JP2024008193A - Cement composition and method for producing cement molded body - Google Patents

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康裕 中森
Yasuhiro Nakamori
博世 兼久
Hirotsugu Kanehisa
薫 塚本
Kaoru Tsukamoto
卓哉 増山
Takuya Masuyama
康格 目次
Yasutada Metsugi
景一 伊永
Keiichi Inaga
健児 石川
Kenji Ishikawa
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Nippon Graphite Industries Ltd
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
West Nippon Expressway Maintenance Kansai Co Ltd
Chuken Consultant Co Ltd
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Nippon Graphite Industries Ltd
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
West Nippon Expressway Maintenance Kansai Co Ltd
Chuken Consultant Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cement composition capable of obtaining a cement molded body with relatively high snow-melting efficiency, and to provide a method for producing the cement molded body.
SOLUTION: A cement composition according to the present invention comprises cement, graphite, and water. A method for producing a cement molded body according to the present invention also includes: an addition step of adding 1 mass% or more and 40 mass% or less of water to an addition amount of the graphite to obtain a graphite water containing material; a kneading step of kneading the water-added graphite, the cement, and the water to obtain an unhardened mixture; and a vibrating step of applying vibrations to the unhardened mixture.
SELECTED DRAWING: None
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、セメント組成物、及び、セメント成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a cement composition and a method for producing a cement molded body.

従来、積雪や雪解け水の凍結を防止する対策として、融雪剤や凍結防止剤の散布が広く知られている。ところが、例えば、融雪剤や凍結防止剤を路面へ散布した場合、車両の通行等で押し流されることがあり、期待した融雪効果が得られないことがある。また、融雪剤や凍結防止剤の散布は、恒久的な対策ではないため、融雪効果の持続性の面でも課題がある。そのため、積雪地域や寒冷地では、積雪や雪解け水の凍結防止対策として、融雪システムや融雪用ブロック等が広く用いられている。 Spraying snow melting agents and antifreeze agents has been widely known as a measure to prevent snow accumulation and snow melt from freezing. However, for example, when a snow melting agent or an antifreeze agent is sprayed on a road surface, it may be washed away by vehicles passing by, and the expected snow melting effect may not be obtained. Furthermore, since spraying snow melting agents and antifreeze agents is not a permanent measure, there is also an issue in terms of sustainability of the snow melting effect. Therefore, in snowy and cold regions, snow melting systems, snow melting blocks, and the like are widely used as a measure to prevent snow accumulation and melted snow from freezing.

例えば、特許文献1には、ヒートパイプや電気ヒータ線を内蔵させて融雪用ブロックとして用いることができるコンクリート平板が開示されている。該コンクリート平板は、セメントと、所定の比表面積を有する無機粒子と、減水剤と、水とを含み、高い熱伝導率を有する。そのため、該コンクリート平板が厚く施工され、熱源から表面(路面)までの距離が大きい場合であっても、表面温度の立ち上がりの遅延を抑制することができるとともに、ヒートパイプ等のエネルギー消費を抑制させることができる。 For example, Patent Document 1 discloses a concrete flat plate that has a built-in heat pipe or electric heater wire and can be used as a snow melting block. The concrete slab contains cement, inorganic particles having a predetermined specific surface area, a water reducing agent, and water, and has high thermal conductivity. Therefore, even if the concrete slab is constructed thickly and the distance from the heat source to the surface (road surface) is large, it is possible to suppress the delay in the rise of the surface temperature, and also to suppress the energy consumption of heat pipes, etc. be able to.

特開2004-284913号公報JP2004-284913A

近年、経済的な観点、及び、環境保護の観点から、よりエネルギー消費を抑制することが求められている。そのため、特許文献1のように、熱伝導率を高めて融雪効率を向上させることにより、エネルギー消費を抑制しようとする方法が検討されており、より融雪効率を向上させる方法が望まれている。 In recent years, there has been a need to further reduce energy consumption from economic and environmental protection perspectives. Therefore, as in Patent Document 1, methods are being considered to suppress energy consumption by increasing thermal conductivity and improving snow melting efficiency, and a method that further improves snow melting efficiency is desired.

本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、比較的融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができるセメント組成物、及び、セメント成形体の製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the current situation, and an object of the present invention is to provide a cement composition and a method for producing a cement molded body that can obtain a cement molded body with relatively excellent snow melting efficiency. shall be.

本発明に係るセメント組成物は、セメントと、黒鉛と、水と、を含む。 The cement composition according to the present invention includes cement, graphite, and water.

前記セメント組成物は、セメントと、黒鉛と、水と、を含むことにより、比較的融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。より詳細には、前記セメント組成物は、前記黒鉛を含むことにより、セメント成形体の熱伝導率を高めることができる。その結果、セメント成形体の融雪効率を向上させることができる。 By containing cement, graphite, and water, the cement composition can provide a cement molded body with relatively excellent snow melting efficiency. More specifically, by containing the graphite, the cement composition can increase the thermal conductivity of the cement molded body. As a result, the snow melting efficiency of the cement molded body can be improved.

本発明に係るセメント組成物は、前記黒鉛が、鱗片状黒鉛を含んでいてもよい。 In the cement composition according to the present invention, the graphite may include flaky graphite.

前記セメント組成物は、斯かる構成により、より一層、融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。より詳細には、鱗片状黒鉛は、扁平形状で平面を有することから、前記他の形状の黒鉛に比べて配向しやすい。鱗片状黒鉛が配向して平面方向が揃うことにより、熱伝導率が高くなる。そのため、より一層、融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。 With such a configuration, the cement composition can provide a cement molded body with even more excellent snow melting efficiency. More specifically, since flaky graphite has a flat shape and a flat surface, it is easier to orient than graphite having other shapes. Thermal conductivity increases when the flaky graphite is oriented and the plane directions are aligned. Therefore, it is possible to obtain a cement molded body with even more excellent snow melting efficiency.

本発明に係るセメント組成物は、前記鱗片状黒鉛のアスペクト比(最長径/厚さ)が、10以上200以下であってもよい。 In the cement composition according to the present invention, the aspect ratio (longest diameter/thickness) of the flaky graphite may be 10 or more and 200 or less.

前記セメント組成物は、斯かる構成により、より一層、融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。 With such a configuration, the cement composition can provide a cement molded body with even more excellent snow melting efficiency.

本発明に係るセメント組成物は、前記黒鉛の含有量が、前記セメント組成物全体に対して、11質量%以上40質量%以下であってもよい。 In the cement composition according to the present invention, the graphite content may be 11% by mass or more and 40% by mass or less based on the entire cement composition.

前記セメント組成物は、斯かる構成により、より一層、融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。 With such a configuration, the cement composition can provide a cement molded body with even more excellent snow melting efficiency.

本発明に係るセメント組成物は、前記黒鉛の平均粒径が、30μm以上700μm以下であってもよい。 In the cement composition according to the present invention, the graphite may have an average particle size of 30 μm or more and 700 μm or less.

前記セメント組成物は、斯かる構成により、より一層、融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。また、前記セメント成形体を製造する際に、材料の混練を容易に行うことができる。 With such a configuration, the cement composition can provide a cement molded body with even more excellent snow melting efficiency. Moreover, when manufacturing the cement molded body, the materials can be easily kneaded.

