特表 2025-535228 混合セメント、その製造方法及び混合セメントの性能を高めるための混和材料の使用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-10-24

(54)【発明の名称】混合セメント、その製造方法及び混合セメントの性能を高めるための混和材料の使用

(51)【国際特許分類】

   C04B 7/24 20060101AFI20251017BHJP

   C04B 7/13 20060101ALI20251017BHJP

   C04B 7/19 20060101ALI20251017BHJP

   C04B 7/26 20060101ALI20251017BHJP

   C04B 28/02 20060101ALI20251017BHJP

   C04B 24/02 20060101ALI20251017BHJP

   C04B 24/12 20060101ALI20251017BHJP

【ＦＩ】

C04B7/24

C04B7/13

C04B7/19

C04B7/26

C04B28/02

C04B24/02

C04B24/12

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2025515342

(86)(22)【出願日】2023-10-25

(85)【翻訳文提出日】2025-03-12

(86)【国際出願番号】 EP2023079767

(87)【国際公開番号】W WO2024094517

(87)【国際公開日】2024-05-10

(31)【優先権主張番号】22383052.2

(32)【優先日】2022-11-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】506416400

【氏名又は名称】シーカ テクノロジー アクチェンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【識別番号】100208225

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 修二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100217179

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 智史

(72)【発明者】

【氏名】アナ アレナス

(72)【発明者】

【氏名】ホセ マヌエル フェルナンデス

(72)【発明者】

【氏名】クリスティナ バルベルデ

(72)【発明者】

【氏名】ラミロ ガルシア

【テーマコード（参考）】

4G112

【Ｆターム（参考）】

4G112PB15

4G112PB20

4G112PC12

(57)【要約】

本発明は、混合セメントを製造する方法であって、ポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物を、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される粉砕助剤の存在下で共粉砕するステップを含む方法に関する。本発明は、このような方法で得ることができる混合セメントにも関する。最後に、本発明は、ポルトランドクリンカーと、セメント質廃棄物から回収された補助セメント質材料とを含む混合セメントの硬化後の性能を高めるための、アルカノールアミン、グリコール及び／又はグリセロールから選択される混和材料１０の使用に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

混合セメントを製造する方法であって、
（１）ポルトランドクリンカーを提供するステップと、
（２）セメント質廃棄物を提供するステップと、
（３）アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される粉砕助剤を提供するステップと、
（４）前記ポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物を前記粉砕助剤の存在下で共粉砕するステップと
を含む方法。

【請求項2】

ポルトランドクリンカーのセメント質廃棄物に対する重量比は、１：１～１０：１、好ましくは２：１～６：１、特に２．５：１～５：１であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

さらに、石膏、ポゾラン及び／又は潜在水硬性材料が粉砕中に存在し、前記ポゾラン及び／又は前記潜在水硬性材料は、前記セメント質廃棄物と異なることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記粉砕助剤は、前記組み合わされたポルトランドクリンカー、セメント質廃棄物並びに存在する場合には石膏、ポゾラン及び潜在水硬性材料の全乾燥重量に対して４０～２５００ｐｐｍ、好ましくは１００～１５００ｐｐｍ、特に８００～１２００ｐｐｍの量で存在することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

粉砕助剤は、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジエタノールイソプロパノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチルジグリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキシレングリコール、グリセロール、炭水化物、塩化ナトリウム、塩化カルシウム又はそれらの混合物から選択されることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

粒子のサイズ分離のステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の方法で得ることができる混合セメント。

【請求項8】

前記混合セメントが、特に記載がない限り、前記混合セメントの全乾燥重量に対して
ａ）６０～９０重量％、好ましくは７０～８０重量％のポルトランドクリンカーと、
ｂ）５～３５重量％、好ましくは１５～２５重量％のセメント質廃棄物と、
ｃ）任意選択的に、１～１０重量％、好ましくは５重量％の石膏と、
ｄ）前記組み合わされたポルトランドクリンカー、セメント質廃棄物及び存在する場合には石膏の全乾燥重量に対して４０～２５００ｐｐｍ、好ましくは１００～１５００ｐｐｍ、特に８００～１２００ｐｐｍの、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される粉砕助剤と
を含むことを特徴とする、請求項７に記載の混合セメント。

【請求項9】

請求項７又は８に記載の混合セメントを含む建築材料、特にコンクリート又はモルタル。

【請求項10】

硬化中の混合セメント又は混合セメントを含む建築材料の収縮を減少させるための、アルカノールアミン、グリコール及び／又はグリセロールから選択される混和材料の使用であって、前記混合セメントは、ポルトランドセメントと、セメント質廃棄物から回収された補助セメント質材料とを含む、使用。

【請求項11】

硬化後の混合セメント又は混合セメントを含む建築材料の圧縮強度を増加させるための、アルカノールアミン、グリコール及び／又はグリセロールから選択される混和材料の使用であって、前記混合セメントは、ポルトランドセメントと、セメント質廃棄物から回収された補助セメント質材料とを含む、使用。

