(57)【要約】      （修正有）【課題】電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートとその作製方法を開示した。【解決手段】飽和状態の高吸水性樹脂をイオン導電コンクリートに混入させ、成型加工を行なって型抜きした後、基準環境に放置し養生を行い、養生が終了した後、導電コンクリートの本体を電解質溶液に含浸させ、その結果、電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの仕上げ物を完成する方法において、この製品は自分で内部の湿度環境を維持することができ、内部の自由イオンの数を保証し、電気抵抗が安定している。イオン導電コンクリートにとって、内部の水分の含有量はその導電性を決める重要な要素で、イオン導電コンクリートの中に飽和状態の高吸水性樹脂を混入し、イオン導電コンクリートの内部が乾燥する場合で自分で電解質溶液を放出し、その内部の含水量を保証し、イオン導電コンクリートに相対的に安定する抵抗率を与える。【選択図】図１
2018199611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの製造方法であって、飽和状態の高吸水性樹脂をイオン導電コンクリートに混入させ、成型加工を行なって型抜きした後、基準環境に放置し養生を行い、養生が終了した後、導電コンクリートの本体を電解質溶液に含浸させ、電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの完成品を完成させる方法において、
(1)イオン導電コンクリートにおける高吸水性樹脂に適用する混入量計算公式を確立するステップと、
混入量計算公式：
【数１】
2018199611.tif 000007
（但し、Msapは、位体積のコンクリートにおける乾燥状態の高吸水性樹脂の所要の用量（kg/m3）であり、
Mcは、位体積のコンクリートにおけるセメントの所要の用量（kg/m3）であり、
SCは、セメントの完全水和に生じる化学収縮であるが、経験により0.0064mL/gをとり、
αmaxは、セメントが予測の最大水和度であり、コンクリートの水セメント比は0.36より大きい場合は1を取り、イオン導電コンクリートは一般的なコンクリートにおける強度に対する要求と異なり、イオン導電コンクリートの導電性を保証するため、イオン導電コンクリートの水セメント比は0.4を取り、
βは、イオン導電コンクリートの内部において水和効果によりイオン産物が析出されるため内部の湿度環境に関して修正を行う修正係数であり、実験データによって1.13を取り、
Φsapは、高吸水性樹脂の吸水率であり、
公式：
【数２】
2018199611.tif 000008
によって計算され、msapは、乾燥状態の高吸水性樹脂材料の質量であり， mwsapは、吸水して飽和している場合の樹脂材料の質量であり、
MCsapは、高吸水性樹脂の飽和度であり、Φsapによって算出される。）
(2)質量の測りが終わった高吸水性樹脂材料を電解質溶液に含浸させ、十分に電解質溶液を吸収させて、飽和状態になってそれを取り出すステップと、
(3)コンクリートの本体材料の用量をC40コンクリートによって計算し確定し、イオン導電コンクリートは以降の実験においてさらに電解質溶液を吸収しなければならないため、基本的な配合に空気連行剤AE2型を入れ、空気連行剤の用量は0.13％〜0.16％であるステップと、
(4) 空気連行剤を水に溶かせ、水を除いてコンクリートの本体材料を攪拌機に投入し乾式的に攪拌し、そして空気連行剤の水溶液を入れて攪拌し、そして飽和状態の高吸水性樹脂材料を投入し攪拌するステップと、
(5)このように作成したセメントペーストを金型に投入し振搗きして、振搗きが終了した後、それに電極を没入させ、静置し、型抜きして、基準環境にそれを放置し養生を行うステップと、および
(6)養生が終了したイオン導電コンクリートブロックを電解質溶液内に67〜77時間含浸させ、その後それを取り出して、コンクリートの表面の水分を拭き干し、その表面に防水材料を塗布し、ステップ(2)、(6)における前記電解質溶液は5.6％FeSO4、又は4.8％CuSO4溶液であるステップと、を含み、