本発明に係るセメント成形体の製造方法は、黒鉛に、前記黒鉛の添加量に対して1質量%以上40質量%以下の水を添加して黒鉛水含有物を得る添加工程と、前記添加工程で得られた黒鉛水含有物と、セメントと、水と、を練り混ぜ、未硬化の混練物を得る混練工程と、前記未硬化の混練物に振動を加える振動工程と、を含む。 The method for producing a cement molded body according to the present invention includes the steps of: adding water to graphite in an amount of 1% by mass or more and 40% by mass or less based on the added amount of graphite to obtain a graphite water-containing material; The method includes a kneading step of kneading the graphite water-containing material obtained in step 1, cement, and water to obtain an unhardened kneaded material, and a vibration step of applying vibration to the unhardened kneaded material.

前記セメント成形体の製造方法は、前記添加工程と、前記混練工程と、前記振動工程と、を含むことにより、比較的融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。より詳細には、前記振動工程を含むことにより、鱗片状黒鉛の平面がコンクリートの打設面と平行になるように、平面方向を揃えることができる。その結果、セメント成形体の融雪効率を向上させることができる。 By including the above-mentioned addition step, the above-mentioned kneading step, and the above-mentioned vibration step, the method for producing a cement formed object can obtain a cement formed object with relatively excellent snow melting efficiency. More specifically, by including the vibration step, the plane directions of the flaky graphite can be aligned so that they are parallel to the concrete placement surface. As a result, the snow melting efficiency of the cement molded body can be improved.

また、前記セメント成形体の製造方法は、斯かる構成により、前記セメント成形体の製造作業の作業性を向上させることができる。より詳細には、前記添加工程を含むことにより、黒鉛を計量する際や黒鉛をセメント等の他の材料とともに混練する際に、黒鉛が飛散して作業環境が悪化するのを防止することができる。さらに、前記添加工程を含むことにより、黒鉛と他の材料とがなじみ易くなることから、比較的融雪効率に優れたセメント成形体を得るために必要な量の黒鉛を添加することができる。 Moreover, the method for manufacturing the cement molded body can improve the workability of manufacturing the cement molded body with such a configuration. More specifically, by including the addition step, it is possible to prevent graphite from scattering and deteriorating the working environment when measuring graphite or kneading graphite with other materials such as cement. . Furthermore, by including the above-mentioned addition step, graphite and other materials become compatible with each other, so it is possible to add graphite in the amount necessary to obtain a cement molded body with relatively excellent snow melting efficiency.

本発明によれば、比較的融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができるセメント組成物、及び、セメント成形体の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the cement composition and cement molded object which can obtain a cement molded object with comparatively excellent snow melting efficiency can be provided.

<セメント組成物>
以下、本実施形態に係るセメント組成物について説明する。
<Cement composition>
The cement composition according to this embodiment will be described below.

本実施形態に係るセメント組成物は、セメントと、黒鉛と、水と、を含む。 The cement composition according to this embodiment includes cement, graphite, and water.

セメントとしては、例えば、JIS R 5210で規定される普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超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、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、超速硬セメント、アルミナセメント等が挙げられる。また、前記ポルトランドセメントにフライアッシュ、高炉スラグ等を混合した各種混合セメントも使用することができる。これらの中でも、セメントは、早強ポルトランドセメントを用いることが好ましい。なお、セメントは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of cement include ordinary Portland cement, early strength Portland cement, ultra early strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, white Portland cement, etc. as specified in JIS R 5210. , ultra-fast hardening cement, alumina cement, etc. Furthermore, various mixed cements in which fly ash, blast furnace slag, etc. are mixed with the Portland cement can also be used. Among these, it is preferable to use early-strength Portland cement as the cement. In addition, one type of cement may be used alone, or two or more types may be used in combination.

前記セメントの含有量は、強度発現を高める観点から、セメント組成物全体に対して、10質量%以上70質量%以下であることが好ましく、50質量%以上65質量%以下であることがより好ましい。なお、セメントが2種以上含まれる場合、前記含有量は、セメントの合計含有量である。 From the viewpoint of increasing strength development, the content of the cement is preferably 10% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 50% by mass or more and 65% by mass or less, based on the entire cement composition. . In addition, when two or more types of cement are included, the content is the total content of cement.

黒鉛としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等が挙げられる。これらの中でも、黒鉛は、融雪効率の確保及び熱伝導性を向上させる観点から、天然黒鉛を用いることが好ましい。黒鉛の形状としては、例えば、鱗片状、塊状、土状、球状等が挙げられる。これらの中でも、黒鉛の形状としては、配向性を向上させる観点から、鱗片状が好ましい。なお、鱗片状とは、魚の鱗のような扁平形状を意味する。天然黒鉛の産地としては、鱗片状黒鉛の産地が、主に中国、ブラジル等であり、塊状黒鉛の産地が、主に中国、スリランカ等である。 Examples of graphite include natural graphite and artificial graphite. Among these, it is preferable to use natural graphite from the viewpoint of ensuring snow melting efficiency and improving thermal conductivity. Examples of the shape of graphite include scale-like, lump-like, earth-like, and spherical shapes. Among these, the shape of graphite is preferably scaly from the viewpoint of improving orientation. Note that scaly means a flat shape like fish scales. Regarding the production areas of natural graphite, scaly graphite is mainly produced in China, Brazil, etc., and massive graphite is mainly produced in China, Sri Lanka, etc.

前記黒鉛は、融雪効率を向上させる観点から、鱗片状黒鉛を含むことが好ましい。前記鱗片状黒鉛のアスペクト比は、10以上200以下であることが好ましく、12以上115以下であることがより好ましい。鱗片状黒鉛のアスペクト比は、鱗片状黒鉛の粒子の最長径と、鱗片状黒鉛の粒子の厚さとの比(最長径/厚さ)で表される。アスペクト比は、走査型電子顕微鏡等を用いて、鱗片状黒鉛粒子を拡大観察することにより、測定することができる。 The graphite preferably includes flaky graphite from the viewpoint of improving snow melting efficiency. The aspect ratio of the flaky graphite is preferably 10 or more and 200 or less, more preferably 12 or more and 115 or less. The aspect ratio of flaky graphite is expressed as the ratio between the longest diameter of the flaky graphite particles and the thickness of the flaky graphite particles (longest diameter/thickness). The aspect ratio can be measured by observing the scale-like graphite particles under magnification using a scanning electron microscope or the like.

前記黒鉛の平均粒径(メジアン径)は、融雪効率を向上させるとともに、材料の混練を容易にする観点から、30μm以上700μm以下であることが好ましく、100μm以上500μm以下であることがより好ましく、200μm以上300μm以下であることが特に好ましい。なお、平均粒径は、例えば、レーザー回折散乱法により測定することができる。 The average particle size (median diameter) of the graphite is preferably 30 μm or more and 700 μm or less, more preferably 100 μm or more and 500 μm or less, from the viewpoint of improving snow melting efficiency and facilitating material kneading. It is particularly preferable that the thickness is 200 μm or more and 300 μm or less. Note that the average particle size can be measured by, for example, a laser diffraction scattering method.

