JPH0565428A - スプレー用耐火性組成物 - Google Patents

スプレー用耐火性組成物

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JPH0565428A
JPH0565428A JP4031345A JP3134592A JPH0565428A JP H0565428 A JPH0565428 A JP H0565428A JP 4031345 A JP4031345 A JP 4031345A JP 3134592 A JP3134592 A JP 3134592A JP H0565428 A JPH0565428 A JP H0565428A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 水和性セメント状結合剤、寸断したポリスチ
レン凝集物、空気伴出剤、および繊維状成分よりなる、
水の添加により鋼鉄製構造部材にスプレー適用すること
が可能な硬化性スラリーとなり、かつ、スプレー適用後
に上記部材にスラリー状で接着し、また硬化後には、硬
化後の上記スラリーが耐火、耐熱性接着被膜を上記部材
上に形成する乾燥組成物に水を添加することにより形成
される、約３５ｐｃｆないし５５ｐｃｆの範囲の密度を
有するスラリー。 【効果】 上記スラリーは、スプレー可能であり、鋼鉄
製構造部材上に耐火性の保護被膜を形成することができ
る、

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】鋼鉄製構造体を建設する工程においては、
難燃性、優れた外観および防音性などの多くの目的を達
成するために、通常、金属構造素子に無機材料の厚い被
膜を適用する。この目的のために、多様な技術を用い
て、長年にわたり幾つかの型の配合剤が適用されてきた
が、今日までのところ、最も成功した系は、実質的に石
灰処理した石膏、軽質無機凝集物たとえば剥離バーミキ
ュライト、繊維材料たとえば高湿潤膨張性（high wet b
ulking）セルローズおよびガラス繊維の混合物、ならび
に空気伴出剤（air entraining agent）により構成され
る硬化可能な水性混合物を鋼鉄表面にスプレーすること
よりなる。この型の組成物の一例はブラッグ（Bragg）
の米国特許第３,７１９,５７３号および第３,８３９,０
５９号に、その最も好ましい適用技術、すなわち、水性
混合物をポンプで移送し、これを鋼鉄表面に直接に一層
でスプレーする方法とともに記載されている。 この種の使用に適するためには、被覆用混合物は、湿潤
状態においても乾燥状態においても多くの厳しい特性条
件を満たしていなければならない。ポンプで容易に移送
され、極めて高い所に適用できるために、大量の水を保
持し得るものでなければならない。さらに、成分の分離
または固化を回避して妥当な“収率（yield)”、すなわ
ち鋼鉄表面に所定の厚さの被覆を得るのに十分な粘性(c
onsistency)を保有していなければならない。その上
に、この被覆組成物はスラリー状態においても乾燥状態
においても鋼鉄表面に明確に接着しなければならない。
また、この混合物は、ひび割れを生じて乾燥被膜の絶縁
性値を決定的に損なう結果を生じ得るような、不適当な
膨張や収縮を伴わずに硬化するものでなければならな
い。
【０００２】以前から知られていたように、この複雑な
特性バランスは、これまで、セルローズ繊維を含有する
石膏ーバーミキュライト混合物により実質的に達成され
ている。しかし、バーミキュライトは天然産の鉱物であ
って、量、粘性および一様性が変化し易い。その上に、
バーミキュライト鉱物は、使用前に極めて高い温度で膨
張させなければならないので、経費はエネルギー費用の
予測し難い変動により左右される。
【０００３】したがって、この技術分野においては、上
記の多様な諸特性の混合を保証しながら、バーミキュラ
イト以外の凝集物を使用して、満足し得る新規なスプレ
ー適用耐火性組成物を配合する必要と動機とが存在して
いる。
【０００４】本発明により、軽質凝集物としての寸断ポ
リスチレンを含有するスプレー用セメント状組成物が製
造でき、かつ、構造体用鋼鉄部材用のスプレー適用耐火
性組成物として利用し得ることが見いだされた。この種
の組成物が、ポンプ移送操作を通じて、また、鋼鉄への
適用後にも凝集物が分離せず、均一な粘性を維持するポ
ンプ移送可能なスプレー用材料として製造し得ることが
見いだされた。鋼鉄製部材にスプレー適用すると、本件
スラリーは高収率を与え、スラリー状態においても硬化
状態においても満足すべき接着性を示す。接着した組成
