JP2023136832A - Molding method of molded object - Google Patents

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JP2023136832A JP2022042745A JP2022042745A JP2023136832A JP 2023136832 A JP2023136832 A JP 2023136832A JP 2022042745 A JP2022042745 A JP 2022042745A JP 2022042745 A JP2022042745 A JP 2022042745A JP 2023136832 A JP2023136832 A JP 2023136832A
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克哉 河野
Katsuya Kono
真一 黒澤
Shinichi Kurosawa
華英 立岩
Hanae Tateiwa
寛人 大森
Hiroto Omori
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Taiheiyo Cement Corp
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Taiheiyo Cement Corp
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Abstract

To provide a molding method of a molded object, which can prevent blockage due to curing of a hydraulic composition in an additive manufacturing device and ensure self-reliance until the hydraulic composition is cured.SOLUTION: A molding method of a molded object using a hydraulic composition for an additive manufacturing device includes: a cement composition preparing step of mixing cement with a ferrite phase ratio of 4.0 mass% or more as a value calculated by Borg's formula and water to obtain a cement composition 8; an accelerating agent supplying step of supplying an accelerating agent 9 in an amount of 0.2 to 5.0 pts.mass per 100 pts.mass of cement to the cement composition 8 in a nozzle 3 of an additive manufacturing device 1, immediately before extruding the cement composition 8; an extruding step of extruding the hydraulic composition 11 for the additive manufacturing device from the additive manufacturing device 1; a molding step of molding a molded object by using the extruded hydraulic composition 11 for the additive manufacturing device.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、造形物の造形方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a shaped object.

近年、付加製造装置(3Dプリンタ)の積層用の台の上面に、ノズルから光硬化性樹脂を押し出して、二次元形状として予め設計された未硬化の層状体を形成させ、次いで、この未硬化の層状体に対して光照射を行って硬化させて、硬化した層状体を得て、その後、この硬化した層状体の上に、以上の操作と同様の操作を繰り返して、一層ずつ造形及び硬化を行い、最終的に、三次元形状として予め設計された所望の立体形状を有する積層体である造形物(例えば、精巧な三次元形状を有するもの)を得る技術が、普及している。この技術は、付加製造技術と称されている。 In recent years, a photocurable resin is extruded from a nozzle onto the top surface of a lamination stand of an additive manufacturing device (3D printer) to form an uncured layered body designed in advance as a two-dimensional shape. The layered body is irradiated with light and cured to obtain a hardened layered body, and then the above-mentioned operations and similar operations are repeated on this hardened layered body to form and harden it layer by layer. BACKGROUND OF THE INVENTION A technique for finally obtaining a shaped object (for example, one having an elaborate three-dimensional shape) that is a laminate having a desired three-dimensional shape designed in advance as a three-dimensional shape has become widespread. This technology is called additive manufacturing technology.

光硬化性樹脂以外の種々の材料(例えば、セメント)を用いた付加製造技術も、開発されている。
造形物を製作するのに有用なセメントスラリーの吐出装置として、例えば、特許文献1には、水硬性を有するセメントスラリーの吐出装置であって、装置本体部と、前記装置本体部に対して着脱自在に設けられており、セメント、水及び無機酸を含むセメント含有液を収容する第一の容器と、前記装置本体部に対して着脱自在に設けられており、イオン性エマルション型増粘剤を 含むアルカリ溶液を収容する第二の容器と、前記セメント含有液と前記アルカリ溶液とを混合して前記セメントスラリーを得る混合 器と、前記第一の容器内の前記セメント含有液を前記混合器に移送する第一の移送手段と、前記第二の容器内の前記アルカリ溶液を前記混合器に移送する第二の移送手段と、前記混合器からの前記セメントスラリーを吐出する吐出口と、を備える、セメントスラリーの吐出装置が、記載されている。
Additive manufacturing techniques using various materials other than photocurable resins (eg, cement) have also been developed.
As a cement slurry discharging device useful for manufacturing a modeled object, for example, Patent Document 1 discloses a cement slurry discharging device having hydraulic properties, which includes a device main body and a device that can be attached to and detached from the device main body. A first container containing a cement-containing liquid containing cement, water, and an inorganic acid, and a first container that can be detachably attached to the main body of the device contain an ionic emulsion type thickener. a second container for accommodating an alkaline solution containing the cement, a mixer for mixing the cement-containing liquid and the alkaline solution to obtain the cement slurry, and a mixer for transferring the cement-containing liquid in the first container to the mixer. A first transfer means for transferring, a second transfer means for transferring the alkaline solution in the second container to the mixer, and a discharge port for discharging the cement slurry from the mixer. , a cement slurry dispensing device is described.

特開2017-24979号公報JP 2017-24979 Publication

押出し方式の付加製造装置を用いてセメント組成物からなる造形物を製造する場合、通常、型枠等が設置されないため、セメント組成物には、付加製造装置のノズルから押し出された後、硬化するまでの自立性(押し出されたセメント組成物の上部に、新たにセメント組成物が積層された場合でも、形状を維持する性能)が求められる。
セメント組成物が硬化するまでの自立性を維持する目的で、比較的流動性に優れたセメント組成物に急結剤を添加する方法が知られている。しかし、速硬性に優れたセメント組成物は、ノズルから押し出される前の付加製造装置内での流動性の確保が難しく、造形に要する時間が長くなる場合等には、付加製造装置内(例えば、付加製造装置のセメント組成物を圧送するための管路内)で閉塞が発生するという問題がある。
本発明の目的は、付加製造装置内での水硬性組成物の硬化による閉塞を防ぎ、かつ、水硬性組成物が硬化するまでの自立性を確保することができる造形物の造形方法を提供することである。
When manufacturing objects made of cement composition using extrusion-type additive manufacturing equipment, molds and the like are usually not installed, so the cement composition is hardened after being extruded from the nozzle of the additive manufacturing equipment. Self-supporting properties (ability to maintain the shape even when a new cement composition is layered on top of the extruded cement composition) are required.
In order to maintain the self-sustainability of a cement composition until it hardens, a method is known in which an accelerating agent is added to a cement composition that has relatively excellent fluidity. However, cement compositions with excellent quick hardening properties are difficult to maintain fluidity within the additive manufacturing equipment before being extruded from the nozzle, and when the time required for modeling becomes long, There is a problem in that blockages occur in the conduits for pumping the cement composition of additive manufacturing equipment.
An object of the present invention is to provide a method for forming a shaped object that can prevent blockage due to curing of a hydraulic composition in an additive manufacturing device and ensure self-reliance until the hydraulic composition hardens. That's true.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、フェライト相の割合が4.0質量%以上であるセメント及び水を混合して、セメント組成物を得る工程と、セメント組成物を押し出す直前に、セメント組成物に、セメント100質量部に対して0.2~5.0質量部となる量の急結剤を供給して、水硬性組成物を得る工程と、水硬性組成物を付加製造装置から押し出す工程と、押し出した水硬性組成物を用いて造形物を造形する工程とを含む造形物の造形方法によれば、上記目的を達成できること見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の[1]~[7]を提供するものである。
[1] 付加製造装置用水硬性組成物を用いた、造形物の造形方法であって、ボーグの式で算出される値としてフェライト相の割合が4.0質量%以上であるセメント、及び、水を混合して、セメント組成物を得るセメント組成物調製工程と、上記セメント組成物を押し出す直前に、付加製造装置のノズル内の上記セメント組成物に、上記セメント100質量部に対して0.2~5.0質量部となる量の急結剤を供給して、上記付加製造装置用水硬性組成物を得る急結剤供給工程と、上記付加製造装置用水硬性組成物を上記付加製造装置から押し出す押し出し工程と、押し出した上記付加製造装置用水硬性組成物を用いて、上記造形物を造形する造形工程と、を含むこと特徴とする造形物の造形方法。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors of the present invention have discovered a process for obtaining a cement composition by mixing cement with a ferrite phase ratio of 4.0% by mass or more and water, and a process for obtaining a cement composition. Immediately before extrusion, a step of supplying an accelerating agent in an amount of 0.2 to 5.0 parts by mass based on 100 parts by mass of cement to obtain a hydraulic composition; The present invention was completed based on the discovery that the above object can be achieved by a method for forming a shaped object, which includes a step of extruding the object from an additive manufacturing device, and a step of forming the object using the extruded hydraulic composition.
That is, the present invention provides the following [1] to [7].
[1] A method for creating a modeled object using a hydraulic composition for additive manufacturing equipment, the method comprising cement having a ferrite phase ratio of 4.0% by mass or more as calculated by Borg's formula, and water. a cement composition preparation step to obtain a cement composition; and immediately before extruding the cement composition, 0.2 parts per 100 parts by mass of the cement is added to the cement composition in the nozzle of the additive manufacturing device. a step of supplying an quick setting agent in an amount of ~5.0 parts by mass to obtain the hydraulic composition for additive manufacturing equipment; and extruding the hydraulic composition for additive manufacturing equipment from the additive manufacturing equipment. A method for shaping a shaped object, the method comprising: an extrusion step; and a shaping step of shaping the shaped article using the extruded hydraulic composition for an additive manufacturing device.

[2] 上記セメント組成物調製工程において、さらに、セメント100質量部に対して、2~150質量部となる量の無機粉末(ただし、セメントを除く。)を混合する前記[1]に記載の造形物の造形方法。
[3] 上記無機粉末が、シリカフューム、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、石灰石微粉末及び珪石微粉末の中から選ばれる1種以上である前記[2]に記載の造形物の造形方法。
[4] 上記セメント組成物調製工程において、さらに、セメント100質量部に対して、0.1~4.0質量部となる量の繊維を混合する前記[1]~[3]のいずれかに記載の造形物の造形方法。
[5] 最終的に増粘剤が上記付加製造装置用水硬性組成物を構成する材料となるように、上記ノズル内の上記セメント組成物に、上記増粘剤を供給する前記[1]~[4]のいずれか1項に記載の造形物の造形方法。
[6] 上記増粘剤の量が、上記セメント100質量部に対して0.01~2.0質量部となる量である前記[5]に記載の造形物の造形方法。
[7] 上記増粘剤がセルロース系、アクリル系、及びグリコール系の中から選ばれる1種以上の増粘剤である、前記[5]又は[6]に記載の造形物の造形方法。
[2] In the above cement composition preparation step, an amount of inorganic powder (excluding cement) is further mixed in an amount of 2 to 150 parts by mass per 100 parts by mass of cement. A method for creating objects.
[3] The method for forming a shaped object according to [2] above, wherein the inorganic powder is one or more selected from silica fume, pulverized blast furnace slag, fly ash, pulverized limestone, and pulverized silica stone.
[4] In the cement composition preparation step, any of the above [1] to [3] further includes mixing fibers in an amount of 0.1 to 4.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. Method of manufacturing the described object.
[5] Supplying the thickener to the cement composition in the nozzle so that the thickener ultimately becomes a material constituting the hydraulic composition for additive manufacturing equipment [1] to [ 4].
[6] The method for forming a shaped object according to [5] above, wherein the amount of the thickener is 0.01 to 2.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the cement.
[7] The method for forming a shaped article according to [5] or [6], wherein the thickener is one or more types of thickeners selected from cellulose, acrylic, and glycol.

