ポルトランドセメント

ポルトランドセメント（Portland cement）は、モルタルやコンクリートの原料げんりょうとして使用しようされるセメントの種類しゅるいの一ひとつ。最もっとも一般いっぱん的てきなセメントである。

PС

発明はつめい

「ポルトランドセメント」という名称めいしょうのセメントを発明はつめいしたのは、イギリス・リーズの煉瓦れんが積づみ職人しょくにんのジョセフ・アスプディンであるとされている。1824年ねん10月21日にち付づけ特許とっきょ第だい5022号ごうに「ポルトランドセメント」という名称めいしょうが初はじめて見みられる。「Portland」を付ふしたのは、硬化こうかした後のちの風合ふうあいが ポートランド島とうで採とれるポートランド石せきに似にているからであった。

日本にっぽんでは、官営かんえい深川ふかがわセメント製造せいぞう所しょにおいて1875年ねん（明治めいじ8年ねん）に当時とうじ工こう部ぶ省しょう技術ぎじゅつ官かんだった宇都宮うつのみや三郎さぶろうが国産こくさんポルトランドセメントの製造せいぞうに成功せいこうしている。

組成そせい

ポルトランドセメントを構成こうせいする主おもな物質ぶっしつは、ケイ酸けいさん三さんカルシウム（略称りゃくしょうはエーライトで組成そせいは3CaO・SiO₂）、ケイ酸けいさん二にカルシウム（略称りゃくしょうはビーライトで組成そせいは2CaO・SiO₂）、カルシウムアルミネート（略称りゃくしょうはアルミネートで組成そせいは3CaO・Al₂O₃）、カルシウムアルミノフェライト（略称りゃくしょうはフェライトで組成そせいは4CaO・Al₂O₃・Fe₂O₃）、硫酸りゅうさんカルシウム（一般いっぱん名称めいしょうは石膏せっこうで組成そせいはCaSO₄・2H₂O）である。このうちエーライト・ビーライト・アルミネート・フェライトは「クリンカー」と称しょうする中なか間あいだ製品せいひんとして製造せいぞうされる。このクリンカーの主要しゅよう化学かがく成分せいぶんは、酸化さんかカルシウム (CaO)、二酸化にさんかケイ素けいそ (SiO₂)、酸化さんかアルミニウム (Al₂O₃)、酸化さんか鉄てつ(III) (Fe₂O₃) である。

ポルトランドセメントは天然てんねんの原料げんりょう・燃料ねんりょうを使用しようするので、実際じっさいには上記じょうき化合かごう物ぶつは純粋じゅんすいなものではなく、少量しょうりょう成分せいぶんを固かた溶している。そこで、クリンカー中ちゅうの化合かごう物ぶつは「クリンカー鉱物こうぶつ」と呼よばれている。中間なかま製品せいひんのクリンカーに適量てきりょうの石膏せっこうを混合こんごう・粉砕ふんさいして商品しょうひんとしてのセメントが製造せいぞうされる。

エーライトとビーライトはいずれもケイ酸けいさん塩しおであるから、両者りょうしゃをまとめて「シリケート相しょう」と称しょうする。また、アルミネートとフェライトはクリンカー中ちゅうでシリケート相しょうの間隙かんげき部ぶに存在そんざいするため、まとめて「間隙かんげき相しょう」と称しょうする。

それぞれのクリンカー鉱物こうぶつは、水みず和わ反応はんのう速度そくど、強つよさの発現はつげん性せい、水みず和わ熱ねつなどの性質せいしつが異ことなる。このような性質せいしつの異ことなるクリンカー鉱物こうぶつの組成そせいを変化へんかさせ、さらに、石膏せっこうの添加てんか量りょう、セメントの粉末ふんまつ度ど（比ひ表面積ひょうめんせき値ち）などを変化へんかさせることによって、物性ぶっせいの異ことなる種々しゅじゅのポルトランドセメントを製造せいぞうすることができる。

各々おのおののクリンカー鉱物こうぶつは、以下いかの性質せいしつを有ゆうする。

エーライト(C3S)

