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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】2024-02-28
(45)【発行日】2024-03-07
(54)【発明の名称】セメント
(51)【国際特許分類】
C04B 7/02 20060101AFI20240229BHJP
C04B 7/52 20060101ALI20240229BHJP
【ＦＩ】
C04B7/02
C04B7/52
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020046901
(22)【出願日】2020-03-17
(65)【公開番号】P2021147261
(43)【公開日】2021-09-27
【審査請求日】2023-01-31
(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】大西 美和
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－１４７３９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１７５８３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第９２／００７８０３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０６－０６４９５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１２０７８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】下田孝，セメント製造技術の系統化調査，国立科学博物館技術の系統化調査報告，日本，2016年03月，Vol.23，p.72
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０４Ｂ ２／００－３２／０２
Ｃ０４Ｂ ４０／００－４０／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記（１）式を用いて求めたビーライト粒子の平均円形度が０．８以上、
下記ボーグ式（i）および（ii）式を用いて求めたセメントクリンカ中のビーライトの含有率が５０～６５質量％、
ビーライト粒子中のＳＯ ３ の含有率が０．８質量％以上、およびＣａＯ／ＳｉＯ ２ のモル比が２．１５以上、
ビーライト粒子の平均粒径が１７μｍ以上、並びに、
セメントクリンカ中のＫ ２ Ｏの含有率が０．１～０．９質量％
であるセメントクリンカの粉砕物を含むセメント。
円形度＝４π×ビーライト粒子の断面積／（ビーライト粒子の周囲長）２ ・・・（１）
Ｃ ３ Ｓ＝４．０７×ＣａＯ－７．６０×ＳｉＯ ２ －６．７２×Ａｌ ２ Ｏ ３ －１．４３×Ｆｅ ２ Ｏ ３ －２．８５×ＳＯ ３ ・・・（i）
Ｃ ２ Ｓ＝２．８７×ＳｉＯ ２ －０.７５４×Ｃ ３ Ｓ ・・・（ii）
ただし、（i）および（ii）式中の化学式は、セメントクリンカ中の各化学式が表す化合物の含有率（質量％）を表す。
【請求項2】
下記ボーグ式（i）～（iv）を用いて算出した、前記セメントクリンカ中のエーライト（Ｃ３Ｓ）の含有率が２１～２６質量％、ビーライト（Ｃ２Ｓ）の含有率が５０～６５質量％、アルミネート相（Ｃ３Ａ）の含有率が１～３質量％、およびフェライト相（Ｃ４ＡＦ）の含有率が８～１１質量％であるセメントクリンカの粉砕物を含む、請求項１に記載のセメント。Ｃ３Ｓ＝４．０７×ＣａＯ－７．６０×ＳｉＯ２－６．７２×Ａｌ２Ｏ３－１．４３×Ｆｅ２Ｏ３－２．８５×ＳＯ３ ・・・（i）
Ｃ２Ｓ＝２．８７×ＳｉＯ２－０.７５４×Ｃ３Ｓ ・・・（ii）
Ｃ３Ａ＝２．６５×Ａｌ２Ｏ３－１．６９×Ｆｅ２Ｏ３ ・・・（iii）
Ｃ４ＡＦ＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３ ・・・（iv）
ただし、（i）～（iv）式中の化学式は、セメントクリンカ中の各化学式が表す化合物の含有率（質量％）を表す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、長期の強度発現性に優れたセメント、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