本発明の造形物の造形方法によれば、付加製造装置内での水硬性組成物の硬化による閉塞を防ぎ、かつ、水硬性組成物が硬化するまでの自立性を確保することができる。 According to the method for shaping a shaped object of the present invention, it is possible to prevent blockage due to curing of the hydraulic composition within the additive manufacturing apparatus, and to ensure self-reliance until the hydraulic composition hardens.

本発明の造形物の造形方法で用いられる付加製造装置の一部の一例を示す図であって、上記付加製造装置のノズルを含む部分を鉛直方向に切断した状態を示す断面図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a part of the additive manufacturing apparatus used in the method for manufacturing a shaped object of the present invention, and is a sectional view showing a state in which a portion of the additive manufacturing apparatus including a nozzle is cut in the vertical direction.

本発明の造形物の造形方法は、付加製造装置用水硬性組成物(以下、単に「水硬性組成物」ともいう。)を用いた、造形物の造形方法であって、ボーグの式で算出される値としてフェライト相(4CaO・Al23・Fe23;「C4AF」ともいう。)の割合が4.0質量%以上であるセメント、及び、水を混合して、セメント組成物を得るセメント組成物調製工程と、セメント組成物を押し出す直前に、付加製造装置のノズル内のセメント組成物に、セメント100質量部に対して0.2~5.0質量部となる量の急結剤を供給して、付加製造装置用水硬性組成物を得る急結剤供給工程と、付加製造装置用水硬性組成物を付加製造装置から押し出す押し出し工程と、押し出した付加製造装置用水硬性組成物を用いて、造形物を造形する造形工程とを含むものである。以下、工程ごとに詳しく説明する、 The method for forming a modeled object of the present invention is a method for forming a model using a hydraulic composition for additive manufacturing equipment (hereinafter also simply referred to as "hydraulic composition"), and is calculated using the Borg formula. The cement composition is obtained by mixing cement with a ferrite phase (4CaO・Al 2 O 3・Fe 2 O 3 ; also referred to as "C 4 AF") ratio of 4.0% by mass or more as a value, and water. In the cement composition preparation process for obtaining a product and immediately before extruding the cement composition, an amount of 0.2 to 5.0 parts by mass based on 100 parts by mass of cement is added to the cement composition in the nozzle of the additive manufacturing device. A quick setting agent supplying step of supplying an quick setting agent to obtain a hydraulic composition for additive manufacturing equipment; an extrusion step of extruding the hydraulic composition for additive manufacturing equipment from the additive manufacturing equipment; and an extruded hydraulic composition for additive manufacturing equipment. The method includes a modeling step of modeling a modeled object using the following method. Below, each process will be explained in detail.

[セメント組成物調製工程]
本工程は、ボーグの式で算出される値としてフェライト相の割合が4.0質量%以上であるセメント、及び、水を混合して、セメント組成物を得る工程である。
セメントとしては、付加製造装置を用いて造形物を造形する際に、該造形物の材料として使用可能な物性を有するセメントを用いることができる。このようなセメントの例としては、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、白色ポルトランドセメント、超速硬セメント、超早強ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、アルミナセメント、エコセメント等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
[Cement composition preparation process]
This step is a step in which cement having a ferrite phase ratio of 4.0% by mass or more as calculated by Borg's formula and water are mixed to obtain a cement composition.
As the cement, it is possible to use a cement that has physical properties that can be used as a material for a modeled object when the modeled object is modeled using an additive manufacturing device. Examples of such cements are normal portland cement, early strength portland cement, moderate heat portland cement, low heat portland cement, white portland cement, super fast hardening cement, super early strength portland cement, blast furnace cement, fly ash cement, and alumina cement. , ecocement, etc. These may be used alone or in combination of two or more.

セメント中のフェライト相の割合は、4.0質量%以上、好ましくは5.0質量%以上、より好ましくは5.5質量%以上、さらに好ましくは6.0質量%以上、さらに好ましくは8.0質量%以上、特に好ましくは9.5質量%以上である。上記割合が4.0質量%未満であると、水硬性組成物の自立性が低下する。また、ノズル内での水硬性組成物の硬化による閉塞が起こりやすくなる。また、上記割合は、セメントの製造の容易性等の観点からは、好ましくは25.0質量%以下、より好ましくは20.0質量%以下、特に好ましくは15.0質量%以下である。
セメント中のビーライト(2CaO・SiO2;C2Sともいう。)の割合は、好ましくは8.0~75.0質量%、より好ましくは、9.0~70.0質量%、特に好ましくは10.0~65.0質量%である。上記割合が8.0質量%以上であれば、水硬性組成物の強度発現性がより向上する。上記割合が75.0質量%以下であれば、水硬性組成物の自立性がより向上する。
The proportion of the ferrite phase in the cement is 4.0% by mass or more, preferably 5.0% by mass or more, more preferably 5.5% by mass or more, even more preferably 6.0% by mass or more, still more preferably 8.0% by mass or more. It is 0% by mass or more, particularly preferably 9.5% by mass or more. If the above ratio is less than 4.0% by mass, the self-supporting properties of the hydraulic composition will decrease. Furthermore, clogging due to hardening of the hydraulic composition within the nozzle is likely to occur. Further, from the viewpoint of ease of manufacturing cement, etc., the above ratio is preferably 25.0% by mass or less, more preferably 20.0% by mass or less, particularly preferably 15.0% by mass or less.
The proportion of belite (2CaO.SiO 2 ; also referred to as C 2 S) in the cement is preferably 8.0 to 75.0% by mass, more preferably 9.0 to 70.0% by mass, particularly preferably is 10.0 to 65.0% by mass. If the above ratio is 8.0% by mass or more, the strength development of the hydraulic composition will be further improved. If the above ratio is 75.0% by mass or less, the self-supporting properties of the hydraulic composition will be further improved.

セメント中のエーライト(3CaO・SiO2;C3Sともいう。)の割合は、水硬性組成物の強度発現性及び流動性の観点から、好ましくは15.0~85.0質量%、より好ましくは20.0~80.0質量%、特に好ましくは25.0~75.0質量%である。
セメント中のアルミネート相(3CaO・Al23;C3Aともいう。)の割合は、好ましくは0.5~12.0質量%、より好ましくは1.0~10.0質量%、特に好ましくは1.5~9.0質量%である。上記割合が1.0質量%以上であれば、水硬性組成物の強度発現性がより向上する。上記割合が12.0質量%以下であれば、水硬性組成物の水和熱をより低くすることができる。
The proportion of alite (3CaO.SiO 2 ; also referred to as C 3 S) in the cement is preferably 15.0 to 85.0% by mass, from the viewpoint of strength development and fluidity of the hydraulic composition. It is preferably 20.0 to 80.0% by weight, particularly preferably 25.0 to 75.0% by weight.
The proportion of aluminate phase (3CaO.Al 2 O 3 ; also referred to as C 3 A) in the cement is preferably 0.5 to 12.0% by mass, more preferably 1.0 to 10.0% by mass, Particularly preferred is 1.5 to 9.0% by mass. If the above ratio is 1.0% by mass or more, the strength development of the hydraulic composition will be further improved. If the above ratio is 12.0% by mass or less, the heat of hydration of the hydraulic composition can be lowered.

セメント中の、エーライト、ビーライト、アルミネート相、及びフェライト相の割合は、セメントの化学分析の結果の基づき、以下の(1)~(4)のボーグの式を用いて算出することができる。
(1) エーライト(C3S)=(4.07×CaO)-(7.60×SiO)-(6.72×Al)-(1.43×Fe)-(2.85×SO
(2) ビーライト(CS)=(2.87×SiO)-(0.754×CS)
(3) アルミネート相(CA)=(2.65×Al)-(1.69×Fe
(4) フェライト相(CAF)=(3.04×Fe
The proportions of alite, berite, aluminate phase, and ferrite phase in cement can be calculated using the following Borg formulas (1) to (4) based on the results of chemical analysis of cement. can.
(1) Alite (C 3 S) = (4.07 x CaO) - (7.60 x SiO 2 ) - (6.72 x Al 2 O 3 ) - (1.43 x Fe 2 O 3 ) - (2.85× SO3 )
(2) Be-lite (C 2 S) = (2.87 x SiO 2 ) - (0.754 x C 3 S)
(3) Aluminate phase (C 3 A) = (2.65 x Al 2 O 3 ) - (1.69 x Fe 2 O 3 )
(4) Ferrite phase (C 4 AF) = (3.04×Fe 2 O 3 )

水としては、特に限定されるものではなく、水道水、「JIS A 5308:2019(レディーミクストコンクリート)」に規定される回収水等が挙げられる。
水の量は、水セメント比が、好ましくは25~50%、より好ましくは30~45%、特に好ましくは35~42%になる量に定められる。上記比が25%以上であれば、造形物の圧縮強度を、より増大させることができる。上記比が50%以下であれば、水硬性組成物を積層させる過程で、造形物を、より変形しにくくすることができる。
なお、水セメント比とは、水とセメントの質量比(水/セメント)を百分率(%)で表したものである。
Water is not particularly limited, and examples include tap water, recovered water specified in "JIS A 5308:2019 (Ready Mixed Concrete)", and the like.
The amount of water is determined such that the water-cement ratio is preferably 25-50%, more preferably 30-45%, particularly preferably 35-42%. If the ratio is 25% or more, the compressive strength of the shaped object can be further increased. If the ratio is 50% or less, the shaped object can be made more difficult to deform during the process of laminating the hydraulic composition.
Note that the water-cement ratio is the mass ratio of water and cement (water/cement) expressed as a percentage (%).

セメント組成物を調製するときに、各材料を混合する混合手段としては、特に限定されるものではなく、モルタルやコンクリートの練り混ぜにおいて一般的に使用されるミキサを使用することができる。
具体的には、縦型ミキサ、横型ミキサ、ナウターミキサ、傾胴ミキサ、強制ミキサ、二軸ミキサ等が挙げられる。
縦型ミキサの例としては、ホバート社製の「ホバートミキサ」、ヘンシェル社製の「ヘンシェルミキサ」等が挙げられる。
横型ミキサの例としては、レディゲ社製の「レディゲミキサ」等が挙げられる。
When preparing a cement composition, the mixing means for mixing each material is not particularly limited, and a mixer commonly used for mixing mortar and concrete can be used.
Specifically, a vertical mixer, a horizontal mixer, a Nauta mixer, a tilting mixer, a forced mixer, a biaxial mixer, etc. may be mentioned.
Examples of vertical mixers include "Hobart Mixer" manufactured by Hobart, "Henschel Mixer" manufactured by Henschel, and the like.
An example of a horizontal mixer is "Ledige Mixer" manufactured by Ledige.

