JPH0688824B2

JPH0688824B2 - 膨脹性無機材料

Info

Publication number: JPH0688824B2
Application number: JP3626290A
Authority: JP
Inventors: 昭片島; 誠池田; 種美山口; 嘉昭佐藤
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPH03242357A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は耐火物に係り、詳しくは建築構造物の耐火被覆
に好適な耐火被覆材料に関するものである。

〔従来の技術〕

現在、建築構造物等の鉄骨耐火被覆は主として珪酸カル
シウム板等の板状体を直接スペーサーを介して取り付け
るか、或いはロックウール等の無機繊維を吹付けて所定
の厚さにして耐火被覆している。

湿式吹付けの材料としては、特開昭49−31737号公報に
は、無機加熱膨脹材の粒状体または粉末を珪酸アルカリ
に加えて均一に撹拌混合したものが提案されている。

また、特開昭61−101475号公報には、低温度伝導性無機
材料、高吸水性無機材料、膨張性無機材料、耐熱向上無
機材料、常温粘結材料及び高温粘結材料からなる耐火被
覆材が提案されている。

しかしながら、前者は耐火性が良いため、被覆厚さを薄
くできるが、カサ比重が大きいため単位面積当たりの材
料使用量が多く経済的ではないという問題があり、後者
は高温粘結材の粒状水ガラスをステアリン酸等の撥水材
およびクロロプレン等の高分子材をコーティングする必
要があり、工業材料としては経済的ではないという問題
があった。

〔発明が解決しようとする課題〕建築構造物の耐火被覆材料に使用されている湿式吹付ロ
ックウール、耐火被覆板は、火災時に高熱に曝される
と、材料の熱収縮、亀裂などにより、建築構造物の鋼材
温度が上昇し、早期に鋼材耐力が低下して建築物の倒壊
につながる。

従来の耐火被覆材料は火災時の鋼材の加熱膨脹に対し、
被覆材料は加熱収縮を起こし、被覆材料に亀裂や目地部
が開き、熱が進入するため耐火性能を損なっていた。

本発明の目的は、建築構造物の火災時に鋼材の加熱膨脹
に追従して膨張する耐火被覆材料を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記したような問題点を解決するため研
究を行い、加熱膨脹性無機材料とほう酸塩を配合するこ
とによって、加熱により耐火被覆材料が鋼材と同等程度
に熱膨脹することに気付き本発明を完成した。

すなわち、本発明は、無機繊維10〜50重量％、無機固結
材15〜40重量％、軽量骨材５〜20重量％及び耐火材20〜
40重量％からなる湿式吹付材料において、ほう酸塩１〜
10重量％、加熱膨脹性無機材料１〜10重量％が配合され
てなる膨脹性無機材料である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の無機繊維としては、耐熱性を有するものであ
り、具体的にはロックウール、ガラスファイバー、セラ
ミックファイバー等が挙げられる。この無機繊維の配合
量は10〜50重量％であり、より好ましくは20〜35重量％
である。

無機固結材としては、水硬性を有するものであればよ
く、具体的にはポルトランドセメント、アルミナセメン
ト、高炉セメント等が挙げられる。この無機固結材の配
合量は15〜40重量％であり、より好ましくは25〜35重量
％である。

軽量骨材としては耐火被覆材料の吹付密度の軽量化に役
立ち更に耐熱性を有するものであれば特に限定されるも
のではないが、具体的にはバーミキュライト、パーライ
ト、シラスバルーン等が挙げられ、この軽量骨材の配合
量は、５〜20重量％であり、より好ましくは10〜15重量
％である。

配合量が５重量％未満では吹付密度の軽量化に寄与せ
ず、20重量％超では経済的ではない。耐火材としては、
石膏プラスター、ドロマイト、フライアッシュ、水酸化
アルミニウム等が挙げられる。この耐火材の配合量は20
〜40重量％であり、より好ましくは25〜35重量％であ
る。

本発明の最大の特徴は、上記のような配合の湿式吹付材
料にほう酸塩と加熱膨脹性無機材料を配合した点にあ
る。

ほう酸塩としては、主成分のほう酸を40重量％以上含有
するものであればよく、具体的にはコレマナイト、ウレ
キサイト等が挙げられる。

加熱膨脹性無機材料としては、輝石、黒耀石、真珠岩等
が挙げられ、これらを粉砕した粒状体、又は粉末を使用
することが好ましい。

これらの加熱膨脹性無機材料に、従来から使用されてい
る、珪酸塩や燐酸塩等の粉末を混合して使用することも
できる。

この加熱膨脹性無機材料の粒度分布としては、0.5〜20m
mのものが45〜95重量％、0.5mm以下のものが50重量％以
下、2.0mm以上のものが５重量％以下であることが好ま
しい。