マスコンクリートの施工では、セメントの水和熱に起因するコンクリートの温度ひび割れを減らすために、水和熱が低い低熱ポルトランドセメントが多用されている。また、近年、施工技術の進歩により超高層ビルが多く建設されており、この分野では低発熱に加えて、強度発現性がより高いセメントが求められている。
そして、セメントの強度発現性を高くするためには、セメントクリンカ（以下、単に「クリンカ」という。）中のビーライトの活性化が必要であるが、今まで、その方法は知られていなかった。
そして、セメントの強度発現性を高くするためには、セメントクリンカ（以下、単に「クリンカ」という。）中のビーライトの活性化が必要であるが、今まで、その方法は知られていなかった。
【0003】
ところで、特許文献１では、長期強度を維持しつつ初期強度を向上させた低熱ポルトランドセメントを製造することを目的として、低熱ポルトランドセメントクリンカ中の少量成分の含有量を調整することにより、この低熱ポルトランドセメントクリンカの粉末Ｘ線回折プロファイルをリートベルト法で解析して、判明する鉱物組成を管理する低熱ポルトランドセメントの製造方法が提案されている。
しかし、引用文献１には、クリンカ中の固溶アルカリ量を規定して、初期強度を改善するという記載はあるが、長期強度を改善する記載はない。また、全アルカリ量から水溶性アルカリ量を差し引いて固溶アルカリ量を算出しているため、固溶アルカリが、どのセメント鉱物に固溶しているか（例えば、ビーライトに固溶しているか否か）は不明である。
しかし、引用文献１には、クリンカ中の固溶アルカリ量を規定して、初期強度を改善するという記載はあるが、長期強度を改善する記載はない。また、全アルカリ量から水溶性アルカリ量を差し引いて固溶アルカリ量を算出しているため、固溶アルカリが、どのセメント鉱物に固溶しているか（例えば、ビーライトに固溶しているか否か）は不明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１０－１２０７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、本発明はクリンカ中のビーライトを活性化して、長期の強度発現性が向上したセメント、およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者は、前記目的にかなうセメントを検討したところ、ビーライトの円形度等が特定の範囲のクリンカを含むセメントは、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セメント等である。
【0007】
［１］下記（１）式を用いて求めたビーライト粒子の平均円形度が０．８以上、
下記ボーグ式（i）および（ii）を用いて求めたセメントクリンカ中のビーライトの含有率が５０～６５質量％、
ビーライト粒子中のＳＯ ３ の含有率が０．８質量％以上、およびＣａＯ／ＳｉＯ ２ のモル比が２．１５以上、
ビーライト粒子の平均粒径が１７μｍ以上、並びに、
セメントクリンカ中のＫ ２ Ｏの含有率が０．１～０．９質量％
であるセメントクリンカの粉砕物を含むセメント。
円形度＝４π×ビーライト粒子の断面積／（ビーライト粒子の周囲長）２ ・・・（１）
Ｃ ３ Ｓ＝４．０７×ＣａＯ－７．６０×ＳｉＯ ２ －６．７２×Ａｌ ２ Ｏ ３ －１．４３×Ｆｅ ２ Ｏ ３ －２．８５×ＳＯ ３ ・・・（i）
Ｃ ２ Ｓ＝２．８７×ＳｉＯ ２ －０.７５４×Ｃ ３ Ｓ ・・・（ii）
ただし、（i）および（ii）式中の化学式は、セメントクリンカ中の各化学式が表す化合物の含有率（質量％）を表す。
［２］下記ボーグ式（i）～（iv）を用いて算出した、前記セメントクリンカ中のエーライト（Ｃ３Ｓ）の含有率が２１～２６質量％、ビーライト（Ｃ２Ｓ）の含有率が５０～６５質量％、アルミネート相（Ｃ３Ａ）の含有率が１～３質量％、およびフェライト相（Ｃ４ＡＦ）の含有率が８～１１質量％であるセメントクリンカの粉砕物を含む、前記［１］に記載のセメント。
Ｃ３Ｓ＝４．０７×ＣａＯ－７．６０×ＳｉＯ２－６．７２×Ａｌ２Ｏ３－１．４３×Ｆｅ２Ｏ３－２．８５×ＳＯ３ ・・・（i）
Ｃ２Ｓ＝２．８７×ＳｉＯ２－０.７５４×Ｃ３Ｓ ・・・（ii）
Ｃ３Ａ＝２．６５×Ａｌ２Ｏ３－１．６９×Ｆｅ２Ｏ３ ・・・（iii）
Ｃ４ＡＦ＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３ ・・・（iv）
ただし、（i）～（iv）式中の化学式は、セメントクリンカ中の各化学式が表す化合物の含有率（質量％）を表す。
下記ボーグ式（i）および（ii）を用いて求めたセメントクリンカ中のビーライトの含有率が５０～６５質量％、