本工程において、付加製造装置内での水硬性組成物の硬化による閉塞をより防ぐことができ、水硬性組成物からなる造形物の自立性をより向上させる等の観点から、さらに、セメント以外の無機粉末を混合してもよい。
上記無機粉末の例としては、シリカフューム、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、石灰石微粉末、及び珪石微粉末等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
中でも、水硬性組成物からなる造形物の自立性をより向上させ、かつ、付加製造装置内でのセメント組成物又は水硬性組成物の硬化による閉塞をより防ぐことができる観点から、石灰石微粉末とシリカフュームの両方を用いることが好ましい。
In this process, from the viewpoint of further preventing blockage due to curing of the hydraulic composition in the additive manufacturing equipment and further improving the independence of the model made of the hydraulic composition, Inorganic powder may also be mixed.
Examples of the inorganic powder include silica fume, pulverized blast furnace slag, fly ash, pulverized limestone, and pulverized silica stone. These may be used alone or in combination of two or more.
Among them, fine limestone powder is used from the viewpoint of further improving the self-reliance of a model made of a hydraulic composition and further preventing blockage due to hardening of the cement composition or hydraulic composition in an additive manufacturing device. It is preferred to use both silica fume and silica fume.

上記無機粉末の量(無機粉末が2種以上である場合、その合計量)は、付加製造装置内でのセメント組成物又は水硬性組成物の硬化による閉塞をより防ぐ等の観点から、セメント100質量部に対して、好ましくは2~150質量部、より好ましくは3~120質量部である。
上記無機粉末(以下、「無機粉末」と略すことがある。)がシリカフュームである場合、シリカフュームの量は、セメント100質量部に対して、好ましくは2~30質量部、より好ましくは8~28質量部、特に好ましくは12~25質量部である。上記量が2質量部以上であれば、セメント組成物又は水硬性組成物の流動性がより向上し、付加製造装置内の閉塞をより防ぐことができる。上記量が30質量部以下であれば、水硬性組成物の強度発現性がより向上する。
無機粉末が高炉スラグ微粉末である場合、高炉スラグ微粉末の量は、セメント100質量部に対して、好ましくは2~40質量部、より好ましくは8~38質量部、特に好ましくは12~35質量部である。上記量が2質量部以上であれば、セメント組成物又は水硬性組成物の流動性がより向上し、付加製造装置内の閉塞をより防ぐことができる。上記量が40質量部以下であれば、造形物の硬化後の収縮を小さくすることができる。
The amount of the above-mentioned inorganic powder (if there are two or more types of inorganic powder, the total amount) is set to 100% of the cement from the viewpoint of further preventing clogging due to hardening of the cement composition or hydraulic composition in the additive manufacturing equipment. It is preferably 2 to 150 parts by weight, more preferably 3 to 120 parts by weight.
When the above-mentioned inorganic powder (hereinafter sometimes abbreviated as "inorganic powder") is silica fume, the amount of silica fume is preferably 2 to 30 parts by mass, more preferably 8 to 28 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. Parts by weight, particularly preferably 12 to 25 parts by weight. When the amount is 2 parts by mass or more, the fluidity of the cement composition or hydraulic composition is further improved, and clogging in the additive manufacturing apparatus can be further prevented. If the amount is 30 parts by mass or less, the strength development of the hydraulic composition will be further improved.
When the inorganic powder is pulverized blast furnace slag powder, the amount of pulverized blast furnace slag powder is preferably 2 to 40 parts by mass, more preferably 8 to 38 parts by mass, particularly preferably 12 to 35 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. Part by mass. When the amount is 2 parts by mass or more, the fluidity of the cement composition or hydraulic composition is further improved, and clogging in the additive manufacturing apparatus can be further prevented. If the amount is 40 parts by mass or less, shrinkage of the shaped object after curing can be reduced.

無機粉末がフライアッシュである場合、フライアッシュの量は、セメント100質量部に対して、好ましくは2~40質量部、より好ましくは8~38質量部、特に好ましくは12~35質量部である。上記量が2質量部以上であれば、セメント組成物又は水硬性組成物の流動性がより向上し、付加製造装置内の閉塞をより防ぐことができる。上記量が40質量部以下であれば、造形物の初期強度をより大きくすることができる。
無機粉末が石灰石微粉末である場合、石灰石微粉末の量は、セメント100質量部に対して、好ましくは2~150質量部、より好ましくは8~130質量部、特に好ましくは40~110質量部である。上記量が2質量部以上であれば、水硬性組成物の自立性をより向上することができる。上記量が150質量部以下であれば、セメント組成物又は水硬性組成物の流動性がより向上し、付加製造装置内の閉塞をより防ぐことができる。
無機粉末が珪石微粉末である場合、珪石微粉末の量は、セメント100質量部に対して、好ましくは2~40質量部、より好ましくは8~38質量部、特に好ましくは12~35質量部である。上記量が2質量部以上であれば、水硬性組成物の自立性がより向上する。上記量が40質量部以下であれば、セメント組成物又は水硬性組成物の流動性がより向上し、付加製造装置内の閉塞をより防ぐことができる。
When the inorganic powder is fly ash, the amount of fly ash is preferably 2 to 40 parts by mass, more preferably 8 to 38 parts by mass, particularly preferably 12 to 35 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. . When the amount is 2 parts by mass or more, the fluidity of the cement composition or hydraulic composition is further improved, and clogging in the additive manufacturing apparatus can be further prevented. If the amount is 40 parts by mass or less, the initial strength of the shaped object can be increased.
When the inorganic powder is limestone fine powder, the amount of limestone fine powder is preferably 2 to 150 parts by mass, more preferably 8 to 130 parts by mass, particularly preferably 40 to 110 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. It is. When the amount is 2 parts by mass or more, the self-supporting properties of the hydraulic composition can be further improved. When the amount is 150 parts by mass or less, the fluidity of the cement composition or hydraulic composition is further improved, and clogging in the additive manufacturing apparatus can be further prevented.
When the inorganic powder is silica fine powder, the amount of silica fine powder is preferably 2 to 40 parts by mass, more preferably 8 to 38 parts by mass, particularly preferably 12 to 35 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. It is. If the amount is 2 parts by mass or more, the self-supporting properties of the hydraulic composition will be further improved. When the amount is 40 parts by mass or less, the fluidity of the cement composition or hydraulic composition is further improved, and clogging in the additive manufacturing apparatus can be further prevented.

高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、及び石灰石微粉末のブレーン比表面積は、好ましくは2,500~10,000cm/g、より好ましくは3,000~9,000cm/g、さらに好ましくは3,100~8,500cm/g、特に好ましくは3,200~8,000cm/gである。該ブレーン比表面積が2,500cm/g以上であれば、水硬性組成物の強度発現性がより向上する。該ブレーン比表面積が10,000cm/g以下であれば、セメント組成物又は水硬性組成物の流動性がより向上し、付加製造装置内の閉塞をより防ぐことができる。
シリカフューム及び珪石微粉末のBET比表面積は、好ましくは5~40m/g、より好ましくは10~35m/g、さらに好ましくは15~30m/g、特に好ましくは18~25m/gである。該BET比表面積が5m/g以上であれば、水硬性組成物の強度発現性がより向上する。該BET比表面積が40m/g以下であれば、セメント組成物又は水硬性組成物の流動性がより向上し、付加製造装置内の閉塞をより防ぐことができる。
The Blaine specific surface area of the blast furnace slag powder, fly ash, and limestone powder is preferably 2,500 to 10,000 cm 2 /g, more preferably 3,000 to 9,000 cm 2 /g, and even more preferably 3, 100 to 8,500 cm 2 /g, particularly preferably 3,200 to 8,000 cm 2 /g. When the Blaine specific surface area is 2,500 cm 2 /g or more, the strength development of the hydraulic composition is further improved. When the Blaine specific surface area is 10,000 cm 2 /g or less, the fluidity of the cement composition or hydraulic composition is further improved, and clogging in the additive manufacturing apparatus can be further prevented.
The BET specific surface area of silica fume and silica fine powder is preferably 5 to 40 m 2 /g, more preferably 10 to 35 m 2 /g, even more preferably 15 to 30 m 2 /g, particularly preferably 18 to 25 m 2 /g. be. When the BET specific surface area is 5 m 2 /g or more, the strength development of the hydraulic composition is further improved. When the BET specific surface area is 40 m 2 /g or less, the fluidity of the cement composition or hydraulic composition is further improved, and clogging in the additive manufacturing apparatus can be further prevented.

本工程において、水硬性組成物の自立性をより向上させ、付加製造装置内でのセメント組成物又は水硬性組成物の硬化による閉塞をより防ぐ等の観点から、さらに、繊維を混合してもよい。
繊維の例としては、ガラス繊維、金属繊維、有機繊維、炭素繊維等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、経済性とセメントの親和性の観点から、ガラス繊維が好適である。
繊維の形状および寸法は、好ましくは、長さが0.1mm以上、アスペクト比(長さ/直径)が20以上であり、より好ましくは、長さが1~30mm、アスペクト比(長さ/直径)が20~1,000であり、さらに好ましくは、長さが2~20mmで、アスペクト比(長さ/直径)が50~500であり、さらに好ましくは、長さが5~15mm、アスペクト比(長さ/直径)が100~400である。
繊維の長さが0.1mm以上であれば、水硬性組成物の自立性をより向上させることができる。また、硬化後の造形物の強度(例えば、曲げ強度)をより大きくすることができる。該長さが30mm以下であれば、付加製造装置内の閉塞をより防ぐことができる。また、混練の際にファイバーボールがより生じにくくなる。
また、繊維のアスペクト比(長さ/直径)が20以上であれば、同一配合量(同一体積)での繊維の本数が多くなり、水硬性組成物の自立性をより向上させることができる。また、硬化後の造形物の強度(例えば、曲げ強度)をより向上することができる。また、該比が1,000以下であると、繊維自身の強度が十分となり、張力を受けた際により切れにくくなる。
In this step, from the viewpoint of further improving the self-sustainability of the hydraulic composition and further preventing clogging due to hardening of the cement composition or hydraulic composition in the additive manufacturing equipment, fibers may be further mixed. good.
Examples of fibers include glass fibers, metal fibers, organic fibers, carbon fibers, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, glass fiber is preferred from the viewpoint of economy and compatibility with cement.
The shape and dimensions of the fibers are preferably such that the length is 0.1 mm or more and the aspect ratio (length/diameter) is 20 or more, and more preferably the length is 1 to 30 mm and the aspect ratio (length/diameter) is 20 or more. ) is 20 to 1,000, more preferably the length is 2 to 20 mm, and the aspect ratio (length/diameter) is 50 to 500, and even more preferably the length is 5 to 15 mm, and the aspect ratio is 50 to 500. (length/diameter) is 100 to 400.
If the fiber length is 0.1 mm or more, the self-supporting properties of the hydraulic composition can be further improved. Moreover, the strength (for example, bending strength) of the shaped article after curing can be increased. If the length is 30 mm or less, clogging in the additive manufacturing apparatus can be further prevented. In addition, fiber balls are less likely to form during kneading.
Further, if the aspect ratio (length/diameter) of the fibers is 20 or more, the number of fibers in the same blending amount (same volume) increases, and the self-sustainability of the hydraulic composition can be further improved. Moreover, the strength (for example, bending strength) of the shaped article after curing can be further improved. Further, when the ratio is 1,000 or less, the strength of the fiber itself is sufficient and it becomes difficult to break when subjected to tension.

