明のビーライトクリンカは、強度発現性に優れ、ポルトランドセメントの基材として用いたセメントの材齢２８日の強度が高い。また、本発明のビーライトクリンカの製造方法は、消費エネルギーが少ない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】材齢２８日の圧縮強さの実測値と、後記の（３）式を用いて算出した材齢２８日の圧縮強さの予測値の相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明のビーライトクリンカとその製造方法について詳細に説明する。
１．ビーライトクリンカ
本発明のビーライトクリンカは、ポルトランドセメントクリンカであって、ビーライトの含有率が８０質量％以上であり、また、該ビーライト中のＰ２Ｏ５の含有率が０．８～１．３質量％、ＳＯ３の含有率が０．８～２．０質量％、Ｋ２Ｏの含有率が０．１～０．６質量％、およびＣａＯの含有率が６３～６４質量％である。クリンカ中のビーライトの含有率が８０質量％未満では、材齢２８日の強度発現性が充分ではなく、また、Ｐ２Ｏ５、ＳＯ３、Ｋ２Ｏ、およびＣａＯの含有率が前記範囲を外れると、後掲の表４の比較例に示すように、材齢２８日の圧縮強さは低くなる。なお、前記ビーライトの含有率は、好ましくは８５質量％以上である。また、前記ビーライトクリンカ中のビーライトの含有率は、易焼成性の観点から、好ましく９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。
ビーライトクリンカ中のビーライト（Ｃ２Ｓ）の含有率は、蛍光Ｘ線分析を用いてビーライトクリンカの化学組成を求め、該化学組成に基づき下記（１）式および（２）式のボーグ式を用いて算出する。
Ｃ２Ｓ（質量％）＝２．８７×ＳｉＯ２（質量％）－０.７５４×Ｃ３Ｓ（質量％） ・・・（１）
Ｃ３Ｓ＝４．０７×ＣａＯ－７．６×ＳｉＯ２－６．７２×Ａｌ２Ｏ３－１．４３×Ｆｅ２Ｏ３－２．８５×ＳＯ３ ・・・（２）
ただし、（１）式および（２）式中の化学式は、ビーライトクリンカ中の各化学式が表す化合物の含有率を表す。
前記ビーライト中のＰ２Ｏ５の含有率は、高強度の観点から、０．８～１．３質量％、好ましくは０．９～１．２質量％、より好ましくは０．９５～１．１５質量％である。前記ビーライト中のＳＯ３の含有率は、高強度の観点から、０．８～２．０質量％、好ましくは０．９～１．８質量％、より好ましくは１．０～１．２質量％である。前記ビーライト中のＫ２Ｏの含有率は、高強度の観点から、０．１～０．６質量％、好ましくは０．１２～０．５質量％、より好ましくは０．１５～０．４質量％である。また、前記ビーライト中のＣａＯの含有率は、高強度の観点から、６３～６４質量％、好ましくは６３．２～６３．９質量％、より好ましくは６３．４～６３．８質量％である。
前記ビーライト中のＣａ／Ｓｉモル比は、高強度の観点から、好ましくは２．０５～２．３、より好ましくは２．１～２．２５、さらに好ましくは２．１５～２．２である。
前記ビーライトの化学組成の測定装置は、鉱物粒子ごとに微小領域の化学組成を測定できる装置であればよく、例えば、波長分散型Ｘ線分光器（ＷＤＳ）、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）等が挙げられる。好ましくは５個以上の異なるクリンカ粒子中のビーライト、より好ましくは１０個以上の異なるクリンカ粒子中のビーライトを測定する。
また、ビーライトの化学組成はビーライト粒子ごとに異なる場合や、ビーライト粒子の中心部から周辺部にかけて異なる場合がある。そこで、好ましくは５個以上のビーライト粒子、より好ましくは１０個以上のビーライト粒子を、ビーライトの１粒子につき好ましくは５点以上、より好ましくは１０点以上の化学組成を測定し、これらの平均値を算出する。
