JPS6252187A

JPS6252187A - 建材用組成物及び建材成形体

Info

Publication number: JPS6252187A
Application number: JP19186985A
Authority: JP
Inventors: 稔沢出
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1985-09-02
Filing date: 1985-09-02
Publication date: 1987-03-06
Anticipated expiration: 2005-09-02
Also published as: JPH0228551B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は建材用組成物、特に耐火、断熱性、遮音性、耐
衝撃性等に優れた建材用組成物及び建材成形体に関する
。

（従来の技術）近年、建築物の軽量化、耐震化、耐火炎化等のニーズに
応えて、各種改良建材用組成物が開発されている。

旧来の木材は、比較的軽量ではあっても可燃性であり、
コンクリートは、強度が高（不燃性であっても重量が大
きく、もろ（て可撓性が熊１１゜そこで、改良された建
材用Ａ［Ｌ或物として、例えば建材製品の軽量化のため
には、有機発泡性接着剤、無磯質発泡材（例えば発泡コ
ンク１７−）、ノ＜−ライト、バーミキエライ））を、
耐火炎化のためには、無代質耐火性粉粒体あるいは無機
質結合材を、可撓化のためには、有機軟質高分子樹脂や
柔軟性繊維を、それぞれ配合使用して上記使用目的の達
成を図っている。

（発明が解決しようとする問題点）前記のごとく、各種使用目的に沿って材料の改善が図ら
れているが、未だに建材として望まれる多くの特性を充
足した材料の製造はなされていない。その理由としては
、例えば無機質材料と有機質材料の物性の根本的相異の
問題があり、耐火性や強度を増強しようとして無機質材
料を選択すれば、軽量化や可撓化が望めず、軽量化や可
撓化を向上しようとして有機質材料を選択すれば、耐火
性や強度の増強は望めない、といった技術常識的矛盾の
存在が挙げられる。

しかしながら、多くの研究の結果、無機質材料であって
も、それを発泡化することによって軽量化したり、石綿
のごとき柔軟性無機質繊維を配合することによって可視
性を付与したりして、充分とは言えないまでもかなり優
良な建材用組成物が提供されつつある。

（問題点を解決するための手段）本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、建材
用組成物として望まれる多くの特性を兼ね備えた建材用
組成物を提供しようとするものである。　すなわち、本
発明者は１２．念研究の結果、軽量で、耐火、断熱性、
可撓性、遮音性、耐衝撃性、耐震性、耐薬品性、耐久性
等の多くの必要特性に優れた建材用組成物を開発したの
であって、それはセメント及び骨材に対し、生コークス
、鱗状マイカ、ほう砂及び有機接着剤を特定比で配合し
たもの、あるいはこれらに加えて更に各種釉薬を特定量
又は特定成層構造で配合、充填して成形したものである
。

本発明は、（１）セメント２０〜６５重量部及び骨材８
０〜３５重量部よりなる混合物の総量１００重量部に対
し、生コークス４．５〜１４重量部、鱗片状マイカ４゜
５〜９重量部、ほう砂５〜１５ｆｉ量部及び有機接着剤
２０〜４５重量部とを配合してなることを特徴とする建
材用組成物、（２）セメント２０〜６５重量部及び骨材
８０〜３５重量部よりなる混合物の総量１００重量部に
灯し、生コークス４．５〜１４重量部、鱗片状マイカ４
゜５〜９重量部、ほう砂５〜１５重量部及び有機接着剤
５〜３０重量部、更に低熔融点釉薬、中熔融点釉薬及び
高熔融点釉薬からなる釉薬合量５〜３０重量部とを配合
してなることを特徴とする建材用組成物及び（３）セメ
ント２０〜６５重量部及び骨材８０〜３５重量部よりな
る混合物の総量１００重量部に対し、生コークス４．５
〜１４重量部、鱗片状マイカ４．５〜９重量部、ほう砂
５〜１５重量部及び有機接着剤５〜１４重量部更に低熔
融点釉薬、中熔融点釉薬及び高熔融点釉薬からなる釉薬
合量５〜３０重量部とを配合した建材用組成物より成形
された建材成形体であって、それら釉薬は外層から内層
にかけて順次低熔融点釉薬、中熔融点釉薬、高熔融点釉
薬と壁状に配列ｅ、層して設けＣ）れていることを特徴
とする建材成形体、である。

