JPH082959A - 改良されたポルトランドセメンドを基体としたスプレー型防火組成物 - Google Patents

改良されたポルトランドセメンドを基体としたスプレー型防火組成物

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JPH082959A
JPH082959A JP7127471A JP12747195A JPH082959A JP H082959 A JPH082959 A JP H082959A JP 7127471 A JP7127471 A JP 7127471A JP 12747195 A JP12747195 A JP 12747195A JP H082959 A JPH082959 A JP H082959A
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slurry
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WR Grace and Co
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WR Grace and Co Conn
WR Grace and Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造部材例えば鋼鉄製円柱のためのスプレー
型防火組成物並びにその多重塗装法を提供する。 【構成】 組成物はポートランドセメント、スタッコ、
高密度骨材および凝固促進剤からなり、同製品はポート
ランドセメント、高密度骨材、スタッコ（硫酸カルシウ
ム半水和物）、および随時スタッコ凝固遅延剤と細断し
たポリスチレン骨材の混合物をドレイブレンドして製造
する。水を添加するとスプレー塗装可能なスラリーが形
成され、同スラリーはポンプで塗装地点に輸送できる。
凝固促進剤は塗装装置の射出点の近い位置に添加する。 【効果】 本組成物は、ポートランドセメント材料に一
般的な長い凝固時間を短縮させ、そのハンガビリティー
を改善する。スラリーは構造部材にスラリー状態で付
着、凝固後、火および熱に対して優れた保護作用を発揮
する。スプレー塗装したスラリーの凝固時間が速いの
で、一日の間に複数回の多重塗装作業が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本出願は、１９９２年４月１６日に出願さ
れたシリアルＮｏ．８６９，６０５の発明の１部をなす
ものである。
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明はスプレー型防火組成物に
関する。
【０００３】
【発明の背景】金属製構造物に耐熱性塗膜を形成するた
めに、水硬性セメント状スラリーをスプレー塗布するこ
とは公知である。米国特許第３，７１９，５１３号およ
び第３，８３９，０５９号は、石膏結合剤のほかに、軽
量無機骨材例えばバーミキュライト、繊維状物質例えば
セルロース、およびＡＥ剤（空気連行剤）を含む石膏を
基体とした配合物を開示している。このようなスラリー
は一般に地面で調製され、ポンプで塗布場所に送られ、
そこで支持体に塗布される。塗布場所はしばしば高所
で、高層建築物の２０あるいは３０階を超えることがあ
る。従って、同スラリーのポンプ輸送性が、スラリーの
配合および調製で重要な判断基準となる。かくして、該
スラリーは、容易に非常な高所にまでポンプ輸送が可能
なように、大量の水を保持できなければならないし、更
に各成分の分離または沈降を防ぎ、そして支持体上で決
められた厚さを保持するかあるいは支持体を決められた
厚さで適切に被覆するのに充分な軟度を保持しなければ
ならない。本塗装用ミックスは、思いがけない膨張や収
縮が起こってクラックが発生して乾燥被覆層の絶縁性が
低下し、深刻な状態にならないように凝固しなければな
らない。
【０００４】本明細書に参考文献として取り入れられて
いる、米国特許第４，７５１，０２４号は防火組成物中
の軽量骨材として細断したポリスチレンを含むスプレー
型セメント状組成物を教えている。セメント結合剤は好
ましくは石膏であるが、代わりにポルトランドセメント
を使用することもできる。実際、ポルトランドセメント
が石膏より強い傾向があるので、交通関係の高い構造物
