JP2004284913A

JP2004284913A - コンクリート平板

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Publication number: JP2004284913A
Application number: JP2003081867A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Ichikawa; 勝俊市川; Toshitsugu Tanaka; 敏嗣田中
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: JP4155855B2

Abstract

【課題】製造が容易で、表面温度の立ち上がり等を促進させ、熱効率を向上（エネルギー消費を抑制）させることができるコンクリート平板を提供する。
【解決手段】（Ａ）ブレーン比表面積２５００〜５０００ｃｍ^２／ｇのセメント１００質量部と、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積５〜２５ｍ^２／ｇの微粒子１０〜４０質量部と、（Ｃ）ブレーン比表面積２５００〜３００００ｃｍ^２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子１５〜５５質量部と、（Ｄ）減水剤と、（Ｅ）水とを含む配合物の硬化体からなるコンクリート平板であって、その厚さが７ｃｍ以下であり、かつ、その片面に凹凸が形成されているコンクリート平板。
上記無機粒子（Ｃ）は、ブレーン比表面積５０００〜３００００ｃｍ^２／ｇの無機粒子Ａ１０〜５０質量部と、ブレーン比表面積２５００〜５０００ｃｍ^２／ｇの無機粒子Ｂ５〜３５質量部とから構成することができる。
また、上記コンクリート平板は、パイプや電気ヒーター線を内蔵することができる。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート平板に関し、例えば、歩道、駐車場、車道などの積雪・凍結防止や、建築構造物の床、壁、天井等の冷暖房に使用するコンクリート平板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
降雪地方では、従来より歩道、駐車場、車道など（以下、単に「歩道」という）に対する積雪・凍結防止方法が知られている。例えば、融雪システム、融雪用ブロックなどの利用である。
融雪システムとしては、コンクリートまたはアスファルトの舗装部分（上層）と基礎部分（下層）とからなる歩道に適用する２層型システムであって、基礎部分に大径管と小径管とからなる二重管構造のガスパイプが配設されており、降雪時に、大径管と小径管との間に燃焼ガスを流して基礎部分に電熱し、さらに舗装部分に伝熱して路面の積雪を融雪する一方、冷却したガスは小径管で吸引し排泄するというシステムがある（例えば、特許文献１）。
融雪用ブロックとしては、普通コンクリートに０．５〜３重量％のカーボン粉末またはカーボンチップを混入し、ブロック低面付近に電気ヒーター線（例：炭素繊維強化複合材料の発熱体）を内蔵させて成形したものであり、路面に舗装して降雪時に通電させ、該ブロックを加熱して融雪するものがある（例えば、特許文献２）。
【０００３】
また、従来より、建築構造物の壁等の冷暖房装置として、断熱層と、該断熱層の前面に形成された空気層とを有した断熱支持部と、該断熱支持部の前面に固定された無機粒子層（黄土等の風成堆積土の焼成体）と、該無機粒子層に埋設された放熱管とを有する伝熱部とを備えている壁冷暖房装置が知られている（例えば、特許文献３）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−４０６０７号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４２１１８号公報
【特許文献３】
特開平１０−３００１０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の融雪システムは、埋設されたガスパイプなどからの伝導熱が基礎部分（下層）を経由して上層のコンクリートまたはアスファルトを昇温し、表面（路面）の積雪を融雪するものである。
しかしながら、該コンクリートまたはアスファルトでは熱伝導率が小さいことにより、さらに、強度を考慮して層厚に施工される車道などではガスパイプなどの熱源から表面（路面）までの距離が大きいため、表面（路面）温度の立ち上がりが遅延し、熱効率の低下（エネルギー消費の増大）を招くなどの問題があった。
また、前記融雪ブロックは、カーボン粉末などをコンクリートへ混入することにより、熱伝導率の向上を図ったものである。
しかし、カーボン粉末などの混入は、コンクリートの強度を低下させるため、該ブロックを高強度を必要とする車道などに使用する場合、層厚に施工することになるので、上記融雪システムと同様、表面（路面）温度の立ち上がりが遅延し、熱効率の低下（エネルギー消費の増大）を招くなどの問題があった。
【０００６】
上記壁冷暖房装置は、放熱管内に温水や冷水等を流すことにより壁の冷暖房を行うものである。