上記組成において、セメントとしては市販のアルミナセ
メント、ボルトランドセメント等種々のセメントが用い
られ、骨材としては、珪砂、方解石、大理石、７ライア
ノシ二等を、生コークスには２５０℃以上の高温時に熱
分解重縮合が起きて光学的異方性の液晶メンフェースを
生成するピンチコークス、タールピッチ、直留残渣油等
を、鱗片状マイカには黒雲母、白雲母等の偏平な雲母を
、ほう妙には５水和物、１０水和物等の結晶粉末を、有
機発泡性接着剤にはインシアネート系、ウレタン系等の
もの（自己発泡性のものがよい）等を、そして釉薬には
比較的高熔融点の釉薬、普通の熔融点の釉薬、及びはっ
酸鉛系、タリウムほう酸鉛系、リン酸塩系等の熔融温度
の低いものが用いられる。

上記組成物を建材とするには、適当５１の水を添加、混
練して適宜形状物とした後、乾燥工程を経て製品となる
のであるが、水の添加量は建材の使用形態により、例え
ば充填用に用いる際には可塑性の良好なものとするため
比較的多い目に、また璧パネル材を工場生産する際には
密度、乾燥性の向上を図るため、最小限度量に選択調整
するが、通常は上記組成物１００重量部に対し１６〜３
０重量部添加する。

セメントは製品建材の結合材として高強度化に寄与する
ほか、火炎加熱を受けた際に耐火材として作用する６そ
して、特にセメントとしてアルミナセメントを使用する
と、流し込み成形体の均一、微細な発泡化が増進され、
可撓性があり強度の高い製品建材が得られ、そして製品
建材の耐火性が上昇する。　更に生コークス（ピッチコ
ークス）は２５０℃以上の非酸化性雰囲気において、耐
火性で高温強度の高いメンフェース結晶構造の炭素質物
を生成し、組成物組織中へ浸透して組成物全体を耐火性
で高強度のらのとする働きがある。

鱗片状マイカは本末その厚さ方向には伝熱性が低いもの
であるため、建材面外部より急蹟な加熱を受けても、建
材組成物中に建材面に沿って層状に配列された鱗状マイ
カがその熱を建材内部へ多（は伝熱せず、建材内部を保
護するものである。

ほう妙の添加は、ほう砂が５あるいは１０水和物を形成
して多量の結晶水を保有していることがら、温度が１０
０°Ｃ以上になるとその結晶水の放出による、吸熱反応
と放出水とにより建材用組成物の燃焼を阻止し、更に高
温度上昇時にはアルミナ、珪石、石灰、鱗片状マイカ等
の黒磯Ｆｆｌ成分と反応してプラス組成物を生成し、結
合剤あるいは高熱遮断材を形成する。

骨材として石灰石を用いると、昇温環境下におかれた場
合、熱分解してＣ０２ｗスを発生し、気泡内の０２含有
率を低下させるので建材用組成物中に残留して難燃性向
上に寄与するとともに生コークスがメソ７エースとなる
のを助長する。

有機発泡性接着剤としては、イソシアネート系、ウレタ
ン系、エポキシ系のものなどが用いられ、建材製品を多
孔質軽量化する役割を果たす。これらは該建材用組成物
製造時及び通常温度における建材製品において、各組成
物成分相互の接着、形状保持剤として、更に製品の可視
化剤として作用する。　更に発泡剤として例えばポリシ
ロサン系の自己発泡性のものを用いてもよい。

本発明で使用される前記インシアネート系のものの具体
例を挙げると、それらは、トリレンツイソシアネート、
ノフェニルジイソシアネート、フェニレンノイソシアネ
ート、ノフェニールメタンジイソシアネート、水添加ト
リレンツイソシアネート、水添加ノフェニルメタンノイ
ソシアネート、ヘキサメチレンジインシアネート、キシ
リレンノイソシアネートなどのツインシアネート化合物
や上記ツインシアネート化合物とポリエステルポリオー
ル、ポリエーテルポリオール、アクリルポリオール、エ
ポキシポリオール、ひまし油などのポリオールをＮＣ○
基がＯＨ基に対して過剰な割合で反応させて得られる末
端にＮＧＯ基を有するポリイソシアネート化合物、であ
る。

釉薬としては、１種類のものを使用するのではなく、比
較的高熔融点のもの、普通熔融点のもの及び低熔融点の
ものというように、数種の熔融点のものが組み合わせ使
用される。低熔融点のらのとしては例えば、Ｐ　ｂｏ　
　Ｂ　ｘｏ　ｘ系、Ｂ−０−Ｉ’ｈ〇−Ｔ　ｂｏ系、Ｎ
　ａｏ　−Ｐ　２０　ｓ系、ｐ　２ｏ　ｓ−ｐ　ｂ。