等で使用される結合剤は一般にポルトランドセメントで
ある。
【０００５】しかし、ポルトランドセメント基体の防火
組成物の一つの問題点は、石膏基体の組成物と比較し
て、水和工程が比較的遅いためにポルトランドセメント
混合物では水分分離が起こり易く、ハンガビリティー
（ｈａｎｇａｂｉｌｉｔｙ）（１回の塗布で塗布可能な
塗布材の厚さ；即ちセメントの支持体への一種の付着性
とも言える）が低いことである。更にポルトランドセメ
ントは凝固するのに比較的長い時間を必要とし、そのた
めに支持体へのスプレー塗布は一日一回しかできない。
スプレー塗布厚さが不十分な場合は、２回目の塗布が一
回目の塗装が凝固するまで実施できない。十分乾かない
内に２回目の塗装を行うと塗布物が落下してしまう。典
型的な１日８時間労働で１日で複数回の多重塗装が不可
能ならば、一つの仕事を完成するのに時間がかかるの
で、必然的に労働コストが上昇する。
【０００６】米国特許第４，９０４，５０３号および第
４，９３４，５９６号（その開示された内容は本明細書
に参考文献として取入れられている）に示されているよ
うな、スプレーノズルの極く近辺で、ミョウバンを添加
して容易に促進できる石膏基体の組成物とは異なり、ミ
ョウバンはポルトランドセメントを、１日で何回も塗布
を可能にするほど十分には凝固を促進しない。更にアル
ミン酸ナトリウムは、その腐食性によって、熱間圧延鋼
製支持体を激しく腐食させるので、凝固促進剤としては
使用すべきではない。
【０００７】この様にして、防火産業では、鋼鉄製等の
構造支持体に一日の間に複数回多重塗装可能な、そして
この様な複数回塗装した場合でもより優れたハンガビリ
ティーを示すポルトランドセメント基体の防火材料が長
い間求められてきた。
【０００８】
【発明の概要】これらの先行技術の問題は、本発明が上
記の長い凝固時間の必要性を無くし、ポルトランドセメ
ントを基体とした組成物のハンガビリティーを改善する
ことによって克服された。一般に、本発明のスプレー型
防火組成物は、従来のパドルミキサー中で水と混合し、
各種装置を経由してポンプ輸送できるポルトランドセメ
ント基体の材料からなる。同材料は鋼製ビームおよび円
柱にスプレー塗装する。同製品は、ポルトランドセメン
ト、スタッコ（本発明では硫酸カルシウム半水和物と定
義する）、およびその他の添加物、例えば細断した発泡
ポリスチレン、でんぷん、接着剤、およびセメント強度
強化剤をドライブレンドして製造される。水を添加する
と、乾燥状態の組成物は、ポンプ輸送が可能でスプレー
塗装が可能なスラリーになる。好ましくは、凝固促進剤
を添加、最も好ましくは凝固促進剤を射出点の極く近辺
に添加する。
【０００９】
【発明の詳細な記述】本発明の発明者は、ポルトランド
セメント基体の防火組成物の凝固反応を促進させること
によって、複数回の塗装が可能になり、ハンガビリティ
ーが改善されることを発見した。この凝固促進は、スタ
ッコを添加することにより引起こされ、しかもこの促進
作用は、例えば凝固遅延剤、好ましくは蛋白性高強度遅
延剤（Ｕ．Ｓ．Ｇｙｐｓｕｍ社から市販されている）
を、組成物の約０ないし約１．０重量％好ましくは約０
ないし０．６重量％添加することにより、ポンプ輸送と
スプレー塗装を実施するのに十分な時間遅延させること
ができる。遅延剤の量は、使用するセメントおよびスタ
ッコの特性により変動させることができる。凝固の促進
は、ポルトランドセメント／スタッコマトリックスの初
期硬化が速くなることで証明される。硫酸アルミニウム
を、好ましくは射出点（ノズル）の近辺に、例えば米国
特許第４，９０４，５０３号または米国特許第４，９３
４，５９６号に記載されている方法に従い、器具を使用
して添加すると、凝固工程の速度が上昇する。凝固速度
が十分に上昇すると、２回目のスプレー塗装が数時間で
可能になる。特に、ポルトランド／スタッコ配合物にミ
ョウバンが注入されと、スタッコは凝固し、ポルトラン
ドセメントマトリックスの硬化を惹き起こし、組成物の
凝集強度の上昇をより速くする。また、スタッコが凝固
した結果、支持体への機械的な結合も速くなる。この結
合は強固で、８時間以内あるいは１日の労働時間内に、
塗装物の落下なしに２回目の塗装を可能にする。ミョウ
バンを射出点近辺に注入すると、特定地点（即ち、組成
物を混合するホッパー内よりも塗装される支持体上）で