しかしながら、無機粒子層（黄土等の風成堆積土の焼成体）の熱伝導率が小さいことにより、無機粒子層表面温度の立ち上がり（暖房の場合）や低下（冷房の場合）が遅延し、熱効率の低下（エネルギー消費の増大）を招くなどの問題があった。また、上記壁冷暖房装置は、その構造が複雑であり、製造に手間がかかるという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、製造が容易で、表面温度の立ち上がり等を促進させ、熱効率を向上（エネルギー消費を抑制）させることができるコンクリート平板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、特定の材料を含む配合物の硬化体からなるコンクリート平板であって、その厚さを特定するとともに、その片面に凹凸を形成することによって上記目的を達成することができることを見出し、本発明を完成した。
【０００９】
即ち、本発明は、（Ａ）ブレーン比表面積２５００〜５０００ｃｍ^２／ｇのセメント１００質量部と、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積５〜２５ｍ^２／ｇの微粒子１０〜４０質量部と、（Ｃ）ブレーン比表面積２５００〜３００００ｃｍ^２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子１５〜５５質量部と、（Ｄ）減水剤と、（Ｅ）水とを含む配合物の硬化体からなるコンクリート平板であって、その厚さが７ｃｍ以下であり、かつ、その片面に凹凸が形成されていることを特徴とするコンクリート平板である（請求項１）。このように構成したコンクリート平板は、その製造が容易であり、また、マトリックスが１００ＭＰａ以上の超高強度を発現し得るものであるので、その厚さを薄くすることができ、また、高熱伝導率を有するものであるので、表面温度の立ち上がりを促進させることができる。また、該コンクリート平板では、片面に凹凸が形成されているため伝熱面積が大きく、熱効率を向上（エネルギー消費を抑制）させることもできる。
上記無機粒子（Ｃ）は、ブレーン比表面積５０００〜３００００ｃｍ^２／ｇの無機粒子Ａ１０〜５０質量部と、ブレーン比表面積２５００〜５０００ｃｍ^２／ｇの無機粒子Ｂ５〜３５質量部とから構成することができる（請求項２）。このようにブレーン比表面積の異なる２種の無機粒子を用いることによって、配合物の流動性が向上してコンクリート平板の製造がより一層容易になるとともに、強度発現性をより一層向上させることができる。
上記コンクリート平板は、パイプ（請求項３）や、電気ヒーター線（請求項４）を内蔵することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
最初に、コンクリート平板（硬化体）の製造に使用する材料およびその配合割合について説明する。
本発明で使用するセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントが挙げられる。
本発明において、コンクリート平板の早期強度を向上させようとする場合には、早強ポルトランドセメントを使用することが好ましく、配合物の流動性を向上させようとする場合には、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセメントを使用することが好ましい。
【００１１】
セメントのブレーン比表面積は、２５００〜５０００ｃｍ^２／ｇ、好ましくは３０００〜４５００ｃｍ^２／ｇである。該値が２５００ｃｍ^２／ｇ未満であると、水和反応が不活発になって、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下する等の欠点があり、５０００ｃｍ^２／ｇを超えると、セメントの粉砕に時間がかかり、また、所定の流動性を得るための水量が多くなるため、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下する等の欠点がある。
【００１２】
本発明で使用する微粒子としては、シリカフューム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。
一般に、シリカフュームやシリカダストは、そのＢＥＴ比表面積が５〜２５ｍ^２／ｇであり、粉砕等をする必要がないので、本発明の微粒子として好適である。
【００１３】
微粒子のＢＥＴ比表面積は、５〜２５ｍ^２／ｇ、好ましくは８〜２５ｍ^２／ｇである。該値が５ｍ^２／ｇ未満であると、配合物を構成する粒子の充填性に緻密さを欠くため、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下する等の欠点があり、２５ｍ^２／ｇを超えると、所定の流動性を得るための水量が多くなるため、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下する等の欠点がある。
微粒子の配合量は、セメント１００質量部に対して１０〜４０質量部、好ましくは２０〜４０質量部である。配合量が１０〜４０質量部の範囲外では、流動性が極端に低下するのでコンクリート平板の製造に手間がかかる等の欠点がある。
【００１４】