系、Ｎａ〇−Ｐ２０５ＳＩＯ□系のものあるいはゼーデ
ル錐組成の各種融点のもの等のものを選択、使用するこ
とができる。

この低熔融点釉薬は、建材成形体製品が火災等により加
熱された際に、まず前記ほう砂が１００〜２００℃では
その結晶水を放出して耐火（防人）作用を発揮した後、
２００°Ｃ以上になったときに耐火作用を果たすことに
なるものである。なお、他の配合成分の中にも釉薬とし
て作用させることのできるものもあり、例えばほう砂は
無水物が７４０℃付近で熔融してガラスとなるのでその
温度での耐火ズ由薬として作用させることができる。

梓通熔融点、高熔融点の釉薬としては、周知のほうろう
釉薬、陶磁器釉薬等の中から適宜に選択、使用すればよ
い。

釉薬の使用は、各種熔融点の釉薬粉末、例えば、４００
．６００，８００、°Ｃのものを用意し、これらを同時
に建材用組成物中に混和して行う。この場合、外部から
の加熱に対しては、例えば４００°Ｃ程度の加熱に対し
ては熔融点４００’Ｃの釉薬が熔融してガラス膜を形成
し、６００°Ｃ程度の加熱に対しては熔融点６００°Ｃ
の釉薬によりグラス膜を形成することによって、外熱か
ら内部を保護する。

他の例としては、第２図（１）図示のごとく製品の外側
層（加熱面）から内側層へ順次に４００’Ｃ（図示符号
Δ）、６００’Ｃ（図示符号Ｂ　）、８００℃（図示符
号Ｃ）のものと配列成層して形成する。こうすることに
より、加熱面温度が上昇した場合、各段階温度毎にそれ
ぞれの熔融点軸薬が熔融されて熔融ガラス膜層を生成し
、それによって幾重ものガラス膜バリアーを設けたよう
にして、建材用組成物の内部を高熱から遮断するのであ
る。

このため、該建材用組成物は外部高温熱から内部を保護
する効果が非常に太き（、耐火、断熱性の優れた製品を
提供することができる。

また第２図（２）図示のごとく、製品建材の表面から内
層中心へ向けて、Ａ　−Ｂ　−Ｃ−Ｂ−八と中心部が高
熔融点軸薬になるように配列成層することもでき、これ
は戸境壁として使用すると好適である。

次に、本発明における、組成物の配合組成比の限定理由
について説明する。

セメント及び骨材については、両者総量１００重量部の
うちセメンＦが２０〜６５重量部の範囲外となると、２
０重ＩＬ部より少ない場合は辺材製品の強度が弱くなり
、燃えやすくなり、６５重量部より多くなると製品弦波
は十分であるがそれ以上の強度増加は望めず、かつ均一
な発泡が得られにくくなる。

骨材が３５重量部より少な（なると燃えやすくなり、８
０重量部より多（なると発泡不良となるばかりか、製品
強度が不十分となる。

セメント及び骨材の総量１００重量部に対し、生コーク
スが４．５重量部よりも少なくなると、メソ７エース結
晶の発達が不十分となり、耐熱性が落ちる。２０重量部
を越えると製品強度が低下する。

鱗片状マイカが４．５重量部よりも少なくなると６００
°Ｃからの耐熱性が劣化し、９重量部を越えると製品強
度が低くなる。

ほう砂が５１景部よりも少な（なると初期の耐熱性が低
下するとともに燃えやすくなる。１８重量部を越えると
、高温度時における製品強度が低下し、耐火性が悪くな
る。

有機発泡性接着剤が釉薬を含まない組成物において、２
０〜４５重量部の範囲外になると、２０重（ｌｉＬ部よ
り少ない場合は発泡が不十分又は発泡せず、４５重量部
より多い場合は成形体が燃え易くなり、強度も低くなる
。釉薬を含む場合は、２０重量部より少なくても、５〜
３０重量部で満足できる発泡が生じる。

そして釉薬が５〜３９重量部の範囲外になると、５重量
部より少ない場合は、製品建材が火炎等により加熱され
たときに建材内に釉薬の加熱、熔融によりガラスフォー
ルを形成して外界からの加熱をシャットアットするとい
う本Ｎ第２発明のイ乍用目的を達成できなく、そしてＣ
Ｏ２の発生が不十分となるため均一な発泡体とならず、
３０重量部を越えると製品建材が外界からの火炎加熱を
うけた場合多量の釉薬が熔融するため製品全体が軟化変
形してしまう危険性があり、製品発泡体の硬化後の強度
の発現も不十分となる。

