JP2017024979A - 造形用セメント組成物、およびセメント質硬化体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
一方、セメント組成物ではないが、半水石膏を結合材として用い、無機粉体、水溶性ポリマー、および石膏硬化促進剤を特定量含む混合粉体であって、鋳造用立体造形物を構成するための混合粉体等が提案されている(特許文献5)。
以上のように、繊細かつ多様なデザインをセメント質硬化体に付与できる、造形性に優れたセメント組成物は、現在のところ見あたらない。
[1]少なくとも、セメント含有結合材を25〜70質量%、混和剤を0.1〜5質量%、および細骨材を25〜70質量%含むA材を含有する、造形用セメント組成物。
[2]前記セメント含有結合材が、セメント、非晶質アルミノケイ酸塩、並びに、石膏および/または硫酸アルカリ金属塩を少なくとも含む、前記[1]に記載の造形用セメント組成物。
[3]前記セメント含有結合材が、さらに水酸化カルシウムを含む、前記[2]に記載の造形用セメント組成物。
[4]前記混和剤が、減水剤、消泡剤、並びに、増粘剤および/または粉末セルロースを少なくとも含む、前記[1]〜[3]のいずれかに記載の造形用セメント組成物。
[5]前記細骨材が、石灰石砂、珪砂、および人工砂から選ばれる1種以上を含む、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の造形用セメント組成物。
[6]硬化促進剤を少なくとも含むB材をさらに含有する、前記[1]〜[5]のいずれかに記載の造形用セメント組成物。
[7]前記硬化促進剤が、硫酸アルミニウムを5質量%以上含む水溶液である、前記[6]に記載の造形用セメント組成物。
[8]前記[1]〜[5]のいずれかに記載の造形用セメント組成物を用いて、下記(a)〜(d)工程を経て得られたセメント質造形物を養生してセメント質硬化体を製造する、セメント質硬化体の製造方法。
(a)前記[1]〜[5]のいずれかに記載のA材と水の混練物を用いて該混練物層を形成する、第1の混練物層形成工程
(b)前記形成した混練物層を静置して硬化させて、混練物硬化層を形成する、混練物硬化層形成工程
(c)前記混練物硬化層の上に、さらに前記混練物を用いて該混練物層を形成する、第2の混練物層形成工程
(d)さらに前記(b)工程と前記(c)工程を繰り返して、混練物の硬化体を積層してセメント質造形物を得る、セメント質造形物取得工程
[9]前記[6]または[7]に記載の造形用セメント組成物を用いて、下記(e)〜(h)工程を経て得られたセメント質造形物を養生してセメント質硬化体を製造する、セメント質硬化体の製造方法。
(e)前記[1]〜[5]のいずれかに記載のA材と水の混練物を用いて該混練物層を形成する、第1の混練物層形成工程
(f)前記形成した混練物層に、前記[6]または[7]に記載のB材を接触させて混練物層を硬化させて、混練物硬化層を形成する、混練物硬化層形成工程
(g)前記混練物硬化層の上に、さらに前記混練物を用いて該混練物層を形成する、第2の混練物層形成工程
(h)さらに前記(f)工程と前記(g)工程を繰り返して、混練物の硬化体を積層してセメント質造形物を得る、セメント質造形物取得工程
[10]前記[6]または[7]に記載の造形用セメント組成物を用いて、下記(i)〜(l)工程を経て得られたセメント質造形物を養生してセメント質硬化体を製造する、セメント質硬化体の製造方法。
(i)前記[1]〜[5]のいずれかに記載のA材、前記[6]または[7]に記載のB材、および水の混練物を用いて混練物層を形成する、第1の混練物層形成工程
(j)前記形成した混練物層を静置して混練物層を硬化させて、混練物硬化層を形成する、混練物硬化層形成工程
(k)前記混練物硬化層の上に、さらに前記混練物を用いて該混練物層を形成する、第2の混練物層形成工程
(l)さらに前記(j)工程と前記(k)工程を繰り返して、混練物の硬化体を積層してセメント質造形物を得る、セメント質造形物取得工程
