JPH1112014A

JPH1112014A - セメント組成物

Info

Publication number: JPH1112014A
Application number: JP18034597A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Yamazaki; 薫山崎; Tomoyoshi Kuwashige; 知義桑重
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】耐火性、対候性、強度に優れ、さらに導電性
を有する、低価格なセメント組成物を得る。【解決手段】セメント５〜４０質量％と、天然産の砂
鉄及び／又はこれを選鉱したものから選ばれる砂鉄６０
〜９５質量％とを必須成分とし、体積抵抗値１０⁹ Ω・
ｃｍ以下の導電性を有するセメント硬化物を与えること
を特徴とするセメント組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セメント硬化物に
導電性を付与するセメント組成物に関する。更に詳しく
は、病院の手術室床などで発生する静電気を漏洩する帯
電防止性導電床材などの建設材料、高層ビルなどの周辺
で起きる電磁波障害を防止する建設材料、及び通電によ
り発熱させて融雪などを行うロードヒーテイグや住宅の
保温などの発熱体用建設材料に利用できるセメント組成
物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、導電性を有する材料（硬化物な
ど）を得る方法は、導電性成分と有機或いは無機物のバ
インダー成分とから得る方法が知られている。導電性成
分としては、カーボングラファイト、導電性カーボンブ
ラック、酸化スズ、酸化亜鉛、アルミニウム粉末、銅粉
末、銀粉などの粉体系導電体や、カーボン繊維、ステン
レス繊維、金属繊維などの繊維系導電体が用いられ、有
機或いは無機物のバインダー成分として、セメント、エ
ポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステ
ル樹脂などが用いられている。

【０００３】このうち導電性を有する建設材料として
は、耐火性、耐候性、低価格が必要であり、カーボング
ラファイトやカーボン繊維を導電性成分とし、セメント
をバインダー成分にした組成物が用いられていた。たと
えば、帯電防止を目的にした導電性床材としては、古く
から導電性カーボンとセメントからセメントモルタルを
現場打ちして硬化物を得ていた。また、電磁波吸収材を
得る方法としては、セメントと磁性粉粒物（フェライト
など）を組み合せた磁界シールドによる方法と、セメン
トと導電材料（カーボンファイバーなど）を組み合せた
電界シールドによる方法との併用からなる組成物をＴＶ
周波数帯域用電波吸収物とする方法（特開平３−２０３
３９６号公報）や、セメント・軽量骨材・非導電性繊維
・合成樹脂エマルションと、セメント１００質量部に対
しカーボングラフアイト５〜２０質量部及び／又は炭素
繊維０．０１〜５質量部とからなる電波吸収体とする方
法（特開平８−６７５４４号公報）などがある。このう
ち、電界シールドによる方法では、導電性を有すること
が一つの必要な性質である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】セメントをバインダー
として、導電性カーボンを用いる導電性床材の場合、導
電性カーボンの均一分散性が悪くまたセメント強度の低
下が大きく、この結果、均一な導電性が得られ難く、更
に骨材の脱落や発塵、クラックの発生が生じ易いという
問題があるので、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの耐
火性や価格に難点がある有機系バインダーに替わってき
ており、セメント系バインダーは使用されなくなってき
ている。また、カーボン繊維を用いる場合、セメントと
の混練物の流動性や均質混合性及び低価格性に問題があ
り、極く限られた用途に使用されるだけである。特に電
磁波吸収材の場合は、吸収する電磁波の波長に関連し、
数十ｍｍの厚さ（かさ高さ）が必要であり、そのため高
価格となり大きな障害となる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
問題点を解決した耐火性、耐候性、強度及び低価格性の
機能を持ち、更に導電性を有する建設材料を見い出すべ
く鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち本発明
は、セメント（Ａ）５〜４０質量％と、天然産の砂鉄及
び／又はこれを選鉱したものから選ばれる砂鉄（Ｂ）６
０〜９５質量％とを必須成分とし、体積抵抗値１０⁹ Ω
・ｃｍ以下の導電性を有するセメント硬化物を与えるこ
とを特徴とするセメント組成物である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明において、セメント（Ａ）
としては、普通、早強、超早強、及び中庸熱などの各種
のポルトランドセメントや、これらポルトランドセメン
トにシリカ、高炉スラグ又はフライアッシュが混合され
た各種のセメントがあげられる。特に強度を必要とする
場合には、平均比表面積（ＡＳＴＭＣ４５７の測定
法による）３８００ｃｍ² ／ｇ以上、より好ましくは４
０００〜４８００ｃｍ²／ｇの微粉末度であるセメント
が、高い強度の硬化物が得られ好適である。