【請求項12】

前記混和材料は、ポルトランドクリンカー及び／又は前記補助セメント質材料にその粉砕前又は粉砕中に加えられることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載の使用。

【請求項13】

セメント質廃棄物の粉砕の効率を改善するための、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される粉砕助剤の使用であって、前記粉砕は、前記セメント質廃棄物の炭酸化なしに行われる、使用。

【請求項14】

前記混和材料又は粉砕助剤は、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジエタノールイソプロパノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチルジグリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキシレングリコール、グリセロール、炭水化物、塩化ナトリウム、塩化カルシウム又はそれらの混合物から選択されることを特徴とする、請求項１０～１３のいずれか一項に記載の使用。

【請求項15】

前記粉砕助剤は、前記セメント質廃棄物の乾燥重量に対して１００～１５００ｐｐｍ、好ましくは２５０～１２００ｐｐｍ、特に４００ｐｐｍ又は１０００ｐｐｍの量で使用されることを特徴とする、請求項１３又は１４に記載の使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、混合セメントの分野に関する。より詳細には、本発明は、混合セメントを製造する方法及びそのような方法に有用な粉砕助剤に関する。本発明は、セメント質廃棄物、特に建造物の解体からの廃棄コンクリート及びモルタルの再利用の分野にも関する。

【背景技術】

【0002】

長年にわたり、建設業では、セメント、特に普通ポルトランドセメント（ＯＰＣ）が使用されており、使用が続けられている。しかし、特に、ＯＰＣの使用は、高い環境フットプリントを有する。主な理由の１つは、セメントの製造に関連する高ＣＯ_２放出である。したがって、建築材料からの結合材としてのＯＰＣの少なくとも一部を置き換えようとする多くの努力が行われている。

【0003】

可能性の１つは、ＯＰＣを少なくとも部分的に置き換えるためのいわゆる補助セメント質材料（ＳＣＭ）の使用である。ＯＰＣ及びＳＣＭを含むセメントは、混合セメント又は複合セメントとも呼ばれる。長年にわたって知られているＳＣＭとしては、製鋼スラグ、焼成粘土、火山灰などの天然ポゾラン、シリカフューム又はフライアッシュが挙げられる。

【0004】

例えば、国際公開第２０１８／２２８８３９号パンフレットは、任意選択的にアルカノールアミン粉砕助剤の存在下でポルトランドクリンカー及び潜在水硬性材料をともに粉砕し、粉砕した材料を無機フィラーと組み合わせることによって得ることができる複合セメントを開示している。

【0005】

例えば、解体廃棄物の形態の硬化コンクリートを処理して、骨材と、ＳＣＭとして適切な鉱物粉末とを回収できることも知られている。適切なプロセスの１つは、例えば、国際公開第２０２１／１７０５０１号パンフレット（Ｓｉｋａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＡＧ）に開示されている。

【0006】

解体廃棄物からのＳＣＭの回収及びポルトランドセメントと置き換えるためのその使用は、建築材料の分野における循環経済に対する重要なステップとなる。

【0007】

ＳＣＭとして有用な鉱物粉末の回収のための廃棄建築材料の処理における重要なステップの１つは、粉砕ステップである。特に望ましいものは、粉砕効率を改善でき、同時に改善された性質を有するＳＣＭを得ることができる方法及び化学物質である。特に望ましくは、このような方法及び化学物質は、ポルトランドクリンカーと、セメント質廃棄物、特に廃棄建築材料との共粉砕に使用され得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、以下の目的の１つ以上を解決する。

【0009】

（ｉ）混合セメントを製造する方法であって、前記混合セメントは、ある含有量のポルトランドセメントと、セメント質廃棄物から得られるある含有量のＳＣＭとを有する、方法を提供する。

【0010】

（ｉｉ）ある含有量のポルトランドセメントと、セメント質廃棄物から得られるある含有量のＳＣＭとを有する混合セメントを提供する。

【0011】

（ｉｉｉ）ある含有量のポルトランドセメントと、セメント質廃棄物から得られるある含有量のＳＣＭとを有する混合セメントの性能を改善する方法を提供する。特に、このような混合セメント及びこのような混合セメントを含む建築材料の圧縮強度及び／又は収縮挙動を改善する。

【0012】

（ｉｖ）セメント質廃棄物の粉砕効率を改善する方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0013】

驚くべきことに、幾つかの目的は、請求項１に記載の方法によって解決され得ることが分かった。

【0014】

同様に驚くべきことに、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される適切な粉砕助剤の目標とする使用により、幾つかの目的が解決され得ることが分かった。

【0015】

したがって、驚くべきことに、ポルトランドセメントと、セメント質廃棄物から得られるＳＣＭとを含む有利な混合セメントは、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される粉砕助剤の存在下でポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物を共粉砕するステップを含む方法で得ることができる。

【0016】

本発明の利点としては、セメント質廃棄物、特に建築解体廃棄物から得られるＳＣＭのより良好な活性化、ポルトランドセメントと、セメント質廃棄物から得られるＳＣＭとを含む混合セメントのより高い性能、セメント質廃棄物を使用することによる廃棄物の減少、混合セメントとセメント質廃棄物との粉砕効率の改善が挙げられる。