[11]JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に規定するフローコーンに、前記混練物を充填した後、該フローコーンを上方に垂直に取り去って、振幅0.50±0.05mmで、50Hzの振動を10秒間加えて、混練物の流動が停止したときのフロー値が、150〜220mmである、前記[8]〜[10]のいずれかに記載のセメント質硬化体の製造方法。
[12]付加製造装置を用いて、セメント質造形物を造形して製造する、前記[8]〜[11]のいずれかに記載のセメント質硬化体の製造方法。
また、本発明のセメント質硬化体の製造方法は、前記造形用セメント組成物を用いて、第1の混練物層形成工程、混練物硬化層形成工程、第2の混練物層形成工程、およびセメント質造形物取得工程を経て得られたセメント質造形物を養生して、セメント質硬化体を製造する方法である。なお、本発明では、前記セメント質造形物はセメント質積層物も含む。
以下、本発明を造形用セメント組成物とセメント質硬化体の製造方法に分けて詳細に説明する。
以下、造形用セメント組成物の必須の成分であるA材について説明する。
A材は、少なくとも、セメント含有結合材を25〜70質量%、混和剤を0.1〜5質量%、および細骨材を25〜70質量%含むものである。ただし、前記セメント含有結合材、混和剤、および細骨材の含有率の合計は100質量%である。各成分が前記範囲内にあれば、チクソトロピー性が高く造形性に優れる。
なお、セメント含有結合材の含有率は、好ましくは35〜65質量%、より好ましくは40〜60質量%であり、混和剤の含有率は、好ましくは0.3〜4.0質量%、より好ましくは0.5〜3.5質量%であり、細骨材の含有率は、好ましくは35〜65質量%、より好ましくは40〜60質量%である。
以下、さらに、セメント含有結合材、混和剤、および細骨材に分けて説明する。
該セメント含有結合材は、セメント、非晶質アルミノケイ酸塩、並びに、石膏および/または硫酸アルカリ金属塩を必須の成分として含む混合物である。
前記セメントは、白色ポルトランドセメント、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、シリカフューム含有セメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、およびエコセメント等から選ばれる1種以上が挙げられる。
前記セメント含有結合材中のセメントの含有率は、好ましくは50〜90質量%である。該値が50質量%未満では、セメント質硬化体の特に短期における強度の発現性が充分でない場合があり、90質量%を超えるとセメント含有結合材中の他の必須成分の含有率がその分低くなり、造形用セメント組成物のチクソトロピー性と形状の保持性が低下する。なお、セメントの含有率は、より好ましくは60〜85質量%、さらに好ましくは65〜80質量%である。
前記セメント含有結合材中の非晶質アルミノケイ酸塩の含有率は、好ましくは7〜30質量%である。該値が7質量%未満では、造形用セメント組成物のチクソトロピー性の低下により形状の保持性が十分でなく、30質量%を超えると相対的にセメントの含有率が低下して、セメントによる強度発現性が低下する。なお、非晶質アルミノケイ酸塩の含有率は、より好ましくは7〜25質量%、さらに好ましくは10〜20質量%である。
前記硫酸アルカリ金属塩は、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸リチウム、硫酸水素ナトリウム、および硫酸水素カリウムから選ばれる1種以上が挙げられる。
前記セメント含有結合材中の石膏および/または硫酸アルカリ金属塩の配合量は、非晶質アルミノケイ酸塩100質量部に対し、好ましくは10〜150質量部、より好ましくは20〜120質量部、さらに好ましくは30〜100質量部である。
なお、石膏と硫酸アルカリ金属塩を併用する場合、石膏と硫酸アルカリ金属塩の割合は特に制限されないが、石膏:硫酸アルカリ金属塩の質量比で、好ましくは99.99:0.01〜70:30、より好ましくは99.95:0.05〜80:20である。
該混和剤は、減水剤、消泡剤、並びに、増粘剤および/または粉末セルロースを、必須の成分として含む混合物である。
