专利摘要:

公开号:WO1991016275A1
申请号:PCT/JP1991/000550
申请日:1991-04-24
公开日:1991-10-31
发明作者:Yukuo Shinozaki;Mamoru Shinozaki;Hideo Fujinaka
申请人:Takenaka Corporation;
IPC主号:C04B28-00
专利说明:
[0001] /
[0002] 明 B 書 耐火被覆材 本 発 明 の 背 景
[0003] 発 明 の 分 野
[0004] 本発明は、 セメ ントをマトリックスとする耐火被覆材に関する。
[0005] 先 行 技 術 '
[0006] 一般に、 建築物は、 そのそれぞれの部分について建築基準法により一定の耐 性能が要求されている。
[0007] ところて、 耐火性能を向上するには、 従来、 鉄骨 折版天井等の構造体を 1¾ .'ノ' 被覆材で被覆することが行なわれている。
[0008] このような耐火被覆材としては、 従来、 コス トの面から口フクウールとセ に トとの混合物が多用されている。
[0009] このロックウールとセメントとの混合物からなる耐火被覆材は、 構造体の表面 に吹き付けられて使用される。
[0010] しかしながら、 このような耐火被覆材を使用して、 構造体 形成された耐火被 覆層は、 強度が小さく, 吸水率, 透湿係数が大き " 接着力が弱いため、 久.! に欠けるという問題があつた
[0011] 即ち、 ロックウール耐火被覆材を、 例えば、 鉄骨や折版天井等の構造体に吹 έ 付けることにより、 構造体の表面に耐火被覆層力く形成されるが、 この耐火被覆層 内部結露や吸水により剝離ゃ剥落を生じる虞があつ / C
[0012] また、 このようなロックゥール耐火被覆材は一応耐火基準を力リァして ί、る 、 現在ではより高い耐火性能が求められている t
[0013] 本 発 明 の 概 要
[0014] 本発明は上記のような問題点を解決するためになされたも て、 請求項 I記 の Fii火被覆材は耐火性能を大幅に向上する とがてきる耐火被覆材を提^ : とを目的とし、 請求項 2記載の耐火被覆材は、 耐火性能および耐久性を大幅 「π: 上する::とができる耐火被覆材を提供することを目的とする。 請求項 1記載の耐火被覆材は、 セメン ト 1 0 0重量部に対し、 石灰 5 へ 3 5 Ϊ-. 量部と、 石膏 5〜 3 5重量部と、 アルミノケィ酸ゲル 5〜 3 5重量き!:とを混合し てなるものである。
[0015] このような耐火被覆材は、 例えば、 従来と同じように ッカウールと混合して 水和させ、 これを、 例えば、 鉄骨, 折版天井等の構造体に吹き付けて使用され 。 構造体の表面に形成された耐火被覆層は、 石灰, 石膏: アルミノケィ酸ゲル C 水和反応によって、 2 4 H Z 0や 3 2 H 2 ◦等の高含水のカルシウムスルホアル ミネ一ト系の水和生成物が生成され、 これらの水和生成物力 Π熱時に発熱低減 ¾ 果が発揮する。
[0016] また、 石灰, 石膏, アルミノケィ酸ゲル自体も、 分子構造中に水分子を有する ので、 酎火被覆層が加熱される場合には発熱低減効果を発揮する; - 請求項 2記載の耐火被覆材は、 セメ ント 1 0 0重量部に対し、 ·石灰 5〜 3 5重 量部と、 石膏 5〜 3 5重量部と、 アルミノゲイ酸ゲル 5〜 3 5重量部とを混合し てなる粉体 1 0 0重量部に対し、 セラミックバルーン 5 0〜 3 0 0重量部と、 セ ラミックファイバー 1 0〜 4 0重量部と、 合成樹脂エマルショ ンの固形分換算 〜 2 0重量部とを混合してなるものである。
[0017] このような耐火被覆材は、 湿式施工や乾式施工により構造体に施工さ る。 即ち、 湿式施工による構造体への施工は、 粘性流動体の状態で、 例えば、 鉄骨 , 折版天井等の構造体に吹き付けたり、 コテ等により構造体に塗布したりして なわれる。 - また、 乾式施工による構造体への施工は、 例えば、 粘性流動体の耐火被覆材を 硬化させて、 成形板とし、 治具により固定したり、 接着剤等で貼着することによ り行なわれる。
