JPH1025174A - セラミック発泡体用組成物及びセラミック発泡体 - Google Patents

セラミック発泡体用組成物及びセラミック発泡体

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JPH1025174A
JPH1025174A JP8183154A JP18315496A JPH1025174A JP H1025174 A JPH1025174 A JP H1025174A JP 8183154 A JP8183154 A JP 8183154A JP 18315496 A JP18315496 A JP 18315496A JP H1025174 A JPH1025174 A JP H1025174A
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JP
Japan
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ceramic foam
composition
weight
granules
water glass
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JP8183154A
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English (en)
Inventor
Keizo Tanabe
恵三 田辺
Katsuharu Matsuura
克治 松浦
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RIFURETSUKUSU KK
Kurosawa Construction Co Ltd
Original Assignee
RIFURETSUKUSU KK
Kurosawa Construction Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

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  • Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高強度コンクリートの効果的な耐熱被覆として
用いることのできるセラミック発泡体及びこれを得るた
めの組成物の提供。 【解決手段】本発明によるセラミック発泡体用組成物
は、二酸化珪素(SiO2)、酸化カルシウム(CaO) 、酸化鉄
(FeO、Fe2O3)、酸化チタン(TiO、TiO2) 、及び水酸化ア
ルミニウム(Al(OH)3) を少なくとも含む第1の粉粒体
と、混入材である第2の粉粒体と、及び発泡剤とを水ガ
ラスに混練してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック発泡体
に関し、特に例えば高強度コンクリートの耐熱被覆や鉄
骨の耐熱被覆などとし有用なセラミック発泡体及びこれ
を得るためのセラミック発泡体用組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的な配合によるコンクリートは、そ
の圧縮強度が500〜600kgf/cm2であるが、配合を
工夫することで1000kgf/cm2 を超える圧縮強度を持
つ高強度コンクリートが得られる。そしてこのような高
強度コンクリートを用いることで、コンクリートを構造
材の主体とした高層建築物も可能になる。しかし高強度
コンクリートは耐熱性に問題を残している。すなわち高
強度コンクリートは、その強度が高い故に、火災などに
より強熱を受けた場合に内部に発生する水蒸気が閉じ込
められて高圧状態を招き、この高圧蒸気により爆発的に
コンクリートが破壊する現象、つまり爆裂を生じ易い。
そしてこのような爆裂問題があるがために、高強度コン
クリートは、優れた強度特性をもちながら汎用的な構造
材として用いることのできないのが実情である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような事情を背景
に、本願の発明者は、高強度コンクリートの耐熱性の改
善について研究を進め、特に、断熱性が高いと共にコン
クリートとの結合性に優れた耐熱被覆層で高強度コンク
リートの表面を覆うことで耐熱性を改善する研究を進め
て来た。そして得られたのが本発明で、高強度コンクリ
ートの効果的な耐熱被覆として用いることのできるセラ
ミック発泡体及びこれを得るための組成物の提供を目的
としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によるセラミック
発泡体用組成物は、二酸化珪素(SiO2)、酸化カルシウム
(CaO) 、酸化鉄(FeO、Fe2O3)、酸化チタン(TiO、TiO2)
、及び水酸化アルミニウム(Al(OH)3) を少なくとも含
む第1の粉粒体と、混入材である第2の粉粒体と、及び
発泡剤とを水ガラスに混練してなる。
【0005】このようなセラミック発泡体用組成物を発
泡・硬化させて得られるセラミック発泡体は、コンクリ
ートと同様なセラミック系であるので、コンクリートに
対する結合力に優れ、実質的に一体化させることができ
る。またこのセラミック発泡体は、高い耐熱性を持ち、
1050℃3時間の耐熱試験においても何らの異常が認
められない。また比重が1g/cm3 以下と軽く、熱伝
導率は9×10-5cal/cm.sec.deg以下であり、高い断熱
性を有している。さらに圧縮強度が300kgf/mm
2 以上で、ブリネル硬度も10kgf/mm2 以上あ
り、強度的にも優れている。
【0006】また本発明によるセラミック発泡体用組成
物は、常温で発泡・硬化し、上記のような特性を発揮す
るセラミック発泡体とすることができる。したがってこ
れを塗布するだけで、高性能な耐熱被覆となるセラミッ
ク発泡体層を高強度コンクリート製の柱や梁などの表面
に形成することができる。
【0007】以上のように本発明によるセラミック発泡
体用組成物は、高強度コンクリートの耐熱被覆として優
れた適性を持っているが、同時に鉄骨などに対する耐熱
被覆としても有用性が高い。すなわち本発明によるセラ
ミック発泡体用組成物で得られるセラミック発泡体は、