前記減水剤は、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩(メラミン系)、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩(ナフタレン系)、アクリル酸塩−アクリル酸エステルの共重合体などを主鎖としポリエチレンオキサイド等をグラフト鎖として有するポリカルボン酸系と称されるものなど、通常、コンクリートに用いられる減水剤が使用可能だが、本発明では、特にメラミン系減水剤が好ましい。
前記減水剤は、液体状、粉末状の別は問わないが、その取り扱い上粉末状のものが好ましい。
前記混和剤中の消泡剤の割合は、前記減水剤100質量部に対して、好ましくは1〜300質量部、より好ましくは2〜200質量部、さらに好ましくは3〜150質量部である。なお、減水剤としてメラミン系粉末減水剤を使用する場合、消泡剤の割合は、メラミン系粉末減水剤100質量部に対して、好ましくは2〜200質量部、より好ましくは2.5〜150質量部、さらに好ましくは5〜100質量部である。消泡剤の割合が該範囲内であれば、空気の混入を抑制できる。
前記粉末セルロースは、繊維長が18〜1000μm、繊維径が15〜50μmの微細な繊維である。
一方、減水剤としてメラミン系粉末減水剤を使用する場合、増粘剤および/または粉末セルロースの割合は、メラミン系粉末減水剤100質量部に対して、好ましくは10〜600質量部、より好ましくは20〜550質量部、さらに好ましくは30〜500質量部である。
増粘剤および/または粉末セルロースの含有率が前記範囲内であれば、造形用セメント組成物の粘性が適切なため造形性が高く、また形状保持性にも優れる。
なお、増粘剤と粉末セルロースを併用する場合、増粘剤と粉末セルロースの割合は特に制限されないが、増粘剤:粉末セルロースの質量比は、好ましくは99:1〜1:99、より好ましくは98:2〜2:98である。
硬化遅延剤は、グルコン酸やクエン酸等のオキシカルボン酸と、変成リグニンスルホン酸化合物との複合体など、通常、コンクリートに用いられる遅延剤や超遅延剤が使用できる。また、該硬化遅延剤は、液体状、粉末状の何れでもよい。
前記混和剤中の硬化遅延剤の割合は、前記減水剤100質量部に対して、好ましくは500質量部以下、より好ましくは10〜450質量部、さらに好ましくは20〜400質量部である。硬化遅延剤の割合が該範囲内であれば、造形用セメント組成物の混練物の作業時間が長く保持できる。
該細骨材は、石灰石砂、珪砂、および人工砂から選ばれる1種以上である。そして、細骨材の最大粒径は、好ましくは2.5mm以下である。細骨材の最大粒径が2.5mmを超えると、繊細なデザイン造形が困難となる。なお、デザイン造形の繊細さの観点から、細骨材の最大粒径は、より好ましくは1.8mm以下、さらに好ましくは0.6mm以下であり、粉末状であってもよい。
前記造形用セメント組成物のA材は上述の(1)〜(3)の他、組成物の機能を著しく損なう可能性のない、いかなる成分をも含有することができる。例えば、各種スラグ、ポゾラン物質、膨張材、収縮低減剤、ポリマーディスパージョン(液体状のエマルション、再乳化型の粉末の別は問わない)、中空微粒子、樹脂粉末、繊維、発泡剤、起泡剤、および空気連行剤などが使用できる。
以下、造形用セメント組成物の任意の成分であるB材について説明する。
B材は、硬化促進剤を少なくとも含むものであり、該硬化促進剤は、アルミン酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、カルシウムアルミネート、カルシウムサルフォアルミネート、硫酸アルミニウム、およびミョウバン等から選ばれる1種以上が挙げられ、その使用態様は固体(粉体)、懸濁液、または水溶液が挙げられる。これらにの中でも、硬化促進性、長期強度発現性、および作業の安全性から、硫酸アルミニウムを主成分とする水溶液が好ましい。
前記硫酸アルミニウム水溶液中の硫酸アルミニウムの濃度は、好ましくは5質量%以上である。該濃度が5質量%未満では、硬化の促進が小さい。なお、該濃度の上限は飽和濃度である。
本発明のセメント質硬化体の製造方法は、本発明の造形用セメント組成物を用いて、第1の混練物層形成工程、混練物硬化層形成工程、第2の混練物層形成工程、およびセメント質造形物取得工程を経て得られたセメント質造形物を養生してセメント質硬化体を製造する方法である。