ビーライト粒子中のＳＯ ３ の含有率が０．８質量％以上、およびＣａＯ／ＳｉＯ ２ のモル比が２．１５以上、
ビーライト粒子の平均粒径が１７μｍ以上、並びに、
セメントクリンカ中のＫ ２ Ｏの含有率が０．１～０．９質量％
であるセメントクリンカの粉砕物を含むセメント。
円形度＝４π×ビーライト粒子の断面積／（ビーライト粒子の周囲長）２ ・・・（１）
Ｃ ３ Ｓ＝４．０７×ＣａＯ－７．６０×ＳｉＯ ２ －６．７２×Ａｌ ２ Ｏ ３ －１．４３×Ｆｅ ２ Ｏ ３ －２．８５×ＳＯ ３ ・・・（i）
Ｃ ２ Ｓ＝２．８７×ＳｉＯ ２ －０.７５４×Ｃ ３ Ｓ ・・・（ii）
ただし、（i）および（ii）式中の化学式は、セメントクリンカ中の各化学式が表す化合物の含有率（質量％）を表す。
［２］下記ボーグ式（i）～（iv）を用いて算出した、前記セメントクリンカ中のエーライト（Ｃ３Ｓ）の含有率が２１～２６質量％、ビーライト（Ｃ２Ｓ）の含有率が５０～６５質量％、アルミネート相（Ｃ３Ａ）の含有率が１～３質量％、およびフェライト相（Ｃ４ＡＦ）の含有率が８～１１質量％であるセメントクリンカの粉砕物を含む、前記［１］に記載のセメント。
Ｃ３Ｓ＝４．０７×ＣａＯ－７．６０×ＳｉＯ２－６．７２×Ａｌ２Ｏ３－１．４３×Ｆｅ２Ｏ３－２．８５×ＳＯ３ ・・・（i）
Ｃ２Ｓ＝２．８７×ＳｉＯ２－０.７５４×Ｃ３Ｓ ・・・（ii）
Ｃ３Ａ＝２．６５×Ａｌ２Ｏ３－１．６９×Ｆｅ２Ｏ３ ・・・（iii）
Ｃ４ＡＦ＝３．０４×Ｆｅ２Ｏ３ ・・・（iv）
ただし、（i）～（iv）式中の化学式は、セメントクリンカ中の各化学式が表す化合物の含有率（質量％）を表す。
【発明の効果】
【0008】
本発明のセメントは、クリンカ中のビーライトが活性化しているため、強度発現性がより高い。また、本発明のセメントの製造方法は、易焼性が高いため消費エネルギーが小さい。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】クリンカ中のビーライト粒子の写真であり、水和活性は（Ａ）が高く（Ｂ）は低い。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明のセメント、およびセメントの製造方法について詳細に説明する。
１．セメント
本発明のセメントは、前記（１）式を用いて求めたビーライト粒子の平均円形度が０．６以上であるクリンカを含むセメントである。該条件を満たすセメントは強度発現性が高い。なお、ビーライト粒子の平均円形度は、好ましくは０．７以上、より好ましくは０．８以上である。
また、前記セメントは、好ましくは、前記ビーライト粒子のＳＯ３の含有率が０．８質量％以上、およびＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比は２．１５以上であるクリンカの粉砕物を含むセメントである。該条件を満たすセメントは、長期の強度発現性が高い。なお、ビーライト粒子のＳＯ３の含有率は、より好ましくは０．８５質量％以上、さらに好ましくは０．９０質量％以上であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比は、より好ましくは２．２０以上、さらに好ましくは２．３０以上である。
前記ビーライトの化学組成の測定は、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の化学組成を測定する。
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．セメント
本発明のセメントは、前記（１）式を用いて求めたビーライト粒子の平均円形度が０．６以上であるクリンカを含むセメントである。該条件を満たすセメントは強度発現性が高い。なお、ビーライト粒子の平均円形度は、好ましくは０．７以上、より好ましくは０．８以上である。
また、前記セメントは、好ましくは、前記ビーライト粒子のＳＯ３の含有率が０．８質量％以上、およびＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比は２．１５以上であるクリンカの粉砕物を含むセメントである。該条件を満たすセメントは、長期の強度発現性が高い。なお、ビーライト粒子のＳＯ３の含有率は、より好ましくは０．８５質量％以上、さらに好ましくは０．９０質量％以上であり、ＣａＯ／ＳｉＯ２のモル比は、より好ましくは２．２０以上、さらに好ましくは２．３０以上である。
前記ビーライトの化学組成の測定は、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の化学組成を測定する。