本発明で使用する無機粒子としては、セメント以外の無機粒子であり、スラグ、石灰石粉末、長石類、ムライト類、アルミナ粉末、石英粉末、フライアッシュ、火山灰、シリカゾル、炭化物粉末、窒化物粉末等が挙げられる。中でも、スラグ、石灰石粉末、石英粉末は、コストの点や硬化後の品質安定性の点で好ましく用いられる。
無機粒子は、ブレーン比表面積が２５００〜３００００ｃｍ^２／ｇ、好ましくは４５００〜２００００ｃｍ^２／ｇで、かつセメント粒子よりも大きなブレーン比表面積を有する。
無機粒子のブレーン比表面積が２５００ｃｍ^２／ｇ未満であると、セメントとのブレーン比表面積の差が小さくなり、高い流動性（自己充填性）を確保することが困難になるのでコンクリート平板の製造に手間がかかる等の欠点があり、３００００ｃｍ^２／ｇを超えると、粉砕に手間がかかるため材料が入手し難くなったり、所定の流動性が得られ難くなるのでコンクリート平板の製造に手間がかかる、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下する等の欠点がある。
【００１５】
無機粒子がセメントよりも大きなブレーン比表面積を有することによって、無機粒子が、セメントと微粒子との間隙を埋める粒度を有することになり、高い流動性（自己充填性）等を確保することができる。
無機粒子とセメントとのブレーン比表面積の差は、硬化前の流動性と硬化後の強度発現性の観点から、１０００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましく、２０００ｃｍ^２／ｇ以上がより好ましい。
無機粒子の配合量は、セメント１００質量部に対して１５〜５５質量部、好ましくは２０〜５０質量部である。配合量が１５〜５５質量部の範囲外では、流動性が極端に低下するのでコンクリート平板の製造に手間がかかる、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下する等の欠点がある。
【００１６】
本発明においては、無機粒子として、異なる２種の無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂを併用することができる。
この場合、無機粒子Ａと無機粒子Ｂは、同じ種類の粉末（例えば、石灰石粉末）を使用してもよいし、異なる種類の粉末（例えば、石灰石粉末及び石英粉末）を使用してもよい。
無機粒子Ａは、ブレーン比表面積が５０００〜３００００ｃｍ^２／ｇ、好ましくは６０００〜２００００ｃｍ^２／ｇのものである。また、無機粒子Ａは、セメント及び無機粒子Ｂよりもブレーン比表面積が大きいものである。
無機粒子Ａのブレーン比表面積が５０００ｃｍ^２／ｇ未満であると、セメントや無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差が小さくなり、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、流動性等を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。該ブレーン比表面積が３００００ｃｍ^２／ｇを超えると、粉砕に手間がかかるため、材料が入手し難くなったり、所定の流動性が得られ難くなるのでコンクリート平板の製造に手間がかかる、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下する等の欠点がある。
【００１７】
また、無機粒子Ａが、セメント及び無機粒子Ｂよりも大きなブレーン比表面積を有することによって、無機粒子Ａが、セメント及び無機粒子Ｂと、微粒子との間隙を埋めるような粒度を有することになり、より優れた流動性等を確保することができる。
無機粒子Ａとセメント及び無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差（換言すれば、無機粒子Ａと、セメントと無機粒子Ｂのうちブレーン比表面積の大きい方とのブレーン比表面積の差）は、配合物の流動性と硬化後の強度発現性の観点から、１０００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましく、２０００ｃｍ^２／ｇ以上がより好ましい。
【００１８】
無機粒子Ｂのブレーン比表面積は、２５００〜５０００ｃｍ^２／ｇである。また、セメントと無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差は、１００ｃｍ^２／ｇ以上が好ましく、配合物の流動性と硬化後の強度発現性の観点から、２００ｃｍ^２／ｇ以上がより好ましい。
無機粒子Ｂのブレーン比表面積が２５００ｃｍ^２／ｇ未満であると、流動性が低下して自己充填性が得られ難くなるのでコンクリート平板の製造に手間がかかる等の欠点があり、５０００ｃｍ^２／ｇを超えると、ブレーン比表面積の数値が無機粒子Ａに近づくため、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、流動性等を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。