そして、前記第1の混練物層形成工程は、(i)A材と水の混練物を用いて該混練物層を形成する工程と、(ii)A材とB材と水の混練物を用いて該混練物層を形成する工程の2種類がある。また、前記混練物硬化層形成工程には、第1の混練物層形成工程に応じて、(i)前記形成した混練物層を静置して該形成した混練物層を硬化させて、混練物硬化層を形成する工程と、(ii)前記形成した混練物層にB材を接触させて該形成した混練物層を硬化させて、混練物硬化層を形成する工程の2種類がある。
なお、前記水は特に制限されず、水道水等が使用できる。
(a)第1の混練物層形成工程
該工程は、前記A材と水を混練して得られた混練物を用いて混練物層を形成する工程である。なお、第1の混練物層形成工程において形成した混練物層を第1の混練物層という。
A材と水の混練物は、A材100質量部に対し水を15〜40質量部添加して混練して調製する。水量が該範囲内では、粘性が適正で造形性に優れる。なお、粘性と造形性の観点から、水量は、A材100質量部に対し25〜37質量部がより好ましく、28〜35質量部が特に好ましい。
混練に用いるミキサは特に限定されないが、通常のモルタル・コンクリートの混練に用いられる任意のタイプのミキサを用いることができ、例えば、ホバートミキサ、ハンドミキサ、ホモジナイザ、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸強制練りミキサ等が挙げられる。
また、振動を付加して混練物を容器から押し出し(供給)等する場合、振動数を制御すれば、押出量を制御でき、さらに、振動の付与および停止により、容器の排出口の断面積が小さい(例えば1cm2以下)場合であっても、それぞれ押し出しの開始および停止を容易に制御できる。
該工程は、(a)工程で形成した混練物層を静置して硬化させて、混練物硬化層を形成する工程である。
該工程は、(b)工程で形成した混練物硬化層の上に、さらにA材と水からなる混練物層を形成する工程である。なお、第2の混練物層形成工程において形成した混練物層を第2の混練物層という。
本工程において、下層となる混練物硬化層を形成する硬化体が、例えば、JIS R 5201 「セメントの物理試験方法 附属書A 凝結試験」に準拠して、始発の測定用ビカー針の貫入量が20mm以下となる硬さであれば、前記硬化体の上に混練物層を形成することができる。
なお、下層となる混練物硬化層を形成する硬化体の硬化が進み、表面が乾燥していると、上層の混練物層と一体化することが困難になるため、本工程では、下層となる混練物硬化層が前記試験方法において終結以前の硬化の状態で、上の混練物層を形成することが一体性を確保する上で好ましい。
該工程は、さらに前記(b)工程と前記(c)工程を繰り返して混練物の硬化体を積層してセメント質造形物を得る工程である。
前記(b)工程と(c)工程を所定の回数繰り返すことにより、所望する形状のセメント質造形物を造形することができる。
そして、前記セメント質造形物を養生すれば、セメント質硬化体が得られる。なお、本発明において、セメント質造形物の養生方法は、特に限定されず、1種類の養生方法単独のほかに、2種類以上の養生方法を併用してもよく、例えば、気中養生、封緘養生、湿空養生、蒸気養生、水中養生、温熱養生、炭酸ガス養生、およびオートクレーブ養生等から選ばれる1種以上が挙げられる。
(e)第1の混練物層形成工程
該工程は、前記(a)の工程と同じである。
該工程は、(e)工程で形成した混練物層にB材を接触させて混練物層を硬化させて、混練物硬化層を形成する工程である。ここで、混練物層にB材を接触させるとは、混練物層にB材を滴下、塗布、散布、または噴霧等する操作である。
なお、当該工程において、混練物層に対するB材の接触量は、混練物層10cm3当たり1〜10cm3が好ましく、2〜8cm3がより好ましい。また、B材の接触量を質量で示せば、混練物層1g当たり硬化促進剤換算で0.008〜0.05gが好ましく、0.01〜0.04gがより好ましく、0.012〜0.03gが特に好ましい。
該2つの工程は、それぞれ前記(c)の工程および(d)の工程と同じである。
(i)第1の混練物層形成工程