【0017】

本発明のさらなる態様は、独立請求項の主題である。好ましい実施形態は、従属請求項の主題である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

第１の態様では、本発明は、混合セメントを製造する方法であって、
（１）ポルトランドクリンカーを提供するステップと、
（２）セメント質廃棄物を提供するステップと、
（３）アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される粉砕助剤を提供するステップと、
（４）ポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物を前記粉砕助剤の存在下で共粉砕するステップと
を含む方法に関する。

【0019】

これに関連して、「混合セメント」及び「複合セメント」という用語は、同義で使用される。両方の用語は、少なくとも１つの水硬性材料と、少なくとも１つのさらなる材料との混合物を含むセメントに関連し、前記さらなる材料は、別の水硬性材料、ポゾラン、潜在水硬性材料、非水硬性材料又はフィラーであり得る。

【0020】

水硬性材料又は水硬性結合材は、水硬性反応で水と反応して固体水和物相を形成する材料である。水硬性材料は、特にセメント、好ましくはポルトランドセメントである。特に、ポゾラン及び潜在水硬性材料は、規格ＥＮ ２０６－１に準拠した潜在水硬性及び／又はポゾラン特性を有するタイプＩＩコンクリート添加剤である。典型的なポゾランは、火山灰、軽石、燃焼オイルシェール、粘土、焼成粘土、もみ殻灰、マイクロシリカ、シリカフューム及びフライアッシュである。典型的な潜在水硬性材料は、スラグ、特に粉砕された粒状高炉スラグ及び塩基性酸素炉スラグである。

【0021】

これに関連して、ポルトランドクリンカーは、高温においてセメントキルン中で石灰石及びアルミノシリケート材料から得られる焼結生成物である。「クリンカー」という用語は、未粉砕材料を意味し、典型的には塊又は団塊として得られる。これに関連して使用されるポルトランドクリンカーは、任意の種類のポルトランドクリンカーであり得る。ポルトランドクリンカーの典型的な相組成は、４５～８０重量％のＣ_３Ｓ、１～４０重量％のＣ_２Ｓ、０～１５重量％のＣ_３Ａ及び０～２０重量％のＣ_４ＡＦ（ここで、「Ｃ」は、ＣａＯを表し、「Ｓ」は、ＳｉＯ_２を表し、「Ａ」は、Ａｌ_２Ｏ_３を表し、「Ｆは、Ｆｅ_２Ｏ_３を表す）である。ポルトランドクリンカーの典型的な化学組成は、５５～７５重量％のＣａＯ、１５～２５重量％のＳｉＯ_２、２～６重量％のＡｌ_２Ｏ_３、０～６重量％のＦｅ_２Ｏ_３、０～２重量％のＭｇＯ及び０～２重量％のＳＯ_３である。

【0022】

これに関連して、「セメント」という用語は、粉砕された材料を意味する。したがって、例えば、ポルトランドセメントは、ポルトランドクリンカーを粉砕して得られるセメントである。ポルトランドセメントのＢｌａｉｎｅ粉末度は、２５００ｃｍ^２／ｇ～１２０００ｃｍ^２／ｇ、好ましくは３０００ｃｍ^２／ｇ～９０００ｃｍ^２／ｇ、特に３５００ｃｍ^２／ｇ～８０００ｃｍ^２／ｇの範囲であり得る。Ｂｌａｉｎｅ粉末度は、ＤＩＮＥＮ １９６－６：２０１８に準拠して測定され得る。

【0023】

これに関連して、「セメント質廃棄物」という用語は、その意図する目的のために使用することができないか又はその寿命の終了に到達している任意のセメント質材料を意味する。これに関連して、セメント質材料は、少なくとも１つの水硬性結合材、特に少なくとも１つのセメントを含む材料である。この水硬性結合材は、未硬化状態であり得るか、又は部分的若しくは完全に硬化され得る。ある実施形態によると、セメント質廃棄物は、少なくとも５重量％、好ましくは少なくとも１０重量％、より好ましくは少なくとも２０重量％の少なくとも１つの水硬性結合材、特にセメントを未硬化、部分硬化又は完全硬化状態で含む。特に、セメント質廃棄物は、廃棄建築材料である。廃棄建築材料は、例えば、過剰な材料、規格外の材料、返却された材料又は解体廃棄物である。特に、セメント質廃棄物は、解体廃棄物である。実施形態によると、セメント質廃棄物は、骨材と少なくとも１つの水硬性結合材とを含むが、他の点について、その組成は、限定されない。特に好ましいセメント質廃棄物は、コンクリート、特に過剰のコンクリート、規格外のコンクリート又は解体で得られたコンクリートである。