中等ちゅうとう度どの水みず和わ速度そくどを有ゆうし、初期しょき・長期ちょうきの強つよさ発現はつげん性せいに優すぐれる。水みず和物あえものは中等ちゅうとう度どの化学かがく的てき抵抗ていこう性せいと乾燥かんそう収縮しゅうしゅくを有ゆうする。

ビーライト(C2S)

水みず和わ速度そくどが遅おそく、初期しょき強つよさの発現はつげん性せいに劣おとるが、長期ちょうきにわたり水みず和わを継続けいぞくするため終局しゅうきょく強つよさには寄与きよする。水みず和わ熱ねつが小ちいさく、化学かがく的てき抵抗ていこう性せいおよび乾燥かんそう収縮しゅうしゅく性状せいじょうにも優すぐれる。

アルミネート(C3A)

水みず和わ速度そくどが非常ひじょうに速はやく、初期しょきの強つよさに寄与きよするが、長期ちょうき強つよさへの寄与きよは小ちいさい。水みず和わ熱ねつが大おおきく、化学かがく的てき抵抗ていこう性せいおよび乾燥かんそう収縮しゅうしゅく性状せいじょうにも劣おとり、ビーライトとは対照たいしょう的てきな性質せいしつを持もつ。

フェライト(C4AF)

水みず和わ速度そくど、強つよさ、水みず和わ熱ねつ、化学かがく的てき抵抗ていこう性せい、乾燥かんそう収縮しゅうしゅく性状せいじょうのいずれにおいても中等ちゅうとう度どであり、他たの3つのクリンカー鉱物こうぶつに比くらべると特段とくだんの特徴とくちょうがない。しかし、この鉱物こうぶつが生成せいせいするように設計せっけいすることにより後述こうじゅつのクリンカーの焼成しょうせいにおいて、エーライトの生成せいせい温度おんどを下さげることが可能かのうとなっており、セメントの経済けいざい性せいに寄与きよする役割やくわりを果はたしている。

クリンカー鉱物こうぶつの名称めいしょうに関かんしては、このようなエピソードが伝つたえられている。アルフレッド・テルネボーム (Alfred Elis Törnebohm) は1897年ねんにストックホルムで開催かいさいされた国際こくさい材料ざいりょう試験しけん会議かいぎにてクリンカーの光学こうがく顕微鏡けんびきょう観察かんさつの結果けっかを報告ほうこくし、クリンカーがアリット（エーライト）、ベリット（ビーライト）およびこれらを取とり巻まく間隙かんげきから成なることを初はじめて報告ほうこくしたとされている。間隙かんげきについては組織そしきが微細びさいで詳細しょうさいがわからなかったため、セリット（シーライト）とされた。これらは、アルファベット"A"、"B"、"C"と鉱物こうぶつ名めいであることを表あらわす接尾せつび語ご"-lite"を組くみ合あわせただけの単純たんじゅんなルールで命名めいめいされた。

ある化学かがく組成そせいを有ゆうするクリンカー中ちゅうに存在そんざいするクリンカー鉱物こうぶつの理論りろん組成そせい（ポテンシャル）は、1920年代ねんだいにロバート・ボーグ (Robert Herman Bogue) により考案こうあんされたBogue式しきによって求もとめることができる。Bogue式しきでは与あたえられたクリンカーの化学かがく組成そせいにおける化学かがく量りょう論ろん組成そせいのクリンカー鉱物こうぶつおよび無水むすい石膏せっこうの生成せいせい反応はんのうの平衡へいこう状態じょうたいを仮定かていする。無水むすい石膏せっこうの生成せいせいを仮定かていするのは、クリンカー焼成しょうせいの際さいに用もちいる燃料ねんりょう（主おもに石炭せきたん）に由来ゆらいする三さん酸化さんか硫黄いおう (SO₃) が少量しょうりょう存在そんざいするためである。