繊維の量は、セメント100質量部に対して、好ましくは0.1~4.0質量部、より好ましくは0.3~3.5質量部、特に好ましくは0.8~2.5質量部である。上記量が0.1質量部以上であれば、水硬性組成物の自立性をより向上することができる。また、硬化後の造形物の強度(例えば、曲げ強度)をより大きくすることができる。上記量が4.0質量部以下であれば、セメント組成物又は水硬性組成物の流動性がより向上し、付加製造装置内の閉塞をより防ぐことができる。 The amount of fiber is preferably 0.1 to 4.0 parts by mass, more preferably 0.3 to 3.5 parts by mass, particularly preferably 0.8 to 2.5 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. It is. If the amount is 0.1 parts by mass or more, the self-supporting properties of the hydraulic composition can be further improved. Moreover, the strength (for example, bending strength) of the shaped article after curing can be increased. When the amount is 4.0 parts by mass or less, the fluidity of the cement composition or hydraulic composition is further improved, and clogging in the additive manufacturing apparatus can be further prevented.

[急結剤混合工程]
本工程は、セメント組成物調製工程の後に設けられる工程であって、セメント組成物調製工程で得られたセメント組成物を押し出す直前に、付加製造装置のノズル内のセメント組成物に、セメント100質量部に対して0.2~5.0質量部となる量の急結剤を供給して、水硬性組成物(付加製造装置用水硬性組成物)を得る工程である。
セメント組成物を押し出す直前とは、付加製造装置のノズルの先端から付加製造装置用水硬性組成物(セメント組成物と急結剤の混合物)が外部に押し出されるときの直前(例えば、7秒以内)を意味する。
上記供給は、付加製造装置のノズルの径や吐出速度(水硬性組成物が押し出される速度)等によっても異なるが、例えば、水硬性組成物が上記ノズルから外部に押し出されるときより前の、好ましくは0.5~30秒、より好ましくは1~15秒、さらに好ましくは1.5~10秒、特に好ましくは2~5秒において行われる。上記供給が、水硬性組成物が上記ノズルから外部に押し出されるときから、0.5秒以上前に行われれば、供給された急結剤とセメント組成物が、上記ノズルから外部に押し出されるのに伴い、上記ノズルの流路内で、より均一に混合されて、水硬性組成物の自立性をより向上することができる。上記供給が、水硬性組成物が上記ノズルから外部に押し出されるときから30秒以内に行われれば、ノズル内での水硬性組成物の硬化による閉塞をより防ぐことができる。
なお、供給した急結剤とセメント組成物を均一に混合する観点から、ノズルの内部にインラインミキサー等の混合手段、撹拌羽根等を設けてもよい。
[Quick setting agent mixing process]
This step is a step provided after the cement composition preparation step, and immediately before extruding the cement composition obtained in the cement composition preparation step, 100 mass of cement is added to the cement composition in the nozzle of the additive manufacturing device. This is a step in which a hydraulic composition (hydraulic composition for additive manufacturing equipment) is obtained by supplying a quick-setting agent in an amount of 0.2 to 5.0 parts by mass based on the total volume of the hydraulic composition.
Immediately before extruding the cement composition means immediately before the hydraulic composition for additive manufacturing equipment (mixture of cement composition and quick setting agent) is extruded from the tip of the nozzle of the additive manufacturing equipment (for example, within 7 seconds). means.
The above-mentioned supply varies depending on the diameter of the nozzle of the additive manufacturing device, the discharge speed (the speed at which the hydraulic composition is extruded), etc., but for example, it is preferable that the hydraulic composition is supplied before the hydraulic composition is extruded to the outside from the nozzle. is carried out for 0.5 to 30 seconds, more preferably 1 to 15 seconds, even more preferably 1.5 to 10 seconds, particularly preferably 2 to 5 seconds. If the above-mentioned supply is performed at least 0.5 seconds before the hydraulic composition is pushed out from the nozzle, the supplied quick-setting agent and cement composition can be pushed out from the nozzle. Accordingly, the components are mixed more uniformly in the flow path of the nozzle, and the self-sustainability of the hydraulic composition can be further improved. If the above-mentioned supply is performed within 30 seconds from the time when the hydraulic composition is extruded to the outside from the above-mentioned nozzle, clogging due to hardening of the hydraulic composition within the nozzle can be further prevented.
In addition, from the viewpoint of uniformly mixing the supplied quick-setting agent and the cement composition, a mixing means such as an in-line mixer, a stirring blade, etc. may be provided inside the nozzle.

急結剤の例としては、硫酸アルミニウム、珪酸アルミニウム等のアルミニウム系急結剤、アルミン酸塩系急結剤、カルシウムアルミネート系急結剤等が挙げられる。
急結剤の量は、セメント100質量部に対して0.2~5.0質量部、好ましくは0.8~4.5質量部、より好ましくは1.0~4.0質量部、さらに好ましくは1.2~3.0質量部、特に好ましくは1.5~2.0質量部である。上記量が0.2質量部未満であると、水硬性組成物の自立性が低下する。上記量が5.0質量部を超えると、水硬性組成物が付加製造装置のノズル内で硬化して、閉塞が起こりやすくなる。また、水硬性組成物の自立性が低下する場合がある。
Examples of quick setting agents include aluminum quick setting agents such as aluminum sulfate and aluminum silicate, aluminate quick setting agents, and calcium aluminate quick setting agents.
The amount of the quick setting agent is 0.2 to 5.0 parts by mass, preferably 0.8 to 4.5 parts by mass, more preferably 1.0 to 4.0 parts by mass, and more preferably 1.0 to 4.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of cement. The amount is preferably 1.2 to 3.0 parts by weight, particularly preferably 1.5 to 2.0 parts by weight. If the amount is less than 0.2 parts by mass, the self-supporting properties of the hydraulic composition will decrease. If the amount exceeds 5.0 parts by mass, the hydraulic composition will harden within the nozzle of the additive manufacturing device, making clogging more likely. Furthermore, the self-supporting properties of the hydraulic composition may be reduced.

[押し出し工程]
本工程は、急結剤混合工程の後に設けられる工程であって、急結剤混合工程で得られた付加製造装置用水硬性組成物を付加製造装置から押し出す工程である。
[造形工程]
本工程は、押し出し工程の後に設けられる工程であって、押し出し工程で押し出した付加製造装置用水硬性組成物を用いて、造形物を造形する工程である。
[Extrusion process]
This step is a step provided after the quick-setting agent mixing step, and is a step in which the hydraulic composition for additive manufacturing equipment obtained in the quick-setting agent mixing step is extruded from the additive manufacturing device.
[Modeling process]
This step is a step provided after the extrusion step, and is a step of modeling a shaped object using the hydraulic composition for additive manufacturing equipment extruded in the extrusion step.

本発明において、最終的に増粘剤が付加製造装置用水硬性組成物を構成する材料となるように、ノズル内のセメント組成物に、増粘剤を供給してもよい。セメント組成物に増粘剤を供給することによって、水硬性組成物が硬化してなる造形物の表面の空隙をより少なくして、造形物の外観をより向上させることができる。
増粘剤は、セメント組成物に急結剤が供給される前に供給してもよく、セメント組成物に急結剤が供給される際に供給(換言すると、セメント組成物と急結剤と増粘剤を同時に供給)してもよい。
中でも、水硬性組成物が硬化してなる造形物の表面の空隙をより少なくして、造形物の外観をより向上させる観点から、セメント組成物に急結剤が供給される前に、増粘剤を供給することが好ましい。より具体的には、急結剤供給工程において、セメント組成物に増粘剤を供給して混合物を得た後、該混合物に急結剤を供給して水硬性組成物を得る方法等が挙げられる。急結剤供給工程において、増粘剤を供給することによって、付加製造装置内の閉塞を防ぐことができる。
また、増粘剤の供給は、付加製造装置内において、セメント組成物又は水硬性組成物の硬化による閉塞をより防ぐ観点から、セメント組成物に急結剤が供給される前の、好ましくは0.5~30秒、より好ましくは1~15秒、特に好ましくは2~10秒において行われることが好ましい。
In the present invention, a thickener may be supplied to the cement composition in the nozzle so that the thickener ultimately becomes a material constituting the hydraulic composition for additive manufacturing equipment. By supplying a thickener to the cement composition, it is possible to further improve the appearance of the shaped object by reducing voids on the surface of the shaped object formed by hardening the hydraulic composition.
The thickener may be supplied before the quick-setting agent is supplied to the cement composition, or it may be supplied when the quick-setting agent is supplied to the cement composition (in other words, when the cement composition and the quick-setting agent are A thickener may also be supplied at the same time.
Among these, from the viewpoint of further improving the appearance of the model by reducing the voids on the surface of the model formed by hardening the hydraulic composition, thickening is performed before the quick-setting agent is supplied to the cement composition. Preferably, the agent is provided. More specifically, in the quick-setting agent supply step, a method may be mentioned in which a thickener is supplied to a cement composition to obtain a mixture, and then an quick-setting agent is supplied to the mixture to obtain a hydraulic composition. It will be done. By supplying a thickener in the rapid setting agent supply step, clogging within the additive manufacturing apparatus can be prevented.
In addition, the thickener is preferably supplied in the additive manufacturing device before the quick-setting agent is supplied to the cement composition, from the viewpoint of further preventing clogging due to hardening of the cement composition or hydraulic composition. It is preferable to carry out the reaction for .5 to 30 seconds, more preferably for 1 to 15 seconds, particularly preferably for 2 to 10 seconds.