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】
また、前記セメントは、好ましくは、前記ビーライト粒子の平均粒径が１７μｍ以上であるクリンカの粉砕物を含有するセメントである。該条件を満たすセメントは、長期の強度発現性が高い。なお、前記ビーライト粒子の平均粒径は、より好ましくは１８μｍ以上、さらに好ましくは２０μｍである。
前記ビーライト粒子の円形度や粒径は、下記（ａ）～（ｃ）の方法により求めることができる。
(ａ)得られた顕微鏡写真について、画像解析ソフトを用いて解析する。
(ｂ)得られた顕微鏡写真を、目視やトレースする。
(ｃ)電子顕微鏡等を用いて、鉱物の化学組成分析によりビーライトを特定しつつ、電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ）により鉱物粒子境界を画像として得て、これを画像解析する。
前記ビーライト粒子の平均円形度および平均粒径は、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粒子の円形度および粒径、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粒子の円形度および粒径を測定する。
また、ビーライト粒子の平均円形度および平均粒径は、好ましくはビーライト１０個以上の粒子、より好ましくは２０個以上の粒子の円形度および粒径を測定し、これらの平均値を算出する。
前記ビーライト粒子の円形度や粒径は、下記（ａ）～（ｃ）の方法により求めることができる。
(ａ)得られた顕微鏡写真について、画像解析ソフトを用いて解析する。
(ｂ)得られた顕微鏡写真を、目視やトレースする。
(ｃ)電子顕微鏡等を用いて、鉱物の化学組成分析によりビーライトを特定しつつ、電子線後方散乱回折（ＥＢＳＤ）により鉱物粒子境界を画像として得て、これを画像解析する。
前記ビーライト粒子の平均円形度および平均粒径は、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粒子の円形度および粒径、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粒子の円形度および粒径を測定する。
また、ビーライト粒子の平均円形度および平均粒径は、好ましくはビーライト１０個以上の粒子、より好ましくは２０個以上の粒子の円形度および粒径を測定し、これらの平均値を算出する。
【0012】
前記セメントは、好ましくは、前記クリンカ中のＳＯ３の含有率が０．７～１．８質量％、Ｎａ２Ｏの含有率が０．２～０．４質量％、Ｋ２Ｏの含有率が０．１～０．９質量％、およびＰ２Ｏ５の含有率が０．２質量％以下であるクリンカの粉砕物を含むセメントである。該条件を満たすセメントは、長期の強度発現性が高い。なお、ＳＯ３の含有率は、より好ましくは０．９～１．６質量％、さらに好ましくは１．０～１．４質量％であり、Ｎａ２Ｏの含有率は、より好ましくは０．３～０．４質量％であり、Ｋ２Ｏの含有率は、より好ましくは０．３～０．７質量％、さらに好ましくは０．５～０．７質量％であり、ＴｉＯ２の含有率は、より好ましくは０．２～０．３質量％であり、Ｐ２Ｏ５の含有率は、より好ましくは０．１質量％以下、さらに好ましくは０．０８質量％以下である。
【0013】
また、前記セメントは、好ましくは、前記ボーグ式（i）～（iv）を用いて算出した、前記クリンカ中のエーライトの含有率が２１～２６質量％、ビーライトの含有率が５０～６５質量％、アルミネート相の含有率が１～３質量％、およびフェライト相の含有率が８～１１質量％であるクリンカの粉砕物を含むセメントである。該条件を満たすセメントは、長期の強度発現性が高い。なお、エーライトの含有率は、より好ましくは２２～２５質量％、さらに好ましくは２３～２５質量％であり、ビーライトの含有率は、より好ましくは５２～６３質量％、さらに好ましくは５４～６０質量％であり、アルミネート相の含有率は、より好ましくは１～２質量％であり、フェライト相の含有率は、より好ましくは８～１０質量％、さらに好ましくは９～１０質量％である。
【0014】
２．セメントの製造方法