前記黒鉛の含有量は、融雪効率の確保及び熱伝導性を向上させる観点から、セメント組成物全体に対して、11質量%以上40質量%以下であることが好ましく、15質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、15質量%以上25質量%以下であることがより好ましい。なお、セメントが2種以上含まれる場合、前記含有量は、セメントの合計含有量である。 From the viewpoint of ensuring snow melting efficiency and improving thermal conductivity, the content of graphite is preferably 11% by mass or more and 40% by mass or less, and 15% by mass or more and 30% by mass, based on the entire cement composition. It is more preferably the following, and more preferably 15% by mass or more and 25% by mass or less. In addition, when two or more types of cement are included, the content is the total content of cement.

水は、特に限定されるものではなく、例えば、水道水、工業用水、回収水、地下水、河川水、雨水等を使用することができる。 Water is not particularly limited, and for example, tap water, industrial water, recovered water, underground water, river water, rainwater, etc. can be used.

前記水の含有量は、流動性確保の観点から、セメント組成物全体に対して、4質量%以上30質量%以下であることが好ましく、19質量%以上25質量%以下であることがより好ましく、19質量%以上22質量%以下であることが特に好ましい。 From the viewpoint of ensuring fluidity, the water content is preferably 4% by mass or more and 30% by mass or less, more preferably 19% by mass or more and 25% by mass or less, based on the entire cement composition. , it is particularly preferable that the amount is 19% by mass or more and 22% by mass or less.

前記水と前記セメントとの水セメント比(W/C)は、強度発現を高める観点から、25%以上60%以下であることが好ましく、25%以上50%以下であることがより好ましく、30%以上40%以下であることが特に好ましい。 The water-cement ratio (W/C) between the water and the cement is preferably 25% or more and 60% or less, more preferably 25% or more and 50% or less, from the viewpoint of increasing strength development, and more preferably 25% or more and 50% or less, and 30% or more. % or more and 40% or less is particularly preferable.

本実施形態に係るセメント組成物は、流動性確保の観点から、減水剤を含んでいてもよい。減水剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、JIS A 6204:2011の規定に適合する「減水剤」、「高性能減水剤」、「AE減水剤」、「高性能AE減水剤」等を用いることができる。具体的には、JIS A 6204:2011の規定に適合するポリカルボン酸系減水剤、ナフタレン系減水剤、アミノスルホン酸系減水剤、メラミン系減水剤等を用いることができる。なお、減水剤は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 The cement composition according to this embodiment may contain a water reducing agent from the viewpoint of ensuring fluidity. Water reducing agents are not particularly limited, and include, for example, "water reducing agents", "high performance water reducing agents", "AE water reducing agents", and "high performance AE water reducing agents" that comply with the provisions of JIS A 6204:2011. etc. can be used. Specifically, polycarboxylic acid-based water reducing agents, naphthalene-based water reducing agents, aminosulfonic acid-based water reducing agents, melamine-based water reducing agents, etc. that meet the regulations of JIS A 6204:2011 can be used. Note that the water reducing agent may be used alone or in combination of two or more.

前記減水剤の含有量は、流動性確保の観点から、セメント組成物全体に対して、4.0質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上3.5質量%以下であることがより好ましく、1.5質量%以上3.5質量%以下であることが特に好ましい。なお、減水剤が2種以上含まれる場合、前記含有量は減水剤の合計含有量である。 From the viewpoint of ensuring fluidity, the content of the water reducing agent is preferably 4.0% by mass or less, and 0.5% by mass or more and 3.5% by mass or less, based on the entire cement composition. is more preferable, and particularly preferably 1.5% by mass or more and 3.5% by mass or less. In addition, when two or more types of water reducing agents are included, the content is the total content of the water reducing agents.

本実施形態に係るセメント組成物は、乾燥収縮ひび割れの防止の観点から、有機繊維を含んでいてもよい。有機繊維としては、例えば、ビニロン繊維、アラミド繊維、ポリアセタール繊維、ポリエチレン繊維等が挙げられる。なお、有機繊維は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 The cement composition according to the present embodiment may contain organic fibers from the viewpoint of preventing drying shrinkage cracks. Examples of organic fibers include vinylon fibers, aramid fibers, polyacetal fibers, and polyethylene fibers. In addition, one type of organic fiber may be used alone or two or more types may be used in combination.

前記有機繊維の含有量は、乾燥収縮ひび割れの防止の観点から、セメント組成物全体に対して、0.7質量%以下であることが好ましく、0.2質量%以上0.5質量%以下であることがより好ましい。なお、有機繊維が2種以上含まれる場合、前記含有量は有機繊維の合計含有量である。 From the viewpoint of preventing drying shrinkage cracks, the content of the organic fiber is preferably 0.7% by mass or less, and 0.2% by mass or more and 0.5% by mass or less, based on the entire cement composition. It is more preferable that there be. In addition, when two or more types of organic fibers are included, the content is the total content of the organic fibers.

本実施形態に係るセメント組成物は、前記減水剤以外のその他の混和剤を含んでいてもよい。その他の混和剤としては、例えば、AE剤、流動化剤、増粘剤、防せい剤、分離低減剤、凝結遅延剤(例えば、酒石酸等)、凝結促進剤(例えば、硫酸アルミニウム等)、急結剤、収縮低減剤、起泡剤、発泡剤、防水剤、消泡剤等が挙げられる。なお、その他の混和剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The cement composition according to this embodiment may contain other admixtures other than the water reducing agent. Other admixtures include, for example, AE agents, fluidizers, thickeners, rust preventive agents, separation reducing agents, setting retarders (e.g. tartaric acid, etc.), setting accelerators (e.g. aluminum sulfate, etc.), Examples include binders, shrinkage reducers, foaming agents, foaming agents, waterproofing agents, antifoaming agents, and the like. In addition, one type of other admixtures may be used alone, or two or more types may be used in combination.

本実施形態に係るセメント組成物は、混和材を含んでいてもよい。混和材としては、例えば、シリカフューム、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末、セメントキルンダスト、高炉フューム、転炉スラグ微粉末、無水石膏、半水石膏、二水石膏、膨張材、石灰石微粉末、生石灰微粉末、ドロマイト微粉末等の無機質微粉末、ナトリウム型ベントナイト、カルシウム型ベントナイト、アタパルジャイト、セピオライト、活性白土、酸性白土、アロフェン、イモゴライト、シラス(火山灰)、シラスバルーン、カオリナイト、メタカオリン(焼成粘土)、合成ゼオライト、人造ゼオライト、人工ゼオライト、モルデナイト、クリノプチロライト等の無機物系フィラーが挙げられる。なお、混和材は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The cement composition according to this embodiment may contain an admixture. Examples of admixtures include silica fume, fly ash, pulverized blast furnace slag, cement kiln dust, blast furnace fume, pulverized converter slag, anhydrite, gypsum hemihydrate, gypsum dihydrate, expansive agents, pulverized limestone, and pulverized quicklime. Powder, inorganic fine powder such as dolomite fine powder, sodium bentonite, calcium bentonite, attapulgite, sepiolite, activated clay, acid clay, allophane, imogolite, shirasu (volcanic ash), shirasu balloon, kaolinite, metakaolin (calcined clay), Examples include inorganic fillers such as synthetic zeolite, artificial zeolite, artificial zeolite, mordenite, and clinoptilolite. In addition, one type of admixture may be used alone, or two or more types may be used in combination.