実際じっさいの商業しょうぎょうクリンカーは完全かんぜんな平衡へいこう状態じょうたいに達たっしておらず、少量しょうりょう（1%以下いか）の未み反応はんのうの遊離ゆうり酸化さんかカルシウム（フリーライム、f.CaO）を含有がんゆうしている。また、原料げんりょうに由来ゆらいする少量しょうりょう成分せいぶんはクリンカー鉱物こうぶつに固かた溶し、あるいは上記じょうきとは異ことなる鉱物こうぶつを生成せいせいする。例たとえば、SO₃は通常つうじょうの含有がんゆう量りょう（1%以下いか）であれば無水むすい石膏せっこうではなくアルカリ硫酸りゅうさん塩しおを生成せいせいする。そのため、実際じっさいのクリンカー鉱物こうぶつ組成そせいはBogue式しきにより求もとまるものとは異ことなると考かんがえられている。しかし、クリンカーの化学かがく組成そせいを代入だいにゅうするだけで簡便かんべんに鉱物こうぶつ組成そせいを求もとめられる利点りてんは他たの定量ていりょう方法ほうほうには代かえ難がたい。そこで、各国かっこくの国家こっか規格きかく等とうでは品質ひんしつを担保たんぽするためにBogue式しきにより得えられる特定とくていのクリンカー鉱物こうぶつ量りょうに上限じょうげんまたは下限かげんを規定きていしている場合ばあいがある。

クリンカーに石膏せっこうを添加てんかしてポルトランドセメントとするのは、アルミネートと水みずとの反応はんのうを抑制よくせいするためである。石膏せっこうを添加てんかしないクリンカー粉末ふんまつでは、アルミネート単独たんどくでの水みず和わにより急きゅう結ゆいまたは瞬まどか結ゆいが生しょうじる。ポルトランドセメントが発明はつめいされた当時とうじはセメントに石膏せっこうを添加てんかしていなかったため、製造せいぞう後ごにセメントを意図いと的てきに風化ふうかさせてこの反応はんのうを抑制よくせいしていた。セメントに石膏せっこうを添加てんかすると、接せっ水すいによりアルミネート粒子りゅうし表面ひょうめんに水みず和物あえものの一種いっしゅであるエトリンガイトが生成せいせいし、アルミネート単独たんどくでの水みず和わ反応はんのうが阻害そがいされる。このようにして、フレッシュなコンクリートはプラスティックな状態じょうたい（可塑かそ性せい）を保たもつことができる。

製造せいぞう工程こうてい

現在げんざいの日本にっぽん国内こくないのセメント工場こうじょうは、すべて乾式かんしきサスペンションプレヒーター付づけロータリーキルン（回転かいてん窯かま）方式ほうしきでポルトランドセメントを製造せいぞうしている。この方式ほうしきは現在げんざい世界せかいで最もっとも熱ねつ効率こうりつ・生産せいさん性せいに優すぐれたものである。他たの歴史れきし的てきな製造せいぞう方式ほうしきとしては、竪たて窯かま方式ほうしき、湿式しっしきロータリーキルン方式ほうしきなどがある。世界せかい的てきに見みればこれらの既すでにあまり効率こうりつ的てきでない製造せいぞう方式ほうしきもなお健在けんざいであるが、以下いかでは日本にっぽん国内こくないの製造せいぞう方式ほうしきに絞しぼって工程こうていを記述きじゅつする。

ポルトランドセメントの製造せいぞう工程こうていは 原料げんりょう工程こうてい、焼成しょうせい工程こうてい、仕上しあげ工程こうていの三みっつに大おおきく区分くぶんされる。

原料げんりょう工程こうてい

クリンカーの主しゅ原料げんりょうは、石灰石せっかいせき、粘土ねんど、珪石けいせき、鉄てつ原料げんりょうである。これらを乾燥かんそうし、焼成しょうせい後ごに目的もくてきの化学かがく成分せいぶんのクリンカーが得えられるよう混合こんごう・粉砕ふんさいするのが原料げんりょう工程こうていである。