【０００７】砂鉄（Ｂ）としては、天然に産する砂鉄及
び／又はこれを比重あるいは磁力により選鉱して品位を
上げた砂鉄があげられる。通常の砂鉄中には、磁鉄鉱、
赤鉄鉱、褐鉄鉱、チタン鉄鉱などの鉄分含有物のほか
に、石英、長石、アルミナ、シリカなどが含まれている
が、これらも合わせて使用することができる。砂鉄
（Ｂ）としては、ＪＩＳＺ８８０１の標準網ふるい
を用いた粒度が１．１８ｍｍ以下、より好ましくは７５
〜３００μｍであって、（Ｂ）中の鉄分含有量が５０質
量％以上の純度のものが好適である。粒度が１．１８ｍ
ｍ以下のものを用いると、セメント組成物中での均一分
散性がより良好となり、鉄分含有量が５０質量％未満の
場合は、セメント硬化物の体積抵抗値が１０⁹ Ω・ｃｍ
を越えて十分な導電性を発揮しないことがある。

【０００８】砂鉄（Ｂ）は、セメントと混練されること
により、骨材としてと導電材成分としての合わせもった
機能を発揮し、通常は鋼鉄などの研磨や切削により副次
的に出来る鉄粉と異なり、塩水などに対する耐食性に優
れており、セメント硬化物中においても、変質すること
は少なく安定した骨材としての機能を発揮する。また、
砂鉄（Ｂ）の産出する地域については、特に限定され
ず、北海道噴火湾沿岸、青森県むつ市、三沢市、下北地
方及び千葉県旭市などの国内産、並びにニュージランド
などの海外産も使用できる。

【０００９】本発明は、セメント（Ａ）と砂鉄（Ｂ）を
必須成分とし、（Ａ）５〜４０質量％と（Ｂ）６０〜９
５質量％とからなる組成物であり、砂鉄（Ｂ）がセメン
ト（Ａ）中に均質に分散されることから、その硬化物
は、体積抵抗値（ＪＩＳＫ６９１１の測定法による）
１０⁹ Ω・ｃｍ以下の導電性を有する。砂鉄（Ｂ）が６
０質量％未満の場合は、硬化物が十分な導電性を発揮せ
ず、９５質量％を越えると、セメント（Ａ）が少なすぎ
て硬化物が十分な強度が得られないものとなる。

【００１０】このほか（Ａ）と（Ｂ）の必須成分以外
に、セメントを硬化させるために水を使用することは当
然であるが、その他状況に応じて、セメント用混和剤、
樹脂エマルション、粗骨材、細骨材及び他の導電性成分
を加えることもできる。使用する水は、雑イオンや有機
物の混入していない水道水、井戸水、川水などの通常の
建設現場で使用するコンクリートと同じものでよい。そ
の使用する水は、セメント（Ａ）に対して、好ましくは
２８〜７０質量％（いわゆるＷ／Ｃ＝０．２８〜０．７
０）で使用できる。

【００１１】セメント用混和剤としては、減水剤、セメ
ント分散剤、空気連行剤、セメント湿潤分散剤、防水
剤、強度増進剤、硬化促進剤などが挙げられる。これら
のうち減水剤としては、ナフタレンスルホン酸ホルマリ
ン縮合系、ポリカルボン酸系、リグニンスルホン酸系、
メラミンスルホン酸系などの、分散性を向上し使用する
水の量を減らすことのできるものが挙げられ、通常セメ
ントに対し２質量％以下で添加できる。

【００１２】樹脂エマルションとしては、ＳＢＲラテッ
クス、クロロプレンラテックス、ＮＢＲラテックスなど
のゴム系ラテックス、エチレン酢酸ビニルエマルショ
ン、アクリル樹脂エマルション、塩化ビニルエマルショ
ン、塩化ビニリデンエマルション、ウレタン樹脂エマル
ション及び各種共重合樹脂エマルションなどの熱可塑性
樹脂系エマルション、更にエポキシ樹脂エマルションと
硬化剤、シリコーン樹脂エマルションなどの熱硬化性樹
脂エマルションがあげられる。特にこれらの樹脂エマル
ションは、セメント硬化物の強度、耐水性の向上などの
目的で、セメント（Ａ）に対し、樹脂分換算で５０質量
％以下が好適である。

【００１３】粗骨材、細骨材としては、川砂利、川砂、
山砂利、山砂、洗浄された海砂、硅砂などの天然産骨
材、体質顔料や着色顔料などの塗料用顔料、軽量骨材、
ガラスバルーン、シラスバルーン、スチレン発泡ビーズ
の人工骨材などの通常セメントやモルタルに使用されて
いる骨材があげられる。これらの骨材は、導電性を損な
わない程度の量であれば特に限定しないが、セメント
（Ａ）に対し通常１５０質量％以下である。