また、セメントと無機粒子Ｂとのブレーン比表面積の差が１００ｃｍ^２／ｇ以上であることによって、配合物を構成する粒子の充填性が向上し、より優れた流動性等を確保することができる。
【００１９】
無機粒子Ａの配合量は、セメント１００質量部に対して１０〜５０質量部、好ましくは１５〜４０質量部である。無機粒子Ｂの配合量は、セメント１００質量部に対して５〜３５質量部、好ましくは１０〜３０質量部である。無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂの配合量が前記の数値範囲外では、前記の１種の無機粒子を用いる場合と比べて、流動性等を向上させる効果が小さくなるばかりか、２種の無機粒子を用いているために、材料の準備に手間がかかるので、好ましくない。
無機粒子Ａと無機粒子Ｂの合計量は、セメント１００質量部に対して１５〜５５質量部、好ましくは２５〜５０質量部である。合計量が１５〜５５質量部の範囲外では、流動性が極端に低下するのでコンクリート平板の製造に手間がかかる、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下する等の欠点がある。
【００２０】
減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することができる。これらのうち、減水効果の大きな高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましく、特に、ポリカルボン酸系の高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが好ましい。
減水剤の配合量は、セメント、微粒子及び無機粒子の合計量１００質量部に対して、固形分換算で０．１〜４．０質量部が好ましく、０．１〜２．０質量部がより好ましい。配合量が０．１質量部未満では、混練が困難になるとともに、流動性が低下し、コンクリートの製造に手間がかかる、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下する等の欠点がある。配合量が４．０質量部を超えると、材料分離や著しい凝結遅延が生じ、また、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下することもある。
なお、減水剤は、液状または粉末状のいずれでも使用することができる。
【００２１】
配合物を調製する際の水の量は、セメント、微粒子及び無機粒子の合計量１００質量部に対して、好ましくは１０〜３０質量部、より好ましくは１２〜２５質量部である。水の量が１０質量部未満では、混練が困難になるとともに、流動性が低下し、コンクリート平板の製造に手間がかかる、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下する等の欠点がある。水の量が３０質量部を超えると、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下する。
【００２２】
本発明で用いる配合物には、細骨材を配合することができる。
細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂等又はこれらの混合物を使用することができる。
細骨材は、粒径２ｍｍ以下のものを用いることが好ましい。ここで、細骨材の粒径とは、８５％質量累積粒径である。細骨材の粒径が２ｍｍを超えると、硬化後の機械的特性が低下するので好ましくない。
また、細骨材は、７５μｍ以下の粒子の含有量が２．０質量％以下のものを用いることが好ましい。該含有量が２．０質量％を超えると、配合物の流動性が極端に低下し、コンクリート平板の製造に手間がかかる、また、コンクリート平板の強度や熱伝導率が低下するので、好ましくない。
【００２３】
なお、本発明においては、コンクリート平板の強度等から、最大粒径が２ｍｍ以下の細骨材を用いることが好ましく、最大粒径が１．５ｍｍ以下の細骨材を用いることがより好ましい。また、流動性等から、７５μｍ以下の粒子の含有量が１．５質量％以下である細骨材を用いることがより好ましい。
細骨材の配合量は、配合物の流動性やコンクリート平板の強度等の観点から、セメント、微粒子、無機粒子の合計量１００質量部に対して１３０質量部以下であることが好ましく、自己収縮や乾燥収縮の低減、水和発熱量の低減等の観点から、１０〜１３０質量部（さらには３０〜１３０質量部、特に４０〜１３０質量部）であることがより好ましい。
【００２４】
本発明で用いる配合物には、金属繊維、有機繊維及び炭素繊維からなる群より選ばれる１種以上の繊維を配合することができる。
金属繊維は、コンクリート平板の曲げ強度等を大幅に高める観点から、配合される。
金属繊維としては、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス繊維等が挙げられる。中でも、鋼繊維は、強度に優れており、また、コストや入手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維の寸法は、配合物中における金属繊維の材料分離の防止や、コンクリート平板の曲げ強度の向上の点から、直径が０．０１〜１．０ｍｍ、長さが２〜３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０５〜０．５ｍｍ、長さが５〜２５ｍｍであることがより好ましい。また、金属繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは４０〜１５０である。