通常つうじょう、乾燥かんそうが必要ひつようなのは粘土ねんどに限定げんていされ、他たの原料げんりょうはドライヤーを通過つうかしない。ドライヤーの後段こうだんで粘土ねんど以外いがいの原料げんりょうが所定しょていの割合わりあいで合流ごうりゅうし、原料げんりょうミルに入はいる。原料げんりょうミル（ボールミル）で混合こんごう・粉砕ふんさいされた原料げんりょうはブレンディングサイロに入はいる。ブレンディングサイロは複数ふくすうあり、異ことなる時とき間あいだ帯たいに調合ちょうごうした原料げんりょうを仮かり貯蔵ちょぞうする。最後さいごに、これらの異ことなる時とき間あいだ帯たいに調合ちょうごうした原料げんりょうどうしを再度さいど混合こんごうして化学かがく組成そせいの最終さいしゅう的てきな調合ちょうごうを行おこない、ストレージサイロに貯蔵ちょぞうする。

主要しゅよう原料げんりょうはクリンカーの主要しゅよう成分せいぶんを高こう濃度のうどで含有がんゆうしているのに対たいし、クリンカーの主要しゅよう成分せいぶんの濃度のうどは主要しゅよう原料げんりょうのそれよりも低ひくい。つまり、セメント工業こうぎょうは原料げんりょうを適度てきどに混こん合ごうし「純度じゅんどを下さげる」プロセスである。この点てんは、石油せきゆ化学かがく工業こうぎょう、金属きんぞく製せい錬ね工業こうぎょうなど多おおくの化学かがく工業こうぎょうが「純度じゅんどを上あげる」プロセスであるのとは対照たいしょう的てきである。

原料げんりょうの化学かがく成分せいぶんの管理かんりには、「モジュラス」と呼よばれる通常つうじょう三みっつで1組くみの指標しひょうを使用しようする。製造せいぞうしようとするセメントの品種ひんしゅ（物性ぶっせい）および生産せいさん性せいを考慮こうりょして目標もくひょうモジュラスを設定せっていし、これを維持いじするよう原料げんりょうの化学かがく成分せいぶんを管理かんりする。モジュラスはセメントメーカーによっては「（化学かがく）係数けいすう値ち」、「諸しょ率りつ」などとも呼よばれる。モジュラスが3つで1組くみとなって運用うんようされているのは、主要しゅよう原料げんりょうが4つであるからである。モジュラスの3つの条件じょうけんと「焼成しょうせい後ごの質量しつりょうが合計ごうけいで1トンとなる」ことを条件じょうけんとすれば、四元よつもと連立れんりつ方程式ほうていしきの解かいとして原料げんりょう原げん単位たんいを決定けっていできる。日本にっぽんのセメント工場こうじょうでは水みず硬かた率りつ (Hydraulic Module、HM=CaO/(SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃)、単位たんいはmass%（以下いか同おなじ）)、ケイ酸けいさん率りつ (Silica Module、SM=SiO₂/(Al₂O₃+Fe₂O₃)) および鉄てつ率りつ (Iron Module、IM=Al₂O₃/Fe₂O₃) が主おもに用もちいられている。

水みず硬かた率りつHMはモジュラスの中なかで最もっとも重視じゅうしされる指標しひょうである。HMが大おおきいほどクリンカー中ちゅうの酸化さんかカルシウム量りょうおよびエーライト量りょうが多おおくなる。そのため強度きょうどの発現はつげん性せいは高たかまるが、一方いっぽうで焼成しょうせい反応はんのう性せいが低下ていかする。クリンカーの焼成しょうせい反応はんのう性せいが低下ていかすると燃料ねんりょう原げん単位たんいが増大ぞうだいし、製造せいぞうコストの増大ぞうだいにつながる。また、クリンカー中ちゅうにはフリーライムが未み反応はんのうのまま残存ざんそんするようになる。現在げんざいの日本にっぽん国内こくないの普通ふつうセメントのクリンカーのHMは2.0 - 2.2である。