本発明のセメントの製造方法は、水硬率が１．８９～１．９３、けい酸率が４．８３～４．８９、および鉄率が０．８５～０．９１であるクリンカ原料を、１３５０～１５００℃で焼成して前記クリンカの粉砕物を含むセメントを製造する方法である。該条件を満たして製造されたセメントは、長期の強度発現性が高い。なお、前記水硬率は、好ましくは１．９０～１．９３、より好ましくは１．９１～１．９３であり、前記けい酸率は、好ましくは４．８４～４．８８、より好ましくは４．８５～４．８７であり、前記鉄率は、好ましくは０．８６～０．９０、より好ましくは０．８７～０．９０である。また、前記焼成温度は、好ましくは１３7０～１４８０℃、より好ましくは１３８０～１４３０℃である。焼成炉としては、トンネル炉、ロータリーキルン、流動床炉等の加熱炉が挙げられる。
本発明のセメントの製造方法は、水硬率が１．８９～１．９３、けい酸率が４．８３～４．８９、および鉄率が０．８５～０．９１であるクリンカ原料を、１３５０～１５００℃で焼成して前記クリンカの粉砕物を含むセメントを製造する方法である。該条件を満たして製造されたセメントは、長期の強度発現性が高い。なお、前記水硬率は、好ましくは１．９０～１．９３、より好ましくは１．９１～１．９３であり、前記けい酸率は、好ましくは４．８４～４．８８、より好ましくは４．８５～４．８７であり、前記鉄率は、好ましくは０．８６～０．９０、より好ましくは０．８７～０．９０である。また、前記焼成温度は、好ましくは１３7０～１４８０℃、より好ましくは１３８０～１４３０℃である。焼成炉としては、トンネル炉、ロータリーキルン、流動床炉等の加熱炉が挙げられる。
【0015】
前記クリンカ原料は、好ましくは、ＳＯ３の含有率が好ましくは１～３質量％であり、Ｋ２Ｏの含有率は、好ましくは０．６～２質量％である。該条件を満たすセメントは、長期の強度発現性が高い。なお、ＳＯ３の含有率は、より好ましくは１．５～２．５質量％であり、Ｋ２Ｏの含有率は、より好ましくは０．８～１．５質量％である。
【0016】
また、本発明のセメントの製造方法は、ビーライト粒子の円形度およびビーライト粒子の粒子径を観察することによって、クリンカの最適な焼成温度を決定することができる。焼成されたクリンカ中のビーライト粒子の平均円形度が０．６未満、およびビーライト粒子の平均粒子径が１７μｍ未満の場合、さらに焼成温度を高くする。もっとも、焼成温度を高くし過ぎると、より多くのエネルギーを要するので、焼成温度は、好ましくは２０～１００℃高くする。また、焼成温度は、クリンカ中のＳＯ３の含有率によっても決定することができる。この際、クリンカ中のＳＯ３の含有率が０．７～１．８質量％になるように、焼成温度を高くする。前記焼成温度の決定方法により定めた温度でクリンカの焼成を行えば、ビーライト粒子の平均円形度が０．６以上、およびビーライト粒子の平均粒子径が１７μｍ以上となり、セメントの強度発現性は向上する。
【実施例】
【0017】
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．クリンカの製造
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、および水硬率等の調合原料を得た。次に、ロータリーキルンを用いて、表１に記載の各焼点温度で焼成してクリンカを製造した。クリンカの化学組成は、ＪＩＳ Ｒ ５２０４「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ZSR primusII（リガク社製）を用いて測定した。
表２にクリンカの化学組成、および該化学組成と前記ボーグ式（i）～（iv）を用いて算出したクリンカ中のセメント鉱物の含有率を示す。なお、実施例１、２、および比較例１の原料の化学組成が同じにもかかわらず、クリンカの化学組成が異なるのは、焼成温度の違いに起因し、焼成温度が高い程、原料から揮発する成分の量が多くなるからである。
１．クリンカの製造
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、および水硬率等の調合原料を得た。次に、ロータリーキルンを用いて、表１に記載の各焼点温度で焼成してクリンカを製造した。クリンカの化学組成は、ＪＩＳ Ｒ ５２０４「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ZSR primusII（リガク社製）を用いて測定した。
表２にクリンカの化学組成、および該化学組成と前記ボーグ式（i）～（iv）を用いて算出したクリンカ中のセメント鉱物の含有率を示す。なお、実施例１、２、および比較例１の原料の化学組成が同じにもかかわらず、クリンカの化学組成が異なるのは、焼成温度の違いに起因し、焼成温度が高い程、原料から揮発する成分の量が多くなるからである。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
２．ビーライト粒子の円形度の算出