軽くて断熱性が高く、また強度も大きく、しかも従来の
鉄骨用耐熱被覆材に比べ十分に大きな鉄材への付着力を
持ち、鉄骨などに対する耐熱被覆用としても優れた適性
を持っている。さらに本発明によるセラミック発泡体
は、これ単体でも強度に優れた断熱材あるいは高い断熱
性を利用したボード材などとして用いることもできる。
【0008】上記のようなセラミック発泡体用組成物に
おける発泡剤にはアルミニウム粉末を用いるのが好まし
い。また上記のようなセラミック発泡体用組成物におけ
る第1の粉粒体は、15重量%以上の二酸化珪素、25
重量%以上の酸化カルシウム、5重量%以上の酸化鉄、
及び0.2 重量%以上の酸化チタンを少なくとも含む粒径
が120μm以下であるスラグと、粒径が0.1 〜1μm
のシリカ粉末と、それに粒径が0.5 〜20μmの水酸化
アルミニウムとを、スラグ30〜50重量%、二酸化珪
素30〜50重量%、水酸化アルミニウム10〜30重
量%の割合で混合して得るのが最も好ましい。上記のよ
うなスラグの成分構成は、一般に電気炉製鋼で生じるス
ラグが満足させる。したがってスラグとしては電気炉製
鋼スラグを用いるのが好ましい。
【0009】一方、骨材的な混入材である第2の粉粒体
にはフライアッシュを用いるのが特に好ましい。そして
このフライアッシュとしては、2重量%以上の炭素含有
量であるフライアッシュが特に好ましく、フライアッシ
ュが含有する炭素によりアルミニウムの発泡反応を促進
させることができる。
【0010】また上記のようなセラミック発泡体用組成
物における第1及び第2の各粉粒体、それに水ガラスの
配合割合は、第1の粉粒体を30〜50重量%、第2の
粉粒体を30〜50重量%、そして水ガラスを10〜3
0重量%とするのが上記のような特性を発揮させる上で
特に好ましい。
【0011】さらに上記のようなセラミック発泡体用組
成物については、例えばセラミック系の発泡粒体のよう
な軽量骨材を第3の粉粒体としてさらに加えることがで
きる。このように軽量骨材を加えることにより、低い発
泡倍率でも大きい断熱性を得ることができる。
【0012】
【実施の形態】本発明の第1の実施形態では第1の粉粒
体におけるスラグとして電気炉製鋼のスラグ(例えば大
同特殊鋼株式会社の製品名「大同スラグ」)を用いる。
このスラグの成分構成は以下の通りである。電気炉製鋼スラグの成分構成(重量%) 二酸化珪素(SiO2) 20.56 酸化カルシウム(CaO) 32.83 全鉄分 13.67 酸化マグネシウム(MgO) 9.28 酸化アルミニウム(Al2O3) 8.66 酸化マンガン(MnO) 4.21 全クローム(Cr)分 1.50 酸化チタン(TiO2) 0.46 その他 8.83
【0013】上記スラグを用いた第1の粉粒体の配合は
以下の通りである。第1の粉粒体の配合(重量%) 粒径が97μmアンダーの電気炉製鋼スラグ 40 粒径が0.2 〜0.5 μmのシリカヒューム(SiO2) 40 粒径が1〜10μmの水酸化アルミニウム(Al(OH)3) 20
【0014】第2の粉粒体には粒径が20μmアンダー
のフライアッシュを用いる。そして水ガラスは、K2O;24
重量%、SiO2; 21.4重量%、水;53.3重量%の成分構成
であるカリウム系の水ガラスか、又はNa2O;17.9 重量
%、SiO2;25.9重量%、水;53.6重量%の成分構成であ
るナトリウム系の水ガラスを用いる。なおこの他にもリ
チウム系の水ガラスを用いることもできるが、リチウム
系水ガラスは一般に高価であり、実用的でない。
【0015】これら第1及び第2の各粉粒体と発泡剤で
あるアルミニウム粉末を以下の配合(重量%)で水ガラ
スに混練させ、この混練物を高強度コンクリート成形体
に塗布し、3時間放置して約3倍に発泡・硬化させるこ
とで厚さ10mmのセラミック発泡体を高強度コンクリ
ート成形体に一体的に付着した耐熱被覆層として形成さ
せた。 第1の粉粒体 39.9 第2の粉粒体 39.9 アルミニウム粉末 0.2 水ガラス 20.0
【0016】このようにして得られたセラミック発泡体
を急速乾燥のために150℃で3時間乾燥させた後に物
性を測定した。その結果は以下の通りである。 比重(g/cm2 ) 0.80 圧縮強度(kgf/mm2 ) 300 ブリネル硬度(kgf/mm2 ) 11 吸水率(20℃水中に72時間浸漬)(g) 0.0002 耐熱性( 1050℃3時間) 異常なし
【0017】本発明の第2の実施形態では、第1の実施
形態におけると同様な第1及び第2の各粉粒体に加えて
第3の粉粒体を混入させる。第3の粉粒体としては鉱物
系の粒状発泡物(例えば株式会社サンライト社の商品名
「Gライト」)を用いる。この第3の粉粒体は、粒径が
0.3 〜1.2 mmで、嵩比重が0.31〜0.47(Kg/l)である。
本実施形態での配合(重量%)は以下の通りである。 第1の粉粒体 23.9 第2の粉粒体 28.9 第3の粉粒体 32.0 アルミニウム粉末 0.2 水ガラス 20.0
【0018】第2の実施形態によるセラミック発泡体の
物性は以下の通りである。 比重(g/cm2 ) 0.7 圧縮強度(kgf/mm2 ) 250 ブリネル硬度(kgf/mm2 ) 8 吸水率(20℃水中に72時間浸漬)(g) 0.0005 耐熱性( 1050℃3時間) 異常なし
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成9年1月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】このようにして得られたセラミック発泡体
を急速乾燥のために150℃で3時間乾燥させた後に物
性を測定した。その結果は以下の通りである。 比重 0.80 圧縮強度(kgf/cm2 ) 300 ブリネル硬度(kgf/mm2 ) 11 吸水率(20℃水中に72時間浸漬)(g) 0.0002 耐熱性( 1050℃3時間) 異常なし
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】第2の実施形態によるセラミック発泡体の
物性は以下の通りである。 比重 0.7 圧縮強度(kgf/cm2 ) 250 ブリネル硬度(kgf/mm2 ) 8 吸水率(20℃水中に72時間浸漬)(g) 0.0005 耐熱性( 1050℃3時間) 異常なし