ケイ酸けいさん率りつSMが大おおきいと焼成しょうせいを円滑えんかつに進すすめるために必要ひつようなクリンカー融とおる液えき（焼成しょうせい工程こうていの項こうで詳述しょうじゅつする）の量りょうが少すくなくなり、焼成しょうせい温度おんどは高たかくなりがちである。その結果けっか、焼成しょうせい設備せつびを損傷そんしょうし易やすくなる。しかし、クリンカー中ちゅうの二酸化にさんかケイ素けいそ量りょうが増ましビーライトに富とむクリンカーとなるので、低てい発熱はつねつ性せいで長期ちょうき材ざい齢よわいでの強つよさに優すぐれたセメントが製造せいぞうできる。一方いっぽう、SMが小ちいさすぎると融とおる液えき量りょうが多おおくなるので、キルン内壁ないへきのコーティング量りょうの増加ぞうかによる原料げんりょうの閉塞へいそく（コーティングトラブル）の懸念けねんがある。現在げんざいの国内こくないの普通ふつうセメントクリンカーのSMは2.4 - 2.8である。

鉄てつ率りつIMが大おおきいと酸化さんかアルミニウム量りょうが増ふえてアルミネート量りょうが増加ぞうかするため、初期しょき材ざい齢よわいでの強つよさの発現はつげん性せいが高たかまるが、化学かがく抵抗ていこう性せいの低ひくいセメントとなる。現在げんざいの国内こくないの普通ふつうセメントクリンカーのIMは1.9 - 2.1である。

石灰せっかい飽和ほうわ度ど (Lime Saturation Degree または Lime Saturation Factor、LSD=100CaO/(2.80SiO₂+1.18Al₂O₃+0.65Fe₂O₃)) はHMの代かわりに用もちいることがある。二酸化にさんかケイ素けいそ・酸化さんかアルミニウム・酸化さんか鉄てつと結合けつごうできる最大さいだいの酸化さんかカルシウム量りょうを1.0とする指標しひょうである。日本にっぽん国内こくないの普通ふつうセメントクリンカーでの標準ひょうじゅん的てきな値ねは0.92 - 0.96である。LSDが1.0を超こえる場合ばあい、焼成しょうせい温度おんどを高たかくしても焼成しょうせい時間じかんを長ながくしてもフリーライムが残のこる。また、品位ひんいの低ひくい石灰石せっかいせきを使用しようするセメント工場こうじょうでは、酸化さんかマグネシウム量りょうも考慮こうりょして石灰せっかい飽和ほうわ度どを管理かんりすることがある。

活動かつどう係数けいすう (Activity Index、AI=SiO₂/Al₂O₃) はSMと同様どうようの指標しひょうである。現在げんざいの日本にっぽん国内こくないの普通ふつうセメントクリンカーでの標準ひょうじゅん的てきな値ねは3.8 - 4.2である。

LSD以外いがいの指標しひょうは、R.H.Bogueによる鉱物こうぶつ組成そせいのポテンシャル計算けいさんが考案こうあんされる以前いぜんからセメントの製造せいぞうに用もちいられており、現在げんざいに至いたっている。

焼成しょうせい工程こうてい

焼成しょうせい工程こうていでは調合ちょうごう原料げんりょうを焼成しょうせいしクリンカーを製造せいぞうする。石灰石せっかいせき、ケイ石けいせき、粘土ねんどおよび鉄てつ原料げんりょうの混合こんごう物ぶつは化学かがく反応はんのうを起おこし、水みず硬性こうせいを有ゆうするクリンカー鉱物こうぶつに変化へんかする。焼成しょうせい工程こうていでは熱ねつ効率こうりつを高たかめつつ焼成しょうせい反応はんのうを完結かんけつさせる（クリンカー中ちゅうのフリーライム量りょうを少すくなくする）ことに注意ちゅういが払はらわれる。

