JP2583186B2 - ケイ酸カルシウム質成形体およびその製造法 - Google Patents
ケイ酸カルシウム質成形体およびその製造法Info
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Description
使用される耐火性ケイ酸カルシウム質成形体およびその
製造法に関するものである。
性等、火災に対する何らかの抵抗性が必要な場所に使わ
れるものの一つにケイ酸カルシウム成形体がある。ケイ
酸カルシウム成形体は、壁材、屋根材、天井材、床材等
の形で使われるほか、鉄骨建築における鉄骨の耐火性を
確保するための、耐火被覆材としても有用である。
本質的に吸湿性が強く、建築物に使用されている状態で
の含水率は通常10%程度である。そして、含水率が比
較的高い状態にあるとき、火災に遭遇すると、含有する
水分が急激に気化することによる破壊・水蒸気破裂を起
こす。また、水蒸気破裂を起こさないまでも、750℃
以上の高温になると大きな収縮を起こし、それにともな
い亀裂や部分的剥落を生じる。
急上昇によりケイ酸カルシウム成形体内部で急激に発生
した水蒸気の逃げ道がないために生じるものであり、ケ
イ酸カルシウム成形体の通気率を高くして水蒸気の逃げ
道を確保すれば水蒸気破裂は回避されることがわかっ
た。すなわち、通常のトバモライト質ケイ酸カルシウム
成形体の場合、通気率が約1.5×10-5ml・cm/sec・cm2
・cmH2O 以上であれば、含水率10%程度のものを耐火
試験に付しても水蒸気破裂はほとんど生じないことが確
認された。
シウム成形体を製造することは、たとえば充填材の種類
や混入率、さらには成形条件等を考慮すれば可能であ
り、それほど困難な問題ではない。しかしながら、単に
通気率の高い多孔質の構造にしただけではケイ酸カルシ
ウム成形体は強度が不足し、多くの場合、実用にならな
い。したがって、通気率を高くすることによってケイ酸
カルシウム成形体の耐火性を向上させるためには、実用
上必要な強度を確保しながら通気率を高くする方法が見
いだされなければならない。
料、石灰原料、補強用繊維および充填材を水と混合して
脱水成形し、得られた成形物をオートクレーブ中でトバ
モライト生成条件下に加熱処理してケイ酸原料と石灰原
料からトバモライトを生成させるケイ酸カルシウム成形
体の製造法において、ケイ酸原料の全部または一部にケ
イ石を用い且つ全成形原料に対して10〜50重量%に
なる量の2水石膏を成形原料に添加することを特徴とす
る本発明により解決された。
得られる高性能ケイ酸カルシウム質成形体、すなわちト
バモライト質のマトリックス中にII型無水石膏を含有し
且つ通気率が1.5×10-5ml・cm/sec・cm2・cmH2O以上、
曲げ強度が80kgf/cm2以上であることを特徴とするケ
イ酸カルシウム質成形体を提供するものである。
造法において、添加された2水石膏は、成形物がオート
クレーブ処理されてケイ酸原料と石灰原料が反応しトバ
モライトを生成する過程で、II型無水石膏に変化する
(2水石膏は飽和水蒸気下でも約135℃以上の温度に
加熱されるとII型無水石膏に変化する。この反応を生じ
させるのに必要な時間は加熱温度によって異なるが、ケ
イ酸原料と石灰原料からトバモライトを十分に生成させ
るのに必要な温度・時間条件よりは温和な条件でよいの
で、トバモライトが生成するまでに無水石膏化は完了す
る。)。
するとき、約40%の体積減少を起こす。この変化がト
バモライト質マトリックスの生成と並行して生じること
により、オートクレーブ処理を終わって得られる製品に
は、均一に分散した無水石膏粒子に沿って微細な気孔が
形成されている。上述のようにして形成される微細気孔
は、石膏の体積減少とは無関係にも形成される微細気孔
と共に通気経路となるので、前述のような大きな通気率
を示す製品が得られることになる(このような効果は、
成形原料に無水石膏を添加したのでは全く期待できな
い。)。
ある場合は、最終製品に残るII型無水石膏も針状結晶に
なる。針状結晶の体積収縮は細長い気孔を形成させ、細
長い気孔は別の気孔と連なって連通気孔を形成し易いか
ら、針状結晶2水石膏を使用することは製品の通気率を
高くするのに有利である。針状結晶の2水石膏から形成
される針状結晶II型無水石膏はまた、その針状の形状に
基づき、ケイ酸カルシウム質マトリックスの収縮を阻止
する作用があり、ケイ酸カルシウム成形体が1000℃
を超えるような高温に加熱されたときの収縮を小さくす
る。
イオンはオートクレーブ処理においてケイ酸カルシウム
水和物結晶の生成に好影響を与え、加熱収縮率の小さい
ケイ酸カルシウム質マトリックスを与える。上述のよう
な石膏の作用に基づき、本発明の製造法によれば製品の
物性を著しく低下させることなしに通気率を高くし、耐
火性の良いケイ酸カルシウム成形体を製造することがで
きる。
少なくとも一部がケイ石でなければならない。使用する
ケイ酸原料がこのように制限される理由は、前記2水石
膏からII型無水石膏への変化が、ケイ石を用いた場合に
最も容易に進行するからである。他のケイ酸原料は石膏
の無水化を遅らせることがあり、特にフェロシリコンダ
ストはそれが著しい。石膏の無水化にあまり悪影響がな
くケイ石と併用可能なケイ酸原料の例としては、珪藻土
がある。
限されるものではなく、石灰原料としては消石灰、生石
灰、ポルトランドセメント等、補強用繊維としてはパル
プ、耐アルカリ性ガラス繊維、炭素繊維、有機合成繊維
(たとえばポリプロピレン繊維、アラミド繊維)等、充
填材としてはワラストナイト、炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、タルク等、ケイ酸カルシウム成形体の製造