本実施形態に係るセメント組成物は、細骨材を含んでいてもよい。細骨材としては、例えば、JIS A 5308附属書Aレディミクストコンクリート用骨材で規定される山砂、川砂、陸砂、海砂、砕砂、石灰石砕砂等の天然由来の砂、高炉スラグ、電気炉酸化スラグ、フェロニッケルスラグ等のスラグ由来の砂等が挙げられる。なお、これらの細骨材は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The cement composition according to this embodiment may contain fine aggregate. Examples of fine aggregates include naturally derived sands such as mountain sand, river sand, land sand, sea sand, crushed sand, and crushed limestone sand specified in JIS A 5308 Annex A ready-mixed concrete aggregates, blast furnace slag, and electric sand. Examples include sand derived from slag such as furnace oxidation slag and ferronickel slag. In addition, these fine aggregates may be used alone or in combination of two or more types.

本実施形態に係るセメント組成物は、セメントと、黒鉛と、水と、を含むことにより、比較的融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。より詳細には、セメント組成物は、黒鉛を含むことにより、セメント成形体の熱伝導率を高めることができる。その結果、セメント成形体の融雪効率を向上させることができる。 The cement composition according to the present embodiment contains cement, graphite, and water, so that a cement molded body with relatively excellent snow melting efficiency can be obtained. More specifically, by including graphite in the cement composition, the thermal conductivity of the cement molded body can be increased. As a result, the snow melting efficiency of the cement molded body can be improved.

本実施形態に係るセメント組成物は、黒鉛が、鱗片状黒鉛を含むことにより、より一層、融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。より詳細には、鱗片状黒鉛は、扁平形状で平面を有することから、前記他の形状の黒鉛に比べて配向しやすい。鱗片状黒鉛が配向して平面方向が揃うことにより、熱伝導率が高くなる。そのため、より一層、融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。 In the cement composition according to the present embodiment, since the graphite includes flaky graphite, it is possible to obtain a cement molded body with even more excellent snow melting efficiency. More specifically, since flaky graphite has a flat shape and a flat surface, it is easier to orient than graphite having other shapes. Thermal conductivity increases when the flaky graphite is oriented and the plane directions are aligned. Therefore, it is possible to obtain a cement molded body with even more excellent snow melting efficiency.

本実施形態に係るセメント組成物は、鱗片状黒鉛のアスペクト比(最長径/厚さ)が、10以上200以下であることにより、より一層、融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。 In the cement composition according to the present embodiment, since the aspect ratio (longest diameter/thickness) of the flaky graphite is 10 or more and 200 or less, it is possible to obtain a cement molded body with even more excellent snow melting efficiency. .

本実施形態に係るセメント組成物は、黒鉛の含有量が、前記セメント組成物全体に対して、11質量%以上40質量%以下であることにより、より一層、融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。 The cement composition according to the present embodiment has a graphite content of 11% by mass or more and 40% by mass or less based on the entire cement composition, thereby producing a cement molded body with even more excellent snow melting efficiency. Obtainable.

本実施形態に係るセメント組成物は、前記黒鉛の平均粒径が、30μm以上700μm以下であることにより、より一層、融雪効率に優れたセメント成形体を得ることができる。また、前記セメント成形体を製造する際に、材料の混練を容易に行うことができる。 In the cement composition according to the present embodiment, since the average particle size of the graphite is 30 μm or more and 700 μm or less, a cement molded body with even more excellent snow melting efficiency can be obtained. Moreover, when manufacturing the cement molded body, the materials can be easily kneaded.

<セメント成形体の製造方法>
以下、本実施形態に係るセメント成形体の製造方法について説明する。
<Method for producing cement molded body>
Hereinafter, a method for manufacturing a cement molded body according to the present embodiment will be described.

本実施形態に係るセメント成形体の製造方法は、添加工程と、混練工程と、振動工程と、を含む。 The method for manufacturing a cement molded body according to the present embodiment includes an addition step, a kneading step, and a vibration step.

前記添加工程は、黒鉛に、前記黒鉛の添加量に対して1質量%以上40質量%以下の水を添加し、好ましくは、3質量%以上40質量%以下の水を添加し、より好ましくは、5質量%以上35質量%以下の水を添加して黒鉛水含有物を得る。より詳細には、黒鉛に水を添加した後、混合器等で練り混ぜることにより黒鉛水含有物を得ることができる。前記混合器としては、特に限定されるものではなく、例えば、ニーダー等の従来公知の混合器を用いることができる。 In the addition step, water is added to graphite in an amount of 1% by mass or more and 40% by mass or less, preferably 3% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably , 5% by mass or more and 35% by mass or less of water is added to obtain a graphite water-containing material. More specifically, a water-containing graphite material can be obtained by adding water to graphite and then kneading it in a mixer or the like. The mixer is not particularly limited, and for example, a conventionally known mixer such as a kneader can be used.

前記混練工程は、前記添加工程で得られた黒鉛水含有物、セメント、水、及び、その他必要に応じた成分を練り混ぜ、未硬化の混練物を得る。混練方法は、特に限定されるものではなく、例えば、従来公知のミキサ等を用いて、従来公知の方法により混練することができる。なお、前記混練工程において練り混ぜる前記水の添加量は、セメント組成物に含まれる水の含有量から、前記添加工程において黒鉛に添加した水の添加量を引いた値とすることができる。 In the kneading step, the graphite water-containing material obtained in the addition step, cement, water, and other necessary components are kneaded to obtain an unhardened kneaded product. The kneading method is not particularly limited, and for example, kneading can be performed by a conventionally known method using a conventionally known mixer or the like. The amount of water added in the kneading step can be the value obtained by subtracting the amount of water added to graphite in the addition step from the content of water contained in the cement composition.

前記振動工程は、前記未硬化の混練物に振動を加える。例えば、前記未硬化の混練物を型枠に投入した後、振動機を用いて振動を加えることができる。振動の効果は、加速度に比例し、振動数の大きな振動機ほど締固めに効果的であるため、前記振動機は、セメント成形体の大きさに応じて選定することができる。前記振動機としては、例えば、棒状バイブレータ、テーブルバイブレータ、型枠バイブレータ等が挙げられる。例えば、棒状バイブレータ(振動数200~280Hz)を使用する場合は、棒状バイブレータの挿入間隔を50cm以下にし、型枠への充填と黒鉛の配向性の観点から、棒状バイブレータ挿入箇所における1箇所当たりの振動時間を5秒以上300秒以下の条件で振動を加えることができる。 In the vibration step, vibration is applied to the uncured kneaded material. For example, after the uncured kneaded material is placed in a mold, vibration can be applied using a vibrator. The effect of vibration is proportional to acceleration, and a vibrator with a higher frequency is more effective for compaction, so the vibrator can be selected depending on the size of the cement molded body. Examples of the vibrator include a rod vibrator, a table vibrator, a mold vibrator, and the like. For example, when using a rod-shaped vibrator (frequency 200 to 280Hz), the insertion interval of the rod-shaped vibrator should be 50 cm or less, and from the viewpoint of filling the formwork and graphite orientation, the number of rod-shaped vibrators per insertion point should be Vibration can be applied under the condition that the vibration time is 5 seconds or more and 300 seconds or less.