[0018] そして、 このような耐火被覆材は、 上記したように.、 加熱時に石灰, 石膏, マ ルミノケィ酸ゲルが反応して生じる高舍水の水和生成物による発熱低减効果, 7;' 灰, 石膏, アルミノゲイ酸ゲルの個々の発熱低減効果によ ϋ、 鉄骨等の被覆材 耐火性能が大幅に向上する。
[0019] さらに、 このような耐火被覆材には、 セラミ ックバル一ン: セラ :; ■;·クファ ハーが舍まれ、 無機系の材料が多量に混入されているのて、 耐火性能のみ らず 断熱性能がさらに向上する。
[0020] また、 耐火被覆材には、 セラミックファイバ一, 合成樹脂エマルノヨンが混 :'. されているので、 構造体の表面に耐火被覆層を形成すると、 セラ ¾ :. 'クフアイ ' 一が補強材として効果を発揮し、 耐火被覆材の内部結合が強固になり、 構造 - - の付着時や加熱時に伴うひび割れの発生が有効に阻止される。 さら:こ、 合成福 エマルショ ンにより、 構造体への付着が良好となり、 構造体への付着時や加熱 の剥落が防止される。
[0021] さらに、 従来の耐火被覆材に比べ、 マトリックスが密実であり、 混合される七 ラミ 'ンクバルーンも完全独立気泡であるため、 吸水や透湿係数が小さくなり、 fj-; 火被覆層内の内部結露等の発生等が防止される。
[0022] そして、 耐火被覆層の強度, 接着力の向上、 透湿係数を低減することかで - また、 セラミックバルーンを混入したことにより軽量とすることができる。 さ に、 本耐火被覆材は、 従来のものに比べ強度が極めて大きく、 しかも表面を平 に仕上げることができる力、ら、 耐火被覆層自体をそのまま仕上げ面として使用し 、 あるいは、 耐火被覆層を下地として、 この上に直接塗装, 吹き付け. クロス貼 り, タイル貼り等の化粧仕上げを施すことができる。
[0023] 特に、 セラミックバルーンを少量混入すると、 耐火被覆層の表面が滑らか:二 り、 そのまま仕上げ面として使用することができる.。
[0024] ここで、 セメ ント 1 0 0重量部に対し、 石灰, 石膏. アルミノゲイ酸ゲルをそ れぞれ 5〜3 5重量部としたのは、 5重量部以下では耐火被覆材の加熱時にお る発熱低減効果が小さいからであり、 3 5重量部以上では、 構造体に形成され 耐火被覆層の強度が低下するからである。
[0025] また、 粉体 1 0 0重量部に対し、 セラミックバルーン 5 0〜3 0 0重量部と たのは、 5 0重量部以下では軽量性, 断熱性が期待できないからであり 3 0 重量部以上になると強度が低下するからである。 尚、 強度も大きく、 仕上 ^ 度も良好であるセラミソクバルーンの分量は 5 0重量部ぐらいが最良 ある: さらに、 粉体 1 0 0重量部に対し、 合成樹脂エマルショ ンの固形分換^ .〜- 0重量部としたのは、 5重量部以下では接着力が低下するからであり、 2 0重量 部以上では耐火性能が低下するからである。 また、 粉体 l 0 0重量部に対し、 セラミックファイバ一 1 0〜4 0重量部とし たのは、 1 0重量部以下では捕強効果があまり期待できないからてあり、 4 0重 量部以上では、 逆に、 マトリックスとなるセメントの結合力、 即ち、 いつゆるノ' イ ンダー効果が小さくなり、 脆くなるためである。
[0026] 図 面 の 簡 単 な 説 明
[0027] 第 1図は本発明の耐火被覆材を硬化して形成された耐火被覆板の耐火試験の結 果を示すグラフである。
[0028] 第 2図は耐火試験における耐火被覆板の測温位置を示す説明図である
[0029] 本発明を実施するための最良の形態
[0030] 以下、 本発明の実施例について説明する。
[0031] 実施例 1 . . . .