該工程は、前記A材、B材、および水を混練して得られた混練物を用いて、該混練物層を形成する工程である。なお、第1の混練物層形成工程において形成した混練物層を第1の混練物層という。
前記混練物は、A材100質量部に対し、B材を好ましくは0.1〜10質量部(より好ましくは0.5〜7.0質量部)、水を好ましくは15〜40質量部(より好ましくは25〜37質量部、特に好ましくは28〜35質量部)添加して混練して調製する。B材と水量が該範囲内では粘性が適正で造形性に優れ、また、硬化の促進にも優れる。
混練に用いるミキサは特に限定されないが、通常のモルタル・コンクリートの混練に用いられる任意のタイプのミキサを用いることができ、例えば、ホバートミキサ、ハンドミキサ、ホモジナイザ、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸強制練りミキサ等が挙げられる。
該工程は、それぞれ前記(b)の工程、(c)の工程、および(d)の工程と同じである。
本発明においてセメント質造形物の造形は、付加製造装置(3Dプリンタ)を使用して行うこともできる。なお、付加製造装置は、コンピュータ上で作製した3Dデータを設計図に用いて、断面形状を積層することにより立体物を作製する産業用ロボットの一種である。付加製造装置は市販品が使用できる。また、付加製造装置を用いた造形方式は、米国材料試験協会(ASTM)により7つの方式に分類されているが、本発明の製造方法では、これらの中の、Material extrusion(材料押出)方式を用いることができる。
1.使用材料
(1)A材
(1−1)セメント含有結合材
(i)セメント:白色ポルトランドセメント(山陽白色セメント社製)
中庸熱ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)
(ii)非晶質アルミノケイ酸塩:メタカオリン(商品名 MetaMax HRM、BASFジャパン社製)、BET比表面積10m2/g
なお、当該メタカオリンはカオリンを焼成処理して得られたものである。
(iii)石膏:II型無水石膏(旭硝子社製)、ブレーン比表面積6000cm2/g
(iv)水酸化カルシウム(重安石灰社製)、BET比表面積約13m2/g
(v)硫酸アルカリ金属塩:芒硝(東ソー社製)、ブレーン比表面積約800cm2/g
(1−2)混和剤
(i)メラミン系粉末減水剤:メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩を有効成分とする減水剤(メルメント[登録商標]、BASFジャパン社製)
(ii)増粘剤:増粘多糖類(商品名 Esacol210H)
(iii)粉末セルロース:セルロース微粉末(商品名 Arbocel PWC500、レッテンマイヤー社製)
(iv)消泡剤:ポリエーテル系消泡剤(商品名 アデカネートB317F[登録商標]、ADEKA社製)
(v)硬化遅延剤:変成リグニンスルホン酸化合物とオキシカルボン酸化合物の複合体(商品名 マスターポゾリスNo.89[登録商標]、BASFジャパン社製)
(1−3)細骨材:石灰石砂(最大粒径0.6mm)
(2)B材:硬化促進剤(20質量%硫酸アルミニウム水溶液)
(3)水:水道水
表1に示す造形用セメント組成物(ただし、セメントは白色ポルトランドセメントを使用した。)に水を添加して、ホバートミキサを用いて混練して、振幅0.48mmで50Hzの振動を10秒間加えて流動が停止したときのフロー値が235mm、193mm、165mm、および135mmの混練物を調製した。なお、フロー値が193mmの場合の水/造形用セメント組成物の質量比は0.325(32.5質量部)であった。
次に、各混練物を、下記ノズルを有する容器に入れ、振動モータを当該容器に取り付けて振動数200Hzの振動を加えて、混練物を連続して押し出すことができるか否か、および、押し出した後の形状保持性を評価した。
ノズル:排出口の内側の断面積は0.785cm2で、排出口の形状は直径1cmの円である。
その結果は、
(i)フロー値が235mmの混練物は、連続して押し出すことはできたが、形状保持性は低かった。
(ii)フロー値が193mmおよび165mmの混練物は、連続して押し出すことができ、また形状保持性は高かった。