このようにして製造されたセメント成形体は、例えば、道路や歩道の路面、建築構造物の床、壁、天井等に好適に用いることができる。 The cement molded body produced in this way can be suitably used for, for example, the surface of roads and sidewalks, the floors, walls, and ceilings of architectural structures.

本実施形態に係るセメント成形体の製造方法は、前記添加工程と、前記混練工程と、前記振動工程と、を含むことにより、融雪効率に優れるセメント成形体を得ることができる。より詳細には、前記振動工程を含むことにより、鱗片状黒鉛の平面がコンクリートの打設面と平行になるように、平面方向を揃えることができる。その結果、セメント成形体の融雪効率を向上させることができる。 The method for manufacturing a cement molded body according to the present embodiment includes the addition step, the kneading step, and the vibration step, thereby making it possible to obtain a cement molded product with excellent snow melting efficiency. More specifically, by including the vibration step, the plane directions of the flaky graphite can be aligned so that they are parallel to the concrete placement surface. As a result, the snow melting efficiency of the cement molded body can be improved.

また、本実施形態に係るセメント成形体の製造方法は、前記添加工程と、前記混練工程と、前記振動工程と、を含むことにより、前記セメント成形体の製造作業の作業性を向上させることができる。より詳細には、前記添加工程を含むことにより、黒鉛を計量する際や黒鉛をセメント等の他の材料とともに混練する際に、黒鉛が飛散して作業環境が悪化するのを防止することができる。さらに、前記添加工程を含むことにより、黒鉛と他の材料とがなじみ易くなることから、比較的融雪効率に優れたセメント成形体を得るために必要な量の黒鉛を添加することができる。 Further, the method for manufacturing a cement molded body according to the present embodiment includes the addition step, the kneading step, and the vibration step, thereby improving the workability of manufacturing the cement molded body. can. More specifically, by including the addition step, it is possible to prevent graphite from scattering and deteriorating the working environment when measuring graphite or kneading graphite with other materials such as cement. . Furthermore, by including the above-mentioned addition step, graphite and other materials become compatible with each other, so it is possible to add graphite in the amount necessary to obtain a cement molded body with relatively excellent snow melting efficiency.

本発明は、以下の態様を含む。
[1]セメントと、黒鉛と、水と、を含む、セメント組成物。
[2]前記黒鉛が、鱗片状黒鉛を含む、[1]に記載のセメント組成物。
[3]前記鱗片状黒鉛のアスペクト比(最長径/厚さ)が、10以上200以下である、[2]に記載のセメント組成物。
[4]前記黒鉛の含有量が、前記セメント組成物全体に対して、11質量%以上40質量%以下である、[1]~[3]のいずれか一つに記載のセメント組成物。
[5]前記黒鉛の平均粒径が、30μm以上700μm以下である、[1]~[4]のいずれか一つに記載のセメント組成物。
[6]黒鉛に、前記黒鉛の添加量に対して1質量%以上40質量%以下の水を添加して黒鉛水含有物を得る添加工程と、
前記添加工程で得られた黒鉛水含有物と、セメントと、水と、を練り混ぜ、未硬化の混練物を得る混練工程と、
前記未硬化の混練物に振動を加える振動工程と、を含む、セメント成形体の製造方法。
[7]前記黒鉛が、鱗片状黒鉛を含む、[6]に記載のセメント成形体の製造方法。
[8]前記鱗片状黒鉛のアスペクト比(最長径/厚さ)が、10以上200以下である、[7]に記載のセメント成形体の製造方法。
[9]前記黒鉛の含有量が、前記セメント成形体全体に対して、11質量%以上40質量%以下である、[6]~[8]のいずれか一つに記載のセメント成形体の製造方法。
[10]前記黒鉛の平均粒径が、30μm以上700μm以下である、[6]~[9]のいずれか一つに記載のセメント成形体の製造方法。
The present invention includes the following aspects.
[1] A cement composition containing cement, graphite, and water.
[2] The cement composition according to [1], wherein the graphite includes flaky graphite.
[3] The cement composition according to [2], wherein the aspect ratio (longest diameter/thickness) of the flaky graphite is 10 or more and 200 or less.
[4] The cement composition according to any one of [1] to [3], wherein the graphite content is 11% by mass or more and 40% by mass or less, based on the entire cement composition.
[5] The cement composition according to any one of [1] to [4], wherein the graphite has an average particle size of 30 μm or more and 700 μm or less.
[6] Adding water to graphite in an amount of 1% by mass or more and 40% by mass or less based on the amount of graphite added to obtain a graphite water-containing material;
a kneading step of kneading the graphite water-containing material obtained in the addition step, cement, and water to obtain an unhardened kneaded product;
A method for producing a cement molded body, comprising a vibration step of applying vibration to the uncured kneaded material.
[7] The method for producing a cement molded body according to [6], wherein the graphite includes scaly graphite.
[8] The method for producing a cement molded body according to [7], wherein the aspect ratio (longest diameter/thickness) of the flaky graphite is 10 or more and 200 or less.
[9] Production of the cement molded body according to any one of [6] to [8], wherein the content of the graphite is 11% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the entire cement molded body. Method.
[10] The method for producing a cement molded body according to any one of [6] to [9], wherein the graphite has an average particle size of 30 μm or more and 700 μm or less.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.

表1に示す配合で各実施例及び各比較例の未硬化の混練物を作製した。より詳細には、各実施例、並びに、比較例2及び3の未硬化の混練物については、まず、黒鉛に水を添加して黒鉛水含有物を作製した(添加工程)。続いて、練り鉢にセメント、水、及び、減水剤を投入し60秒撹拌した後、前記練り鉢に、黒鉛水含有物、有機繊維、必要に応じて細骨材を投入し、さらに60秒撹拌した(混練工程)。ミキサを一旦停止し、練り鉢の淵、底、及び、パドルに付着した未硬化の混練物を掻き落とした後、さらに60秒撹拌することにより各実施例、並びに、比較例2及び3の未硬化の混練物を作製した。また、比較例1の未硬化の混練物については、JIS R 5201に準じた方法で作製した。なお、表1の黒鉛(Grap)は黒鉛水含有物のうち、含有水を含めない乾燥分質量の換算値である。前記混練工程で投入する水の量は、水全量(W)から黒鉛水含有物中の含有水を引いた量とした。 Uncured kneaded products of each Example and each Comparative Example were prepared using the formulations shown in Table 1. More specifically, for the uncured kneaded products of each Example and Comparative Examples 2 and 3, water was first added to graphite to produce a graphite water-containing material (addition step). Subsequently, cement, water, and a water reducing agent were added to the kneading pot and stirred for 60 seconds, and then graphite water-containing material, organic fibers, and fine aggregate as needed were added to the kneading pot, and the mixture was stirred for another 60 seconds. Stirred (kneading process). After stopping the mixer once and scraping off the uncured kneaded material adhering to the edge, bottom, and paddle of the kneading pot, stirring was continued for an additional 60 seconds. A hardened kneaded product was prepared. Moreover, the uncured kneaded material of Comparative Example 1 was produced by a method according to JIS R 5201. Note that graphite (Grap) in Table 1 is a converted value of the dry weight of graphite water-containing material, excluding water contained therein. The amount of water input in the kneading step was the amount obtained by subtracting the water contained in the graphite water-containing material from the total amount of water (W).