の塗布組成物の硬化を速くすることができる。
【００１０】本防火組成物は好ましくは、細断した発泡
ポリスチレンを骨材として含むる。本組成物のハンガビ
リティーは一部、組成物中の細断されていない発泡ポリ
スチレンの量をいかにして最小にするかによって変動す
る。発泡ポリスチレンを”細断化”したものは、米国特
許第４，９８９，４６４号（その開示された内容は、本
明細書に参考文献として取入れられている）に記載され
ている方法によって測定した、＃１２標準ふるい（穴の
大きさ０．０６１インチ）の上に残る粒子の量、＃３０
標準ふるいを通過し、＃３２５標準ふるい上に残る粒子
の量によって表す、特定の粒径分布にに従うのが好まし
い。＃１２ふるいの上に残る粒子の量は重量基準で、約
０ないし約２０％、好ましくは約０ないし約１０％が適
当である。＃３０ふるい（穴の大きさ０．０２３４イン
チ）を通過し、＃３２５ふるい（穴の大きさ０．００１
７インチ）上に残る粒子の量は、約４０重量％以下、好
ましくは約３０重量％以下である。
【００１１】本防火組成物は典型的には、乾燥混合物と
して建造物の場所まで輸送され、適当量の水を加えた所
で、スラリーとなるので、スラリー調製と塗装工程に何
時間もかかり、可使時間（ポットライフ）を許容できる
程度にするために、同ミックスの凝固時間は、一般に大
きく遅延させる。この混合機内での遅延は、スプレー塗
装の際に要求される凝固時間の短縮と矛盾し、遅延と加
速との微妙なバランスを達成するのは難しい。もし同混
合物がホッパー中で固化するようなことがあれば、ポン
プ輸送が不可能になり、予定の塗装に使用できなくなる
のは明らかである。スタッコに遅延剤を添加することに
より、遅延化された材料がミキサーの中では急速に固ま
らず、そしてノズルで急速に硬化する際は、遅延剤は重
要な影響を発揮しないようにする。これらの理由から遅
延剤は添加するのが好ましい。
【００１２】本出願の主題であるスラリーにあるいは塗
装支持体に悪影響を及ぼすことなく十分にスラリーの凝
固遅延を相殺できる凝固促進剤が使用できる。好ましく
は促進剤は、スプレー塗装後、１．５時間以内にスラリ
ーを十分に固化させ、そして剥落せずに２回目のスプレ
ー塗装を行なえる量を使用する。このために必要な量
は、促進剤の型、並びに防火組成物のその他の各主成分
の性質によって変動する。有用な促進剤は、例えば硫酸
アルミニウム、硝酸アルミニウム、硝酸第二鉄、硫酸第
二鉄、硫酸カリウム、硫酸、炭酸ナトリウム、重炭酸ナ
トリウム、および酢酸が挙げられる。ミョウバンが特に
好ましい。
【００１３】本発明はポルトランドセメント１型から５
型までのいずれにも適用できるが、１型が特に好まし
い。本ドライブレンドは１０ないし６５ｐｃｆのかさ密
度を持ち、低密度配合物に対しては１２ないし１５ｐｃ
ｆ、高密度配合物に対しては３０ないし５５ｐｃｆが好
ましい。製品の最終密度は１５ないし６５ｐｃｆの範囲
であり、好ましくは低密度製品に対しては２２ないし２
６ｐｃｆであり、高密度製品に対しては４０ないし５０
ｐｃｆである。より高密度製品では、低密度製品よりも
ポルトランドセメントの使用量が少なく（従って水の使
用量も少ない）、高密度骨材例えば砂またはボーキサイ
トまたはそれらの混合物を添加する。砂は、どの等級の
ものも製品のハンガビリティーあるいは配合物のポンプ
輸送性に悪影響を及ぼさない限り、適切に使用できる。
砂は好ましくは絶対乾燥状態にする。ボーキサイトは好
ましくは水和物であり、粗粒子と微粒子との混合物であ
る。更に軽量骨材例えば細断ポリスチレンの量は高密度
製品では削減する。乾燥状態の製品は水と０．５：１−
１．６：１（水：固体物）の割合で混合する。適切な製
品は本発明に従って、下記の混合物をドライブレンドし
て製造することができる。
【００１４】 ポルトランドセメント ３０ − ９０ ％ スタッコ ４ − ３０ ％ 凝固遅延剤 ０ − １ ％ 細断ポリスチレン ０−５％ 好ましくは ２−３％ クレー ２ − ８ ％ セルロース（骨材） ０ − ８ ％ ＡＥ剤 ０．２ − ２ ％ ガラス繊維 ０ − ４ ％ メチルセルロース ０ − １ ％ 砂またはボーキサイト ０ − ６０ ％ 酢酸ビニール ０ − ５ ％ 好ましい低密度製品は下記範囲の成分を含む。