に通常使用されるものをいずれも使用することができ
る。
の理由により針状結晶であるものが好ましいが、不定形
の粉末を使用してもよい。その添加量は、2水石膏を含
む全成形原料に対して10〜50重量%程度になるよう
にする。50重量%を超える多量を添加するのは、強度
を低下させる悪影響が顕著になるので望ましくない。特
に好ましい添加率は20〜30重量%である。
ウム成形体製造の常法に従い多量の水と共に混合し、得
られたスラリー状混合物を抄造法またはプレス成形法に
より脱水成形する。得られた成形物は、オートクレーブ
中で加熱処理してケイ酸原料と石灰原料からトバモライ
トを生成させると共に2水石膏をII型無水石膏に変換す
る。この処理に必要な温度は約165〜200℃、時間
は約3〜20時間である。
から取り出して熱風で乾燥する。本発明によるケイ酸カ
ルシウム質成形体は、その優れた耐火性を生かして鉄骨
ビル建築における鉄骨被覆材として使用するほか、各種
建造物における壁材、屋根材、天井材、床材等に使用す
ることができる。
ケイ酸カルシウム成形体を製造した。また、比較例とし
て、表2記載の原料配合によるケイ酸カルシウム成形体
の製造を行なった。製造条件は下記のとおりである。 成形:常法に従い丸網抄造機で抄造して、8層積層(合
計厚さ8mm)のグリーンシートを得る。 オートクレーブ処理 条件A:180℃×10時間 条件B:165℃×10時間 乾燥:オートクレーブ処理終了後、温度が100℃に下
がったあとオートクレーブから取り出し、105℃の熱
風で乾燥する。
さの測定、石膏の状態の確認、および下記の方法による
特性試験を行なった。なお、石膏の状態確認はX線回折
および走査型電子顕微鏡観察により行なった。 通気率の測定:BS1902 Part1A 耐火性の評価:含水率を7%に調整した試料を900mm
角に細断し、軽量鉄骨にビス留めして耐火試験炉に取付
ける。その後、BS476.Part20に準じて556℃まで
5分、821℃まで30分、1050℃まで120分を
費やして昇温する。この加熱による水蒸気破裂および亀
裂発生の有無を調べる。 加熱による寸法変化:幅5mm、長さ20mmの試料を上記
耐火性試験の場合と同じ昇温条件で加熱し、1000℃
に達したときの長さ方向の寸法変化を測定する(TMA
による)。
った。
を招くことなしにケイ酸カルシウム成形体の通気率を高
くし、耐火性に優れたものを提供することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 トバモライト質のマトリックス中にII型
無水石膏を含有し、通気率が1.5×10-5 ml・cm/sec・
cm2・cmH2O 以上、曲げ強さが80kgf/cm2以上であるこ
とを特徴とするケイ酸カルシウム質成形体。 - 【請求項2】 II型無水石膏が針状結晶のものである請
求項1記載のケイ酸カルシウム成形体質成形体。 - 【請求項3】 ケイ酸原料、石灰原料、補強用繊維およ
び充填材を水と混合して脱水成形し、得られた成形物を
オートクレーブ中でトバモライト生成条件下に加熱処理
してケイ酸原料と石灰原料からトバモライトを生成させ
るケイ酸カルシウム質耐火断熱材の製造法において、ケ
イ酸原料の全部または一部にケイ石を用い且つ全成形原
料に対して10〜50重量%になる量の2水石膏を成形
原料に添加することを特徴とするケイ酸カルシウム質成
形体の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9378093A JP2583186B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | ケイ酸カルシウム質成形体およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9378093A JP2583186B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | ケイ酸カルシウム質成形体およびその製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06305807A JPH06305807A (ja) | 1994-11-01 |
JP2583186B2 true JP2583186B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=14091938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9378093A Expired - Lifetime JP2583186B2 (ja) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | ケイ酸カルシウム質成形体およびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2583186B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001226166A (ja) * | 2000-02-15 | 2001-08-21 | Nichias Corp | 珪酸カルシウム質成形板 |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP9378093A patent/JP2583186B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06305807A (ja) | 1994-11-01 |
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