【００１４】他の導電性成分としては、カーボンブラッ
ク、黒鉛粉末、カーボン繊維、ステンレス繊維、酸化ス
ズ粉末、酸化亜鉛粉末などの導電性フィラーがあげられ
る。これらは、特に導電性を向上させる目的で使用でき
るが、セメント（Ａ）に対し通常４０質量％以下であ
る。

【００１５】本発明のセメント（Ａ）と砂鉄（Ｂ）を必
須成分とするセメント組成物からセメント硬化物を形成
して建設材料とする方法は、まず（Ａ）と（Ｂ）、更に
必要により水以外の他の成分を所定量量り取り、粉体状
態で混合し一時保管し、使用直前に、所定量の水を量り
とり混練する方法と、（Ａ）と（Ｂ）、更に水と必要に
より加える他の成分を各々量り取り、このあとモルタル
ミキサー、アジテイターなどのセメント混練機で混練す
る方法のどちらでも用いることができる。

【００１６】これらの方法で混練組成物を得たあと、
パネル状の硬化物あるいはビルなどのコンクリート躯体
を得るために所定の型枠に流し込み養生硬化する方法、
コテ、レーキあるいはモルタル吹き付けスプレーガン
などで壁面や床面に直接塗り付け、養生硬化する方法の
どちらでも用いることができる。この際の養生硬化につ
いても、常温で静置して養生硬化させることも、蒸気養
生あるいはオートクレーブによる高温及び／又は加圧養
生をすることもできる。

【００１７】これらの方法で得られた本発明のセメント
組成物の硬化物は、導電性を有するコンクリートとなる
ため、精密工場やコンピーター室などの帯電防止性が
必要な建設材料に用いることができ、高層ビルの外壁
にパネル状で張り付けたり、外壁材として塗られること
により、電磁波吸収性及び／もしくは遮断性を有する外
壁材として用いることができ、導電性と適度な電気抵
抗を有するため、通電することにより発熱し、ロードヒ
ーテイング材や保温材として用いることもできる。

【００１８】なお、状況に応じて、本発明のセメント組
成物の硬化物は、表面を研磨したり、ブロック状の硬化
物を切断して、その表面の導電性を更に向上させること
もできる。また、未硬化状態の時に、砂鉄（Ｂ）を散布
して、表面の導電性を向上させる方法なども用いること
ができる。

【００１９】

【実施例】以下実施例により本発明を更に説明するが、
本発明はこれに限定されるものではない。実施例中及び
比較例中の部は質量部を表し、％は質量％を示す。

【００２０】実施例１〜５セメント（Ａ）として市販の普通ポルトランドセメント
あるいは高強度セメントと、砂鉄（Ｂ）としてニュージ
ランドＴＡＨＡＲＯＡ産砂鉄と、水道水と、必要により
減水剤とを、表−１記載の量だけ量り取り、モルタルミ
キサーで５分間混練した後、２０×２０ｃｍの型枠内に
流し込んだ。その後、室温で２週間養生硬化させて、本
発明のセメント組成物の硬化物を得た。

【００２１】比較例１実施例と同様に、セメント成分として市販の普通ポルト
ランドセメントと、導電性成分としてカーボンブラック
とを、表−１記載の量だけ量り取り、あらかじめ粉体混
合したものをモルタルミキサーにとり、表−１記載の量
の水と減水剤とを加え、撹拌混練を５分間行った。この
あと、実施例１と同様の型枠に流し込み、室温で２週間
養生硬化させて、比較例１の組成物の硬化物を得た。

【００２２】比較例２導電性の成分に替えて豊浦標準砂を用いて、１：２モル
タルに配合した組成物を比較例１と同様に混練、流し込
み、養生硬化させて、比較例２の組成物の硬化物を得
た。実施例１〜５及び比較例１，２の組成を表１に記載
する。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１中の使用材料は、以下のとおりであ
る。＜セメント成分＞・セメント１：普通ポルトランドセメント（大阪住友
セメント製）・セメント２：高強度セメント（スイスＲＩＰＯＸ
社製、商品名：ＲＩＰＯＤＵＲＢＩＮＤＥＲＳ、平
均比表面積：４３５０ｃｍ² ／ｇ）