【0024】

セメント質廃棄物は、異なる材料の混合物であり得る。例えば、セメント質廃棄物は、コンクリート又はモルタル、コンクリートと、石膏をベースとする材料との混合物、コンクリートとプラスターとの混合物、れんがとモルタルとの混合物、れんがと、モルタルと、プラスターとの混合物などであり得る。金属繊維、特に鋼繊維、ポリマー繊維及び／又はガラスがセメント質廃棄物中に含まれ得る。特に、セメント質廃棄物は、未硬化、部分硬化又は完全硬化セメント、骨材及びフィラーを含む。しかしながら、セメント質廃棄物は、金属又は木材の大きい断片を含まないことが好ましい。

【0025】

セメント質廃棄物は、本発明の方法を行う前に前処理され得る。前処理は、特にセメント質廃棄物の破砕及び／又は材料による選別である。破砕が行われる場合、破砕された材料のサイズは、最も大きい骨材の粒度よりも大きいことが好ましい。別の前処理は、セメント質材料を金属、木材、プラスチック、紙及び／又はプラスターから分離するためのセメント質廃棄物の選別であり得る。選別は、例えば、磁石を用いて又は密度分離によって行われ得る。

【0026】

セメント質廃棄物がある程度のセラミック材料を含むことが有利であり得る。例えば、セメント質廃棄物は、最大で２５重量％のセラミック材料、好ましくは１～５重量％のセラミック材料を含み得る。

【0027】

粉砕されたセメント質廃棄物は、典型的には、骨材及び補助セメント質材料を含む。補助セメント質材料は、特に元のセメント質材料の製造に使用され、硬化又は未硬化、好ましくは硬化され得る水硬性、ポゾラン性及び／又は潜在水硬性材料である。

【0028】

本発明の粉砕助剤は、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される。本発明の粉砕助剤は、液体中、特に水中の溶液又は分散物として配合され得る。したがって、本発明の粉砕助剤は、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物の、液体中、特に水中の溶液又は分散物の形態を取り得る。以下では、粉砕助剤の全ての使用量の範囲は、任意の液体、特に水を含まずに存在するアルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物を意味する。

【0029】

アルカノールアミンは、好ましくは、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、ジエタノールイソプロパノールアミン（ＤＥＩＰＡ）、エタノールジイソプロパノールアミン（ＥＤＩＰＡ）、イソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）、Ｎ－メチルジイソプロパノールアミン（ＭＤＩＰＡ）、Ｎ－メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、テトラヒドロキシエチルエチレンジアミン（ＴＨＥＥＤ）及びテトラヒドロキシイソプロピルエチレンジアミン（ＴＨＩＰＤ）並びに２つ以上のこれらのアルカノールアミンの混合物からなる群から選択される。特に好ましい実施形態によると、アルカノールアミンは、ＴＥＡ、ＴＩＰＡ、ＤＥＩＰＡ、ＭＤＥＡ又はそれらの混合物から選択される。

【0030】

実施形態によると、グリコールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチルジグリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキシレングリコールからなる群から選択される。好ましくは、グリコールは、ジエチレングリコールである。

【0031】

本発明の炭水化物は、単糖又は二糖の群に属する。適切な炭水化物の例としては、グリセルアルデヒド、トレオース、エリトロース、キシロース、リキソース、リボース、アラビノース、アロース、アルトロース、グルコース、マンノース、グロース、イドース、ガラクトース、タロース、フルクトース、ソルボース、ラクトース、マルトース、スクロース、ラクツロース、トレハロース、セロビオース、キトビオース、イソマルトース、パラチノース、マンノビオース、ラフィノース及びキシロビオースが挙げられるが、これらに限定されない。炭水化物は、例えば、蒸留残渣、糖蜜の形態でも使用され得る。

【0032】

塩化物は、これに関連して、好ましくはアルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩化物である。特に、塩化物は、塩化ナトリウム又は塩化カルシウムである。

【0033】

特に好ましい粉砕助剤は、ジエチレングリコールとグリセロールとの混合物である。別の特に好ましい粉砕助剤は、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）とジエタノールイソプロパノールアミン（ＤＥＩＰＡ）との混合物である。別の特に好ましい粉砕助剤は、アルカノールアミン、特にトリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）又はジエタノールイソプロパノールアミン（ＤＥＩＰＡ）、炭水化物及び塩化物、特に塩化ナトリウム又は塩化カルシウムの混合物である。

【0034】

本発明の方法における共粉砕は、アトリションミル上で実施され得る。特に適切なアトリションミルは、半自生ミル及び圧縮グラインダーである。圧縮グラインダーは、これに関連して、粉砕される材料の層に対して圧縮力を作用させることができるグラインダーの一種である。好ましくは、圧縮力は、回転する円筒又はローターステーターによって作用させる。圧縮グラインダーは、例えば、クラッシャー又はローラーミルであり得る。好ましい実施形態によると、圧縮グラインダーは、垂直ローラーミル又は水平ローラーミルである。半自生ミルの例は、ボールミル又は撹拌ミルである。実施形態によると、本発明の方法では、粉砕は、ボールミル又は撹拌ミル中で行われる。

【0035】

粉砕は、バッチ式又は連続的に行われ得る。したがって、本発明の方法は、バッチプロセス又は連続プロセスであり得る。

【0036】

「共粉砕」という用語は、ポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物が粉砕助剤の存在下で粉砕されることを意味する。「粉砕」及び「摩砕」という用語は、これに関連して同義で使用され得る。