【００２５】
金属繊維の形状は、直線状よりも、何らかの物理的付着力を付与する形状（例えば、螺旋状や波形）が好ましい。螺旋状等の形状にすれば、金属繊維とマトリックスとが引き抜けながら応力を担保するため、曲げ強度が向上する。
金属繊維の好適な例としては、例えば、直径が０．５ｍｍ以下、引張強度が１〜３．５ＧＰａの鋼繊維からなり、かつ、１２０ＭＰａの圧縮強度を有するセメント系硬化体のマトリックスに対する界面付着強度（付着面の単位面積当たりの最大引張力）が３ＭＰａ以上であるものが挙げられる。本例において、金属繊維は、波形または螺旋形の形状に加工することができる。また、本例の金属繊維の周面上に、マトリックスに対する運動（長手方向の滑り）に抵抗するための溝または突起を付けることもできる。また、本例の金属繊維は、鋼繊維の表面に、鋼繊維のヤング係数よりも小さなヤング係数を有する金属層（例えば、亜鉛、錫、銅、アルミニウム等から選ばれる１種以上からなるもの）を設けたものとしてもよい。
【００２６】
金属繊維の配合量は、配合物中の体積百分率で、好ましくは４％以下、より好ましくは０．５〜３％、特に好ましくは１〜３％である。該配合量が４％を超えると、流動性等を確保するために単位水量が増大するうえ、配合量を増やしても金属繊維の補強効果が向上しないため、経済的でなく、さらに、混練物中でいわゆるファイバーボールを生じ易くなるので、好ましくない。
【００２７】
有機繊維及び炭素繊維は、コンクリート平板の破壊エネルギー等を高める観点から、配合される。
有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維等が挙げられる。中でも、ビニロン繊維及び／又はポリプロピレン繊維は、コストや入手のし易さの点で好ましく用いられる。
炭素繊維としては、ＰＡＮ系炭素繊維やピッチ系炭素繊維が挙げられる。
有機繊維及び炭素繊維の寸法は、配合物中におけるこれら繊維の材料分離の防止や、硬化後の破壊エネルギーの向上の点から、直径が０．００５〜１．０ｍｍ、長さ２〜３０ｍｍであることが好ましく、直径が０．０１〜０．５ｍｍ、長さ５〜２５ｍｍであることがより好ましい。また、有機繊維及び炭素繊維のアスペクト比（繊維長／繊維直径）は、好ましくは２０〜２００、より好ましくは３０〜１５０である。
【００２８】
有機繊維及び炭素繊維の配合量は、配合物中の体積百分率で好ましくは１０．０％以下、より好ましくは１．０〜９．０％、特に好ましくは２．０〜８．０％である。配合量が１０．０％を超えると、流動性等を確保するために単位水量が増大するうえ、配合量を増やしても繊維の増強効果が向上しないため、経済的でなく、さらに、混練物中にいわゆるファイバーボールを生じ易くなるので、好ましくない。
【００２９】
次に、配合物および硬化体（ペースト又はモルタル）の物性（フロー値、圧縮強度、曲げ強度、破壊エネルギー）を説明する。
配合物（ペースト又はモルタル）のフロー値は、好ましくは２３０ｍｍ以上、より好ましくは２４０ｍｍ以上である。
また、無機粒子として無機粒子Ａ及び無機粒子Ｂを用いた場合、配合物のフロー値は、好ましくは２４０ｍｍ以上、より好ましくは２５０ｍｍ以上である。特に、７５μｍ以下の粒子の含有量が２．０質量％以下である細骨材を用いた場合には、該フロー値は、好ましくは２５０ｍｍ以上、より好ましくは２６０ｍｍ以上である。なお、本明細書中において、フロー値とは、「ＪＩＳＲ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行なわないで測定した値（本明細書中において、「０打フロー値」ともいう。）である。
また、前記フロー試験において、フロー値が２００ｍｍに達する時間は、好ましくは１０．５秒以内、より好ましくは１０．０秒以内である。
【００３０】
硬化体（ペースト又はモルタル）の圧縮強度は、好ましくは１２０ＭＰａ以上、より好ましくは１３０ＭＰａ以上である。
硬化体（ペースト又はモルタル）の曲げ強度は、好ましくは１５ＭＰａ以上、より好ましくは１８ＭＰａ以上、特に好ましくは２０ＭＰａ以上である。特に、配合物が金属繊維を含む場合には、硬化体の曲げ強度は、好ましくは３０ＭＰａ以上、より好ましくは３２ＭＰａ以上、特に好ましくは３５ＭＰａ以上である。
硬化体（ペースト又はモルタル）の熱伝導率は、好ましくは２．０Ｗ／（ｍ・ｋ）以上、より好ましくは２．１Ｗ／（ｍ・ｋ）以上である。
【００３１】
なお、前記熱伝導率は、以下の方法で測定する。
図７は、本発明の材料で製造したコンクリート硬化体の熱伝導率を測定するための円筒供試体の模式図である。
図７に示すように、鋼管７（φ１．８×６０ｃｍ）を内蔵したコンクリート製円筒供試体６（φ２０×４０ｃｍ）の上面および下面には、断熱材（図示せず）が設置されている。そして、該鋼管７の中には、直径１．６ｃｍの電気ヒーターが配設され、高さ方向の中心部に熱電対８がセットされている。
【００３２】