増粘剤の例としては、(1)セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、及びこれらの誘導体(例えば、ヒドロキシプロピルメチルエーテル)等のセルロース系増粘剤、(2)ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸塩(例えば、ポリアクリル酸ナトリウム)等のアクリル系増粘剤、(3)ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール等のグリコール系増粘剤、(4)グアガム、キサンタンガム、デュータンガム、ウェランガム、カラギナン、ローカストビーンガム、タラガム、ペクチン、ジェランガム、アルギン酸塩(例えば、アルギン酸ナトリウム)、及びこれらの誘導体等の天然材料に由来する増粘多糖類等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、増粘剤は、目的に応じて、適宜その種類を使い分けてもよい。例えば、水硬性組成物が硬化してなる造形物の表面の空隙をより少なくして、造形物の外観をより向上させる観点からは、セルロース系増粘剤が好ましく、ヒドロキシプロピルメチルセルロースがより好ましい。また、減水剤にナフタレンスルホン酸系を使用した場合にセルロース系増粘剤を使用すると、流動性の低下、空気量の異常増加、凝結時間の遅延等の現象が生じる可能性があることから、その場合には、アクリル系増粘剤を用いることが好ましい。また、ポンプ圧送性の観点から粘度を高くしたいが、流動させる時の応力を抑えたいとき(閉塞防止)には、グリコール系の増粘剤を用いることが好ましい。
Examples of thickeners include (1) cellulose thickeners such as cellulose, methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, and derivatives thereof (e.g., hydroxypropyl methyl ether), (2) polyacrylamide, polyacrylic Acrylic thickeners such as acid esters and polyacrylates (e.g. sodium polyacrylate), (3) glycol thickeners such as polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, (4) guar gum, xanthan gum, deutan gum, Examples include polysaccharide thickeners derived from natural materials such as welan gum, carrageenan, locust bean gum, tara gum, pectin, gellan gum, alginates (eg, sodium alginate), and derivatives thereof. These may be used alone or in combination of two or more.
Furthermore, different types of thickeners may be used depending on the purpose. For example, from the viewpoint of further improving the appearance of a model by reducing the voids on the surface of the model formed by curing the hydraulic composition, a cellulose-based thickener is preferred, and hydroxypropyl methylcellulose is more preferred. In addition, if a cellulose-based thickener is used when a naphthalene sulfonic acid-based water reducing agent is used, phenomena such as a decrease in fluidity, an abnormal increase in air volume, and a delay in condensation time may occur. In that case, it is preferable to use an acrylic thickener. Further, when it is desired to increase the viscosity from the viewpoint of pumpability, but when it is desired to suppress the stress during flow (to prevent blockage), it is preferable to use a glycol-based thickener.

増粘剤の量は、水硬性組成物が硬化してなる造形物の表面の空隙をより少なくして、造形物の外観をより向上させる観点から、上記セメント100質量部に対して、好ましくは0.01~2.0質量部、より好ましくは0.03~1.8質量部、さらに好ましくは0.09~1.1質量部、特に好ましくは0.10~1.0質量部である。
また、増粘剤が液状物である場合、増粘剤の粘度は、好ましくは8,000~40,000mPa・s、より好ましくは10,000~38,000Pa・s、特に好ましくは12,000~20,000Pa・sである。
The amount of the thickener is preferably determined based on 100 parts by mass of the cement, from the viewpoint of further improving the appearance of the shaped object by reducing the voids on the surface of the shaped object obtained by hardening the hydraulic composition. 0.01 to 2.0 parts by weight, more preferably 0.03 to 1.8 parts by weight, even more preferably 0.09 to 1.1 parts by weight, particularly preferably 0.10 to 1.0 parts by weight. .
Further, when the thickener is a liquid substance, the viscosity of the thickener is preferably 8,000 to 40,000 mPa·s, more preferably 10,000 to 38,000 Pa·s, and particularly preferably 12,000 mPa·s. ~20,000 Pa・s.

セメント組成物は、セメント組成物の調製時の発熱量を低減させるなどの観点から、好ましくは、細骨材を含む。
細骨材としては、珪砂、川砂、陸砂、海砂、砕砂(例えば、石灰石からなる砕砂)等が挙げられる。
セメント100質量部に対する細骨材の量は、好ましくは5~1,000質量部、より好ましくは8~900質量部、さらに好ましくは20~500質量部、特に好ましくは50~200質量部である。
該量が5質量部以上であると、セメント組成物の調製時の発熱量の低減効果等が、より大きくなる。該量が1,000質量部以下であると、本発明の組成物の硬化後の圧縮強さ等が、より大きくなる。
細骨材の好ましい一例としては、0.1~0.3mmの範囲内の粒度を有する粒体を、50質量%以上の割合で含むもの(例えば、珪砂7号、珪砂6号)が挙げられる。
The cement composition preferably contains fine aggregate from the viewpoint of reducing the amount of heat generated during preparation of the cement composition.
Examples of the fine aggregate include silica sand, river sand, land sand, sea sand, crushed sand (for example, crushed sand made of limestone), and the like.
The amount of fine aggregate relative to 100 parts by mass of cement is preferably 5 to 1,000 parts by mass, more preferably 8 to 900 parts by mass, even more preferably 20 to 500 parts by mass, particularly preferably 50 to 200 parts by mass. .
When the amount is 5 parts by mass or more, the effect of reducing the calorific value during preparation of the cement composition becomes greater. When the amount is 1,000 parts by mass or less, the compressive strength etc. of the composition of the present invention after curing become greater.
A preferable example of the fine aggregate includes one containing 50% by mass or more of granules having a particle size within the range of 0.1 to 0.3 mm (for example, silica sand No. 7, silica sand No. 6). .

セメント組成物は、任意に配合可能な他の材料を含むことができる。
他の材料の例としては、セメント分散剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、粗骨材等が挙げられる。
セメント分散剤の例としては、ポリカルボン酸系減水剤等が挙げられる。
凝結遅延剤としては、クエン酸、コハク酸等が挙げられる。
凝結促進剤としては、硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム等が挙げられる。
粗骨材としては、川砂利、陸砂利、海砂利、砕石(例えば、石灰石からなる砕石)等が挙げられる。本発明の組成物は、粗骨材を含む場合、主として、簡易な構造を有する比較的大きな建設構造物を造形する用途に用いられる。
細骨材、及び、任意に配合可能な他の材料は、通常、セメント組成物調製工程において、セメント、及び、水と混合される。
The cement composition may optionally include other materials that may be included.
Examples of other materials include cement dispersants, set retarders, set accelerators, coarse aggregates, and the like.
Examples of cement dispersants include polycarboxylic acid water reducing agents.
Examples of setting retarders include citric acid and succinic acid.
Examples of the setting accelerator include sodium sulfate and sodium thiosulfate.
Examples of the coarse aggregate include river gravel, land gravel, sea gravel, crushed stone (for example, crushed stone made of limestone), and the like. When the composition of the present invention contains coarse aggregate, it is mainly used for shaping relatively large construction structures having a simple structure.
Fine aggregate and optionally other materials are usually mixed with cement and water in the cement composition preparation process.

本発明の造形物の造形方法において、急結剤及び増粘剤を供給する具体的な方法等の一例について、以下、図1を参照しながら具体的に説明する。
セメント組成物調製工程において、上述した混合手段によって調製されたセメント組成物8は、例えば、付加製造装置1の材料投入用ホッパ(図示せず。)に投入され、材料投入用ホッパから、供給管2を通って、付加製造装置1のノズル3まで、スクイーズポンプ又はインラインミキサー等を用いて移送される。供給管2としては特に限定されるものではなく、例えば、ホース(可撓性を有するもの)、塩ビ管等が挙げられる。
セメント組成物8には、ノズル3内で急結剤9が供給される。その結果、得られた付加製造装置用水硬性組成物11は、付加製造装置1から押し出される。
急結剤9を供給するための第一の供給路6は、供給管2とノズル3との連結部よりも、セメント組成物8が押し出される(吐出される)方向の下流側で、ノズル3のセメント組成物8を外部へ押し出すための流路と連通している。また、増粘剤10を供給するための第二の供給路7は、第一の供給路6とノズル3との連通部よりも、セメント組成物8が押し出される(吐出される)方向の上流側(供給管2とノズル3の連結部と、第一の供給路6とノズル3の連通部との間)で、ノズル3のセメント組成物8を外部へ押し出すための流路と連通している。
付加製造装置1を構成する部材をこのような構成とすることで、セメント組成物に急結剤に供給する前に、増粘剤を供給することができる。
具体的には、セメント組成物8が押し出される直前に、第二の容器5に収容された増粘剤10が、第二の供給路7内を通って、セメント組成物8に供給、混合される(合流する)。次いで、第一の容器4に収容された急結剤9が、第一の供給路6内を通って、セメント組成物8に供給、混合されて(合流して)、水硬性組成物(セメント組成物、急結剤、増粘剤の混合物である、付加製造装置用水硬性組成物11)が調製される。なお、図1において、急結剤及び増粘剤は液状物であるが、本発明で用いられる急結剤及び増粘剤は液状物に限定されるものではない。
An example of a specific method of supplying an accelerating agent and a thickening agent in the method for forming a shaped object of the present invention will be specifically described below with reference to FIG. 1.
In the cement composition preparation process, the cement composition 8 prepared by the above-mentioned mixing means is, for example, charged into a material input hopper (not shown) of the additive manufacturing apparatus 1, and from the material input hopper is passed through a supply pipe. 2 to the nozzle 3 of the additive manufacturing device 1 using a squeeze pump, an in-line mixer, or the like. The supply pipe 2 is not particularly limited, and examples thereof include a hose (flexible), a PVC pipe, and the like.
A quick setting agent 9 is supplied to the cement composition 8 within the nozzle 3 . As a result, the obtained hydraulic composition 11 for an additive manufacturing device is extruded from the additive manufacturing device 1.
The first supply path 6 for supplying the quick-setting agent 9 is located downstream of the connection between the supply pipe 2 and the nozzle 3 in the direction in which the cement composition 8 is extruded (discharged). The cement composition 8 is communicated with a flow path for pushing out the cement composition 8 to the outside. Further, the second supply path 7 for supplying the thickener 10 is located upstream of the communication portion between the first supply path 6 and the nozzle 3 in the direction in which the cement composition 8 is extruded (discharged). The side (between the connection part between the supply pipe 2 and the nozzle 3 and the communication part between the first supply path 6 and the nozzle 3) communicates with a flow path for pushing out the cement composition 8 of the nozzle 3 to the outside. There is.
By configuring the members constituting the additive manufacturing device 1 in this manner, the thickener can be supplied to the cement composition before the quick-setting agent is supplied.
Specifically, immediately before the cement composition 8 is extruded, the thickener 10 contained in the second container 5 is supplied and mixed with the cement composition 8 through the second supply path 7. to join together. Next, the quick-setting agent 9 housed in the first container 4 passes through the first supply path 6 and is supplied and mixed (combined) with the cement composition 8 to form a hydraulic composition (cement). A hydraulic composition 11) for additive manufacturing equipment is prepared, which is a mixture of a composition, an accelerating agent, and a thickener. In FIG. 1, the quick-setting agent and thickener are liquid substances, but the quick-setting agent and thickener used in the present invention are not limited to liquid substances.

次いで、制御用コンピュータ(図示せず。)で読み込んだ造形用のデータに基づいて、付加製造装置の積層用の台(通常、上面が平坦な面であるもの)の上に、ノズル3を移動させながら、水硬性組成物をノズル3から押し出して(吐出して)、二次元形状の層状体を形成させる。その後、この層状体の上に、2層目の層状体を形成させ、以後、同様の操作を繰り返して、最終的に、所望の形状を有する積層体からなる造形物を造形することができる。 Next, based on the modeling data read by a control computer (not shown), the nozzle 3 is moved onto a lamination table (usually with a flat top surface) of the additive manufacturing device. While doing so, the hydraulic composition is extruded (discharged) from the nozzle 3 to form a two-dimensional layered body. Thereafter, a second layered body is formed on this layered body, and the same operation is repeated thereafter, so that a shaped article made of a laminate having a desired shape can finally be modeled.