１．ビーライトクリンカ
本発明のビーライトクリンカは、ポルトランドセメントクリンカであって、ビーライトの含有率が８０質量％以上であり、また、該ビーライト中のＰ２Ｏ５の含有率が０．８～１．３質量％、ＳＯ３の含有率が０．８～２．０質量％、Ｋ２Ｏの含有率が０．１～０．６質量％、およびＣａＯの含有率が６３～６４質量％である。クリンカ中のビーライトの含有率が８０質量％未満では、材齢２８日の強度発現性が充分ではなく、また、Ｐ２Ｏ５、ＳＯ３、Ｋ２Ｏ、およびＣａＯの含有率が前記範囲を外れると、後掲の表４の比較例に示すように、材齢２８日の圧縮強さは低くなる。なお、前記ビーライトの含有率は、好ましくは８５質量％以上である。また、前記ビーライトクリンカ中のビーライトの含有率は、易焼成性の観点から、好ましく９５質量％以下、より好ましくは９０質量％以下である。
ビーライトクリンカ中のビーライト（Ｃ２Ｓ）の含有率は、蛍光Ｘ線分析を用いてビーライトクリンカの化学組成を求め、該化学組成に基づき下記（１）式および（２）式のボーグ式を用いて算出する。
Ｃ２Ｓ（質量％）＝２．８７×ＳｉＯ２（質量％）－０.７５４×Ｃ３Ｓ（質量％） ・・・（１）
Ｃ３Ｓ＝４．０７×ＣａＯ－７．６×ＳｉＯ２－６．７２×Ａｌ２Ｏ３－１．４３×Ｆｅ２Ｏ３－２．８５×ＳＯ３ ・・・（２）
ただし、（１）式および（２）式中の化学式は、ビーライトクリンカ中の各化学式が表す化合物の含有率を表す。
前記ビーライト中のＰ２Ｏ５の含有率は、高強度の観点から、０．８～１．３質量％、好ましくは０．９～１．２質量％、より好ましくは０．９５～１．１５質量％である。前記ビーライト中のＳＯ３の含有率は、高強度の観点から、０．８～２．０質量％、好ましくは０．９～１．８質量％、より好ましくは１．０～１．２質量％である。前記ビーライト中のＫ２Ｏの含有率は、高強度の観点から、０．１～０．６質量％、好ましくは０．１２～０．５質量％、より好ましくは０．１５～０．４質量％である。また、前記ビーライト中のＣａＯの含有率は、高強度の観点から、６３～６４質量％、好ましくは６３．２～６３．９質量％、より好ましくは６３．４～６３．８質量％である。
前記ビーライト中のＣａ／Ｓｉモル比は、高強度の観点から、好ましくは２．０５～２．３、より好ましくは２．１～２．２５、さらに好ましくは２．１５～２．２である。
前記ビーライトの化学組成の測定装置は、鉱物粒子ごとに微小領域の化学組成を測定できる装置であればよく、例えば、波長分散型Ｘ線分光器（ＷＤＳ）、エネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）等が挙げられる。好ましくは５個以上の異なるクリンカ粒子中のビーライト、より好ましくは１０個以上の異なるクリンカ粒子中のビーライトを測定する。
また、ビーライトの化学組成はビーライト粒子ごとに異なる場合や、ビーライト粒子の中心部から周辺部にかけて異なる場合がある。そこで、好ましくは５個以上のビーライト粒子、より好ましくは１０個以上のビーライト粒子を、ビーライトの１粒子につき好ましくは５点以上、より好ましくは１０点以上の化学組成を測定し、これらの平均値を算出する。
【0011】
２．ビーライトクリンカの製造方法
本発明のビーライトクリンカの製造方法は、水硬率が１．８～２．０、けい酸率が２０～３０、および鉄率が０．５～０．８であって、Ｐ２Ｏ５の含有率が１．０～１．５質量％、ＳＯ３の含有率が４～９質量％、およびＫ２Ｏの含有率が０．８～１．５質量％である原料を、１２５０～１５００℃で焼成して前記ビーライトクリンカを製造する方法である。