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二酸化珪素、酸化カルシウム、酸化鉄、
    酸化チタン、及び水酸化アルミニウムを少なくとも含む
    第1の粉粒体と、混入材である第2の粉粒体と、及び発
    泡剤とを水ガラスに混練してなるセラミック発泡体用組
    成物。
  2. 【請求項2】 第1の粉粒体は、15重量%以上の二酸
    化珪素、25重量%以上の酸化カルシウム、5重量%以
    上の酸化鉄、及び0.2 重量%以上の酸化チタンを少なく
    とも含む粒径が120μm以下であるスラグ;粒径が0.
    1 〜1μmのシリカ粉末;及び粒径が0.5 〜20μmの
    水酸化アルミニウムを混合したものであり、スラグが3
    0〜50重量%、シリカ粉末が30〜50重量%、水酸
    化アルミニウムが10〜30重量%である請求項1に記
    載のセラミック発泡体用組成物。
  3. 【請求項3】 第2の粉粒体がフライアッシュである請
    求項1又は請求項2に記載のセラミック発泡体用組成
    物。
  4. 【請求項4】 炭素含有量が2重量%以上であるフライ
    アッシュを用いた請求項3に記載のセラミック発泡体用
    組成物。
  5. 【請求項5】 第1の粉粒体が30〜50重量%、第2
    の粉粒体が30〜50重量%、水ガラスが10〜30重
    量%である配合とした請求項1〜請求項4の何れか1項
    に記載のセラミック発泡体用組成物。
  6. 【請求項6】 軽量骨材である第3の粉粒体をさらに加
    えた請求項1〜請求項5の何れか1項に記載のセラミッ
    ク発泡体用組成物。
  7. 【請求項7】 第3の粉粒体の割合を第1及び第2の粉
    粒体に対し30〜50重量%とした請求項6に記載のセ
    ラミック発泡体用組成物。
  8. 【請求項8】 請求項1〜請求項7の何れか1項に記載
    のセラミック発泡体用組成物を発泡・硬化させて得たセ
    ラミック発泡体。
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Cited By (5)

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US6602449B1 (en) 1998-04-06 2003-08-05 Cellaris Limited Method of producing ceramic foams
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