以上のことから、本発明では上記範囲の組成比に特定し
たのである。

（実施例１）アルミナセメント２００Ｋｇ、石灰岩粉砕物４００Ｋｇ
。

生コークス（軟化点約４３０°Ｃ１固定炭素８８．８％
、揮発分１０．７％、灰分０．５％）２５Ｋｇ、鱗片状
雲母２５Ｋｇ、ほう砂（１０水和物）９０Ｋｇ、インシ
アネート系発泡性接着剤（水溶性ウレタンプレポリマー
）２５０に、とからなる粉末混合物に水２５０Ｋｇを添
加混合して得られた餅状のものを、２４時間、室温で乾
燥し、長さ１．８和、幅０．９ｍ１ｒ！、さ４０Ｉｏ＋
６の建材用組成物パネルを製造した。このパネルの物理
特性は以下のとおりである。

抗折強度：２Ｚ、５Ｋｇ／Ｃｍ’、圧縮強度：２８．４
Ｋｇ／ｃｍ２、カサ比重：１．０９、遮音性：１ａ合格
（「日本建築学会」、建築物の遮音性能基準、１級Ｄ５
０に相当）次に以上のごとくして厚さ１００＋ｎｔｎの
パネルを製作しその内に、第３図図示のごとく表面部か
ら裏面にかけて、深さく厚さ）１５１ａ１１１の位置（
第１地点）、深さ３２．５ｍ＋ｎの位置（第２地点）、
深さ５０．０＋ｕａの位置（１’Ｓ３地点）、深さ６７
．５ＩａＩ１１の位置（第４地点）及び深さ８５．Ｏｍ
ｍの位置（第５地点）に、それぞれ温度センサーを埋設
したものに対し、その表面部に火炎を当てて、耐火、断
熱性を測定した。

その結果を第１図に示す０図中、線１は第１地点、線２
はｆ：１ＩＪ２地点、線３は第３地点、線４は第４地点
、線５は第５地点における時間一温度曲線であり、線Ｐ
はパネル表面温度曲線、線Ｊは日本工業規格（ＪＩＳ）
に定められたパネルの耐火試験加熱温度曲線である。

このグラフから、加熱面が１０００℃程度になっても、
その反対側付近の第５地点における本発明建材製品の温
度は殆ど上昇せず、耐火断熱性が非常に優れていること
がｆｌＩる。

（実施例２）ポルトランドセメント２４０ＫＦｉ、石灰岩粉末９０Ｋ
ｇ、生コークス（軟化点的４３０　’Ｃ１固定炭素８８
．８％、揮発分１０．７％、灰分０．５％）３５Ｋｇ、
鱗片状雲母２９Ｋｇ、ほう砂（１０水和物）４０Ｋｇ、
インシアネート系発泡性接着剤（水溶性ウレタンプレポ
リマー）９０Ｋｇ、熔融点３００°Ｃｆ）　Ｂ　２０２
　　Ｐ　ｂ　ＯＴ　ｌ　ｚ　Ｏ系釉薬４５Ｋｇ、熔融点
４８０°Ｃ（７）　Ｐ　ｂｏ　−Ｂ　２０　ｖ−８ｉｏ
　２系釉薬４０Ｋｇトからなる粉末混合物に水２５０Ｋ
ｇを添加混合して得られた餅状のらのを、２４時間、室
温で乾燥し、長さ１，８＋＋＋、幅０．９鴫、厚さ４０
１１１３の建材用組成物パネルを９１造した。このパネ
ルの物理特性は以下のとおりである。

抗折強度：２１．ＯＫＥ／ＣｌＯ２、圧縮強度：２７．
　ＯＫＨ／ｃ＋ｏ２、カサ比重：１．１０、遮音性＝１
級合格（「日本建築学会」、建築物の遮音性能基準、１
級Ｄ５０に相当）以上のように、本発明建材用組成物か
ら得られる製品は、耐火、断熱性の点においても非常に
優良でＪＩＳ規格品（日本工業規格Ａ１３０４、（２時
間耐火））をはるかに凌駕するものであり、抗折強度も
充分であり、遮音性も周波数１２５１１ｚ〜４　Ｋ　Ｉ
Ｉ　ｚ域で平均音響透過損失５７．４ｄ１３　（１級合
格）程度で良好であり、比重も低いものである。