【0037】

本発明の共粉砕は、好ましくは、乾式プロセスである。これは、粉砕中に存在する水の量が固体材料の全重量に対して１０重量％未満、好ましくは５重量％未満、特に２重量％未満であることを意味する。

【0038】

粉砕助剤は、ミル内のポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物の上に噴霧されることが好ましい。同様に、ミルに供給するコンベヤベルト上のポルトランドクリンカー及び／又はセメント質廃棄物に粉砕助剤を加えることもできる。これは、本発明の方法が連続プロセスである場合に特に好ましい。

【0039】

本発明の方法では、ポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物と異なるさらなる材料が共粉砕のステップ中に存在し得る。このようなさらなる材料は、好ましくは、石膏、ポゾラン及び／又は潜在水硬性材料から選択される。ポゾラン及び潜在水硬性材料は、前述の定義の通りである。実施形態によると、本発明の方法では、さらなる石膏、ポゾラン及び／又は潜在水硬性材料が粉砕中に存在し、これらのポゾラン及び／又は潜在水硬性材料は、セメント質廃棄物と異なる。

【0040】

ポルトランドクリンカーとセメント質廃棄物とは、共粉砕ステップにおいて、ある規定された重量比で存在することが好ましい。

【0041】

実施形態によると、本発明の方法では、ポルトランドクリンカーのセメント質廃棄物に対する重量比は、１：１～１０：１、好ましくは２：１～６：１、特に２．５：１～５：１である。

【0042】

重量比がこれらの範囲外となる場合、得られる混合セメントの性質は、水と混合したとき及び／又は硬化後、特に加工性、収縮及び／又は圧縮強度が最適ではなくなる。例えば、セメント質廃棄物の比率が高すぎる場合、硬化後に得られる混合セメントの圧縮強度が低下し得る。

【0043】

実施形態によると、本発明の方法では、粉砕助剤は、組み合わされたポルトランドクリンカー、セメント質廃棄物並びに存在する場合には石膏、ポゾラン及び潜在水硬性材料の全乾燥重量に対して４０～２５００ｐｐｍ、好ましくは１００～１５００ｐｐｍ、特に８００～１２００ｐｐｍの量で存在する。この文脈全体を通して、「ｐｐｍ」という用語は、「百万部当たりの部数」を意味する。

【0044】

本発明の方法は、粒子のサイズ分離のステップをさらに含み得る。

【0045】

実施形態によると、分離は、セメント質廃棄物から得られる清浄な骨材を、製造される混合セメントから分離するために、あらかじめ規定されたカットオフ粒度で行われる。骨材は、あらかじめ規定されたカットオフ粒度以上の粒度を有する。実施形態によると、分離は、濾過、ふるい分け、沈降、密度分離、例えばサイクロン中の風力選別及び／又は遠心分離によって行われる。

【0046】

このようなサイズ分離により、骨材と補助セメント質材料（ＳＣＭ）との回収が行われ、次にこのＳＣＭが混合セメントの一部となる。

【0047】

しかしながら、セメント質廃棄物を粉砕することで得られるＳＣＭは、骨材も含み得る。

【0048】

本発明の混合セメントは、さらなる材料を含み得る。特に、このようなさらなる材料は、さらなるＳＣＭ及び／又はフィラーであり得る。適切なさらなる材料は、特に石膏、ポゾラン、潜在水硬性材料及び／又は石灰石微粉末である。さらなる材料、特に石膏、ポゾラン及び／又は潜在水硬性材料は、本発明の方法の共粉砕ステップ前又はその間に既に加えられ得る。これは、さらなる材料の硬度及び粉砕性がポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物と同様である場合に特に有用であり得る。しかしながら、さらなる材料、特に石灰石は、共粉砕ステップ後の乾燥粉末を混合する別のステップでも加えられ得る。これは、さらなる材料の硬度及び粉砕性がポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物と異なる場合に特に有用であり得る。

【0049】

したがって、実施形態によると、本発明の方法では、粉砕された混合物は、１つ以上の無機フィラー、好ましくは石灰石と組み合わされる。

【0050】

本発明の方法では、ポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物の共粉砕ステップで炭酸化が起こらないことが好ましい。これは、共粉砕ステップ中、ポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物がＣＯ_２と反応しないことを意味する。

【0051】

別の態様では、本発明は、前述の方法で得ることができる混合セメントに関する。

【0052】

以上で好ましいと記載される任意の特徴は、この態様にも適用される。

【0053】

好ましくは、混合セメントは、乾燥粉末の形態で存在する。混合セメントのＢｌａｉｎｅ粉末度は、２５００ｃｍ^２／ｇ～１２０００ｃｍ^２／ｇ、好ましくは３０００ｃｍ^２／ｇ～９０００ｃｍ^２／ｇ、特に３５００ｃｍ^２／ｇ～８０００ｃｍ^２／ｇの範囲であり得る。Ｂｌａｉｎｅ粉末度は、ＤＩＮ ＥＮ １９６－６：２０１８に準拠して測定され得る。