熱伝導率を測定する場合、コンクリート製円筒供試体を温度制御された液体（水）に漬し、一定電力を電気ヒーターに供給する。
該円筒供試体中心部と外面の温度が平衡状態になったとき、両者の温度を測定し、下記の式から熱伝導率を算出する。
λ＝Ｑ・ｌｎ（ｂ／ａ）／（２・π・Ｌ・（Ｔａ−Ｔｂ））・・・・（１）
ここで、λ ：熱伝導率（Ｗ／（ｍ・ｋ））
Ｑ：電力（Ｗ）
ａ：鋼管の外径（ｍ）
ｂ：供試体の外径（ｍ）
Ｌ：供試体の高さ（ｍ）
Ｔａ：供試体中心部温度（℃）
Ｔｂ：供試体の外面温度（℃）
【００３３】
次に、本発明のコンクリート平板について説明する。
本発明のコンクリート平板は、高強度および高熱伝導率に着眼し、歩道の融雪用や、建築構造物の床、壁、天井等の冷暖房用等に開発されたものである。
本発明のコンクリート平板を歩道の融雪用として使用するためには、積雪量、熱伝導性および車両などの荷重との関係、耐久性などを考慮すると、その板厚は最大でも７ｃｍで十分である。好ましくは２．０〜６．５ｃｍ、より好ましくは３．０〜６．０ｃｍである。
本発明のコンクリート平板を建築構造物の床、壁、天井等の冷暖房用として使用するためには、熱伝導性および積載荷重との関係、耐久性などを考慮すると、その板厚は最大でも７ｃｍで十分である。好ましくは２．０〜６．０ｃｍ、より好ましくは３．０〜５．０ｃｍである。
なお、板厚を７ｃｍを越えて製造することは可能であるが、コスト高を招くとともに、熱効率が低下するので好ましくない。
【００３４】
本発明のコンクリート平板は、その片面に、凹凸が形成されていることを特徴とする。表面に凹凸を形成することにより、該面の表面積（伝熱面積）を増大させることができ、熱効率が向上（エネルギー消費を抑制）する。
本発明においては、凹凸を形成した面の表面積は、凹凸を形成しない場合の表面積の１．０１〜８．００倍であることが好ましく、１．０５〜５．００倍がより好ましく、１．１０〜３．００倍が特に好ましい。該数値が１．０１倍未満では、熱効率の向上効果が認められない。一方、該数値が８．００倍を越えると、熱効率は向上するのであるが、コンクリート平板の製造が困難となるうえ、コンクリート平板の耐久性（特に、凹凸部分の耐久性）が低下するので好ましくない。
【００３５】
コンクリート平板の片面に形成する凹凸の形状を図面により説明する。
図１は、本発明に係わるコンクリート平板の凹凸面の形状の１例を示す部分斜視図で、コンクリート平板の片面に断面が台形の長尺のリブが縦方向に多数平行に形成されている。本発明において、リブの断面形状は、図１の例に限られず、例えば、部分断面図を図２〜図４に示すような各種のものを用いることができる。さらに、凹凸の形状は、長尺のリブ状または溝状のものに限られない。例えば、図５に例を示すような、短尺のリブを千鳥状に配置したものなどを用いることができる。
なお、本発明においては、コンクリート平板の耐久性（特に、凹凸部分の耐久性）から、片面に形成する凹凸部の高さの差は、１０ｍｍ以下であることが好ましく、０．５〜５ｍｍであることがより好ましい。
【００３６】
本発明のコンクリート平板は、パイプを内蔵することができる。パイプとしては、ステンレスパイプ、スチールパイプ、樹脂パイプ等が挙げられる。パイプを内蔵したコンクリート平板では、パイプ内に液体や蒸気等を流すことにより、コンクリート平板表面温度を任意に変えることができる。
パイプの配設パターンは、特に限定するものではなく、従来から知られている配設パターンを利用できる。具体的には、図６に示すような配設パターンが挙げられる。
また、本発明のコンクリート平板は、電気ヒーター線を内蔵することができる。電気ヒーター線としては、ニッケルクロム合金線、銅ニッケル合金線等が挙げられる。電気ヒーター線を内蔵したコンクリート平板では、電気ヒーター線に通電することにより、コンクリート平板表面温度を高めることができる。
電気ヒーター線の配設パターンは、特に限定するものではなく、従来から知られている配設パターンを利用できる。
【００３７】
本発明のコンクリート平板の製造方法について説明する。
配合物の混練方法は、特に限定されるものではなく、例えば、（ａ）水、減水剤以外の材料を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材、水及び減水剤をミキサに投入し、混練する方法、（ｂ）粉末状の減水剤を用意し、水以外の材料を予め混合して、プレミックス材を調製しておき、該プレミックス材及び水をミキサに投入し、混練する方法、（ｃ）各材料を各々個別にミキサに投入し、混練する方法、等を採用することができる。
混練に用いるミキサは、通常のコンクリートの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例えば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ等が用いられる。
混練後、配合物を所定の型枠（コンクリート平板の片面に凹凸を形成することのできる型枠）に流し込んで養生することにより、本発明のコンクリート平板が得られる。パイプや電気ヒーター線を内蔵させる場合は、前記型枠内にパイプや電気ヒーター線を設置し、配合物を該型枠に流し込めばよい。