原料の水硬率、けい酸率、および鉄率、並びに、原料中のＰ２Ｏ５、ＳＯ３、およびＫ２Ｏの含有率が前記範囲を外れると、後掲の表４の比較例に示すように、材齢２８日の圧縮強さは低くなる。また、原料中のＰ２Ｏ５、ＳＯ３、およびＫ２Ｏの前記含有率の他に、好ましくは、原料中のＳｉＯ２の含有率は２５～３３質量％、ＣａＯの含有率は５７～６４質量％、ＭｇＯの含有率は０．５～１．０質量％である。
また、焼成温度は１２５０～１５００℃である。焼成温度が１２５０℃未満では、ビーライトクリンカの強度発現性が小さくなり、１５００℃を超えると原料が溶融するおそれがある。なお、焼成温度は、好ましくは１３００～１４５０℃である。なお、焼成炉は、トンネル炉、ロータリーキルン、および流動床炉等の加熱炉が挙げられる。
本発明のビーライトクリンカの製造方法は、水硬率が１．８～２．０、けい酸率が２０～３０、および鉄率が０．５～０．８であって、Ｐ２Ｏ５の含有率が１．０～１．５質量％、ＳＯ３の含有率が４～９質量％、およびＫ２Ｏの含有率が０．８～１．５質量％である原料を、１２５０～１５００℃で焼成して前記ビーライトクリンカを製造する方法である。
原料の水硬率、けい酸率、および鉄率、並びに、原料中のＰ２Ｏ５、ＳＯ３、およびＫ２Ｏの含有率が前記範囲を外れると、後掲の表４の比較例に示すように、材齢２８日の圧縮強さは低くなる。また、原料中のＰ２Ｏ５、ＳＯ３、およびＫ２Ｏの前記含有率の他に、好ましくは、原料中のＳｉＯ２の含有率は２５～３３質量％、ＣａＯの含有率は５７～６４質量％、ＭｇＯの含有率は０．５～１．０質量％である。
また、焼成温度は１２５０～１５００℃である。焼成温度が１２５０℃未満では、ビーライトクリンカの強度発現性が小さくなり、１５００℃を超えると原料が溶融するおそれがある。なお、焼成温度は、好ましくは１３００～１４５０℃である。なお、焼成炉は、トンネル炉、ロータリーキルン、および流動床炉等の加熱炉が挙げられる。
【0012】
本発明のビーライトクリンカの製造方法では、下記（３）式を用いれば、ビーライトクリンカをポルトランドセメントの基材として用いたセメント組成物の材齢２８日の圧縮強さが、後掲の表４に示すように、精度よく予測できる。
セメント組成物の材齢２８日の圧縮強さの予測値（Ｎ／ｍｍ２）＝１７４．２１４×Ｐ２Ｏ５（質量％）＋７．２８９×ＳＯ３（質量％）－１７．０１０×Ｋ２Ｏ（質量％）－２．０７×ＣａＯ（質量％） ・・・（３）
ただし、（３）式中の化学式は、ビーライトクリンカ中のビーライトの各化学式が表す成分の含有率を表す。なお、前記セメント組成物は、普通ポルトランドセメントの５０質量％（半分の量）をビーライトクリンカで置換したセメント組成物である。
セメント組成物の材齢２８日の圧縮強さの予測値（Ｎ／ｍｍ２）＝１７４．２１４×Ｐ２Ｏ５（質量％）＋７．２８９×ＳＯ３（質量％）－１７．０１０×Ｋ２Ｏ（質量％）－２．０７×ＣａＯ（質量％） ・・・（３）
ただし、（３）式中の化学式は、ビーライトクリンカ中のビーライトの各化学式が表す成分の含有率を表す。なお、前記セメント組成物は、普通ポルトランドセメントの５０質量％（半分の量）をビーライトクリンカで置換したセメント組成物である。
【0013】
また、セメント組成物の圧縮強さの目標値（Ｔ２８）、前記（３）式を用いて算出したセメント組成物の圧縮強さの予測値（Ｐ２８）、および、本発明のビーライトクリンカを用いて置換する対象となるポルトランドセメントの圧縮強さの実測値（Ｃ）を下記（４）式に代入すれば、目標とする強度を発現するセメント組成物中に必要なビーライトクリンカの含有率（置換率、Ｂ）を算出できる。これらにより、セメント組成物の圧縮強さを精度よく管理できる。
Ｔ２８＝［（（Ｐ２８－Ｒ２８）／５０］×Ｂ＋Ｃ ・・・（４）