これらの各配合物に水を90〜150重量部加えて公知の撹
拌混合機で混合し、ポンプ等の公知の手段によって圧送
して鉄骨等の被耐火物に吹付けて耐火被覆する。

〔作用〕

加熱膨脹性無機材料のバーミキュライト原石の輝石は60
0〜1,000℃に加熱すると、内部に包含した結晶水が気化
し、その際に密着していた層状構造が剥離してアコーデ
オン状に膨脹し体積が増加する。

また、パーライト原石の真珠岩も900〜1,200℃に急激に
加熱すると原石中の水分や揮発性成分が加熱されること
により、爆発的な逸散を起こしガラス質の軽石ができた
体積が増加する。

そして、ほう酸塩のコレマナイト、ウレキサイトは700
℃以上で溶融しガラス質となり、前記加熱膨脹性無機材
料間を結合し安定な耐火材層を形成することとなる。

〔実施例〕

（実施例１〜４）無機繊維、無機固結材、軽量骨材、耐火材、ほう酸塩、
加熱膨脹性無機材料の配合量を変えて撹拌混合したもの
で、幅10mm、長さ120mm、厚さ10mmの試験片を作成しそ
の膨脹率を直読式膨張計にて測定した。

また、300×300×10×15mmのＨ形鋼に吹付てその耐火時
間を測定した。加熱温度はJISA1304に準じた加熱温度曲
線によった。

その結果を第１表に示す。

（比較例１〜３）ほう酸塩を使用しない場場合及びほう酸塩と加熱膨脹性
無機材料を使用しない場合の耐火材料を実施例１と同様
の方法で試験片を作成し、膨脹率、耐火時間を測定し
た。

その結果を第２表に示す。

（比較例４）ほう酸塩及び加熱膨脹性無機材料に変えて、水酸化アル
ミニウム及び炭酸カルシウムを使用して、実施例１と同
様にして試験片を作成し、膨脹率、耐火時間を測定し
た。

その結果を第３表に示す。

鋼材の膨脹係数は12〜15×10^-6であり、350℃及び600℃
における鋼材の膨張率（％）はそれぞれ＋0.4〜＋0.5、
＋0.7〜＋0.9である。実施例１〜４の膨脹性無機材料の
350℃、600℃における膨脹率は加熱時の鋼材の膨脹率と
ほぼ同等であるため、加熱によっても膨脹性無機材料は
形状を保持するものと考えられる。

一方、比較例１〜４の材料では、350℃、600℃における
膨脹率が鋼材の膨脹率とは大きく相違するために、加熱
によって材料が膨脹し、層間剥離や亀裂を生ずるものと
考えられる。

〔発明の効果〕本発明の加熱膨脹性無機材料は無機繊維10〜50重量％、
無機固結材15〜40重量％、軽量骨材５〜20重量％及び耐
火材20〜40重量％からなる湿式吹付材料に、ほう酸塩１
〜10重量％、加熱膨脹性無機材料１〜10重量％を配合し
たので、建築構造物の火災時に、被覆した鉄骨の熱膨脹
係数に見合った膨脹をするため、加熱クラックの発生が
ない。更に、鉄骨の加熱変形に追従し、材料の剥離、脱
落もなく耐火性に優れる。従って、従来の耐火被覆材料
よりも被覆厚さを薄くすることが可能となり、作業性の
向上、作業時間の短縮等々の効果及び経済的な効果があ
る。

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Ｃ０４Ｂ 14:18 2102−4Ｇ 14:10 Ｚ 2102−4Ｇ 18:08 Ｂ 2102−4Ｇ 22:08 Ｚ 2102−4Ｇ 14:20）Ｚ 2102−4Ｇ (72)発明者佐藤嘉昭千葉県君津市君津１新日本製鐵株式會社君津製鐵所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機繊維10〜50重量％、無機固結材15〜40
重量％、軽量骨材５〜20重量％及び耐火材20〜40重量％
からなる湿式吹付材料において、ほう酸塩１〜10重量
％、加熱膨脹性無機材料１〜10重量％が配合されてなる
膨脹性無機材料。