ステップ(4)における前記乾式的な攪拌の時間は50sec〜1minであり、ステップ(4) における前記攪拌の平均時間は1.5min〜2minであり、ステップ(5) における前記振搗きの時間は25sec〜30secであり、ステップ(5) における前記静置の時間は24時間〜28時間であり、ステップ(6) における前記防水材料はエポキシ樹脂であることを特徴とする前記電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート技術分野に属し、導電コンクリートの材料技術に関し、特に電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオン導電コンクリートは、電解質溶液を利用して導電材料として開発された新型の建築材料である。イオン導電コンクリートは良い導電性と通電気発熱性能を備え、路面と橋の融雪除氷、室内暖房などの分野に適用することが証明されている。イオン導電コンクリートの導電仕組みはコンクリート複合材料内部の自由イオンが電場の作用で一定方向の移動を行う。だから、イオン導電コンクリートの内部の自由イオンの数はイオン導電コンクリートの導電性を決めた。自由イオンは基本的にコンクリートの内部の自由水の量によって決められる。すでに実験によって証明されたのはコンクリートの内部の自由水が多ければ、コンクリート内部の自由イオンが多くその導電性がよくなる。周知であるようにコンクリート内部の水分はコンクリート内部の齢期の増加につれて徐々に減少している。コンクリートの内部の「湿潤」を保持することはイオン導電コンクリートを研究する難点の一つになっており、特にイオン導電コンクリートを鋳込んだ後どのように便利な手段でコンクリート内部の水分を増加し、その抵抗率の安定性を保持することはもっと困難な課題である。もしイオン導電コンクリートを撹拌する時にある材料を添加し、コンクリートの後続の使用過程においてコンクリートの内部の湿度が一定の程度に下がった時、この材料は水分を放出し、ずっとコンクリートの内部の十分な湿潤を保持し、イオン導電性コンクリートの抵抗率の長期の安定性を保証することができ、イオン導電コンクリートの実際の工事の応用に対して非常に重要な意義がある。
【０００３】
高吸水性樹脂(Super Absorbent Polymer，SAP)は新型の機能高分子材料である。それは自身より数百数千倍重量の水を吸収する高吸水機能を持ち、乾燥している環境で水を放出する率が85%以上に達して、理想的なイオン導電性モルタルを作製する吸水材料である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国特許出願公開第105330334号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の問題点に対して、本発明は電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの製造方法を提供し、このイオン導電コンクリートは自分で内部の湿度環境を改善し、コンクリートの内部の自由イオンの数を保証し、その導電性の長期的な安定を保証する。
【０００６】
本発明のもう一つの目的は電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの製造方法を提供することである。
【０００７】
本発明はイオン導電コンクリートが齢期の増加につれて、その自身の抵抗率がだんだん大きくなる問題に基づいて、自分で内部の湿度環境を保持し内部の自由イオンの数を保証し、これにより安定している抵抗率を持つイオン導電コンクリートを得ることを開示する。本発明はイオン導電コンクリートの配合割合を、高分子材料がセメントの中のミクロ容貌によってパラメーター計算を行う、特有の工事工芸に基づいて一定の飽和高吸水性樹脂(電解質溶液を含む)をコンクリートの中に加え、成型し型抜きされた後の標準環境保全に入れて（温度20±2℃、湿度98 %）、導電コンクリート基体を取り出して電解質溶液で一定の時間を浸漬し、最後にイオン導電コンクリートの完成品を得る。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの製造方法であって、具体的には下記の通りである。
【０００９】
飽和状態の高吸水性樹脂をイオン導電コンクリートに混入させ、成型加工を行なって型抜きした後、基準環境に放置し養生を行い、養生が終了した後、導電コンクリートの本体を電解質溶液に含浸させ、その結果、電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの仕上げ物を完成する方法において、前記電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの製造方法であって、具体的には、先行文献[Bentz D P,Lura P,Roberts J W.Mixture proportioning for internal curing[J],Concrete International,2005,27(2):35-40.]（以下、Bentz[1]という。）などの内メンテナンス材料パラメーターの計算方式に基づいて、高吸水性樹脂がイオン導電コンクリートの内部のミクロ容貌と結合し、同時にイオン導電コンクリートの内部が水和反応する過程に普通のコンクリートの収縮反応が発生するだけではなく、イオン材料の析出などの電気化学反応も発生することを考慮し、本発明はBentzなどの人が提出した公式に修正を行った。イオン導電コンクリートにおける高吸水性樹脂に適用する混入量計算式は下記の通りである。