[0032] 本発明の耐火被覆材は、 先ず、 早強ポルトランドセメ ント 1 0 0重量部に対し 、 石灰 1 4 . 3重量部と、 石青 1 4 . 3重量部と、 アルミノケィ酸ゲル 1 4 . 3 重量部とを混合して粉体力製造される。
[0033] 次に、 この粉体 1 0 0重量部に対して、 セラミックバルーン 2 0 0重量部と、 セラミックファイバー 3 3 . 3重量部と、 エチレン酢酸ビニル系エマルシヨ ン ( 固形分濃度 9 %) の固形分換算 1 5重量部と、 微量の増粘剤. 消泡剤を加え、 沮 合混練して製造される。
[0034] アルミノケィ酸ゲルは、 例えば、 ァロフヱン等の火山灰とされる。
[0035] セラミックファイバ一は、 例えば、 織維長さ約 6 mmとされている c
[0036] セラミックバル一ンの粒径は、 例えば、 5〜 2 0 0〃 mとされており、 比重は 0 . 3〜0 . 7とされている。
[0037] また、 増粘剤は、 例えば、 メチルセルローズ, ポリビュルアルコール, ヒ ド キシェチルセル口一ズ等の水溶性高分子化合物とされている。
[0038] このようにして形成された耐火被覆材を硬化させて性能試験をした結果、 曲: 強度が 1 4 . 4 kgf/cm 圧縮強度 3 0 . 1 kgf/cm. 比重 0 . 5 5であつた。
[0039] 実施例 2
[0040] 早強ポルトランドセメント 1 0 0重量部に対し、 石灰 2 7 . 3重量部と、 石膏 2マ. 3重量部と、 アルミノケィ酸ゲル 2 3重量部とを混合して粉体が製造 される c
[0041] この粉体 1 0 0重量部に対して、 セラミ ックバル一ン 1 0 0重量部と.. セ ベ ックファイバ一 1 6 . 7重量部と、 エチレン酢酸ビュル系エマルシヨ ン (固形 濃度 9 % ) の固形分換算 7 . 5重量部と、 微量の水溶性樹脂を加え、 混合混練 L て製造される。
[0042] このようにして形成された耐火被覆材を硬化させて性能試験をした結果、 曲 強度が 2 3 . 3 kgf/cm. 圧縮強度 6 2 . 4 kgf/cm 比重 0 . 6 5であつた- この実施例 2について、 J I S— A— 1 3 0 4の 「建築構造部分の耐火試験方 法」 に準ずる加熱試験を行なった。 この結果を、 第 1図に示す。
[0043] 図において、 縦軸は温度 (て) を示し、 横軸は経過時間 (分) を表している.—. また、 実線は ¾Π熱温度、 一点鎖線は本発明の耐火被覆材を硬化した酎火被覆板 の加熱面から 2 0難、 即ち、 第 2図に示す耐火被覆板 1 1の Α地点での内部温度 、 二点鎮線は耐火被覆板 1 1の加熱面から 3 O mni. 即ち、 第 2図に耐火被覆板 1 1の B地点での内部温度、 破線は従来品 (建設省認定品) の無機織維混入珪酸カ ルシゥム板 ( 1号品) の加熱面から 2 0讓の内部温度を示している。
[0044] 従来品である無機織維混入珪酸カルシウム板の性質は、 比重 0 . 4以上, 曲げ 強度 2 5 kgf 圧縮強度 3 O kgi/'ΟΏ2である。
[0045] 耐火被覆板 1 1の形状寸法は、 板厚 4 O mm、 幅および長さ 5 0 O mmである。 二 のような耐火被覆板 1 1を、 加熱装置 (幅奥行き 3 0 0删.. 深さ 5 0 0 m m-i :都市ガス) の上部へ水平に設置し、 1時間以上加熱した。