表1に示す各成分の詳細を以下に示す。
セメント(C):早強ポルトランドセメント、住友大阪セメント社製
黒鉛(Grap):FB-100(鱗片状黒鉛)、体積基準粒度分布における50%累積径が80μm、日本黒鉛工業社製
黒鉛(Grap):F#2-R(鱗片状黒鉛)、体積基準粒度分布における50%累積径が260μm、日本黒鉛工業社製
水(W):上水道水
減水剤(SP)(高性能AE減水剤):SP8SV(ポリカルボン酸系)、ポゾリスソリューションズ社製
有機繊維(Fiber):RMS702(ビニロン繊維)、繊維長6mm、クラレ社製
細骨材(S):セメント強さ試験用標準砂
Details of each component shown in Table 1 are shown below.
Cement (C): Early strength Portland cement, manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Graphite (Grap): FB-100 (scaly graphite), 50% cumulative diameter in volume-based particle size distribution is 80 μm, graphite (Grap) manufactured by Nippon Graphite Industries Co., Ltd. : F#2-R (scaly graphite), 50% cumulative diameter in volume-based particle size distribution is 260 μm, manufactured by Nippon Graphite Industries, Ltd. Water (W): Tap water Water reducer (SP) (high performance AE water reducer): SP8SV (polycarboxylic acid type), manufactured by Pozolis Solutions Organic fiber (Fiber): RMS702 (vinylon fiber), fiber length 6 mm, manufactured by Kuraray Co., Ltd. Fine aggregate (S): Standard sand for cement strength testing

前記黒鉛のアスペクト比は、走査型電子顕微鏡(SEM)(S-3400N、日立ハイテク社製)を用いて、粒子のベーサル面における任意の2点を結ぶ線分のうち、最長の線分の長さ(最長径)と、粒子のエッジ面の長手方向の両端部を結ぶ仮想線分であって、ベーサル面に沿う方向の仮想線分のうち、最長の仮想線分の1/2の位置(中間点)において、前記最長の仮想線分と直交する方向の厚さ(厚さ)を測定し、前記最長径と前記厚さとの比(最長径/厚さ)をアスペクト比として求めた。なお、最長径と厚さの測定は、それぞれ別の粒子で行った。最長径については、ベーサル面が表れている粒子で測定し、厚さについては、エッジ面が表れている粒子で測定した。 The aspect ratio of the graphite is determined by measuring the length of the longest line segment connecting any two points on the basal plane of the particle using a scanning electron microscope (SEM) (S-3400N, manufactured by Hitachi High-Technology). An imaginary line segment that connects the length (longest diameter) and both ends of the edge surface in the longitudinal direction of the particle, and that is the position of 1/2 of the longest imaginary line segment among the imaginary line segments in the direction along the basal surface ( The thickness (thickness) in the direction orthogonal to the longest virtual line segment was measured at the middle point), and the ratio of the longest diameter to the thickness (longest diameter/thickness) was determined as the aspect ratio. Note that the longest diameter and thickness were measured for different particles. The longest diameter was measured for particles with a basal surface exposed, and the thickness was measured for particles with an edge surface exposed.

より詳細には、まず、黒鉛を、篩を用いて+30M(+500μm)、+50M(+300μm)、+60M(+250μm)、+83M(+180μm)、+100M(+150μm)、+140M(+106μm)、+200M(+75μm)、及び、-200M(-75μm)の粒度域に篩分けした。篩分けした各粒度域において、最長径を測定するためのベーサル面が表れている粒子、及び、厚さを測定するためのエッジ面が表れている粒子をそれぞれ複数選定し、上記の走査型電子顕微鏡を用いて、選定した粒子について最長径又は厚さを測定した。測定した最長径及び厚さの平均値をそれぞれ算出し、アスペクト比を求めた。なお、最長径及び厚さを測定する粒子数はそれぞれ合計で100個とし、上記の各粒度域において測定する粒子数(すなわち、測定する合計100個の粒子の割り振り)については、篩分けした黒鉛の各粒度域の分布に応じて決定した。 More specifically, first, graphite was sieved to +30M (+500 μm), +50M (+300 μm), +60M (+250 μm), +83M (+180 μm), +100M (+150 μm), +140M (+106 μm), +200M (+75 μm), and , -200M (-75 μm) particle size range. In each sieved particle size range, a plurality of particles with a basal surface to measure the longest diameter and a plurality of particles with an edge surface to measure the thickness were selected, and the scanning electron The longest diameter or thickness of the selected particles was measured using a microscope. The average values of the measured longest diameter and thickness were calculated, respectively, and the aspect ratio was determined. In addition, the number of particles whose longest diameter and thickness are measured is 100 in total, and the number of particles measured in each particle size range above (i.e., the allocation of the total 100 particles to be measured) is based on sieved graphite. It was determined according to the distribution of each particle size range.

黒鉛(F#2-R)の最長径と厚さを上記の方法により測定し、最長径及び厚さの平均値と、アスペクト比を求めた。最長径の平均値は406.67μmであり、厚さの平均値は12.22μmであり、アスペクト比は、33.3であった。 The longest diameter and thickness of graphite (F#2-R) were measured by the above method, and the average value of the longest diameter and thickness and the aspect ratio were determined. The average value of the longest diameter was 406.67 μm, the average value of the thickness was 12.22 μm, and the aspect ratio was 33.3.

黒鉛(FB-100)の最長径と厚さを上記の方法により測定し、最長径及び厚さの平均値と、アスペクト比を求めた。最長径の平均値は166.65μmであり、厚さの平均値は4.19μmであり、アスペクト比は、39.8であった。 The longest diameter and thickness of graphite (FB-100) were measured by the above method, and the average value of the longest diameter and thickness and the aspect ratio were determined. The average value of the longest diameter was 166.65 μm, the average value of the thickness was 4.19 μm, and the aspect ratio was 39.8.

前記黒鉛の平均粒径は、レーザー回折散乱法によって求めた。具体的には、分散剤が入った水溶媒中に黒鉛粒子を投入し、180秒間超音波振動させた後、マイクロトラック粒度分布測定装置(MICROTRAC3300EXII、日機装社製)を用いて、JIS-8511に準拠した方法で平均粒径(メジアン径)を求めた。 The average particle size of the graphite was determined by a laser diffraction scattering method. Specifically, graphite particles were placed in an aqueous solvent containing a dispersant, subjected to ultrasonic vibration for 180 seconds, and then measured according to JIS-8511 using a Microtrac particle size distribution analyzer (MICROTRAC3300EXII, manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). The average particle size (median diameter) was determined using a method according to the standards.