物はポリスチレン凝集物の有機性にも拘わらず、鋼鉄に
対する優れた耐火性、および熱絶縁性の保護剤となる。
火炎試験条件下において、本件ポリスチレン凝集物は収
縮し、融解し、かつ、実際に耐火性組成物基剤から消失
して、あとに均一な分布の空洞を残し、これが基剤に極
めて低い実効熱伝導度を与えるという優れた性能を示
す。これがさらに熱移動の障壁としての基剤の有効性を
高めるのである。
【０００５】したがって、本発明は水和性のセメント状
結合剤、寸断ポリスチレン凝集物、空気伴出剤および繊
維成分よりなる、スラリー状態においても硬化状態にお
いても鋼鉄製構造体部材に接着可能な、硬化可能なスプ
レー用耐火性組成物を指向している。本発明はさらに本
発明記載の耐火性組成物により被覆された耐火性鋼鉄製
構造体部材をも指向している。
【０００６】本件組成物に用いられる凝集物は寸断した
ポリスチレン粒子であり、軽度に膨張させたポリスチレ
ンビーズまたは成形したポリスチレンビーズボードを寸
断することにより製造することができる。押し出しポリ
スチレンも寸断して本発明の凝集物質とすることができ
る。発泡したポリスチレンビーズを寸断する方法および
装置は、米国特許第３,６２７,２１１号および第３,６
８６,０６８号に開示されており、その開示は本件明細
書に明確に引用されている。これらの特許に開示されて
いるように、寸断された粒子は不規則な外形をしてお
り、裂け目があり、へりにぎざぎざがある。寸断工程に
より発泡ビーズの表面のかなりの数の小室が開かれて、
セメント状結合剤が小室構造に貫入することができるよ
うになり、結合剤と粒子との混合がより完全になる。
【０００７】発泡粒子を寸断し、寸断した粒子を、顆粒
状材料がセメント粒子、砂、石膏粒子等よりなるもので
あってもよい顆粒スラリーと混合することは公知事項で
ある。たとえば米国特許第３,６３０,８２０号および第
４,１００,２４２号に開示されているように、十分な数
の小室にスラリーが貫入すれば粒子の浮力が減少し、粒
子の浮上をスラリーの高粘度により防止することが可能
になるのである。
【０００８】本発明記載のポンプ移送可能な組成物にお
いて、ポンプ機構および供給配管を経由して適用点まで
の組成物の移送を満足に行うためには、粒子の浮力を減
少させることが必須条件である。対照的に、未寸断ビー
ズはスラリー中で分離し、その結果、ビーズが局部的に
濃縮されてポンプ、供給配管およびスプレーノズルをつ
まらせる。
【０００９】寸断したポリスチレン粒子は、好ましく
は、水を添加する前の組成物の全重量を基準にして、約
１％ないし約５％の重量濃度で使用する。（他の指定の
ない限り、本件明細書での重量百分率は全て同様の基準
で与える。）この濃度は、所望のレベルの鋼鉄基材への
接着性を示し、かつ、優れた防火性を与える、ポンプ移
送可能な、分離しない、均一なスラリーを得るために好
ましいものである。加えて、この範囲の濃厚な寸断ポリ
スチレンを含有するスラリー組成物の密度は適用後にお
いても十分に低く、硬化の前後を問わず被膜がその場に
留まることが保証される。したがって、適用した組成物
の不十分な接着または機械的な、および構造的な妨害に
よる“剥がれ落ち（fall-off)”は最少限になり、また
は消滅する。
【００１０】寸断したポリスチレンの密度は好ましくは
１立方フィートあたり約０.２ないし０.６ポンド、より
好ましくは約０.３ないし０.５ｐｃｆである。粒子の大
きさは、好ましくはその最大寸法において１／４インチ
未満である。
【００１１】本発明記載のセメント状結合剤としては、
ポルトランドセメントを用いることもできる。しかし、
一般には、耐火性能が優れているために石膏結合剤を使
用するのが好ましい。石膏は比較的少量、たとえば６０
重量％程度で用いることもできるが、一般には、組成物
全重量を基準にして、少なくとも７５重量％で使用する
のが好ましく、より好ましくは少なくとも約８５重量％
で使用する。
【００１２】本件組成物の繊維状成分は有機のものであ
っても無機のものであってもよい。好ましくは、この繊
維状成分は高湿潤膨張性有機繊維好ましくは米国特許第
３,７１９,５１３号および第３,８３９,０５９号に記載
されたようなセルローズ繊維と強化性の無機繊維好まし
くはガラス繊維との混合物である。組成物中の繊維状成
分の総量は、好ましくは約４ないし２０重量％の範囲で
ある。特に好ましい組成物は約４ないし１０重量％の高
湿潤膨張性セルローズ繊維と約０.１ないし２重量％の
ガラス繊維とよりなるものである。この種の特に好まし
い繊維状充填物は、約１ないし５重量％の寸断ポリスチ