【００１５】 ポルトランドセメント ６７ − ７４ ％ スタッコ １２ − １８ ％ 凝固遅延剤 ０ − ０．６ ％ 細断ポリスチレン ２．５ − ３ ％ クレー（増粘剤） ２ − ６ ％ セルロース（骨材） ２ − ６ ％ ＡＥ剤 ０．２ − ０．５％ ガラス繊維 １．５ − ３ ％ メチルセルロース ０．２ − ０．５％ 殺有害生物剤（Ａｍｉｃａｌ／ｗｐ） ０．０２ ％ または （Ａｎｇｕｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製） 有害な細菌発生を防ぐ量 好ましい高密度製品は下記範囲の成分を含む。
【００１６】 ポルトランドセメント ４０ − ５０ ％ スタッコ １２ − １８ ％ 凝固遅延剤 ０ − ０．６ ％ 細断ポリスチレン ０ − １．５ ％ クレー（増粘剤） ２ − ６ ％ セルロース ２ − ６ ％ ＡＥ剤 ０．２ − ０．５％ ガラス繊維 １．５ − ３ ％ メチルセルロース ０．２ − ０．５％ 殺有害生物剤（Ａｍｉｃａｌ／ｗｐ） ０．０２ ％ または （Ａｎｇｕｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製） 有害な細菌発生を防ぐ量 砂またはボーキサイト ４０ − ５５ ％ 酢酸ビニール １ − ３ ％ 好ましくは硫酸アルミニウム凝固促進剤を３７％溶液と
して、スプレーノズルの所で３％以下の量をスラリー中
に注入する。
【００１７】更に任意の成分、例えば収縮を制御するガ
ラス繊維、メチルセルロース、あるいは当技術分野の熟
達者に公知のその他の適当な増粘剤、ＡＥ剤例えばラウ
リル硫酸ナトリウム、および細菌発生を抑制する殺有害
生物剤を添加することができる。
【００１８】本発明の防火組成物を使用すると、２回目
の塗布が１回目の塗布の約１ないし２時間以内に、好ま
しくは１．５時間以内に、塗布物の落下なしにスプレー
塗装可能になる。ハンガビリティーが改善されるとま
た、一回の塗布で、約３／４インチから１インチの厚さ
にスプレー塗装することができ、事実１．５インチもの
厚さにスプレー塗装できた。一方従来のポートランドセ
メントを基体とした組成物は、僅かに１／２ないし５／
８インチの厚さしか塗装支持体に付着保持できなかっ
た。
【００１９】
【実施例１】下記の配合物を調製した。
【００２０】 Ｎｏｚｌ．ビカー(ＭＭ)／Ｈｒ配合物 スタッコ％ セメント％ 乾燥かさ密度 非注入 注入 対照 ０ ８５．７ １２．４ １４．５ １１．５ １ ８ ７７．５ １１．８ １２ ９．５ ２ １２ ７３．４ １２．６ １１ ８．５ ３ １６ ６９．３ １３．２ ９．５ ６．５ ４ ２４ ６１．２ １２．３ １０．５ ８ ５ １６ ４２．０ ３５．２ ９．０ ７．０ ６ １６ ３６．０ ６３．５ １０．０ ６．５ 上記バッチそれぞれのセメントは、１型ポートランドセ
メントであった。それぞれのバッチを、米国特許第４，
９０４，５０３号にに従って２．６％のミョウバンを加
えてから、鋼鉄製構造部材にスプレー塗装した。１２％
および１６％バッチは１ないし１．５時間以内に充分に
固化し、２回目の塗装が可能であった。１２％および１
６％の１回目の塗装は厚さが３／４インチないし７／８
インチで、２回目の塗装後の合計平均厚さは１．５ない
し２インチに達した。対照例では第１回の塗装で厚さは
５／８インチになった。２回目の塗装（合計１．５イン
チの塗装厚さになる）を１．５時間後に実施しようとし
たが塗装物が落下した。特に２回目塗装は２回目に塗装
物したものが落ちるだけでなく、１回目の塗装物の一部
まで落ちてしまう。これは１回目の塗装物が１．５時間
では支持体に十分結合しなかったことを示唆している。
【００２１】ビカーデータは材料の流動性と剛性の測定
値を示したものである。剛性は一般に生成物の付着性を
示したものである。ビカーの読み取り値が低いほど、生
成物は固くなる。好ましくはビカー数は約１０ｍｍ以
下、最も好ましくは読み取り値は約８ｍｍかそれ以下で
ある。実施例１の配合物４のビカー値４は優れているよ
うに見えるが、実際には、２４％のスタッコを含む配合
物は固すぎることが判った。即ち作業性が良くない。こ
のような配合物を商業的に実用化するためには、更に水
を加えることが必要で、それによって使用可能な組成物