ただし、（４）式中のＴ２８はセメント組成物の材齢２８日の圧縮強さの目標値（Ｎ／ｍｍ２）、Ｐ２８はセメント組成物の材齢２８日の圧縮強さの予測値（Ｎ／ｍｍ２）、Ｒ２８はポルトランドセメントの材齢２８日の圧縮強さの実測値（Ｎ／ｍｍ２）、Ｂはビーライトクリンカの含有率（質量％）、および、Ｃはビーライトクリンカを用いて置換する対象となるポルトランドセメントの材齢２８日の圧縮強さの実測値（Ｎ／ｍｍ２）を表す。
Ｔ２８＝［（（Ｐ２８－Ｒ２８）／５０］×Ｂ＋Ｃ ・・・（４）
ただし、（４）式中のＴ２８はセメント組成物の材齢２８日の圧縮強さの目標値（Ｎ／ｍｍ２）、Ｐ２８はセメント組成物の材齢２８日の圧縮強さの予測値（Ｎ／ｍｍ２）、Ｒ２８はポルトランドセメントの材齢２８日の圧縮強さの実測値（Ｎ／ｍｍ２）、Ｂはビーライトクリンカの含有率（質量％）、および、Ｃはビーライトクリンカを用いて置換する対象となるポルトランドセメントの材齢２８日の圧縮強さの実測値（Ｎ／ｍｍ２）を表す。
【実施例】
【0014】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
１．ビーライトクリンカとセメントの製造
クリンカ原料として、石灰石、粘土、および鉄滓を用いて、該原料を調合して表１に記載の化学組成および水硬率の調合原料を得た。次に、ロータリーキルンを用いて、表１に記載の焼点温度で焼成して、ビーライトクリンカを製造した。表２に、蛍光Ｘ線分析により測定したビーライトクリンカの化学組成、ボーグ式により算出したビーライトクリンカ中の各種セメント鉱物（Ｃ３Ｓ、Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ａ、およびＣ４ＡＦ）の含有率、および、リートベルト法により求めたビーライト（鉱物）中の各相（α－Ｃ２Ｓ、αＨ－Ｃ２Ｓ、αＬ－Ｃ２Ｓ、β－Ｃ２Ｓ、およびγ－Ｃ２Ｓ）の鉱物組成を示す。なお、表２中の前記ビーライトクリンカの化学組成等は、ＪＩＳ Ｒ ５２０４：２０１９「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に準拠して、蛍光Ｘ線分析装置（商品名「ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩ」、リガク社製）を用いて測定した。また、前記ビーライト中の各相の鉱物組成は、Ｘ線回折装置（商品名「Ｄ８ ＡＤＶＡＮＣＥ」、ブルカージャパン社製）、および、解析ソフトウェア（商品名「ＤＩＦＦＲＡＣ ｐｌｕｓ ＴＯＰＡＳ（Ｖｅｒ３．０）」、ブルカージャパン社製）を用いて、リードベルト法によって解析した。具体的には、Ｃ３Ｓ、Ｃ２Ｓ（各相）、Ｃ３Ａ、Ｃ４ＡＦ、およびカルサイトの各鉱物の理論プロファイルを、粉末Ｘ線回折の結果から得られた実測プロファイルにフィッティングして各晶質相の含有率を求めた。
また、表３に、エネルギー分散型Ｘ線分光器を備えた走査型電子顕微鏡を用いて求めたビーライトの化学組成、およびＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比を示す。なお、前記ビーライトの化学組成等の測定は、加速電圧を１５ｋｅＶ、照射電流を１０００ｐＡに設定したエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）を用いて、分析時間が１分析点につき１０秒、観察倍率は２５００または５０００倍で、１５視野からビーライト粒子を１つ選択し、一粒子ごとに１５点、計２２５点を測定し、その平均値を求めた。
次に、前記ビーライトクリンカと普通ポルトランドセメントを、質量比で１：１で混合した後、ボールミルで粉砕してセメント組成物を製造した。セメント組成物を１００質量％として、ＳＯ３換算で２．０質量％になるよう石膏を添加して、ブレーンが３３００ｃｍ２／ｇになるよう粉砕してセメント組成物を調製した。
１．ビーライトクリンカとセメントの製造