[0046] この結果、 第 1図から分かるように、 本発明の耐火被覆材を硬化した耐火被覆 板 1 1は、 6 0分経過時に、 許容鐧材温度 (最高 4 5 O 'C , 平均 3 5 0て) を下 画っている。 尚、 無機繊維混入珪酸カルシウム板の場合には、 6 0分経過時に-. 最高許容鋼材温度 (4 5 0て) は下回っている力 平均許容鐧材温度 (3 5 0て ) を上回っている。
[0047] また、 耐火被覆板 1 1の加熱面から 3 0卿、 即ち、 B地点での内部温度は. 0分経過時に、 間仕切壁の許容裏面温度 2 6 0てを下回っている
[0048] そして、 従来品の無機織維混入珪酸カルシウム板と比較すると、 内部温度の上 异速度が緩やかであり、 最高許容鋼材温度 4 5 Ο ΐ . 平均許容飼材温度 3 O t /
[0049] , 許容裏面温度 2 6 O 'Cに達するまでの経過時間が大幅に延長されているため、 本発明の耐火被覆材を使用した耐火被覆板 1 1 ©方が、 耐火性能が優れているこ とが分かる。
[0050] また、 耐火被覆板 1 1の A地点での内部温度と、 B地点での内部温度を比較す ると、 A地点よりも B地点での内部温度の上昇速度が極めて緩やかであることか ら、 本発明の耐火被覆材は厚くなる程、 耐火性能が向上することが分かる。
[0051] 尚、 セメ ント 1 0 0重量部に対し、 石灰 5〜3 5重量部、 石膏 5〜3 5重量部 、 アルミノケィ酸ゲル 5〜 3 5重量部の範囲内で各材料の使用量を変更しても、 上記実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。
[0052] また、 セメ ント 1 0 0重量部に対し、 石灰 5〜3 5重量部、 石膏 5〜3 5重舊 部、 アルミノゲイ酸ゲル 5〜3 5重量部を混合してなる粉体 1 0 0重量部に対し 、 セラミックバル一ン 5 0〜 3 0 0重量部、 セラミックファイバ一 0〜 4 0重 量部、 合成樹脂エマルショ ンの固形分換算 5〜2 0重量部の範囲内で各材料の使 用量を変更しても、 上記実施例とほぼ同様の効果を得ることができる。 この場合 に、 各種材料の割合を変更することにより、 強度や仕上げ面の状態等を変化させ ることができ、 目的に対応した耐火性能や強度や仕上げ面を備えた耐火被覆材を 得ることができる。
[0053] さらに、 上記実施例では、 微量の増粘剤や消泡剤等を添加した例について説明 した力 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、 増粘剤や消泡剤等添加 しなくても、 また、 必要に応じて他の材料も添加しても、 上記実施例とほほ同様 の効果を得ることができる。
[0054] 産業上 の 利 用 可能性
[0055] 請求項 1記載の耐火被覆材は、 セメ ント 1 0 0重量部に対し、 石灰 5〜3 5重 量部と、 石脊 5〜3 5重量部と、 アルミノケィ酸ゲル 5〜3 5重量部とを混合し たのて、 耐火性能を大幅に向上することができる。
[0056] 即ち、 このような耐火被覆材は、 例えば、 従来と同じようにロックウールと 合して水和させ、 これを構造体に吹き付けて使用される。
[0057] 構造体の表面に形成された耐火被層層は、 石灰, 石膏. アルミノケィ酸ゲル ( ·. 水和反応によって 2 4 Η Ζ 0や 3 2 Η 2 0等の高舍水の力ルシゥ厶スルホァル ネート系の水和生成物が生成され、 これらの水和生成物が加熱時に発熱低減効果 を発揮し、 また、 石灰, 石膏, アルミノケィ酸ゲル自体も、 分子構造中に水分子 を有するので、 耐火被覆層が加熱される場合には、 発熱低減効果が発揮され、 鉄 骨等の被覆材の耐火性能を大幅に向上することができる