【0054】

実施形態によると、本発明の混合セメントは、（特に記載がない限り、混合セメントの全乾燥重量に対して）
ａ）６０～９０重量％、好ましくは７０～８０重量％のポルトランドクリンカーと、
ｂ）５～３５重量％、好ましくは１５～２５重量％のセメント質廃棄物と、
ｃ）任意選択的に、１～１０重量％、好ましくは５重量％の石膏と、
ｄ）組み合わされたポルトランドクリンカー、セメント質廃棄物及び存在する場合には石膏の全乾燥重量に対して４０～２５００ｐｐｍ、好ましくは１００～１５００ｐｐｍ、特に８００～１２００ｐｐｍの、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される粉砕助剤と
を含むか又はそれらからなる。

【0055】

別の態様では、本発明は、前述の混合セメントを含む建築材料、特にコンクリート又はモルタルに関する。

【0056】

以上で好ましいと記載される任意の特徴は、この態様にも適用される。

【0057】

本発明の混合セメントを含む限り、建築材料は、その組成において特に限定されない。

【0058】

例えば、本発明の建築材料は、例えば、岩石、砕石、砂利、砂、特に珪砂、川砂及び／又は砕砂、ガラス、発泡ガラス、中空ガラスビーズ、ガラスセラミック、麻繊維若しくはコルクなどの生物由来の材料並びにゴムなどの合成有機材料などの骨材をさらに含み得る。

【0059】

本発明の建築材料は、モルタル及びコンクリート産業で一般的な任意のさらなる添加剤も含み得る。特に、このようなさらなる添加剤は、可塑剤、流動化剤、収縮低減材、空気連行剤、脱気剤、安定剤、粘度調整剤、増粘剤、減水剤、遅延剤、耐水剤、繊維、発泡剤、消泡剤、再分散性ポリマー粉末、制塵剤、クロメート低減剤、顔料、殺生物剤、防錆剤及び鋼不動態化剤から選択される。さらなる添加剤は、前述の粉砕助剤と化学的に異なる。

【0060】

好ましい実施形態によると、本発明の建築材料は、コンクリート又はモルタルである。

【0061】

本発明の建築材料は、乾燥形態又は湿式形態であり得る。ここで、乾燥形態は、建築材料が易流動性粉末の形態であり、１０重量％以下、好ましくは５重量％以下、特に１重量％以下の含水量を有することを意味する。ここで、湿式形態は、建築材料が水と混合されることを意味する。実施形態によると、水の混合セメントに対する混合重量比は、０．１～１．０、好ましくは０．２～０．６である。

【0062】

別の態様では、本発明は、硬化中の混合セメント又は混合セメントを含む建築材料の収縮を減少させるための、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される混和材料の使用であって、前記混合セメントは、ポルトランドセメントと、セメント質廃棄物から回収された補助セメント質材料とを含む、使用に関する。

【0063】

非常に好ましくは、混合セメントは、混和材料の存在下で共粉砕されたポルトランドクリンカーと、セメント質廃棄物から回収された補助セメント質材料とを含む。「混和材料の存在下での共粉砕」という用語は、ポルトランドクリンカーと、セメント質廃棄物から回収された補助セメント質材料とが前記混和材料の存在下でともに粉砕されることを意味する。

【0064】

以上で好ましいと記載される任意の特徴は、この態様にも適用される。

【0065】

特に、混合セメントは、前述の方法で得られるセメントである。しかしながら、この態様における混合セメントは、ポルトランドセメントと、粉砕したセメント質廃棄物とを混合することによって得ることもできる。ポルトランドセメントを得る方法は、当業者に周知である。これに関連して、粉砕されたセメント質廃棄物は、好ましくは、前述の方法でポルトランドクリンカーが存在しない場合に得られる。

【0066】

好ましい実施形態によると、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される混和材料は、ポルトランドクリンカー及び／又はセメント質廃棄物にその粉砕前又は粉砕中に加えられる。

【0067】

しかしながら、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される混和材料を、粉砕後、ポルトランドセメント、セメント質廃棄物から回収されたＳＣＭ又はそれらの混合物に加えることも可能である。

【0068】

したがって、好ましい実施形態によると、ポルトランドクリンカー及び／又はセメント質廃棄物は、混和材料の存在下で粉砕又は共粉砕される。

【0069】

混和材料は、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物に加えて別の材料を含み得る。例えば、混和材料は、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物の液体中、特に水中の溶液又は分散物の形態を取り得る。

【0070】

特に、建築材料は、前述の通りである。

【0071】

本発明の混合セメント又は建築材料の硬化は、水が加えられたときに開始する。

【0072】

これに関連して、収縮は、寸法安定性に関連し、規格ＥＮ １２６１７－４に準拠して測定され得る。

【0073】

収縮の減少が望ましく、なぜなら、これにより、亀裂が減少し、したがって本発明の混合セメント又は建築材料の硬化によって得られる任意の物体の耐用寿命が長くなるためである。