【００１０】
【数１】
2018199611.tif 000003
【００１１】
Msapは、位体積のコンクリートにおける乾燥状態の高吸水性樹脂の所要の用量（kg/m3）である。
【００１２】
Mcは、位体積のコンクリートにおけるセメントの所要の用量（kg/m3）である。
【００１３】
SCは、セメントの完全水和に生じる化学収縮であるが、経験により0.0064mL/gをとる。
【００１４】
αmaxは、セメントが予測の最大水和度であり、コンクリートの水セメント比は0.36より大きい場合は1を取り、イオン導電コンクリートは一般的なコンクリートにおける強度に対する要求と異なり、イオン導電コンクリートの導電性を保証するため、イオン導電コンクリートの水セメント比は0.4を取る。
【００１５】
βは、イオン導電コンクリートの内部において水和効果によりイオン産物が析出されるため内部の湿度環境に関して修正を行う修正係数であり、実験データによって1.13を取る。
【００１６】
Φsapは、高吸水性樹脂の吸水率であり、試験のデータによって、高吸水性樹脂は5.6％FeSO4溶液に対する吸水率は34.7％で、4.8％CuSO4溶液に対する吸水率は36.2％で、もしそのほかの種類また濃度の電解質溶液を選んで用いる必要があれば、試験の結果に基づいて、
【数２】
2018199611.tif 000004
によって計算され、msap乾燥状態の高吸水性樹脂材料の質量であり，mwsap吸水して飽和している場合の樹脂材料の質量である。
【００１７】
MCsapは、高吸水性樹脂の飽和度であり、Φsapによって算出する。
【００１８】
(2) 質量の測りが終わった高吸水性樹脂材料を電解質溶液に含浸させ、十分に電解質溶液を吸収させて、飽和状態になってそれを取り出す。
【００１９】
(3) コンクリートの本体材料（セメント、水、標準砂、石）の用量をC40コンクリートによって計算し確定し、イオン導電コンクリートは以降の実験においてさらに電解質溶液を吸収しなければならないため、基本的な配合に空気連行剤AE2型を入れ、普通のコンクリートの通常の使用量は0 .01〜0.03%で、イオン導電コンクリートが電解質溶液を浸透する必要で、空気連行剤の用量は0.13％〜0.16％である。
【００２０】
(4) 空気連行剤を水に溶け、コンクリートのその他の基体材料（セメント、砂、石）を撹拌機に入ってかき混ぜて、そして空気連行剤の水溶液を入れて攪拌し、そして飽和状態の高吸水性樹脂材料を投入し攪拌する。
【００２１】
(5) このように作成したセメントペーストを金型に投入し振搗きして、振搗きが終了した後、それに電極を沒入し、静置し、型抜きして、標準環境メンテナンス28dに入る。
【００２２】
(6) 養生が終了したイオン導電コンクリートブロックを電解質溶液内に67〜77時間含浸させ、その後それを取り出して、コンクリートの表面の水分を拭き干し、その表面に防水材料を塗布する。
【００２３】
ステップ(2)、(6)における前記電解質溶液は5.6％FeSO4、又は4.8％CuSO4溶液であることと、を含み、或いはその他の種類の濃度の電解質溶液である。
【００２４】
ステップ(3)の中で述べた空気連行剤の使用量は0.15％を選ぶ。
【００２５】
ステップ(4)において、前記乾式的な攪拌の時間は50sec〜1minであり、1minを選ぶ。
【００２６】
前記攪拌の時間均1.5min〜2minであり、2minを選ぶ。
【００２７】
ステップ(5)において、前記振搗きの時間は25sec〜30secであり、30secを選ぶ。
【００２８】
前記静置の時間は24h〜28hであり、24hを選ぶ。
【００２９】
ステップ(6) において、前記浸漬する時間は72hを選ぶ。
【００３０】
ステップ(6) において、前記防水材料はエポキシ樹脂である。
【００３１】
電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの製造方法であって上記の作製方法を通じて得る。
【発明の効果】
【００３２】
本発明は既存の技術と比べ、以下の長所と効果がある。
【００３３】