(iii)フロー値が135mmの混練物は、連続して押し出すことができなかった。
前記フロー値が193mmの混練物を前記容器に入れ、振動数200Hzの振動を振動モータにより加えて混練物を連続して押出して、図1に示す第1の混練物層(約150ml)を形成した((a)工程)。
次に、前記第1の混練物を静置して第1の混練物層を硬化して、第1の混練物硬化層を形成した((b)工程)。
次に、該混練物硬化層の上に、さらに前記混練物からなる第2の混練物層を形成した((c)工程)。なお、第2の混練物層の形状は、第1の混練物層と同じである。
さらに、前記(b)工程と前記(c)工程を繰り返して、全体で3層(図1のT字形)または10層(図1の立方形)の混練物硬化層からなるセメント質造形物を作製した後、該造形物を20℃で3日間気中養生して、セメント質硬化体を製造した((d)工程)。
前記フロー値が193mmの混練物を前記容器に入れ、振動数200Hzの振動を振動モータにより加えて混練物を連続して押出して、図1に示す第1の混練物層(約150ml)を形成した((e)工程)。
次に、前記第1の混練物層上にB材を滴下して、第1の混練物層を硬化して、第1の混練物硬化層を形成した((f)工程)。なお、B材の滴下量は、混練物層10cm3当たり約3cm3であった。
次に、該混練物硬化層の上に、さらに前記混練物からなる第2の混練物層を形成した((g)工程)。なお、第2の混練物層の形状は、第1の混練物層と同じである。
さらに、前記(f)工程と前記(g)工程を繰り返して、全体で3層(図1のT字形)または10層(図1の立方形)の混練物硬化層からなるセメント質造形物を作製した後、該造形物を20℃で3日間気中養生して、セメント質硬化体を製造した((h)工程)。
B材を使わない場合、各混練物層の形成から次の混練物層の形成までの時間は約120分であり、3層(図1のT字形)の混練物層からなるセメント質造形物を約6時間で、10層(図1の立方形)の混練物層からなるセメント質造形物を約20時間で造形できた。一方、B材を使った場合、各混練物層の形成から次の混練物層の形成までの時間は約3分であり、3層(図1のT字形)の混練物層からなるセメント質造形物を約9分で、10層(図1の立方形)の混練物層からなるセメント質造形物を約30分で造形できた。このように、本願発明のセメント質硬化体の製造方法によれば、造形物の製造効率は高く、特に硬化促進剤を使用した場合の造形物の製造効率は極めて高いと云える。
セメントを、白色ポルトランドセメントから中庸熱ポルトランドセメントに変えたこと以外は、実施例1と同様にして混練物を製造した。なお、水/造形用セメント組成物の質量比は0.325(32.5質量部)である。
その結果、混練物のフロー値は187mmであり、当該混練物は連続して押し出すことができ、また形状保持性も高かった。
実施例1に硬化遅延剤を添加して、混和剤の構成成分の組成を変えた(減水剤19質量%、増粘剤19質量%、粉末セルロース47質量%、消泡剤5質量%、硬化遅延剤10質量%)こと以外は、実施例1と同様にして混練物を製造した。なお、水/造形用セメント組成物の質量比は0.325(32.5質量部)である。
その結果、混練物のフロー値は214mmであり、当該混練物は連続して押し出すことができ、また形状保持性も高かった。
また、上記混練物を20℃で60分間静置した後、フロー値等を測定したところ、フロー値は212mmで、静置後の混練物も連続して押し出すことができ、また形状保持性も高かった。
実施例4に硬化遅延剤を添加して、混和剤の構成成分の組成を変えた(減水剤17質量%、増粘剤17質量%、粉末セルロース42質量%、消泡剤5質量%、硬化遅延剤19質量%)こと以外は、実施例4と同様にして混練物を製造した。なお、水/造形用セメント組成物の質量比は0.325(32.5質量部)である。
その結果、混練物のフロー値は215mmであり、当該混練物は連続して押し出すことができ、また形状保持性も高かった。
また、上記混練物を20℃で60分間静置した後、フロー値等を評価したところ、フロー値は211mmで、静置後の混練物も連続して押し出すことができ、また形状保持性も高かった。
Claims (12)