の最終ビカー数は増加する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０５Ｄ 7/24 ３０２ Ｂ 7415−4Ｆ Ｃ０９Ｋ 21/02 //(Ｃ０４Ｂ 28/04 22:14 Ｂ 16:08 14:06 Ｚ 14:36） 111:28

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポルトランドセメンドを基体としたスプ
    レー型防火組成物において、同組成物が３０−９０％の
    ポルトランドセメンドと４−３０％のスタッコからのド
    ライブレンドからなり、該ドライブレンドが約３０から
    約５５ｐｃｆ（ポンド／立方フィート）の範囲のかさ密
    度を持ち、そして３％以下の該組成物用凝結促進剤を含
    むことを特徴とするポルトランドセメンドを基体とした
    スプレー型防火組成物。
  2. 【請求項２】 請求第１項記載のスプレー型防火組成物
    において、該組成物が更にスタッコ凝結遅延剤を含むこ
    とを特徴とするスプレー型防火組成物。
  3. 【請求項３】 請求第１項記載のスプレー型防火組成物
    において、該組成物が更に細断されたポリスチレンを含
    むことを特徴とするスプレー型防火組成物。
  4. 【請求項４】 請求第１項記載のスプレー型防火組成物
    において、該組成物が更に砂、ボーキサイトおよびそれ
    らの混合物からなる群れから選択された高密度骨材を含
    むことを特徴とするスプレー型防火組成物。
  5. 【請求項５】 請求第４項記載のスプレー型防火組成物
    において、該高密度骨材が４０−５５％の砂からなるこ
    とを特徴とするスプレー型防火組成物。
  6. 【請求項６】 請求第４項記載のスプレー型防火組成物
    において、該高密度骨材が更に、４０−５５％のボーキ
    サイトからなることを特徴とするスプレー型防火組成
    物。
  7. 【請求項７】 スプレー型防火組成物を、鋼鉄製支持体
    へ多重塗装する方法において、該組成物が３０−９０％
    のポルトランドセメンドと４−３０％のスタッコからの
    ドライブレンドからなり、得られたドライブレンドが３
    ０ − ５５ｐｃｆの範囲のかさ密度を持ち、同ドライ
    ブレンドに水を加えてスプレー塗装できるスラリーと
    し、得られたスラリーをスプレーノズルまで輸送し、該
    ノズルの近辺にまで輸送される前、される間、またはさ
    れた後に、凝固促進剤を該ノズルに導入し、該支持体へ
    該スラリーの１回目のスプレー塗装を行い、該第１塗装
    膜を、第２塗装膜を保持できるほどに十分凝固させ、そ
    してその上に、１回目のスプレー塗装の８時間以内に該
    スラリーの２回目の塗装を行うことを特徴とする多重塗
    装法。
  8. 【請求項８】 請求第７項記載の多重塗装法において、
    該ドライブレンド工程が更に、スタッコ凝固遅延剤の該
    組成物への添加作業を含むことを特徴とする多重塗装
    法。
  9. 【請求項９】 請求第７項記載の多重塗装法において、
    該ドライブレンド工程が更に砂、ボーキサイト、および
    それらの混合物からなる群れから選ばれる高密度骨材を
    添加する作業を含むことを特徴とする多重塗装法。
  10. 【請求項１０】 請求第７項記載の多重塗装法におい
    て、該スタッコ、凝固遅延剤および促進剤を、該スラリ
    ーが該鋼鉄製支持体へ塗布された際、それを１．５時間
    以内に凝固させるのに充分な量加えることを特徴とする
    多重塗装法。
  11. 【請求項１１】 請求第７項記載の多重塗装法におい
    て、該スラリーの１回目のスプレー塗装を、厚さ５／８
    インチを超えるように実施することを特徴とする多重塗
    装法。
  12. 【請求項１２】 請求第７項記載の多重塗装法におい
    て、該スラリーの１回目および２回目の塗装による膜厚
    さの合計が、約１．５ないし２インチであることを特徴
    とする多重塗装法。
  13. 【請求項１３】 請求第７項記載の多重塗装法におい
    て、該ドライブレンド工程が更に細断ポリスチレンを該
    混合物に添加する作業を含むことを特徴とする多重塗装
    法。
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