[发明专利]水泥熟料、水泥组合物、水泥熟料的制造方法和含碱成份的废弃物的处理方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及水泥熟料及其制造方法，还涉及含有该水泥熟料的水泥组合物，进一步涉及将含碱成份的废弃物作为水泥原料进行处理的方法。

背景技术

近年来，从所谓地球环保的观点来看，废弃物的再循环成为无论政府还是工业界的重要课题。其中，通过利用粉煤灰和高炉炉渣作为混合水泥和利用各种废弃物作为水泥原料，积极促进了水泥工业的废弃物再循环，并且在今后更加期待着在废弃物的再循环中起到重要的作用。

最近，正在进行从例如以城市垃圾为代表的将含氯废弃物作为特殊水泥原料利用的“环保水泥”“ecocement”的研究，和要构筑只采用可再循环的材料作为水泥原料制造混凝土、并在使用后作为水泥原料再使用的循环体系这样“完全再循环混凝土”的研究等。

但是，在日本国内，现状是统计去年内产生的2500万吨所谓“混凝土废材”，其中，1000万吨用作路基材料，而剩余的1500万吨被废弃处理了。作为日本国建设省的综合技术开发项目“抑制建设副产物的产生和开发再生利用技术”(1993～1994)的一部分，对于“开发再生混凝土的利用技术”实施共同的研究，实际上向循环的行动正在继续，但是对于混凝土废材作为再生骨材的再利用仍然存在着许多问题。

存在的一个问题是，在用于制造优良的再生骨材的再生过程中，从骨材表面摩擦去除的微粉的再利用。作为微粉再利用的方法，在考虑在水泥原料中利用时，微粉中所含的碱成份会降低水泥的流动性，并伴随着碱量的JIS规定值在0.75％以下，因此，难以进行作为水泥原料的再利用。

而且，在玻璃废材和建设工程中使用的膨润土的污泥块等也存在将其作为水泥原料时碱成份含量大这样的问题。玻璃废材虽然经粉碎构成作为碎玻璃再利用的体系，但是，与有色玻璃有关的再利用受到限制，因此正在寻找作为水泥原料的再利用。但是，这些废弃物与上述再生骨材制造时产生的微粉的处理同样碱含量也高，因此，作为水泥原料再利用的途径狭窄。

发明简述

本发明的课题是在水泥中加入碱成份时，达到促进主要是由C₂S形成的斜硅灰石等的水和，并进一步抑制流动性的降低，由此以达到将含有碱成份的废弃物作为水泥原料有效地再利用的目的。

在考虑将上述含碱成份的废弃物作为水泥原料利用时，(1)在使用水泥制成灰浆和混凝土时，不使用反应性骨材，(2)在对于水泥中的碱量符合缓和规格值等的条件时，仍具有可作为水泥原料再利用的可能性。特别是，通过在大多生成斜硅灰石的水泥原料中加入该含碱成份的废弃物，提高烧结时碱在斜硅灰石中的固溶量，从而提高水和反应性低的斜硅灰石的水和反应性，这种方法提高了水泥中长期的强度显示性，可被认为是合理的解决方法。

但是，如果增加通常的斜硅灰石系水泥中的碱量，在由碱向斜硅灰石中固溶产生促进水和这一正面效果的同时，还发生了碱还向水和反应性高的铝酸钙相固溶，进一步增加了铝酸钙相的水和反应性。这样就产生了水泥浆、灰浆和混凝土等流动性降低这一利用上的新问题。

本发明者们对上述课题进行了深入研究，结果发现，通过使水泥熟料中的Al₂O₃/Fe₂O₃重量比、碱量和斜硅灰石量的比例以及碱中Na₂O和K₂O的比例在给定的范围内，可提高斜硅灰石的水和反应性，并抑制流动性的降低，从而完成本发明。

即，本发明的方案是水泥熟料，其特征在于以Al₂O₃/Fe₂O₃重量比(以下记为IM)为0.05～0.62的比例含有Al₂O₃和Fe₂O₃，还含有碱量Y(重量％)和C₂S量X(重量％)，其比例为

0.0025X+0.1≤Y≤0.01X+0.8。

对于碱量Y和C₂S量X，以百分数(％)表示相对于水泥熟料全部重量的碱和C₂S的各自重量。