- 少なくとも、セメント含有結合材を25〜70質量%、混和剤を0.1〜5質量%、および細骨材を25〜70質量%含むA材を含有することを特徴とする、造形用セメント組成物。
- 前記セメント含有結合材が、セメント、非晶質アルミノケイ酸塩、並びに、石膏および/または硫酸アルカリ金属塩を少なくとも含む、請求項1に記載の造形用セメント組成物。
- 前記セメント含有結合材が、さらに水酸化カルシウムを含む、請求項2に記載の造形用セメント組成物。
- 前記混和剤が、減水剤、消泡剤、並びに、増粘剤および/または粉末セルロースを少なくとも含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の造形用セメント組成物。
- 前記細骨材が、石灰石砂、珪砂、および人工砂から選ばれる1種以上を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の造形用セメント組成物。
- 硬化促進剤を少なくとも含むB材をさらに含有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の造形用セメント組成物。
- 前記硬化促進剤が、硫酸アルミニウムを5質量%以上含む水溶液である、請求項6に記載の造形用セメント組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の造形用セメント組成物を用いて、下記(a)〜(d)工程を経て得られたセメント質造形物を養生してセメント質硬化体を製造する、セメント質硬化体の製造方法。
(a)請求項1〜5のいずれか1項に記載のA材と水の混練物を用いて該混練物層を形成する、第1の混練物層形成工程
(b)前記形成した混練物層を静置して硬化させて、混練物硬化層を形成する、混練物硬化層形成工程
(c)前記混練物硬化層の上に、さらに前記混練物を用いて該混練物層を形成する、第2の混練物層形成工程
(d)さらに前記(b)工程と前記(c)工程を繰り返して、混練物の硬化体を積層してセメント質造形物を得る、セメント質造形物取得工程 - 請求項6または7に記載の造形用セメント組成物を用いて、下記(e)〜(h)工程を経て得られたセメント質造形物を養生してセメント質硬化体を製造する、セメント質硬化体の製造方法。
(e)請求項1〜5のいずれか1項に記載のA材と水の混練物を用いて該混練物層を形成する、第1の混練物層形成工程
(f)前記形成した混練物層に請求項6または7に記載のB材を接触させて混練物層を硬化させて、混練物硬化層を形成する、混練物硬化層形成工程
(g)前記混練物硬化層の上に、さらに前記混練物を用いて該混練物層を形成する、第2の混練物層形成工程
(h)さらに前記(f)工程と前記(g)工程を繰り返して、混練物の硬化体を積層してセメント質造形物を得る、セメント質造形物取得工程 - 請求項6または7に記載の造形用セメント組成物を用いて、下記(i)〜(l)工程を経て得られたセメント質造形物を養生してセメント質硬化体を製造する、セメント質硬化体の製造方法。
(i)請求項1〜5のいずれか1項に記載のA材、請求項6または7に記載のB材、および水の混練物を用いて混練物層を形成する、第1の混練物層形成工程
(j)前記形成した混練物層を静置して混練物層を硬化させて、混練物硬化層を形成する、混練物硬化層形成工程
(k)前記混練物硬化層の上に、さらに前記混練物を用いて該混練物層を形成する、第2の混練物層形成工程
(l)さらに前記(j)工程と前記(k)工程を繰り返して、混練物の硬化体を積層してセメント質造形物を得る、セメント質造形物取得工程 - JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に規定するフローコーンに、前記混練物を充填した後、該フローコーンを上方に垂直に取り去って、振幅0.50±0.05mmで、50Hzの振動を10秒間加えて、混練物の流動が停止したときのフロー値が、150〜220mmである、請求項8〜10のいずれか1項に記載のセメント質硬化体の製造方法。
- 付加製造装置を用いて、セメント質造形物を造形して製造する、請求項8〜11のいずれか1項に記載のセメント質硬化体の製造方法。
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