原料げんりょうの加熱かねつ方式ほうしきには、サスペンションプレヒーター (SP) 方式ほうしきまたはニューサスペンションプレヒーター (NSP) 方式ほうしきと呼よばれる2種類しゅるいがある。前者ぜんしゃでは4段だんないし5段だんのサイクロンを上下じょうげに連結れんけつし、ロータリーキルンのバーナーから供給きょうきゅうされる燃焼ねんしょう排はいガスにより原料げんりょうを予熱よねつする。後者こうしゃではキルンのメインバーナーだけでなくSP最さい下段げだん部ぶにもか焼やき炉ろがあり、ここで原料げんりょうの加熱かねつを積極せっきょく的てきに行おこない石灰石せっかいせきの脱だつ炭酸たんさんを促進そくしんする。現在げんざい、NSP方式ほうしきは熱ねつ効率こうりつと生産せいさん性せいに最もっとも優すぐれた加熱かねつ方式ほうしきである。燃料ねんりょうには微粉びふん炭ずみを使用しようするのが一般いっぱん的てきである。

ストレージサイロに貯蔵ちょぞうされた原料げんりょうはプレヒーター上段じょうだんより投入とうにゅうされ、プレヒーター下段げだん（上流じょうりゅう側がわ）からの熱風ねっぷうにより予熱よねつされる。各かくステージで熱ねつ交換こうかんしてプレヒーター下段げだんに到達とうたつすると1000℃前後ぜんこうで煆焼され、石灰石せっかいせきの脱だつ炭酸たんさんが進行しんこうする。次つぎにロータリーキルンの最さい高温こうおん部ぶ（焼成しょうせい帯たい）で1450℃以上いじょうの温度おんどで焼成しょうせいされ、ここで原料げんりょうどうしの最終さいしゅう的てきな化学かがく反応はんのう（クリンカー鉱物こうぶつの生成せいせい反応はんのう）が進行しんこうする。このとき、焼成しょうせい物ぶつの一部いちぶが融とおる液えきとなり造みやつこ粒つぶが進すすむ結果けっか、塊状かいじょうのクリンカーとなる。クリンカーはバーナー下かを通過つうかするとクリンカークーラーに落おち、直ただちに冷却れいきゃくされる。

クリンカーの融とおる液えきはクリンカー鉱物こうぶつ（特とくにエーライト）の生成せいせい反応はんのうを促進そくしんし、塊状かいじょう物ぶつを形成けいせいするために有用ゆうようである。焼成しょうせい時じの融とおる液えきの割合わりあいは液えき相しょう度どLP（融とおる液えき量りょう、percentage Liquid Phase）で表現ひょうげんされる。適切てきせつな液えき相しょう度どは15 - 25%とされている。

焼成しょうせい後ごのクリンカーを急冷きゅうれいするのは、ビーライトの常温じょうおん安定あんてい相しょうへの転移てんいを防ふせぐためである。ビーライトにはいくつかの多た形かたちがある。高温こうおんで安定あんていなαあるふぁ型がた、αあるふぁ'型かた、βべーた型がたは水みず硬性こうせいを有ゆうするが、γがんま型がたは水みず硬性こうせいを持もたない。また、高温こうおん型がたからγがんま型がたへ転移てんいする際さいには「ダスティング」と呼よばれるクリンカーの粉こな化か現象げんしょうが生しょうじ、クリンカーのハンドリングが困難こんなんとなる。

クリンカー焼成しょうせい反応はんのうを完結かんけつさせるために理論りろん的てきに必要ひつようなエネルギーは、原はら燃料ねんりょうおよびクリンカー鉱物こうぶつ組成そせいにより異ことなるが、標準ひょうじゅん的てきには400 - 420Mcal/t-cli.と言いわれている。実際じっさいの国内こくないセメント工場こうじょうにおける熱量ねつりょう原げん単位たんいは750Mcal/t-cli.前後ぜんごとなるので、燃焼ねんしょう系統けいとうの廃はい熱ねつを原料げんりょう工程こうていでの乾燥かんそうに用もちいるなど、エネルギー効率こうりつの向上こうじょうが図はかられている。