レン粒子の好適な充填と組み合わせることにより、分離
が起こらず容易にポンプ移送し得るような、かつ、高収
率の敷き詰め（placement)、すなわち一定の厚さで適用
したとして、乾燥組成物の重量あたりに比較的広い面積
を覆う敷き詰めが可能であるような、最適の組成物を与
える。収率は一般に、組成物の乾燥重量あたりのボード
フィートとして、当業界で公知の方法により計算され
る。特に好ましい組成物は乾燥組成物重量４５ポンドあ
たり少なくとも約２０ボードフィートの高収率を与えこ
とができる。一般には乾燥重量４５ポンドあたり約２５
ないし３５ボードフィートの範囲の収率が得られる。
【００１３】本発明記載の組成物に使用し得る発泡剤す
なわち空気伴出剤は当業界で周知の物質である。スルフ
ォン化モノグリセリド、アルキルアリールスルフォン酸
ナトリウムおよびラウリル硫酸ナトリウムのような周知
の物質を適量用いて所望の密度とポンプ移送可能性とを
有するスラリーを得ることができる。水を添加する前の
乾燥組成物には乾燥発泡剤を混入することができ、スラ
リー状組成物には乾燥発泡剤も液状発泡剤も添加するこ
とができる。空気伴出剤の好ましい量は約０.１ないし
０.５重量％である。スラリーのポンプ移送、スプレー
および硬化に必要な時間、スラリーに均一性を与える、
すなわち凝集物の防ぐためには、ポリスチレンの空気伴
出と寸断との組み合わせが特に有利である。
【００１４】ある場合には、この混合物に水保持剤を混
入させて、より大量の水をスラリーに混入できるように
し、これにより、鋼鉄への接着性をほぼ同等のレベルに
保ちながら、ポンプ移送可能性と収率とを増加させるこ
とも望ましい。好ましい水保持剤はヒドロキシプロピル
メチルセルローズである。本発明記載の乾燥組成物は、
水の添加によりポンプ移送可能なスラリーに転化する。
一般には、水は作業現場で、適用点にポンプ移送する直
前に、上記乾燥混合物に添加する。一般には約１.５：
１ないし２.５：１の水：セメント状結合剤比を使用し
て、ポンプ移送可能な混合物に所望の粘性および接着性
を与える。ポンプ移送を容易にするスラリー密度の実用
範囲は、一般に、約３５ｐｃｆないし５５ｐｃｆであ
る。
【００１５】
【実施例】実施例 １ 下記の成分を乾燥混合することにより、本発明記載の石
膏基材組成物を製造した。
【００１６】
【表１】 成 分 重量％ 石膏 ８８.６ 寸断した膨張ポリスチレン（.375 pcf) ２.７ セルローズ繊維 ８.０ ガラス繊維 ０.５ 空気伴出剤 ０.２ この乾燥組成物を２.０の 水：石膏 比で水と混合し、
トムゼン（Thomsen）Ａ３７５ポンプを用いて７５ｐｓ
ｉの圧力で、１７.７ボードフィート／分の速度でスプ
レー適用ノズルに移送する。ポンプ移送したスラリー
は、乾燥組成物 45ポンドあたり３２.７ボードフィート
の収率で鋼鉄基材に適用した。適用したスラリーは湿潤
状態においても硬化後においても鋼鉄に対して優れた接
着性を示した。硬化した組成物は火炎試験環境において
耐火および熱絶縁被膜として有効に機能した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０９Ｄ 5/18 ＰＱＲ 6904−4Ｊ 7/12 ＰＳＭ 7211−4Ｊ //(Ｃ０４Ｂ 28/14 16:02 Ｚ 2102−4Ｇ 16:08 2102−4Ｇ 14:42 Ｚ 2102−4Ｇ 24:00） 2102−4Ｇ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水和性セメント状結合剤、寸断したポリ
    スチレン凝集物、空気伴出剤、および繊維状成分よりな
    る、水の添加により鋼鉄製構造部材にスプレー適用する
    ことが可能な硬化性スラリーとなり、かつ、スプレー適
    用後に上記部材にスラリー状で接着し、また硬化後に
    は、硬化後の上記スラリーが耐火、耐熱性接着被膜を上
    記部材上に形成する乾燥組成物に水を点火することによ
    り形成される、約３５ｐｃｆないし５５ｐｃｆの範囲の
    密度を有するスラリー。
  2. 【請求項２】 スプレー適用後に、上記乾燥組成物４５
    ポンドあたり少なくとも約２０ボードフィートの現場収
    率が得られる特許請求の範囲第１項記載のスラリー。
JP3134592A 1986-04-07 1992-01-23 スプレー用耐火性組成物 Expired - Lifetime JP2558986B2 (ja)

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