造形物の寸法は、例えば、長さが0.5~10m、幅が0.2~5m、高さが0.2~5mである。
造形物の例として、歩行可能な橋、円筒状の柱、二人掛けのベンチ等が挙げられる。
設計時に、目的とする造形物を2つ以上の部分に分割して設計し、造形物の作製時に、これら2つ以上の部分を各々、同時に製造した後に、製造した2つ以上の部分を組み合わせて、目的とする造形物を完成させてもよい。この場合、造形物の作製に要する時間を短縮することができる。
The dimensions of the shaped object are, for example, 0.5 to 10 m in length, 0.2 to 5 m in width, and 0.2 to 5 m in height.
Examples of shaped objects include a walkable bridge, a cylindrical column, a bench for two people, and the like.
At the time of design, the target object is divided into two or more parts, and when the object is manufactured, each of these two or more parts is manufactured at the same time, and then the two or more manufactured parts are combined. You may also complete the desired model. In this case, the time required to produce the shaped object can be shortened.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[使用材料]
(1)セメント1;太平洋セメント社製、普通ポルトランドセメント
(2)セメント2:太平洋セメント社製、早強ポルトランドセメント
(3)セメント3:太平洋セメント社製、中庸熱ポルトランドセメント
(4)セメント4:太平洋セメント社製、低熱ポルトランドセメント
(5)セメント5:ラファージュ・ホルシム社製、セメント
(6)細骨材;7号珪砂、最大粒径:0.3mm以下
(7)急結剤;アルミニウム系急結剤、日本シーカ社製、商品名「シグニットL53AF」
(8)増粘剤1;ヒドロキシプロピルメチルセルロース、粘度:15,000mPa・s、三晶社製、商品名「NEOVISCO MC 150000」
(9)増粘剤2;ヒドロキシプロピルメチルセルロース、粘度:30,000mPa・s、三晶社製、商品名「NEOVISCO MC 30000」
(10)増粘剤3;ヒドロキシエチルセルロース、三晶社製、商品名「SANHEC-HHT」
(11)水;水道水
(12)無機粉末1;シリカフューム、BET比表面積:20m/g、密度:2.33g/cm
(13)無機粉末2;高炉スラグ微粉末、ブレーン比表面積:3,200cm/g、密度:3.01g/cm、「JIS A 6206:2013(コンクリート用高炉スラグ微粉末)」に規定されている高炉スラグ微粉末4000に相当するもの
(14)無機粉末3;フライアッシュ、ブレーン比表面積:4,600cm/g、密度:2.20g/cm、「JIS A 6201:2015(コンクリート用フライアッシュ)」に規定されているフライアッシュII種に相当するもの
(15)無機粉末4;石灰石微粉末、ブレーン比表面積:8,000cm/g、密度:2.73g/cm
(16)無機粉末5;珪石微粉末、BET比表面積:20m/g、密度:2.71g/cm
(17)繊維1;ガラス繊維、直径:0.2mm、長さ:10mm、アスペクト比:200
(18)繊維2;合成繊維、ビニロン繊維、直径:0.2mm、長さ:10mm、アスペクト比:200
セメント1~5の、ボーグの式で算出したエーライト、ビーライト、アルミネート相、及びフェライト相の割合を表1に示す。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
[Materials used]
(1) Cement 1: Ordinary Portland cement, made by Taiheiyo Cement Co., Ltd. (2) Cement 2: Early-strength Portland cement, made by Taiheiyo Cement Co., Ltd. (3) Cement 3: Moderate heat Portland cement, made by Taiheiyo Cement Co., Ltd. (4) Cement 4: Manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd., low-temperature Portland cement (5) Cement 5: Manufactured by Lafarge Holcim, cement (6) Fine aggregate; No. 7 silica sand, maximum particle size: 0.3 mm or less (7) Rapid setting agent; Aluminum-based rapid cement Binder, manufactured by Nippon Sika Co., Ltd., product name “Signit L53AF”
(8) Thickener 1: Hydroxypropyl methylcellulose, viscosity: 15,000 mPa・s, manufactured by Sansho Co., Ltd., trade name “NEOVISCO MC 150000”
(9) Thickener 2: Hydroxypropyl methyl cellulose, viscosity: 30,000 mPa・s, manufactured by Sansho Co., Ltd., trade name “NEOVISCO MC 30000”
(10) Thickener 3: Hydroxyethylcellulose, manufactured by Sansho Co., Ltd., trade name “SANHEC-HHT”
(11) Water; Tap water (12) Inorganic powder 1; Silica fume, BET specific surface area: 20 m 2 /g, density: 2.33 g/cm 3
(13) Inorganic powder 2: Ground blast furnace slag powder, Blaine specific surface area: 3,200 cm 2 /g, density: 3.01 g/cm 3 , specified in "JIS A 6206:2013 (ground blast furnace slag powder for concrete)" (14) Inorganic powder 3; fly ash, Blaine specific surface area: 4,600 cm 2 /g, density: 2.20 g/cm 3 , "JIS A 6201:2015 (for concrete)" (15) Inorganic powder 4; Limestone fine powder, Blaine specific surface area: 8,000 cm 2 /g, density: 2.73 g/cm 3
(16) Inorganic powder 5; silica fine powder, BET specific surface area: 20 m 2 /g, density: 2.71 g/cm 3
(17) Fiber 1; glass fiber, diameter: 0.2 mm, length: 10 mm, aspect ratio: 200
(18) Fiber 2; synthetic fiber, vinylon fiber, diameter: 0.2 mm, length: 10 mm, aspect ratio: 200
Table 1 shows the proportions of alite, belite, aluminate phase, and ferrite phase in cements 1 to 5, calculated using the Borg formula.

Figure 2023136832000002
Figure 2023136832000002

[実施例1~6、比較例1~3]
ホバートミキサを用いて、表2に示す種類のセメント、水、及び、表2に示す量の細骨材を混練して、セメント組成物を調製した。なお、水セメント比は40%とした。
付加製造装置として、高さ130mm、幅100mm、奥行き1200mmの門型フレーム、内径14mmの押し出し用ノズル、制御用コンピュータ、及び制御盤を有するものを用いた。上記付加製造装置のカートリッジに調製したセメント組成物を投入し、押し出しノズルから水硬性組成物を押し出して、射出幅16mm、層厚8mm、積層速度30mm/秒の条件で積層造形を行い、造形物を得た。
水硬性組成物を押し出す際に、ノズル内のセメント組成物に、表2に示す量の急結剤を、チューブを用いて供給して混合した。なお、急結剤を供給した後、付加製造装置用水硬性組成物(セメント組成物と急結剤の混合物)がノズルから押し出されるまでの時間は、約3秒であった。
[Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 to 3]
Using a Hobart mixer, cement of the type shown in Table 2, water, and fine aggregate in the amount shown in Table 2 were kneaded to prepare a cement composition. Note that the water-cement ratio was 40%.
The additive manufacturing apparatus used had a gate-shaped frame with a height of 130 mm, a width of 100 mm, and a depth of 1200 mm, an extrusion nozzle with an inner diameter of 14 mm, a control computer, and a control panel. The prepared cement composition is put into the cartridge of the additive manufacturing device, and the hydraulic composition is extruded from the extrusion nozzle to perform additive manufacturing under the conditions of injection width 16 mm, layer thickness 8 mm, and lamination speed 30 mm/sec. I got it.
When extruding the hydraulic composition, an amount of the quick-setting agent shown in Table 2 was supplied and mixed with the cement composition in the nozzle using a tube. Note that after the quick-setting agent was supplied, it took about 3 seconds until the hydraulic composition for additive manufacturing equipment (a mixture of the cement composition and the quick-setting agent) was extruded from the nozzle.

上記造形物の自立性を評価した。評価は、幅10cm×長さ40cm×高さ40cmの正方形の造形物を造成する場合において、最初に1層目の層状体を造成した後、該層状体の上に、2層目の層状体を形成させ、以下同様の動作を繰り返して、自立性を維持しながら、積層高さが40~38cmとなるまで積層出来た場合を「5」、積層高さが35cm以上、38cm未満となるまで積層出来た場合を「4」、積層高さが30cm以上、35cm未満となるまで積層出来た場合を「3」、積層高さが20cm以上、30cm未満となるまで積層出来た場合を「2」、積層高さが10cm以上、20cm未満となるまで積層出来た場合、又は、10cm未満でかつ造形物が崩壊した場合を「1」とした。
また、付加製造装置内における閉塞性を評価した。評価は、水硬性組成物がノズルから押し出され、積層幅(押し出された水硬性組成物からなる造形物の幅)が設計値を確保しているものを「5」、水硬性組成物がノズルから押し出され、積層幅が設計値の数値よりも短いが、その減少率は5%以下であり、水硬性組成物の押し出しが途切れることなく連続して押し出すことができるものを「4」、水硬性組成物がノズルから押し出され、積層幅が設計値の数値よりも短いが、その減少率は5%を超え、10%以下であり、水硬性組成物の押し出しが途切れることなく連続して押し出すことができるものを「3」、水硬性組成物がノズルから押し出されるが、水硬性組成物の押し出しが途切れ、不連続となるものを「2」、水硬性組成物がノズルから押し出されないものを「1」とした。
結果を表2に示す。
The independence of the above model was evaluated. In the evaluation, when creating a square shaped object with a width of 10 cm x length of 40 cm x height of 40 cm, a first layer of layered material is first created, and then a second layer of layered material is placed on top of the layered material. , and then repeat the same operation until the stacking height is 40 to 38 cm while maintaining self-reliance, and the score is ``5'', and the stacking height is 35 cm or more and less than 38 cm. "4" if the stacking was successful, "3" if the stacking height was 30 cm or more and less than 35 cm, and "2" if the stacking height was 20 cm or more and less than 30 cm. A rating of "1" was given if the stacking height was 10 cm or more and less than 20 cm, or if the stacking height was less than 10 cm and the model collapsed.
In addition, occlusion within the additive manufacturing equipment was evaluated. The evaluation is "5" if the hydraulic composition is extruded from the nozzle and the lamination width (width of the shaped object made of the extruded hydraulic composition) secures the design value, and if the hydraulic composition is extruded from the nozzle. "4" means that the hydraulic composition can be extruded continuously without interruption, and the lamination width is shorter than the design value, but the reduction rate is 5% or less, and the hydraulic composition can be extruded continuously without interruption. The hard composition is extruded from the nozzle, and the lamination width is shorter than the design value, but the reduction rate is more than 5% and less than 10%, and the hydraulic composition is extruded continuously without interruption. "3" means that the hydraulic composition can be extruded from the nozzle, but "2" means that the extrusion of the hydraulic composition is interrupted and becomes discontinuous, and "2" means that the hydraulic composition is not extruded from the nozzle. was set as "1".
The results are shown in Table 2.