仕上しあげ工程こうてい

仕上しあげ工程こうていではセメントの三さん酸化さんか硫黄いおう量りょうと比ひ表面積ひょうめんせき値ちが目標もくひょう通どおりとなるようにクリンカーを石膏せっこうとともに粉砕ふんさいし、粉末ふんまつ状じょうのセメントを製造せいぞうする。石膏せっこうに関かんしては、諸しょ外国がいこくでは天然てんねん石膏せっこうを使用しようする場合ばあいが多おおいが、日本にっぽんでは良質りょうしつな天然てんねん石膏せっこうに恵めぐまれないため副そい産さん石膏せっこう、特とくに排煙はいえん脱硫だつりゅう石膏せっこうが使用しようされている。石膏せっこうの種類しゅるいは二水にすい塩しおが基本きほんである。

粉砕ふんさいに用もちいる設備せつびは粉砕ふんさい機き（ボールミル・仕上しあげミル）と分ぶん級きゅう機き（セパレーター）である。クリンカーと石膏せっこうは粉砕ふんさい助すけ剤ざいとともに仕上しあげミルに入はいって粉砕ふんさいされ、次ついでセパレーターに導入どうにゅうされる。セパレーターの中なかでは回転かいてん翼つばさが回転かいてんしている。空気くうき流りゅうに乗のった粗あらい粒子りゅうしはこの回転かいてん翼つばさにより叩たたき落おとされるが、微細びさい粒子りゅうしはここを通過つうかすることができる。回転かいてん翼つばさの回転かいてん数すうを制御せいぎょすることにより、所定しょていの粒つぶ度どで粉砕ふんさい物ぶつを分ぶん級きゅうできる。このようにして回収かいしゅうされた微粉びふんが最終さいしゅう製品せいひんのセメントである。粗そ粉こなは再ふたたび仕上しあげミル前段ぜんだんに戻もどされる。

ポルトランドセメントには各種かくしゅ混合こんごう材ざいを混入こんにゅうした「混合こんごうセメント」という種類しゅるいがあるが、これらの混合こんごう材ざいは仕上しあげ工程こうていでクリンカーおよび石膏せっこうとともに混合こんごう粉砕ふんさいまたは分離ぶんり粉砕ふんさいされてセメントに混合こんごうされる。

セメントの製造せいぞうに限かぎらず、粉砕ふんさいという単位たんい操作そうさはエネルギー効率こうりつが極きわめて低ひくい。投入とうにゅうされるエネルギーのうち、実際じっさいの粉砕ふんさい（新あたらしい表面ひょうめんの生成せいせい）に寄与きよする割合わりあい（有効ゆうこう粉砕ふんさい仕事しごと）はわずかに1%以下いかとも言いわれる。セメントの粉砕ふんさいを効率こうりつよく行おこなうことは、セメント製造せいぞう原価げんか低減ていげんのために重要じゅうようである。そのため、現在げんざいでは粉砕ふんさい助すけ剤ざいとしてジエチレングリコールなどを用もちいて効率こうりつの向上こうじょうが図はかられている。

また、粉砕ふんさいのために投入とうにゅうされたエネルギーの大半たいはんは熱ねつに変換へんかんされる。そのため、製造せいぞう直後ちょくごのセメントをそのままセメントサイロに貯蔵ちょぞうすると、サイロ内ないで二水にすい石膏せっこうが脱水だっすいしセメントが固かた結ゆいするおそれがある。そこで、製造せいぞう直後ちょくごのセメントはセメントクーラーで熱ねつ交換こうかんしてからセメントサイロに貯蔵ちょぞうする。

種類しゅるい

ポルトランドセメントにも、品質ひんしつ・性質せいしつによって様々さまざまな種類しゅるいが規定きていされている。これらの性質せいしつは、エーライト・ビーライト・アルミネートおよびフェライトの構成こうせい比ひおよび粉末ふんまつ度どによって調整ちょうせいされる。