[0058] 請求項 2記載の耐火被覆材は、 セメント 1 0 0重量部に対し、 石灰 5 ~ 3 5重 量部と、 石裔 5〜3 5重量部と、 アルミノケィ酸ゲル 5〜3 5重量部とを混合し てなる粉体 1 0 0重量部に対し、 セラミックバル一ン 5 0〜 3 0 0重量部と、 セ ラミックファイバー 1 0〜4 0重量部と、 合成樹脂エマルションの固形分換算 5 〜2 0重量部とを混合したので、 耐火性能および耐久性を大幅に向上することが できる。
[0059] 即ち、 石灰, 石胥, アルミノケィ酸ゲルを混入したので、 水和反応によ て生' じた高舍水の水和生成物の加熱時における発熱低減効果, および、 個々の発熱低 減効果により、 鉄骨等の被覆材の耐火性能力く大幅に向上する。 'また、 セラミック バルーン, セラミックファイバ一が混入され、 無機系の材料を多量に舍有してい るので、 耐火性能および断熱性能を向上することができる。
[0060] さらに、 セラミックファイバー, 合成樹脂エマルシヨンを舍有しているのて、 セラミックフアイバーが補強材として効果を発揮し、 耐火被覆材の内部結合が強 固になり、 構造体への付着時や加熱時に伴うひび割れの発生を有効に阻止する二 とができる。 また、 合成樹脂エマルシヨンにより、 構造体への付着が良好とな 、 構造体への付着時や加熱時の剝落を確実に防止することができる。
[0061] さらに、 従来の耐火被覆材に比べ、 マトリックス力、'密実であり、 混合されるセ ラミックバルーンも完全独立気泡であるため、 吸水や透湿係数が小さくなり、 耐 火被覆層内に生ずる内部結露等が防止され、 耐火被覆層の剥落を確実に防止する ことができる。
[0062] また、 本発明の耐火被覆材の強度は、 圧縮強度で 3 0〜7 0 kgf/cii, 引っ張-' ' 強度で 1 O kgf /cii以上、 また、 吸水率は 2 0〜3 0 %程度である- これに対して、 一般に使用されるロックウール耐火被覆材は、 その材料構成 、 いわゆるバインダー効果を生ずるセメント量に対して、 口ックウールの割合力 多いため、 パサパザの状態に近く、 圧縮強度, 引っ張り強度いずれも 1 kgf /cirlレ' 下、 吸水率も飽和の状態まで吸水する程大きい。 透湿抵抗も殆ど期待でき い このように、 本発明の耐火被覆材は、 耐火被覆層の強度, 接着力の向上. 透湿 係数を低減することができ、 また、 セラミックバルーンを混入したことにより軽 量とすることができる。 このため、 耐火被覆層自体をそのまま仕上げ面として使 用し、 あるいは、 耐火被覆層を下地として、 この上に直接塗装, 吹き付 , ク ス貼り, タィル貼り等の化驻仕上げを施すことができる c
[0063] 特に、 セラミックバルーンを少量混入すると、 耐火被覆層 ο表面が滑らかに り、 そのまま仕上げ面として使用することができる。 ―
权利要求:
Claims
(1) セメ ント 1 0 0重量部に対し、 石灰 5〜3 5重量部と、 石膏 5〜3 5重量部 と、 アルミノケィ酸ゲル 5〜 3 5重量部とを混合してなることを特徴とする耐リ: 被覆材。
(2) セメント 1 0 0重量部に対し、 石灰 5〜3 5重量部と、 石青 5〜3 5重量部 と、 アルミノケィ酸ゲル 5〜3 5重量部とを混合してなる粉体 1 0 0重量部に し、 セラミ ックバル一ン 5 0〜 3 0 0重量部と、 セラミ ックフアイバ一 1 0〜 4 0重量部と、 合成樹脂エマル請ショ ンの固形分換算 5〜2 0重量部とを混合してな ることを特徴とする耐火被覆材。
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