Hisanobu Tanaka

INFLUENCES OF LANTHANUM OXIDE IN CLINKER ON THE PROPERTIES OF CEMENT

This study investigates the influence of Lanthanum oxide（La₂O₃）on various properties of clinker and cement. La₂O₃ has not been studied extensively in cement manufacturing because it exists only as a trace element in raw materials and cement. However, La₂O₃ is present in the grinding sludge from the semiconductor industry. This sludge is increasing thanks to increasing production of solar batteries and liquid crystal panels. Laboratory clinker and cement with a maximum of 3％ La₂O₃ in the clinker were burned in an electric furnace using raw meal and commercially available reagents. No noticeable difference in burnability and grindability was detected with an increase in La₂O₃ in the clinker. In contrast, the ferrite content decreased and the aluminate content increased with increasing La₂O₃, and La₂O₃ components concentrate in clinker interstitial areas. Increasing La₂O₃ in clinker delayed the setting time of cement and reduced the compressive strength of the cement for all cement ages. This can be attributed to the suppression of the hydration reactivity of silicate due to the solid dispersed La₂O₃ in the clinker mineral. Also, La₂O₃ and CeO₂ in clinker had similar influences on cement properties.半導体工場で発生する汚泥はSiO₂、Al₂O₃を多く含有することから、クリンカー原料としての活用が期待されている。しかし、この汚泥には酸化セリウム（CeO₂）や酸化ランタン（La₂O₃）が含まれており、これを原料として用いるクリンカーおよびセメント物性への影響が懸念される。本研究ではLa₂O₃を最大で2.98％含有するクリンカーおよびセメントを試製し、その各種物性を調べた。その結果、La₂O₃が焼成反応性および・被粉砕性に及ぼす影響は認められなかった。La₂O₃量が増加するにつれクリンカー中のアルミネートが増加し、フェライトが減少した。また、La₂O₃量が増加に伴ってセメントの凝結は遅延し、圧縮強さは低下した。これは、La₂O₃がシリケートに固溶することで水和反応性が低下したためである。また、La₂O₃とCeO₂がセメントの諸物性に及ぼす影響は互いに類似していた。このことから、セメント中のLa₂O₃とCeO₂は、La₂O₃eq（La₂O₃＋CeO₂）で取扱うのが適当である。