Figure 2023136832000003
Figure 2023136832000003

[実施例7]
急結剤を、ノズル内のセメント組成物にチューブを用いて供給して混合する前に、増粘剤1をノズル内のセメント組成物に、チューブ(急結剤を供給するのに用いたものとは異なるもの)を用いて供給して混合する以外は、実施例1と同様にして、造形物を造成した。なお、増粘剤の量は、セメント100質量部に対して0.6質量部とし、増粘剤の添加、混合は、急結剤を添加、混合する約3秒前に行った。
硬化後の造形物の表面の外観(空隙の有無)を目視で評価した。
なお、上記評価は、造形物の表層にエントレインドエアによる空隙が全く確認されない場合を「◎」、造形物の表層にエントレインドエアによる空隙がほとんど確認されない場合を「〇」、造形物の表層にエントレインドエアによる空隙が確認される場合を「△」、造形物の表層にエントレインドエアによる空隙が多く確認され、外観が優れないものを「×」とした。
[Example 7]
Before supplying the quick-setting agent to the cement composition in the nozzle using a tube and mixing, thickener 1 is added to the cement composition in the nozzle using a tube (used for supplying the quick-setting agent). A shaped article was created in the same manner as in Example 1, except for supplying and mixing using a material different from the above. The amount of thickener was 0.6 parts by mass per 100 parts by mass of cement, and the thickener was added and mixed about 3 seconds before the quick setting agent was added and mixed.
The appearance of the surface of the shaped article (presence or absence of voids) after curing was visually evaluated.
The above evaluation is ``◎'' when no voids due to entrained air are observed on the surface layer of the model, ``〇'' when almost no voids due to entrained air are observed on the surface layer of the model, and ``◎'' when no voids due to entrained air are observed on the surface layer of the model. A case where voids due to entrained air were confirmed in the molded object was marked as "△", and a case where many voids caused by entrained air were confirmed on the surface layer of the model and the appearance was not excellent was marked as "x".

[実施例8]
ノズル内のセメント組成物に、急結剤を、チューブを用いて供給して混合すると同時に、ノズル内のセメント組成物に、増粘剤1をチューブ(急結剤を供給するのに用いたものとは異なるもの)を用いて供給して混合する以外は、実施例1と同様にして、造形物を造成した。なお、増粘剤の量は、セメント100質量部に対して0.6質量部とした。実施例7と同様にして、硬化後の造形物の表面の外観(空隙の有無)を目視で評価した。
[実施例9]
ノズル内のセメント組成物に、急結剤を、チューブを用いて供給して混合した後、ノズル内のセメント組成物に、増粘剤1をチューブ(急結剤を供給するのに用いたものとは異なるもの)を用いて供給して混合する以外は、実施例1と同様にして、造形物を造成した。なお、増粘剤の量は、セメント100質量部に対して0.6質量部とした。また、増粘剤を供給、混合した後、水硬性組成物(セメント組成物と急結剤の混合物)がノズルから押し出されるまでの時間は、約1秒であった。実施例7と同様にして、硬化後の造形物の表面の外観(空隙の有無)を目視で評価した。
[Example 8]
The quick-setting agent is supplied and mixed into the cement composition in the nozzle using a tube, and at the same time, the thickener 1 is added to the cement composition in the nozzle using a tube (the one used to supply the quick-setting agent). A shaped article was created in the same manner as in Example 1, except for supplying and mixing using a material different from the above. The amount of thickener was 0.6 parts by mass per 100 parts by mass of cement. In the same manner as in Example 7, the appearance (presence or absence of voids) of the surface of the shaped article after curing was visually evaluated.
[Example 9]
After feeding and mixing the quick setting agent into the cement composition in the nozzle using a tube, thickener 1 is added to the cement composition in the nozzle using the tube (the one used to supply the quick setting agent). A shaped article was created in the same manner as in Example 1, except for supplying and mixing using a material different from the above. The amount of thickener was 0.6 parts by mass per 100 parts by mass of cement. Further, after the thickener was supplied and mixed, it took about 1 second until the hydraulic composition (mixture of cement composition and quick-setting agent) was extruded from the nozzle. In the same manner as in Example 7, the appearance (presence or absence of voids) of the surface of the shaped article after curing was visually evaluated.

[実施例10]
増粘剤1の代わりに増粘剤2を使用する以外は、実施例7と同様にして造形物を造成した。硬化後の造形物の表面の外観(空隙の有無)を目視で評価した。
[実施例11]
増粘剤1の代わりに増粘剤3を使用する以外は、実施例7と同様にして造形物を造成した。硬化後の造形物の表面の外観(空隙の有無)を目視で評価した。
各々の結果を表3に示す。
[Example 10]
A shaped article was produced in the same manner as in Example 7, except that thickener 2 was used instead of thickener 1. The appearance of the surface of the shaped article (presence or absence of voids) after curing was visually evaluated.
[Example 11]
A shaped article was produced in the same manner as in Example 7, except that thickener 3 was used instead of thickener 1. The appearance of the surface of the shaped article (presence or absence of voids) after curing was visually evaluated.
The respective results are shown in Table 3.

Figure 2023136832000004
Figure 2023136832000004

[実施例12]
セメント100質量部に対する増粘剤の供給量を、表4に示す量に変える以外は、実施例7と同様にして、増粘剤の供給量が異なる8種類の造形物を造形した。硬化後の各々の造形物の表面の外観(空隙の有無)を目視で評価した。
結果を表4に示す。
なお、実施例7~12について、実施例1~6と同様にして、造形物の自立性、及び、付加製造装置内における閉塞性を評価したところ、いずれも「4」であった。
[Example 12]
Eight types of objects with different amounts of thickener supplied were modeled in the same manner as in Example 7, except that the amount of thickener supplied per 100 parts by mass of cement was changed to the amount shown in Table 4. The appearance (presence or absence of voids) of the surface of each shaped article after curing was visually evaluated.
The results are shown in Table 4.
For Examples 7 to 12, the self-sustainability of the molded object and the occlusiveness within the additive manufacturing apparatus were evaluated in the same manner as Examples 1 to 6, and both were rated "4".

Figure 2023136832000005
Figure 2023136832000005

表2から、比較例1~2(セメント中のフェライト相の割合が3.0質量%であるもの)、比較例3(急結剤を使用しないもの)は、自立性及び閉塞性のいずれか一方の評価が「1」であるのに対して、実施例1~6は、自立性及び閉塞性のいずれか一方の評価が「1」であるものはなく、本発明の造形方法によれば、自立性及び閉塞性を優れたものにしうることがわかる。
表3の実施例7~9から、急結剤を供給、混合する前に、増粘剤を供給、混合する方法(実施例7)によれば、造形物の外観を優れたものにすることができる。
また、実施例7,10~11から、粘度が15,000mPa・sであるヒドロキシプロピルメチルセルロースを用いた実施例7の造形物の外観が最も優れていることがわかる。
表4から、増粘剤の供給量が0.1~0.9質量部である場合、造形物の外観が最も優れていることがわかる。
From Table 2, Comparative Examples 1 and 2 (those in which the proportion of ferrite phase in the cement is 3.0% by mass) and Comparative Example 3 (those in which no quick-setting agent is used) are either self-supporting or obstructive. While one of the evaluations was "1", in Examples 1 to 6, there were no evaluations of either independence or obstructiveness, and according to the modeling method of the present invention, , it can be seen that the self-reliance and occlusiveness can be improved.
From Examples 7 to 9 in Table 3, it is clear that according to the method (Example 7) of supplying and mixing the thickener before supplying and mixing the quick-setting agent, the appearance of the modeled object can be made excellent. I can do it.
Moreover, from Examples 7, 10 and 11, it can be seen that the appearance of the model of Example 7 using hydroxypropyl methylcellulose having a viscosity of 15,000 mPa·s is the best.
From Table 4, it can be seen that when the amount of thickener supplied is 0.1 to 0.9 parts by mass, the appearance of the shaped object is the best.

[実施例13~24]
ホバートミキサを用いて、表5に示す量のセメント1、細骨材、シリカフューム、及び水を混練して、セメント組成物を調製した。得られた上記セメント組成物を用いる以外は、実施例1と同様にして造形物を得た。上記造形物の自立性、及び、付加製造装置の閉塞性について実施例1と同様に評価した。結果を表5に示す。
表5から、実施例13~16(水の量が40質量部であり、急結剤の量が2.5質量部であるもの)では、自立性の評価が「4」、閉塞性の評価が「5」であるのに対して、実施例17~23(水の量が20~30質量部であり、急結剤の量が1.5~2.0質量部であるもの)では、自立性の評価が「5」、閉塞性の評価が「4」であることがわかる。また、実施例24(シリカフュームの量が5質量部であり、水の量が20質量部であり、急結剤の量が1.5質量部であるもの)では、閉塞性の評価が「3」であった。
[Examples 13-24]
Using a Hobart mixer, Cement 1, fine aggregate, silica fume, and water in the amounts shown in Table 5 were kneaded to prepare a cement composition. A shaped object was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained cement composition was used. The independence of the above-mentioned shaped object and the obstructiveness of the additive manufacturing apparatus were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 5.
From Table 5, in Examples 13 to 16 (in which the amount of water was 40 parts by mass and the amount of quick-setting agent was 2.5 parts by mass), the self-supporting evaluation was "4" and the occlusive evaluation was is "5", whereas in Examples 17 to 23 (the amount of water is 20 to 30 parts by mass and the amount of quick setting agent is 1.5 to 2.0 parts by mass), It can be seen that the evaluation of independence is "5" and the evaluation of obstructiveness is "4". In addition, in Example 24 (the amount of silica fume is 5 parts by mass, the amount of water is 20 parts by mass, and the amount of quick setting agent is 1.5 parts by mass), the evaluation of occlusiveness is "3. "Met.

Figure 2023136832000006
Figure 2023136832000006

[実施例25~36]
ホバートミキサを用いて、表6に示す量のセメント1、細骨材、高炉スラグ微粉末(表6中、「高炉スラグ」と示す。)、及び水を混練して、セメント組成物を調製した。得られた上記セメント組成物を用いる以外は、実施例1と同様にして造形物を得た。上記造形物の自立性、及び、付加製造装置の閉塞性について実施例1と同様に評価した。結果を表6に示す。
表6から、実施例25~28(水の量が40質量部であり、急結剤の量が2.8質量部であるもの)では、自立性の評価が「4」、閉塞性の評価が「5」であり、実施例29~32(水の量が30質量部であり、急結剤の量が2.2質量部であるもの)では自立性の評価が「4」、閉塞性の評価が「4」であり、実施例33~36(水の量が20質量部であり、急結剤の量が1.7質量部であるもの)では、自立性の評価が「5」、閉塞性の評価が「4」であることがわかる。
[Examples 25-36]
Using a Hobart mixer, cement 1, fine aggregate, pulverized blast furnace slag powder (indicated as "blast furnace slag" in Table 6), and water were mixed in the amounts shown in Table 6 to prepare a cement composition. . A shaped object was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained cement composition was used. The independence of the above-mentioned shaped object and the obstructiveness of the additive manufacturing apparatus were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 6.
From Table 6, in Examples 25 to 28 (in which the amount of water was 40 parts by mass and the amount of quick-setting agent was 2.8 parts by mass), the self-supporting evaluation was "4" and the occlusive evaluation was In Examples 29 to 32 (in which the amount of water was 30 parts by mass and the amount of quick-setting agent was 2.2 parts by mass), the self-supporting property was evaluated as "4", and the occlusion property was evaluated as "4". In Examples 33 to 36 (in which the amount of water is 20 parts by mass and the amount of quick setting agent is 1.7 parts by mass), the evaluation of self-supporting is "5". , it can be seen that the evaluation of obstructiveness is "4".