Figure 2024008193000001
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[圧縮強度]
各実施例及び各比較例の未硬化の混練物を用いて、JIS R 5201に準じた成形方法で成形し、供試体をそれぞれ作製した。作製した各供試体について、JIS R 5201に準じた方法で、材齢1日、3日、7日、及び、14日の圧縮強度を測定した。圧縮強度の測定値については、表2に示す。
[Compressive strength]
The uncured kneaded materials of each Example and each Comparative Example were molded by a molding method according to JIS R 5201 to prepare specimens. For each of the prepared specimens, the compressive strength at ages of 1 day, 3 days, 7 days, and 14 days was measured in accordance with JIS R 5201. The measured values of compressive strength are shown in Table 2.

[曲げ強度]
各実施例及び各比較例の未硬化の混練物を用いて、JIS R 5201に準じた方法で成形し、供試体をそれぞれ作製した。作製した各供試体について、JIS R 5201に準じた方法で、材齢1日、2日、3日、7日、及び、14日の曲げ強度を測定した。曲げ強度の測定値については、表2に示す。
[Bending strength]
The uncured kneaded materials of each Example and each Comparative Example were molded by a method according to JIS R 5201 to produce test specimens. For each of the prepared specimens, the bending strength at ages of 1 day, 2 days, 3 days, 7 days, and 14 days was measured by a method according to JIS R 5201. The measured values of bending strength are shown in Table 2.

[融雪効率]
(供試体の作製)
各実施例及び各比較例の未硬化の混練物を用いて、供試体をそれぞれ作製した。より詳細には、まず、JIS R 5201に適合するモルタル供試体成形用型枠(内寸160mm×176mm×40mm)を組み、水抜き用の穴を空けるため、前記型枠の所定の位置に鉄製の棒(直径3mm)を差し込んだ。次に、比較例1の未硬化の混練物を、前記型枠に打設した後、テーブルバイブレータ(55.5Hz)(丸東製作所社製)で気泡が上がらなくなるまで(3分程度)十分に振動させた(振動工程)。その後、封緘して材齢1日で脱型してモルタル成形体を得た。続いて、作製したモルタル成形体をカッターで4等分に切断して、4体の供試体を得た。各供試体の切断面及び打設上面を所定の寸法(70mm×70mm×25mm)になるように研磨して、比較例1の供試体を4体得た。なお、後述する融雪試験には9体の供試体を用いるため、上記の手順を繰り返し実施して、合計9体の供試体を作製した。なお、比較例2及び3については、材齢14日の圧縮強度が25N/mm未満であったことから、融雪試験を実施しなかった。そのため、供試体を作製しなかった。
[Snow melting efficiency]
(Preparation of specimen)
Test specimens were prepared using the uncured kneaded materials of each Example and each Comparative Example. More specifically, first, a mold for forming a mortar specimen conforming to JIS R 5201 was assembled (inner dimensions 160 mm x 176 mm x 40 mm), and in order to make a hole for water drainage, an iron mold was placed at a predetermined position in the mold. A rod (3 mm in diameter) was inserted. Next, after pouring the uncured kneaded material of Comparative Example 1 into the mold, it was sufficiently heated using a table vibrator (55.5 Hz) (manufactured by Maruto Seisakusho Co., Ltd.) until no air bubbles were formed (about 3 minutes). vibrated (vibration process). Thereafter, it was sealed and removed from the mold after one day of age to obtain a mortar molded product. Subsequently, the prepared mortar molded body was cut into four equal parts with a cutter to obtain four specimens. The cut surface and the cast upper surface of each specimen were polished to predetermined dimensions (70 mm x 70 mm x 25 mm) to obtain four specimens of Comparative Example 1. In addition, since nine specimens were used in the snow melting test described later, the above procedure was repeated to produce a total of nine specimens. For Comparative Examples 2 and 3, the snow melting test was not conducted because the compressive strength at 14 days of age was less than 25 N/mm 2 . Therefore, no specimen was prepared.

各実施例の供試体は、まず、比較例1と同一配合の未硬化の混練物を用いて、比較例1と同一の上記方法により、供試体の母材を4体作製した。なお、4体の母材の寸法は、母材上面に各実施例の未硬化の混練物を打設するため、70mm×70mm×20mmになるように研磨した。次に、4体の母材を上記型枠に戻して、母材の上面に各実施例の未硬化の混練物を打設した。続いて、比較例1と同様の方法で、モルタル成形体を形成して、4体の供試体を得た。その後、比較例1と同様の方法で、各供試体の切断面及び打設上面を所定の寸法(70mm×70mm×25mm)になるように研磨して、各実施例の供試体を4体得た。また、比較例1と同様に、上記の手順を繰り返し実施して、各実施例においても、合計9体の供試体をそれぞれ作製した。 For the specimens of each example, four test specimen base materials were first prepared using an uncured kneaded material having the same composition as that of Comparative Example 1 and by the same method as that of Comparative Example 1. In addition, the dimensions of the four base materials were polished to 70 mm x 70 mm x 20 mm in order to cast the uncured kneaded material of each example on the upper surface of the base materials. Next, the four base materials were returned to the mold, and the uncured kneaded material of each example was placed on the upper surface of the base materials. Subsequently, mortar molded bodies were formed in the same manner as in Comparative Example 1 to obtain four specimens. Thereafter, in the same manner as in Comparative Example 1, the cut surface and the pouring upper surface of each specimen were polished to predetermined dimensions (70 mm x 70 mm x 25 mm) to obtain four specimens of each example. . Further, in the same manner as Comparative Example 1, the above procedure was repeated to produce a total of nine specimens in each Example.

(融雪試験)
各実施例及び比較例1の供試体を用いて融雪試験を行った。より詳細には、まず、設定雰囲気温度が5℃、0℃、‐5℃の大型恒温槽(TBE-3EW6PZT、espec社製)内に設置された机(床から天板の上面までは70cm)の上に、それぞれ3体の供試体を10mm間隔で一方向に並べた。続いて、供試体の上面から300±10mm離れた位置に遠赤外線ヒータを設置し、遠赤外線ヒータの中心部と、一方向に並ぶ中央の供試体の中心部とが一致するように位置を調整した。
(Snow melting test)
A snow melting test was conducted using the specimens of each Example and Comparative Example 1. More specifically, first, a desk (70 cm from the floor to the top of the top plate) was installed in a large constant temperature bath (TBE-3EW6PZT, manufactured by Espec) with set atmospheric temperatures of 5°C, 0°C, and -5°C. Three specimens were arranged in one direction on top of each other at intervals of 10 mm. Next, a far-infrared heater was installed at a distance of 300 ± 10 mm from the top surface of the specimen, and the position was adjusted so that the center of the far-infrared heater coincided with the center of the central specimen lined up in one direction. did.