周知であるように、コンクリートの水化時間は2年以上継続し、コンクリートの内部の水分は水化する過程で消耗される。イオン導電コンクリートにとって、内部の水分の含有量はその導電性を決める重要な要素で、イオン導電コンクリートの中に飽和状態の高吸水性樹脂を混入し、イオン導電コンクリートの内部が乾燥する場合で自分で電解質溶液を放出し、その内部の含水量を保証し、イオン導電コンクリートに相対的に安定する抵抗率を与える。このイオン導電コンクリートは普及の潜在力を持っている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
図１は本実施例の中で作製した自分で電解質溶液を放出するイオン導電コンクリートの抵抗率曲線グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明を更に詳しく説明するため、以下では図面および実施形態と結合して、説明する。しかし本発明の実施方式はこれに限らないである。
【００３６】
実施例1
【００３７】
電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの製造方法であって、具体的には下記の通りである。
【００３８】
Bentz[1]などの内メンテナンス材料パラメーターの計算方式に基づいて、高吸水性樹脂がイオン導電コンクリートの内部のミクロ容貌と結合し、同時にイオン導電コンクリートの内部が水和反応する過程に普通のコンクリートの収縮反応が発生するだけではなく、イオン材料の析出などの電気化学反応も発生することを考慮し、本発明はBentzなどの人が提出した公式に修正を行った。イオン導電コンクリートにおける高吸水性樹脂に適用する混入量計算式は下記の通りである。
【００３９】
【数３】
2018199611.tif 000005
【００４０】
Msapは、位体積のコンクリートにおける乾燥状態の高吸水性樹脂の所要の用量（kg/m3）である。
【００４１】
Mcは、位体積のコンクリートにおけるセメントの所要の用量（kg/m3）である。
【００４２】
SCは、セメントの完全水和に生じる化学収縮であるが、経験により0.0064mL/gをとる。
【００４３】
αmaxは、セメントが予測の最大水和度であり、コンクリートの水セメント比は0.36より大きい場合は1を取り、イオン導電コンクリートは一般的なコンクリートにおける強度に対する要求と異なり、イオン導電コンクリートの導電性を保証するため、イオン導電コンクリートの水セメント比は0.4を取る。
【００４４】
βは、イオン導電コンクリートの内部において水和効果によりイオン産物が析出されるため内部の湿度環境に関して修正を行う修正係数であり、実験データによって1.13を取る。
【００４５】
Φsapは、高吸水性樹脂の吸水率であり、実験のデータによって、高吸水性樹脂は5.6％FeSO4溶液に対する吸水率は34.7％である。
【００４６】
MCsapは、高吸水性樹脂の飽和度であり、Φsapによって算出する。
【００４７】
(2) 質量の測りが終わった高吸水性樹脂材料を5.6％FeSO4溶液に含浸させ、十分に電解質溶液を吸収させて、飽和状態になってそれを取り出す。
【００４８】
(3) コンクリートの本体材料（セメント、水、標準砂、石）の用量をC40コンクリートによって計算し確定し、AE2型空気連行剤を選択しパラメーターは0.15％である。
【００４９】
(4) 空気連行剤を水に溶け、コンクリートのその他の基体材料（セメント、砂、石）を撹拌機に入って1minをかき混ぜて、空気連行剤水溶液を入れて、2minをかき混ぜて、そして飽和状態の高吸水性樹脂材料を投入し攪拌することと、2minをかき混ぜる。
【００５０】
(5)  このように作成したセメントペーストを金型に投入し振搗きして、振搗きが終了した後、それに電極を沒入し、静置し、型抜きして、標準環境メンテナンス28dに入る。
【００５１】
(6)養生が終了したイオン導電コンクリートブロックを5.6％FeSO4溶液内に72h時間含浸させ、コンクリートの表面の水分を拭き干し、その表面で均等にエポキシ樹脂を塗って、試作品が作製された後、番号はSAPである。
【００５２】
(7)中国特許出願番号201510645019.6に開示のように、発明の名称「イオン導電コンクリートの作製工芸」で作製された普通のイオン導電コンクリートについて、その試作品番号はNSAPである。
【００５３】
両電極法を使ってそれぞれSAPとNSAPの電気抵抗率の変化を測定し、結果は図1と表1で示す。
【００５４】
表１は、SAPとNSAPの電気抵抗値の関係を示す。
【００５５】
【表１】
2018199611.tif 000006
【００５６】