【0074】

別の態様では、本発明は、硬化後の混合セメント又は混合セメントを含む建築材料の圧縮強度を増加させるための、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される混和材料の使用であって、前記混合セメントは、ポルトランドセメントと、セメント質廃棄物から回収された補助セメント質材料とを含む、使用に関する。

【0075】

以上で好ましいとして記載される任意の特徴は、この態様にも適用される。

【0076】

特に、混合セメントは、前述の方法で得られるセメントである。しかしながら、この態様における混合セメントは、ポルトランドセメントと、粉砕されたセメント質廃棄物とを混合することによって得ることもできる。ポルトランドセメントを得る方法は、当業者に周知である。これに関連して、粉砕されたセメント質廃棄物は、好ましくは、前述の方法でポルトランドクリンカーが存在しない場合に得られる。

【0077】

好ましい実施形態によると、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される混和材料は、ポルトランドクリンカー及び／又はセメント質廃棄物にその粉砕前又は粉砕中に加えられる。

【0078】

しかしながら、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される混和材料を、粉砕後、ポルトランドセメント、セメント質廃棄物から回収されたＳＣＭ又はそれらの混合物に加えることも可能である。

【0079】

したがって、好ましい実施形態によると、ポルトランドクリンカー及び／又はセメント質廃棄物は、混和材料の存在下で粉砕又は共粉砕される。

【0080】

混和材料は、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物に加えて別の材料を含み得る。例えば、混和材料は、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物の液体中、特に水中の溶液又は分散物の形態を取り得る。

【0081】

特に、建築材料は、前述の通りである。

【0082】

本発明の混合セメント又は建築材料の硬化は、水が加えられたときに開始する。

【0083】

圧縮強度は、規格ＥＮ １２１９０に準拠して４×４×１６ｃｍの角柱に対して測定され得る。

【0084】

圧縮強度が増加することが望ましく、なぜなら、これにより、本発明の混合セメント又は建築材料の硬化によって得られる任意の物体の耐力が高くなるためである。物体のより高い耐力が実現されると、この物体の工学的設計は、建築材料中の水硬性結合材の使用が少なくなり、且つ／又は物体の厚さが減少するように調節され得る。

【0085】

別の態様では、本発明は、セメント質廃棄物の粉砕の効率を改善するための、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物から選択される粉砕助剤の使用であって、粉砕は、セメント質廃棄物の炭酸化なしに行われる、使用に関する。

【0086】

以上で好ましいとして記載される任意の特徴は、この態様にも適用される。

【0087】

この態様における好ましい粉砕助剤は、ＴＥＡ、ＴＩＰＡ、ＤＥＩＰＡ、ＭＤＥＡ、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチルジグリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキシレングリコール、グリセロール、炭水化物、塩化ナトリウム、塩化カルシウム又はそれらの混合物から選択される。混和材料は、アルカノールアミン、グリコール、グリセロール、炭水化物、塩化物又はそれらの混合物の液体中、特に水中の溶液又は分散物の形態を取り得る。

【0088】

実施形態によると、この態様では、粉砕助剤は、セメント質廃棄物の乾燥重量に対して１００～１５００ｐｐｍ、好ましくは２５０～１２００ｐｐｍ、特に４００ｐｐｍ又は１０００ｐｐｍの量で使用される。

【0089】

より高い粉砕効率により、同じ粉砕時間内で粉砕される材料の粉末度を高めることができる。より高い粉砕効率により、粉砕された材料で同じ粉末度を実現するための粉砕時間を短縮することもできる。より高い粉砕効率により、粉砕された材料で同じ粉末度を実現するためのミルのエネルギー消費をより少なくすることもできる。後者は、例えば、より安定な粉砕層又はミルの振動がより少ないために生じ得る。

【0090】

この態様では、セメント質廃棄物の粉砕中に炭酸化が起こらない。これは、共粉砕ステップ中、ポルトランドクリンカー及びセメント質廃棄物がＣＯ_２と反応しないことを意味する。

【0091】

この態様では、セメント質廃棄物を別の水硬性材料、ポゾラン及び／又は潜在水硬性材料と共粉砕することができる。

【0092】

好ましくは、セメント質廃棄物の粉砕中又は粉砕後、粒子のサイズ分離が行われる。実施形態によると、分離は、セメント質廃棄物から得られる清浄な骨材を、製造される混合セメントから分離するために、あらかじめ規定されたカットオフ粒度で行われる。骨材は、あらかじめ規定されたカットオフ粒度以上の粒度を有する。この手順により、骨材は、補助セメント質材料から分離される。実施形態によると、分離は、濾過、ふるい分け、沈降、密度分離、例えばサイクロン中の風力選別及び／又は遠心分離によって行われる。

【0093】

以下の実施例は、本発明のさらなる実施形態を当業者に提供する。

【実施例】

【0094】

実施例１
使用されるセメント質廃棄物は、解体で得られたあらかじめ破砕されたコンクリート（０～３２ｍｍの主要骨材の砂及び砂利を有する）であった。セメント質廃棄物をあらかじめ破砕するためにジョークラッシャーを使用した。あらかじめ破砕された材料を次にふるい分けし、２～４ｍｍの画分を実施例１（以下でＲＣＤ－１と記載される）に使用した。ＲＣＤ－１は、摩砕前に１０５℃で乾燥させた。