前記クリンカを１．２～１．８ｍｍに粉砕した後、該クリンカ粒子とエポキシ樹脂を、クリンカ／樹脂が２の体積比で混合して硬化体を作製した後、該硬化体の表面をシリコンカーバイド研磨材で研磨して、クリンカ中のビーライト粒子の粒径を測定し、また、その形状を観察した。
具体的には、ビーライト粒子の平均粒径は、倍率を１００倍に設定した光学顕微鏡を用いて、複数個のビーライトの結晶が集合した視野を選び、４～５か所の測定視野から計２０個のビーライト粒子を選び、それらの中の平均的な大きさの粒子の直径（縦および横）を測り、これらを平均して求めた。なお、平均円形度は、NanoHunter NK2K-pro/Lt（ナノシステム社製）により断面積、および周囲長を測定し、前記（１）式を用いて算出し、これらを平均して求めた。表４にビーライト粒子の平均粒径と平均円形度を示す。また、図１にビーライト粒子の写真を示す。
前記クリンカを１．２～１．８ｍｍに粉砕した後、該クリンカ粒子とエポキシ樹脂を、クリンカ／樹脂が２の体積比で混合して硬化体を作製した後、該硬化体の表面をシリコンカーバイド研磨材で研磨して、クリンカ中のビーライト粒子の粒径を測定し、また、その形状を観察した。
具体的には、ビーライト粒子の平均粒径は、倍率を１００倍に設定した光学顕微鏡を用いて、複数個のビーライトの結晶が集合した視野を選び、４～５か所の測定視野から計２０個のビーライト粒子を選び、それらの中の平均的な大きさの粒子の直径（縦および横）を測り、これらを平均して求めた。なお、平均円形度は、NanoHunter NK2K-pro/Lt（ナノシステム社製）により断面積、および周囲長を測定し、前記（１）式を用いて算出し、これらを平均して求めた。表４にビーライト粒子の平均粒径と平均円形度を示す。また、図１にビーライト粒子の写真を示す。
【0021】
３．ビーライト粒子の化学組成の測定
ビーライト粒子の化学組成の測定は、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秒で、観察倍率は２５００～５０００倍で、１０または２０視野からビーライト粒子を選択し、一粒子ごとに１５点、計２２５点を測定し、その平均値をビーライト粒子の化学組成として算出した。その結果を表３に示す。
ビーライト粒子の化学組成の測定は、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秒で、観察倍率は２５００～５０００倍で、１０または２０視野からビーライト粒子を選択し、一粒子ごとに１５点、計２２５点を測定し、その平均値をビーライト粒子の化学組成として算出した。その結果を表３に示す。
【0022】
【表3】
【0023】
２．セメントの圧縮強さの測定
前記クリンカと二水石膏を、セメントのＳＯ３の含有率が２．０％となるよう混合した後、ボールミルで粉砕し、ブレーン表面積が３３００±１００ｃｍ２／ｇのセメントを製造した。
次に、該セメントを用いて、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、その材齢２８日の圧縮強さを測定した。その結果を表４に示す。
前記クリンカと二水石膏を、セメントのＳＯ３の含有率が２．０％となるよう混合した後、ボールミルで粉砕し、ブレーン表面積が３３００±１００ｃｍ２／ｇのセメントを製造した。
次に、該セメントを用いて、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、その材齢２８日の圧縮強さを測定した。その結果を表４に示す。
【0024】
【表4】
【0025】
表４に示すように、材齢２８日の圧縮強さは、比較例１の２９．６Ｎ／ｍｍ２と比べ、実施例２は４９．４Ｎ／ｍｍ２、実施例１では６１．１Ｎ／ｍｍ２と格段に高く、本発明のセメントは、クリンカ中のビーライトが活性化しているため、長期の強度発現性がより高いと云える。また、実施例１のビーライト粒子（図１（Ａ））は、２方向のラメラを有し、周縁部が丸みを帯びて円形度が高いが、比較例１のビーライト粒子（図１（Ｂ））は、ラメラがなく、周縁部に切り込みが入っており円形度が低い。
【0026】
また、比較例１はビーライト粒子の平均円形度が０．６未満、およびビーライト粒子の平均粒子径が１７μｍ未満であったが、焼成温度を１００℃高くした実施例１はビーライト粒子の平均円形度が０．６以上、およびビーライト粒子の平均粒子径が１７μｍ以上となり、材齢２８日の圧縮強さが高くなった。一方、比較例１より焼成温度を１７０℃高くした実施例２はクリンカ中のＳＯ３の含有率が０．７％未満となり、実施例１より材齢２８日の圧縮強さが低かった。
【図1】