そして、耐震性では１／１２５の変形にも堪えられる。

また、本発明建材用組成物製品には重量感のある美観が
あり、外壁部材等として好適である。

耐薬品性も極めて高く、それ故ゴキブリ、ねずみ等の防
除用薬品を注入、浸透させて置くこともでき、カビ不生
剤を付着させて置くことも可能である。

（発明の効果）以上詳述したごと（、本発明の建材用組成物及び建材成
形体は、建材として必要な多くの優れた物理、化学特性
を発揮するものであり、好適な建材としての適用範囲が
広いものである。

即ち、建材、注入材、戸境壁、バルコニー、手すり、充
填材、間仕切り材、床材、外壁、防火扉、複合パネル材
、としての用途に好適である。

特性として、配合成分の各種溶融点釉薬や鱗状マイカ等
の作用により耐火（ＪＩＳ　　２時間耐火）、断熱性（
（３，０Ｋ　ｃａｌ／　＋ｏ２・ｂ　・’Ｃ）、熱伝導
率０．０３−０．０３５ハ、ロックウールの０．０２７
、発泡ツレタンの０．０２１、ＡＬＣの０．０９に比べ
可なり優良である）が良い点は、特に防火扉、戸境壁に
有利であ＋１、耐衝撃性（可撓性）の良い点（３Ｋｇ−
ｍの衝撃に耐える）は、凹み、き裂が生じなく一般建材
としてはもち論、待に超高層ビルの壁材として有利であ
り、遮音性の点では特に間仕切り材として有利であり、
そして軽量である点く比重０．３〜１．６）は、特に外
壁、建込み工事に特に有利である。

更に、接着性もよいので建材同士の接合組み立て、装飾
レンガ張りにも有利で、？！量のため現場取り付け、取
り外しが容易、結露付着が無い等の多くの利点と用途が
挙げられる。

更にまた、本発明建材ル組成物製品は人造木材と同質に
近＜、’ＡＬＣでは不可能な、カンナかけ、ノコギリひ
き、びょう止め、くぎ打ち等ができ、アンカー保持も可
能である。

そしてまた、切削、切断屑は、例えば接着材のフイーラ
ーとしであるいは防火扉等の詰め物として、１００ｆｆ
！＋再利用することができ、いわつる産業廃棄物を排出
虻ることが無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例による建材パネルの耐火、断熱性
テストのグラフ、第２図（１）（２）は建材パネル内に
おける各種熔融点の釉薬の存在状態を表し、第３図は同
パネルの耐火、断熱試験における温度センサー埋設状態
を示す。 Δ、Ｂ　、Ｃ：各種溶融点釉薬

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セメント２０〜６５重量部及び骨材８０〜３５重
量部よりなる混合物の総量１００重量部に対し、生コー
クス４．５〜１４重量部、鱗片状マイカ４．５〜９重量
部、ほう砂５〜１５重量部及び有機発泡性接着剤２０〜
４５重量部とを配合してなることを特徴とする建材用組
成物。
（２）セメント２０〜６５重量部及び骨材８０〜３５重
量部よりなる混合物の総量１００重量部に対し、生コー
クス４．５〜１４重量部、鱗片状マイカ４．５〜９重量
部、ほう砂５〜１５重量部及び有機発泡性接着剤５〜３
０重量部、更に低熔融点釉薬、中熔融点釉薬及び高熔融
点釉薬からなる釉薬合量５〜３０重量部とを配合してな
ることを特徴とする建材用組成物。
（３）セメント２０〜６５重量部及び骨材８０〜３５重
量部よりなる混合物の総量１００重量部に対し、生コー
クス４．５〜１４重量部、鱗片状マイカ４．５〜９重量
部、ほう砂５〜１５重量部及び有機発泡性接着剤５〜３
０重量部更に低熔融点釉薬、中熔融点釉薬及び高熔融点
釉薬からなる釉薬合量５〜３０重量部とを配合した建材
用組成物より成形された建材成形体であって、それら釉
薬は外層から内層にかけて順次低熔融点釉薬、中熔融点
釉薬、高熔融点釉薬と壁状に配列成層して設けられてい
ることを特徴とする建材成形体。
（４）セメントがアルミナセメントである特許請求の範
囲第２項又は第３項記載の建材成形体。
（５）セメントがボルトランドセメントである特許請求
の範囲第２項又は第３項記載の建材成形体。