続いて、各供試体の上に氷塊(24mm×24mm×24mm)を載せて、遠赤外線ヒータにより加熱し、氷塊が融解するまでの時間を測定した。遠赤外線ヒータは、予め30分以上稼働させておいたものを用いたため、氷塊の載置、並びに、遠赤外線ヒータ及び供試体の配置が完了した時点を、測定の開始点とした。なお、各供試体は、設定温度が0℃の小型恒温槽(エスペック社製)に24時間以上静置したものを使用した。また、各供試体の上には、氷塊が滑らないようにする目的で、氷塊を囲うように輪ゴムを配置した。また、氷塊の載置、並びに、遠赤外線ヒータ及び供試体の配置は、1分程度の時間で行った。 Subsequently, an ice block (24 mm x 24 mm x 24 mm) was placed on each specimen and heated by a far-infrared heater, and the time until the ice block melted was measured. Since the far-infrared heater used had been operated for 30 minutes or more in advance, the measurement was started when the placing of the ice block and the arrangement of the far-infrared heater and the specimen were completed. Each specimen was left standing in a small constant temperature bath (manufactured by ESPEC) with a set temperature of 0° C. for 24 hours or more. In addition, a rubber band was placed on top of each specimen to surround the ice block in order to prevent the ice block from slipping. Further, the placing of the ice block and the arrangement of the far-infrared heater and the specimen took about 1 minute.

氷塊が融解するまでの状況をビデオカメラ、及び、赤外線サーモグラフィーカメラで撮影し、記録した動画から測定の終了点(すなわち、氷塊の融解に要した時間)を判断した。より詳細には、測定の終了点は、目視で氷塊が完全に見えなくなるまで融解したこと、及び、赤外線サーモグラフィー像による温度分布を考慮して判断した。 The situation until the ice block melted was photographed with a video camera and an infrared thermography camera, and the end point of the measurement (that is, the time required for the ice block to melt) was determined from the recorded video. More specifically, the end point of the measurement was determined based on the melting of the ice blocks until they were completely invisible to the naked eye and the temperature distribution based on the infrared thermography image.

融雪試験は、下記式(1)に示される融雪効率により評価した。融雪効率は、1秒当たりの氷塊の融解量を示しており、数値が大きいほど氷塊が溶けやすいことを示す。
融雪効率(mg/sec)=氷塊の質量(g)/融解に要した時間(sec)×1000 (1)
なお、融雪試験は、3体の供試体のそれぞれについて算出した融雪効率の平均値で評価した。前記融雪効率の平均値については、表2に示す。
The snow melting test was evaluated based on the snow melting efficiency shown by the following formula (1). Snow melting efficiency indicates the amount of ice cubes melted per second, and the larger the value, the easier it is for the ice cubes to melt.
Snow melting efficiency (mg/sec) = Mass of ice block (g) / Time required for melting (sec) x 1000 (1)
The snow melting test was evaluated using the average value of the snow melting efficiency calculated for each of the three test specimens. The average values of the snow melting efficiency are shown in Table 2.

[熱伝導率]
各実施例及び各比較例の未硬化の混練物を用いて、JIS A 1132に準じた方法で供試体(300mm×300mm×100mm)を作成し、材齢28日の熱伝導率を測定した。熱伝導率の測定方法は、JIS A 1412-2を参考とする定常法によって行い、供試体の片端面を60℃、もう一端を20℃とする定常的な熱流を与え、温度勾配と通過する熱流束から求めた。熱伝導率の測定値については、表2に示す。
[Thermal conductivity]
Using the uncured kneaded materials of each Example and each Comparative Example, specimens (300 mm x 300 mm x 100 mm) were prepared by a method according to JIS A 1132, and the thermal conductivity at the age of 28 days was measured. Thermal conductivity was measured by a steady method based on JIS A 1412-2, in which a steady heat flow was applied to one end of the specimen at 60°C and the other end at 20°C, passing through the temperature gradient. Calculated from heat flux. The measured values of thermal conductivity are shown in Table 2.

Figure 2024008193000002
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表2の結果から分かるように、本発明の構成要件をすべて満たす各実施例のセメント組成物から形成されるセメント成形体は、黒鉛を含まない比較例1のセメント組成物から形成されるセメント成形体に比べて、ほぼすべての試験温度で融雪効率の向上が認められる。 As can be seen from the results in Table 2, the cement molded bodies formed from the cement compositions of each example that satisfy all the constituent requirements of the present invention are different from the cement molded bodies formed from the cement composition of Comparative Example 1 that does not contain graphite. An improvement in snow melting efficiency was observed at almost all test temperatures compared to the conventional method.

また、本発明の構成要件をすべて満たす各実施例のセメント組成物から形成されるセメント成形体は、材齢1日で15N/mm以上の圧縮強度を有し、かつ、材齢7日で25N/mm以上の圧縮強度を有することから、十分な圧縮強度を得ることが出来る。さらに、本発明の構成要件をすべて満たす各実施例のセメント組成物から形成されるセメント成形体は、各比較例のセメント組成物から形成されるセメント成形体と比べて優れた曲げ強度を得ることができる。 Further, the cement molded body formed from the cement composition of each example that satisfies all the constituent requirements of the present invention has a compressive strength of 15 N/mm 2 or more at the age of 1 day, and a compressive strength of 15 N/mm 2 or more at the age of 7 days. Since it has a compressive strength of 25 N/mm 2 or more, sufficient compressive strength can be obtained. Furthermore, the cement molded bodies formed from the cement compositions of each example that satisfy all the constituent requirements of the present invention have superior bending strength compared to the cement molded bodies formed from the cement compositions of each comparative example. Can be done.

Claims (6)

セメントと、黒鉛と、水と、を含む、セメント組成物。 A cement composition including cement, graphite, and water. 前記黒鉛が、鱗片状黒鉛を含む、請求項1に記載のセメント組成物。 The cement composition according to claim 1, wherein the graphite includes flaky graphite. 前記鱗片状黒鉛のアスペクト比(最長径/厚さ)が、10以上200以下である、請求項2に記載のセメント組成物。 The cement composition according to claim 2, wherein the aspect ratio (longest diameter/thickness) of the flaky graphite is 10 or more and 200 or less. 前記黒鉛の含有量が、前記セメント組成物全体に対して、11質量%以上40質量%以下である、請求項1~3のいずれか一つに記載のセメント組成物。 The cement composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the graphite content is 11% by mass or more and 40% by mass or less based on the entire cement composition. 前記黒鉛の平均粒径が、30μm以上700μm以下である、請求項1~3のいずれか一つに記載のセメント組成物。 The cement composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the graphite has an average particle size of 30 μm or more and 700 μm or less. 黒鉛に、前記黒鉛の添加量に対して1質量%以上40質量%以下の水を添加して黒鉛水含有物を得る添加工程と、
前記添加工程で得られた黒鉛水含有物と、セメントと、水と、を練り混ぜ、未硬化の混練物を得る混練工程と、
前記未硬化の混練物に振動を加える振動工程と、を含む、セメント成形体の製造方法。
an addition step of adding water to graphite in an amount of 1% by mass or more and 40% by mass or less based on the amount of graphite added to obtain a graphite water-containing material;
a kneading step of kneading the graphite water-containing material obtained in the addition step, cement, and water to obtain an unhardened kneaded product;
A method for producing a cement molded body, comprising a vibration step of applying vibration to the uncured kneaded material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102670342B1 (en) * 2024-02-29 2024-05-28 김재영 Electrically conductive heating concrete composition and electrically conductive heating concrete structures

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