【0095】

鋼球を有する実験室用ボールミルを使用した。粉砕のために、３００ｇのＲＣＤ－１を２６０ｇの鋼球（直径４５～４９ｍｍ）とともにボールミル中に投入した。容器及び球は、１０５℃にあらかじめ加熱された。以下の表１に示される種類及び量の粉砕助剤を上記のミルに加えた。次に、摩砕を１５分間行った。

【0096】

摩砕したＲＣＤ－１について、規格ＥＮ １９６－６：２０１０に準拠したふるい分けによって粒度を試験した。以下の表１に結果を示す。

【0097】

【表1】

【0098】

表１から分かるように、粉砕助剤の添加により、粒度Ｄ９０が減少し、３２μｍ及び４５μｍのふるい上に維持される量が少なくなった。したがって、同じ粉砕時間でより微細な粒子が得られた。

【0099】

実施例２
使用したセメント質廃棄物は、実施例１におけるものと同じであった。

【0100】

ＣＥＭ Ｉ ５２．５ Ｒ（規格ＥＮ １９７－１に準拠）のためのポルトランドクリンカーを使用した。

【0101】

鋼球を有する実験室用ボールミルを使用した。粉砕のために、以下の表３に示されるそれぞれの比率のポルトランドクリンカー、石膏及びＲＣＤ－１を有する１０ｋｇの混合物を鋼球（直径４５～４９ｍｍ）とともにボールミル中に投入した。容器及び球は、１００℃にあらかじめ加熱された。以下の表３に示されるようにポルトランドクリンカー、石膏及びＲＣＤ－１の全重量に対するｐｐｍの単位でのそれぞれの量の粉砕助剤（全ての場合にＴＩＰＡ及びＤＥＩＰＡの重量比２：１の混合物）を上記のミルに加えた。次に、摩砕を２時間行った。

【0102】

結果として得られた混合セメントを次に水と混合して、０．５の水対セメント比を得た。結果として得られた混合物の収縮を、以下の表３に示される時間の後、規格ＥＮ １２６１７－４に準拠して試験した。以下の表３に示される時間の後、規格ＥＮ １２１９０に準拠して４×４×１６ｃｍの角柱に対する圧縮強度を測定した。

【0103】

【表2】

【0104】

上記の結果から分かるように、ＲＣＤ－１の添加により、ポルトランドクリンカーのみが存在する場合のセメントよりも収縮が増加している（実施例２－１、２－２、２－４を参照されたい）。本発明の粉砕助剤の添加により、収縮が顕著に減少する（実施例２－３対２－２及び２－５対２－４を参照されたい）。

【0105】

ポルトランドクリンカーをＲＣＤ－１粉末で置き換えることにより、圧縮強度の低下も起こる（実施例２－１、２－２、２－４を参照されたい）。本発明の粉砕助剤の添加により、圧縮強度が顕著に増加する（実施例２－３対２－２及び２－５～２－７対２－４を参照されたい）。

【0106】

実施例３
使用したセメント質廃棄物は、実施例１におけるものと同じであった。

【0107】

ＣＥＭ Ｉ ５２．５ Ｒ（規格ＥＮ １９７－１に準拠）のためのポルトランドクリンカーを使用した。

【0108】

鋼球を有する実験室用ボールミルを使用した。粉砕のために、以下の表３に示されるそれぞれの比率のポルトランドクリンカー、石膏及びＲＣＤ－１を有する１０ｋｇの混合物を鋼球（直径４５～４９ｍｍ）とともにボールミル中に投入した。容器及び球は、１００℃にあらかじめ加熱された。以下の表４に示されるようにポルトランドクリンカー、石膏及びＲＣＤ－１の全重量に対するｐｐｍの単位でのそれぞれの量の粉砕助剤（全ての場合にＴＩＰＡ及びＤＥＩＰＡの重量比２：１の混合物）を上記のミルに加えた。次に、摩砕を２時間行った。

【0109】

結果として得られた混合セメントを次に水と混合して、０．５の水対セメント比を得た。結果として得られた混合物の収縮を、以下の表４に示される時間の後、規格ＥＮ １２６１７－４に準拠して試験した。以下の表４に示される時間の後、規格ＥＮ １２１９０に準拠して４×４×１６ｃｍの角柱に対する圧縮強度を測定した。

【0110】

【表3】

【0111】

表４の結果から分かるように、ポルトランドクリンカーのセメント質廃棄物に対する重量比が３．７５：１であり、粉砕助剤が使用される場合、１４日後に特に少ない収縮を実現することができる（実施例３－１～３－３を参照されたい）。粉砕助剤の使用量を増加させると、顕著な圧縮強度の増加を示さないが、より大きい収縮が生じ得ることがさらに分かる（実施例３－４～３－６を参照されたい）。

【国際調査報告】