前述したように、本発明で用いる配合物は、０打フロー値が２３０ｍｍ以上と流動性に優れ、自己充填性を有するので、コンクリート平板の製造（特に成形）を容易に行なうことができる。
なお、養生方法は、特に限定されるものではなく、気中養生や蒸気養生等を行なえばよい。
【００３８】
本発明のコンクリート平板の利用について説明する。
例えば、従来の２層型の融雪システム（前記特許文献１）の歩道の上層部として敷設した場合（凹凸を有する面が路面となるように敷設する）、下層（熱源）から路面への伝熱効率が改良され、路面温度の立ち上がりも早く、エネルギー消費を低下させるなどランニングコストを低減することができる。
また、例えば、温泉地のような地熱が比較的高い地域では、その地面を熱源とし、その上にコンクリート平板を敷設（凹凸を有する面が路面となるように敷設する）し歩道としても融雪が可能である。
さらに、歩道以外の適用例として、例えば、降雪地方のビルや家屋の屋上の屋根材として本発明のコンクリート平板を用いた場合（凹凸を有する面を上側となるようにする）は、室内暖房を熱源とした屋上の融雪システムとなる。
【００３９】
パイプを内蔵したコンクリート平板では、前述したように、パイプ内に液体や蒸気等を流すことにより、コンクリート平板表面温度を任意に変えることができるので、例えば、パイプ内に１０℃以上の液体等を流すことにより融雪ブロックとして使用することができる。また、パイプ内に１５℃以上の液体等を流すことにより建築構造物の床、壁、天井等の暖房に使用することができる。さらに、パイプ内に３０℃以下の液体等を流すことにより建築構造物の床、壁、天井等の冷房に使用することができる。
【００４０】
電気ヒーター線を内蔵したコンクリート平板では、前述したように、電気ヒーター線に通電することにより、コンクリート平板表面温度を高めることができるので、融雪ブロックや、建築構造物の床、壁、天井等の暖房に使用することができる。
【００４１】
なお、パイプや電気ヒーター線を内蔵したコンクリート平板では、例えば、融雪ブロックとして使用する場合は、凹凸を有する面が路面となるように敷設する。建築構造物の床、壁、天井等の冷暖房用に使用する場合は、凹凸を有する面が内面（室内側）となるように配置する。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
［１．使用材料］
以下に示す材料を使用した。
（１）セメントＡ；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント社製；ブレーン比表面積３２００ｃｍ^２／ｇ）
セメントＢ；普通ポルトランドセメント（太平洋セメント社製；ブレーン比表面積３３００ｃｍ^２／ｇ）
（２）微粒子；シリカフューム（ＢＥＴ比表面積１０ｍ^２／ｇ）
（３）無機粒子Ａ；石英粉末（ブレーン比表面積７５００ｃｍ^２／ｇ）
（４）無機粒子Ｂ；石英粉末（ブレーン比表面積４０００ｃｍ^２／ｇ）
（５）骨材Ａ；珪砂（最大粒径０．６ｍｍ、７５μｍ以下の粒子の含有量０．３質量％）
骨材Ｂ；陸砂（最大粒径５．０ｍｍ、Ｆ．Ｍ．２．８０）
骨材Ｃ；砕石（最大粒径２０ｍｍ、Ｆ．Ｍ．６．００）
（６）金属繊維；鋼繊維（直径：０．２ｍｍ、長さ：１３ｍｍ）
（７）減水剤Ａ；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤
減水剤Ｂ；リグニンスルホン酸系ＡＥ減水剤
（８）水；水道水
前記材料を用いた実施例１〜３の配合条件を表１に、比較例１の配合条件を表２に示す。
【００４３】
【表１】

【００４４】
【表２】

【００４５】
［２．実施例の配合物（モルタル）の調製及び評価］
各材料を個別に二軸練りミキサに投入し、混練した。混練後、次のように配合物及び硬化体の物性を測定し評価した。
（１）フロー値
「ＪＩＳＲ５２０１（セメントの物理試験方法）１１．フロー試験」に記載される方法において、１５回の落下運動を行なわないで測定した。
（２）２００ｍｍ到達時間
上記フロー試験において、フロー値が２００ｍｍに達するまでの時間を測定した。
（３）圧縮強度
各混練物をφ１０×２０ｃｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生して、硬化体（３本）を作製した後、「ＪＩＳＡ１１０８（コンクリートの圧縮試験方法）」に準じて、該硬化体の圧縮強度を測定した。硬化体（３本）の測定値の平均値を圧縮強度とした。
（４）曲げ強度
各混練物を１０×１０×４０ｃｍの型枠内に流し込み、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生して、硬化体（３本）を作製した後、「ＪＩＳＡ１１０６（コンクリートの曲げ強度試験方法）」に準じて、該硬化体の曲げ強度を測定した。載荷条件は、下支点間距離３０ｃｍ、上支点間距離１０ｃｍの４点曲げとした。硬化体（３本）の測定値の平均値を曲げ強度とした。
（５）熱伝導率
各混練物を用いて図７に示すような鋼管を内蔵した円筒供試体（φ２０×４０ｃｍ）を作製し（養生は、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した）、その上面および下面に断熱材を貼付したのち、該円筒供試体を精密冷水槽および制御測定装置（（株）チノー社製）内に設置した（水槽内には水を満たした）。