JISでは 白色はくしょくポルトランドセメントを除のぞき JIS R 5210 で規定きていされる。

普通ふつうポルトランドセメント

最もっとも汎用はんよう性せいの高たかい一般いっぱん的てきな「普通ふつうのセメント」である。一般いっぱん的てきな工事こうじ・構造こうぞう物ぶつに使用しようされる。

早はや強つよポルトランドセメント

エーライトの含有がんゆう率りつを普通ふつうポルトランドセメントよりも高たかめ、水みずと接触せっしょくする面積めんせきを増ますためセメント粒子りゅうしを細こまかく砕くだいたセメントである。硬化こうかが早はやく短期間たんきかんで強つよい強度きょうどとなるのが特徴とくちょうである。硬化こうか・強度きょうど発現はつげんを急いそぐ工事こうじ・構造こうぞう物ぶつに使用しようされるほか、水みず和わ熱ねつによる発熱はつねつが大おおきいため冬季とうきや寒冷かんれい地ちでの工事こうじにも使用しようされる。

超ちょう早はや強きょうポルトランドセメント

早はや強きょうポルトランドセメントよりもさらに短期間たんきかんで強つよい強度きょうどを発現はつげんするセメントである。緊急きんきゅうの補修ほしゅう工事こうじなどに使用しようされる。

中庸ちゅうよう熱ねつポルトランドセメント

エーライトとアルミネート相しょうの含有がんゆう率りつを低減ていげんし、ビーライトの含有がんゆう率りつを高たかめたセメントである。水みず和わ熱ねつが低ひくいため、コンクリートの断熱だんねつ温度おんどの上昇じょうしょうが小ちいさく温度おんどによるコンクリートのひび割われを抑制よくせいする。また、ビーライトが多おおいため長期ちょうき強度きょうどに優すぐれる、アルミネート相しょうが少すくないため収縮しゅうしゅくが小ちいさく化学かがく抵抗ていこう性せいが大おおきい、という特徴とくちょうもある。

体積たいせきの大おおきい構造こうぞう物ぶつに使用しようされるコンクリート（マスコンクリート）が主おもな用途ようとである。ダムや大だい規模きぼな橋脚きょうきゃく工事こうじで用もちいられる。

低てい熱ねつポルトランドセメント

ビーライトの含有がんゆう率りつを中庸ちゅうよう熱ねつポルトランドセメントよりもさらに高たかめたセメントであり、水みず和わ熱ねつがさらに軽減けいげんされている。中庸ちゅうよう熱ねつポルトランドセメントと同様どうように、長期ちょうき強度きょうどに優すぐれる、収縮しゅうしゅくが小ちいさい、化学かがく抵抗ていこう性せいが大おおきいという特徴とくちょうがある。初期しょき強度きょうどは低ひくい。マスコンクリートとして使用しようされる。

耐たい硫酸りゅうさん塩しおポルトランドセメント

硫酸りゅうさん塩しおに対たいする抵抗ていこう性せいが弱よわいアルミネート相しょうを極力きょくりょく少すくなくしたセメントで、化学かがく的てき耐久たいきゅう性せいに優すぐれる。海水かいすいに接せっする護岸ごがん工事こうじや、温泉おんせん地ち近ちかくの工事こうじで使用しようされる。国内こくないで販売はんばいする企業きぎょうは、UBE三菱みつびしセメントのみである。

白色はくしょくポルトランドセメント

酸化さんか第だい二に鉄てつの含有がんゆう量りょうを低減ていげんしポルトランドセメントよりもさらに白色はくしょくとしたセメントである。

混合こんごうセメント

ポルトランドセメントに各種かくしゅ混合こんごう材ざいを混まぜたセメントである。混合こんごう材ざいの種類しゅるいにより、高炉こうろセメント、フライアッシュセメント、シリカセメントといった種類しゅるいがある。

外部がいぶリンク

• 国際こくさい化学かがく物質ぶっしつ安全あんぜん性せいカード ポルトランドセメント (ICSC:1425) 日本語にほんご版ばん(国立こくりつ医薬品いやくひん食品しょくひん衛生えいせい研究所けんきゅうじょによる), 英語えいご版ばん