JP2024008193A - セメント組成物、及び、セメント成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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。【解決手段】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。また、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、前記水を添加した黒鉛と、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。【選択図】なし

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。

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。

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。

特開２００４－２８４９１３号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

＜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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

［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。

［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^２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。

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。

（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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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^２以上の圧縮強度を有し、かつ、材齢７日で２５Ｎ／ｍｍ^２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。

Claims (6)

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、請求項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、請求項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、請求項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、請求項１～３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。