Figure 2023136832000007
Figure 2023136832000007

[実施例37~48]
ホバートミキサを用いて、表7に示す量のセメント1、細骨材、フライアッシュ、及び水を混練して、セメント組成物を調製した。得られた上記セメント組成物を用いる以外は、実施例1と同様にして造形物を得た。上記造形物の自立性、及び、付加製造装置の閉塞性について実施例1と同様に評価した。結果を表7に示す。
表7から、実施例37~40(水の量が40質量部であり、急結剤の量が2.6質量部であるもの)では、自立性の評価が「4」、閉塞性の評価が「5」であり、実施例41~44(水の量が30質量部であり、急結剤の量が2,1質量部であるもの)では、自立性の評価が「4」、閉塞性の評価が「4」であり、実施例45~48(水の量が20質量部であり、急結剤の量が1.6質量部であるもの)では、自立性の評価が「5」、閉塞性の評価が「4」であることがわかる。
[Examples 37-48]
A cement composition was prepared by kneading Cement 1, fine aggregate, fly ash, and water in the amounts shown in Table 7 using a Hobart mixer. A shaped object was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained cement composition was used. The independence of the above-mentioned shaped object and the obstructiveness of the additive manufacturing apparatus were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 7.
From Table 7, in Examples 37 to 40 (in which the amount of water was 40 parts by mass and the amount of quick-setting agent was 2.6 parts by mass), the self-supporting evaluation was "4" and the occlusive evaluation was In Examples 41 to 44 (in which the amount of water is 30 parts by mass and the amount of quick setting agent is 2.1 parts by mass), the self-supporting evaluation is "4" and the blockage is In Examples 45 to 48 (in which the amount of water is 20 parts by mass and the amount of quick-setting agent is 1.6 parts by mass), the evaluation of self-supporting property is "5". ”, and the evaluation of obstructiveness was “4”.

Figure 2023136832000008
Figure 2023136832000008

[実施例49~60]
ホバートミキサを用いて、表8に示す量のセメント1、細骨材、石灰石微粉末、及び水を混練して、セメント組成物を調製した。得られた上記セメント組成物を用いる以外は、実施例1と同様にして造形物を得た。上記造形物の自立性、及び、付加製造装置の閉塞性について実施例1と同様に評価した。結果を表8に示す。
表8の実施例49~52の比較、実施例53~56の比較から、石灰石粉末の量が多い場合、自立性が向上し、石灰石粉末の量が少ない場合、閉塞性が向上する傾向があることがわかる。
[Examples 49-60]
A cement composition was prepared by kneading Cement 1, fine aggregate, fine limestone powder, and water in the amounts shown in Table 8 using a Hobart mixer. A shaped object was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained cement composition was used. The independence of the above-mentioned shaped object and the obstructiveness of the additive manufacturing apparatus were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 8.
From the comparison of Examples 49 to 52 and Examples 53 to 56 in Table 8, it can be seen that when the amount of limestone powder is large, the self-sustainability tends to improve, and when the amount of limestone powder is small, the occlusion property tends to improve. I understand that.

Figure 2023136832000009
Figure 2023136832000009

[実施例61~68]
ホバートミキサを用いて、表9に示す量のセメント1、細骨材、表9に示す種類の繊維、及び水を混練して、セメント組成物を調製した。得られた上記セメント組成物を用いる以外は、実施例1と同様にして造形物を得た。上記造形物の自立性、及び、付加製造装置の閉塞性について実施例1と同様に評価した。結果を表9に示す。
表9の実施例61~64の比較、実施例65~68の比較から、繊維の量が多い場合、自立性が向上し、繊維の量が少ない場合、閉塞性が向上する傾向があることがわかる。
[Examples 61 to 68]
A cement composition was prepared by kneading Cement 1, fine aggregate, the types of fibers shown in Table 9, and water in the amounts shown in Table 9 using a Hobart mixer. A shaped object was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained cement composition was used. The independence of the above-mentioned shaped object and the obstructiveness of the additive manufacturing apparatus were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 9.
From the comparison of Examples 61 to 64 and Examples 65 to 68 in Table 9, it can be seen that when the amount of fibers is large, the self-reliance tends to improve, and when the amount of fibers is small, the occlusion property tends to improve. Recognize.

Figure 2023136832000010
Figure 2023136832000010

[実施例69~80]
ホバートミキサを用いて、表10に示す量のセメント1、細骨材、珪石微粉末、及び水を混練して、セメント組成物を調製した。得られた上記セメント組成物を用いる以外は、実施例1と同様にして造形物を得た。上記造形物の自立性、及び、付加製造装置の閉塞性について実施例1と同様に評価した。結果を表10に示す。
表10の実施例69~80の比較から、水の量が多い場合、閉塞性が向上し、水の量が少ない場合、自立性が向上する傾向があることがわかる。
[Examples 69-80]
Using a Hobart mixer, Cement 1, fine aggregate, fine silica stone powder, and water were kneaded in the amounts shown in Table 10 to prepare a cement composition. A shaped object was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained cement composition was used. The independence of the above-mentioned shaped object and the obstructiveness of the additive manufacturing apparatus were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 10.
From the comparison of Examples 69 to 80 in Table 10, it can be seen that when the amount of water is large, the occlusion property tends to improve, and when the amount of water is small, the self-reliance tends to improve.

Figure 2023136832000011
Figure 2023136832000011

[実施例81~103]
ホバートミキサを用いて、表11に示す種類及び量の材料(ただし、急結剤、増粘剤を除く。)を混練して、セメント組成物を調製した。得られた上記セメント組成物を用いる以外は、実施例7と同様にして造形物を得た。上記造形物の自立性、及び、付加製造装置の閉塞性について実施例7と同様に評価した。結果を表11に示す。
[Examples 81 to 103]
A cement composition was prepared by kneading the types and amounts of materials shown in Table 11 (excluding quick-setting agents and thickeners) using a Hobart mixer. A shaped object was obtained in the same manner as in Example 7 except that the obtained cement composition was used. The independence of the above-mentioned shaped object and the obstructiveness of the additive manufacturing apparatus were evaluated in the same manner as in Example 7. The results are shown in Table 11.

Figure 2023136832000012
Figure 2023136832000012

表11から、実施例81、82、97、98、101、102(石灰石粉末、シリカフューム、繊維を含み、かつ、シリカフュームの量が10~15質量部であるもの)では、自立性及び閉塞性の両方の評価が「5」であることがわかる。 From Table 11, in Examples 81, 82, 97, 98, 101, and 102 (containing limestone powder, silica fume, and fibers, and the amount of silica fume being 10 to 15 parts by mass), self-supporting and obstructive It can be seen that both evaluations are "5".

1 付加製造装置
2 供給管
3 ノズル
4 第一の容器
5 第二の容器
6 第一の供給路
7 第二の供給路
8 セメント組成物
9 急結剤
10 増粘剤
11 付加製造装置用水硬性組成物
1 Additive manufacturing device 2 Supply pipe 3 Nozzle 4 First container 5 Second container 6 First supply channel 7 Second supply channel 8 Cement composition 9 Rapid setting agent 10 Thickener 11 Hydraulic composition for additive manufacturing device thing

Claims (7)

付加製造装置用水硬性組成物を用いた、造形物の造形方法であって、
ボーグの式で算出される値としてフェライト相の割合が4.0質量%以上であるセメント、及び、水を混合して、セメント組成物を得るセメント組成物調製工程と、
上記セメント組成物を押し出す直前に、付加製造装置のノズル内の上記セメント組成物に、上記セメント100質量部に対して0.2~5.0質量部となる量の急結剤を供給して、上記付加製造装置用水硬性組成物を得る急結剤供給工程と、
上記付加製造装置用水硬性組成物を上記付加製造装置から押し出す押し出し工程と、
押し出した上記付加製造装置用水硬性組成物を用いて、上記造形物を造形する造形工程と、を含むこと特徴とする造形物の造形方法。
A method for shaping a shaped object using a hydraulic composition for additive manufacturing equipment, the method comprising:
A cement composition preparation step of obtaining a cement composition by mixing cement with a ferrite phase ratio of 4.0% by mass or more as calculated by Borg's formula, and water;
Immediately before extruding the cement composition, an accelerating agent is supplied to the cement composition in the nozzle of the additive manufacturing device in an amount of 0.2 to 5.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the cement. , a step of supplying an quick-setting agent to obtain the hydraulic composition for the additive manufacturing device;
an extrusion step of extruding the hydraulic composition for additive manufacturing equipment from the additive manufacturing equipment;
A method for shaping a shaped article, comprising the step of shaping the shaped article using the extruded hydraulic composition for an additive manufacturing device.
上記セメント組成物調製工程において、さらに、セメント100質量部に対して、2~150質量部となる量の無機粉末(ただし、セメントを除く。)を混合する請求項1に記載の造形物の造形方法。 The shaping of the shaped object according to claim 1, wherein in the cement composition preparation step, an amount of inorganic powder (excluding cement) is further mixed in an amount of 2 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cement. Method. 上記無機粉末が、シリカフューム、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、石灰石微粉末及び珪石微粉末の中から選ばれる1種以上である請求項2に記載の造形物の造形方法。 3. The method for forming a shaped object according to claim 2, wherein the inorganic powder is one or more selected from silica fume, pulverized blast furnace slag, fly ash, pulverized limestone, and pulverized silica stone. 上記セメント組成物調製工程において、さらに、セメント100質量部に対して、0.1~4.0質量部となる量の繊維を混合する請求項1~3のいずれか1項に記載の造形物の造形方法。 The shaped article according to any one of claims 1 to 3, wherein in the cement composition preparation step, fibers are further mixed in an amount of 0.1 to 4.0 parts by mass based on 100 parts by mass of cement. modeling method. 最終的に増粘剤が上記付加製造装置用水硬性組成物を構成する材料となるように、上記ノズル内の上記セメント組成物に、上記増粘剤を供給する請求項1~4のいずれか1項に記載の造形物の造形方法。 Any one of claims 1 to 4, wherein the thickener is supplied to the cement composition in the nozzle so that the thickener ultimately becomes a material constituting the hydraulic composition for additive manufacturing equipment. The method for manufacturing the modeled object described in Section 1. 上記増粘剤の量が、上記セメント100質量部に対して0.01~2.0質量部となる量である請求項5に記載の造形物の造形方法。 6. The method for forming a shaped object according to claim 5, wherein the amount of the thickener is 0.01 to 2.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the cement. 上記増粘剤がセルロース系、アクリル系、及びグリコール系の中から選ばれる1種以上の増粘剤である、請求項5又は6に記載の造形物の造形方法。 7. The method for forming a shaped object according to claim 5, wherein the thickener is one or more types of thickeners selected from cellulose, acrylic, and glycol.
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