クリンカ原料として、石灰石、粘土、および鉄滓を用いて、該原料を調合して表１に記載の化学組成および水硬率の調合原料を得た。次に、ロータリーキルンを用いて、表１に記載の焼点温度で焼成して、ビーライトクリンカを製造した。表２に、蛍光Ｘ線分析により測定したビーライトクリンカの化学組成、ボーグ式により算出したビーライトクリンカ中の各種セメント鉱物（Ｃ３Ｓ、Ｃ２Ｓ、Ｃ３Ａ、およびＣ４ＡＦ）の含有率、および、リートベルト法により求めたビーライト（鉱物）中の各相（α－Ｃ２Ｓ、αＨ－Ｃ２Ｓ、αＬ－Ｃ２Ｓ、β－Ｃ２Ｓ、およびγ－Ｃ２Ｓ）の鉱物組成を示す。なお、表２中の前記ビーライトクリンカの化学組成等は、ＪＩＳ Ｒ ５２０４：２０１９「セメントの蛍光Ｘ線分析方法」に準拠して、蛍光Ｘ線分析装置（商品名「ＺＳＸ ＰｒｉｍｕｓＩＩ」、リガク社製）を用いて測定した。また、前記ビーライト中の各相の鉱物組成は、Ｘ線回折装置（商品名「Ｄ８ ＡＤＶＡＮＣＥ」、ブルカージャパン社製）、および、解析ソフトウェア（商品名「ＤＩＦＦＲＡＣ ｐｌｕｓ ＴＯＰＡＳ（Ｖｅｒ３．０）」、ブルカージャパン社製）を用いて、リードベルト法によって解析した。具体的には、Ｃ３Ｓ、Ｃ２Ｓ（各相）、Ｃ３Ａ、Ｃ４ＡＦ、およびカルサイトの各鉱物の理論プロファイルを、粉末Ｘ線回折の結果から得られた実測プロファイルにフィッティングして各晶質相の含有率を求めた。
また、表３に、エネルギー分散型Ｘ線分光器を備えた走査型電子顕微鏡を用いて求めたビーライトの化学組成、およびＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比を示す。なお、前記ビーライトの化学組成等の測定は、加速電圧を１５ｋｅＶ、照射電流を１０００ｐＡに設定したエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ）を用いて、分析時間が１分析点につき１０秒、観察倍率は２５００または５０００倍で、１５視野からビーライト粒子を１つ選択し、一粒子ごとに１５点、計２２５点を測定し、その平均値を求めた。
次に、前記ビーライトクリンカと普通ポルトランドセメントを、質量比で１：１で混合した後、ボールミルで粉砕してセメント組成物を製造した。セメント組成物を１００質量％として、ＳＯ３換算で２．０質量％になるよう石膏を添加して、ブレーンが３３００ｃｍ２／ｇになるよう粉砕してセメント組成物を調製した。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】
２．セメントの圧縮強さの実測と予測
前記セメント組成物を用いて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠してモルタル供試体を作製し、その圧縮強さを実測した。また、前記（３）式と表３のビーライトの化学組成（Ｐ２Ｏ５、ＳＯ３、Ｋ２Ｏ、およびＣａＯの含有率）を用いて、材齢２８日の圧縮強さを予測した。得られた圧縮強さの実測値と予測値を表４と図１に示す。
前記セメント組成物を用いて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠してモルタル供試体を作製し、その圧縮強さを実測した。また、前記（３）式と表３のビーライトの化学組成（Ｐ２Ｏ５、ＳＯ３、Ｋ２Ｏ、およびＣａＯの含有率）を用いて、材齢２８日の圧縮強さを予測した。得られた圧縮強さの実測値と予測値を表４と図１に示す。
【0019】
【表4】
【0020】
表４に示すように、圧縮強さは、比較例１～５の２７．０～３４．３Ｎ／ｍｍ２と比べ、実施例１～５では３５．７～３９．１Ｎ／ｍｍ２と高い。また、表４と図１に示すように、すべての実施例と比較例において、圧縮強さの実測値と予測値は高い精度で一致した。
【図1】