そして、該鋼管内に直径１．６ｃｍの電気ヒーターを配設したのち、一定電力（９０Ｗ）を供給し、円筒供試体中心部と外面の温度が平衡状態になったとき、両者の温度を測定し、前記（１）式から熱伝導率を算出した。
結果を表３に示す。
【００４６】
［３．比較例の配合物（コンクリート）の調製及び評価］
各材料を個別に二軸練りミキサに投入し、混練した。混練後、次のように配合物及び硬化体の物性を測定し評価した。
（１）スランプ
「ＪＩＳＡ１１０１（コンクリートのスランプ試験方法）」に準じて測定した。
（２）圧縮強度、曲げ強度、熱伝導率
前記実施例と同様に測定した。
結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】

【００４８】
［４．実施例の配合物を用いたコンクリート平板の製造］
実施例１〜３の各混練物を用いて、片面に断面が台形の長尺のリブを縦方向に多数平行に形成した縦３ｍ×横１ｍ×厚さ７ｃｍのコンクリート平板を製造した（養生は、２０℃で４８時間前置き後、９０℃で４８時間蒸気養生した）。片面に形成したリブ（断面形状が台形）の大きさは、上辺２ｍｍ、下辺３ｍｍ、高さ１ｍｍとした。また、リブ間の距離は２ｍｍとした。該コンクリート平板には、図６に示すようにスチールパイプ（φ１６．８ｍｍ）をかぶり厚さが２．５ｃｍとなるように内蔵させた。
なお、製造したコンクリート平板においては、リブを形成した面の表面積は、リブを形成しない場合の表面の表面積の１．１７倍である。
【００４９】
［５．比較例の配合物を用いたコンクリート平板の製造］
比較例１の混練物を用いて、コンクリート平板の厚さを１２ｃｍに、スチールパイプのかぶり厚さを５．０ｃｍに、した以外は前記実施例と同様にコンクリート平板を製造した。
【００５０】
［６．コンクリート平板の評価］
各コンクリート平板を屋外に敷設（リブを形成した面を上側となるように敷設する）後、自然降雪高さが２０ｃｍに達した後、該コンクリート平板上にそれ以上降雪しないように処置を施した。
その後、スチールパイプ内に２０℃の不凍液を流し（図６の５Ａより不凍液を流し込み、５Ｂより排出させる）、３０分、６０分、１２０分、１８０分、２４０分経過後のコンクリート平板上側表面の中心点（対角線の交点）の温度を測定した。また、雪の単位時間当りの高さ減少量も測定した。
結果を表４に示す。
【００５１】
【表４】

【００５２】
表４より、本発明のコンクリート平板は、表面温度の立ち上がりが早く、融雪機能が優れていることが分かる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコンクリート平板は、流動性に優れる配合物を用いるので、その製造を容易に行なうことができる。また、本発明のコンクリート平板は、高強度および高熱伝導率を具備する硬化体からなり、かつ、片面に凹凸が形成されているので、表面温度の立ち上がり等を促進させ、熱効率を向上（エネルギー消費を抑制）させることができる。
従って、本発明のコンクリート平板を、融雪用に使用した場合は、路面温度の立ち上がりを促進して降雪・凍結を防止し、加熱に要するエネルギー消費を低減することができる。また、建築構造物の床、壁、天井等の冷暖房に使用した場合は、効率的な冷暖房をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるコンクリート平板の凹凸面の形状の１例を示す部分斜視図である。
【図２】本発明に係わるコンクリート平板の凹凸面の断面形状の１例を示す部分断面図である。
【図３】本発明に係わるコンクリート平板の凹凸面の断面形状の１例を示す部分断面図である。
【図４】本発明に係わるコンクリート平板の凹凸面の断面形状の１例を示す部分断面図である。
【図５】本発明に係わるコンクリート平板の凹凸面の形状の他の例を示す図である。
【図６】実施例で使用したコンクリート平板のスチールパイプの配設パターンを示す図である。
【図７】本発明の材料で製造した硬化体の熱伝導率を測定するための円筒供試体の模式図である。
【符号の説明】
１コンクリート平板
２長尺のリブ
３短尺のリブ
４スチールパイプ
５Ａ不凍液入口
５Ｂ不凍液出口
６円筒供試体
７鋼管
８熱電対

Claims

（Ａ）ブレーン比表面積２５００〜５０００ｃｍ^２／ｇのセメント１００質量部と、（Ｂ）ＢＥＴ比表面積５〜２５ｍ^２／ｇの微粒子１０〜４０質量部と、（Ｃ）ブレーン比表面積２５００〜３００００ｃｍ^２／ｇで、かつ上記セメントよりも大きなブレーン比表面積を有する無機粒子１５〜５５質量部と、（Ｄ）減水剤と、（Ｅ）水とを含む配合物の硬化体からなるコンクリート平板であって、その厚さが７ｃｍ以下であり、かつ、その片面に凹凸が形成されていることを特徴とするコンクリート平板。
上記無機粒子（Ｃ）が、ブレーン比表面積５０００〜３００００ｃｍ^２／ｇの無機粒子Ａ１０〜５０質量部と、ブレーン比表面積２５００〜５０００ｃｍ^２／ｇの無機粒子Ｂ５〜３５質量部とからなる請求項１記載のコンクリート平板。
パイプを内蔵する請求項１又は２記載のコンクリート平板。
電気ヒーター線を内蔵する請求項１又は２記載のコンクリート平板。