注：表の中にSAPはSAPを混入するイオン導電コンクリートを指し、NSAPはSAPを混入しないイオン導電コンクリートを指す。
【００５７】
図1と表1から見ると、SAPを混入するイオン導電コンクリートはメンテナンスされた後に抵抗率が齢期の増加につれて変化が大きくなり安定に向かうが、SAPを混入しないイオン導電コンクリートの抵抗率の変化が大きく、齢期の増加につれて、依然として増加する傾向がある。このため、電解質溶液を放出できるイオン導電コンクリートは普及の潜在力を持っている。
【００５８】
前記実施形態は、本発明のかなり優れた実施方式であるが、これら実施形態を使用した目的は、本発明を説明するためであり、本発明を限定するのではない。本発明の原則と原理を違反しないことを前提に行った変更、修正、代替、簡略化は、全部同等の置換方式として取り扱うものとし、全部本発明の保護範囲に含まれる。
【図１】
2018199611.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月31日(2018.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの製造方法であって、飽和状態の高吸水性樹脂をイオン導電コンクリートに混入させ、成型加工を行なって型抜きした後、基準環境に放置し養生を行い、養生が終了した後、導電コンクリートの本体を電解質溶液に含浸させ、電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの完成品を完成させる方法において、
(1)イオン導電コンクリートにおける高吸水性樹脂に適用する混入量計算公式を確立するステップと、
混入量計算公式：
【数１】
2018199611.tif 000010
（但し、Msapは、位体積のコンクリートにおける乾燥状態の高吸水性樹脂の所要の用量（kg/m3）であり、
Mcは、位体積のコンクリートにおけるセメントの所要の用量（kg/m3）であり、
SCは、セメントの完全水和に生じる化学収縮であるが、経験により0.0064mL/gをとり、
αmaxは、セメントが予測の最大水和度であり、コンクリートの水セメント比は0.36より大きい場合は1を取り、イオン導電コンクリートは一般的なコンクリートにおける強度に対する要求と異なり、イオン導電コンクリートの導電性を保証するため、イオン導電コンクリートの水セメント比は0.4を取り、
βは、イオン導電コンクリートの内部において水和効果によりイオン産物が析出されるため内部の湿度環境に関して修正を行う修正係数であり、実験データによって1.13を取り、
Φsapは、高吸水性樹脂の吸水率であり、
公式：
【数２】
2018199611.tif 000011
によって計算され、msapは、乾燥状態の高吸水性樹脂材料の質量であり， mwsapは、吸水して飽和している場合の樹脂材料の質量であり、
MCsapは、高吸水性樹脂の飽和度であり、Φsapによって算出される。）
(2)質量の測りが終わった高吸水性樹脂材料を電解質溶液に含浸させ、十分に電解質溶液を吸収させて、飽和状態になってそれを取り出すステップと、
(3)コンクリートの本体材料の用量をC40コンクリートによって計算し確定し、イオン導電コンクリートは以降の実験においてさらに電解質溶液を吸収しなければならないため、基本的な配合に空気連行剤AE2型を入れ、空気連行剤の用量は0.13％〜0.16％であるステップと、
(4) 空気連行剤を水に溶かせ、水を除いてコンクリートの本体材料を攪拌機に投入し乾式的に攪拌し、そして空気連行剤の水溶液を入れて攪拌し、そして飽和状態の高吸水性樹脂材料を投入し攪拌するステップと、
(5)このように作成したセメントペーストを金型に投入し振とうして、振とうが終了した後、それに電極を没入させ、静置し、型抜きして、基準環境にそれを放置し養生を行うステップと、および
(6)養生が終了したイオン導電コンクリートブロックを電解質溶液内に67〜77時間含浸させ、その後それを取り出して、コンクリートの表面の水分を拭き干し、その表面に防水材料を塗布し、ステップ(2)、(6)における前記電解質溶液は5.6％FeSO4、又は4.8％CuSO4溶液であるステップと、を含み、
ステップ(4)における前記乾式的な攪拌の時間は50sec〜1minであり、ステップ(4) における前記攪拌の平均時間は1.5min〜2minであり、ステップ(5) における前記振とうの時間は25sec〜30secであり、ステップ(5) における前記静置の時間は24時間〜28時間であり、ステップ(6) における前記防水材料はエポキシ樹脂であることを特徴とする前記電解質溶液を自動的に放出するイオン導電コンクリートの製造方法。