【００２５】＜導電性成分＞・砂鉄：ニュージーランドＴＡＨＡＲＯＡ産
砂鉄（発掘元：ＢＨＰＮｅｗＺｅａｌａｎｄＳｔｅ
ｅｌＭｉｎｉｎｇＬＴＤ商品名：「Ｔｈａ０１
５」）・カーボン：カーボンブラック（日本イーシー株式
会社製、商品名：「ケッチェンブラックＥＣ」）

【００２６】＜他の使用材＞・減水剤：セメント減水剤（三洋化成工業株式会
社製、商品名：「三洋レベロン」）・標準砂：豊浦標準砂

【００２７】試験例［実施例１〜５、比較例１，２の硬
化物の評価］実施例１〜５及び比較例１，２で得たセメント組成物の
硬化物を型枠から脱型した後、温度２５℃、相対湿度６
５％の室内に１日間放置したものを、下記試験方法によ
る試験に供した。その結果を表２に示す。

【００２８】＜セメント組成物の硬化物の試験方法＞（１）外観目視による表面状態を観察し、分散性を評価。（２）圧縮強度ＪＩＳＡ１１０８（コンクリートの圧縮強度試験方
法）（３）固有抵抗（導電性の評価）ＪＩＳＫ６９１１（体積、表面抵抗率試験方法）（４）作業床の漏洩抵抗静電気安全指針による試験に準じて行った。なお、本
指針による推奨値は、爆発、火災が発生するおそれのあ
る危険場所では１０⁸ Ω以下であることから、１０⁸ Ω
以下のものを「良好」とし、１０⁸ Ωを越えるものを
「不良」とした。）

【００２９】

【表２】

【００３０】［試験結果］表２の実施例１，２と比較例
２より、実施例のものは、明らかに導電性を有する硬化
物が得られているが，比較例では得られていない。ま
た、実施例１，２と比較例１より導電性成分の均一分散
性が実施例で良く、圧縮強度も比較例２と類似の強度が
発揮されており、比較例１のように、従来の導電性成分
混入の場合の強度低下が生じていない。更に漏洩抵抗も
実施例では、すべてが基準に合格しており、固有抵抗も
低く、十分に帯電防止性能を発揮できる値である。な
お、実施例３〜５は高強度セメントを用いた場合であ
り、実施例１，２よりも圧縮強度がさらに高く、建設材
料として、より好適に用いることができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明のセメント組成物は以下の効果を
奏する。（１）導電性カーボンやカーボン繊維を混入した従来の
セメント組成物に比べ、導電性成分を分散するために特
別の方法は不要であり、簡便に均質に分散した導電性の
あるセメント硬化物を得ることができる。（２）従来のセメント用骨材と比較しても、本発明の必
須成分である砂鉄は鉄鉱原料として先史時代より利用さ
れており、天然産で低価格であるので、従来のセメント
用骨材と同様に利用でき、加えて導電性を付与できるた
め、建設材料に好適である。（３）不燃性であり、強度低下がなく、簡便に導電性を
有するセメント硬化物を与えることができる。（４）砂鉄は、海水などに対し、極めて化学的に安定で
あり、セメント硬化物においても、長期間安定であり、
従来の銅粉、銀粉などの導電性の金属粉に比べ経日的に
変化することがなく、極めて安定したセメント硬化物が
得られる。

【００３２】以上の効果を奏することから、本発明のセ
メント組成物は、帯電防止性建設材料、電磁波吸収
性及び／もしくは遮断性の建設材料、導電発熱体用の
建設材料はもとより、硬化物が高比重となること、化学
的に安定した骨材であること、低価格であること、更に
磁性材料となることから、吸音性建設材料、振動吸
収性建設材料、マグネット壁材などの多方面のセメン
ト系建設材料としても好適である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント（Ａ）５〜４０質量％と、天然
産の砂鉄及び／又はこれを選鉱したものから選ばれる砂
鉄（Ｂ）６０〜９５質量％とを必須成分とし、体積抵抗
値１０⁹ Ω・ｃｍ以下の導電性を有するセメント硬化物
を与えることを特徴とするセメント組成物。
【請求項２】セメント（Ａ）が、平均比表面積３８０
０ｃｍ² ／ｇ以上の微粉末度である請求項１記載の組成
物。
【請求項３】砂鉄（Ｂ）が、１．１８ｍｍ以下の粒度
で、鉄分含有量が５０質量％以上の純度のものである請
求項１または２記載の組成物。
【請求項４】帯電防止性建設材料用、電磁波吸収
性及び／もしくは遮蔽性建設材料用、または導電発熱
体用である請求項１〜３のいずれか記載の組成物。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか記載の組成物を
硬化させてなる、帯電防止性建設材料、電磁波吸収性及
び／もしくは遮蔽性建設材料、または導電発熱体。