CN1048235C - 耐火涂覆材料 - Google Patents
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Abstract
以水泥为底材的耐火涂覆材料，其目的在于提供可大幅提高耐火性能的耐火涂覆材料以及能大幅提高耐火和耐久性能的耐火涂覆材料。发明一是对于100重量份水泥，将石灰、石膏、铝硅酸凝胶分别以5～35重量份进行混合而构成，发明二是对于100重量份水泥，将石灰、石膏、铝硅酸凝胶分别以5～35重量份进行混合，将此混合成的粉体100重量份，和陶瓷空心球50～300重量份、陶瓷纤维10～40重量份、合成树脂乳胶以固定换算5～20重量份混合构成的。
Description
本发明涉及以水泥为底材的耐火涂覆材料。
通常，建筑物对其各部分，根据建筑基准法，要求一定的耐火性能。
因此，为了提高耐火性能，过去采用了用耐火涂覆材料涂覆钢架、薄板天花板等结构件。
作为这样的耐火涂覆材料，过去，从成本方面考虑，多用石棉和水泥的混合物。
由石棉和水泥的混合物作成的该耐火涂覆材料，是在结构件的表面喷涂而使用。
但是，使用这样的耐火涂覆材料，在结构件上所形成的耐火涂覆层，由于强度小、吸水率、透湿系数大、粘接力弱，则存在缺乏耐久性的问题。
也就是说，将石棉耐火涂覆材料，例如，通过在钢架或薄板天花板等结构件上喷涂的方法，可以在结构件的表面形成耐火涂覆层，但该耐火涂覆层，由于内部结露或者吸水，则存在产生脱离或者脱落之危险。
另外，这样的石棉耐火涂覆材料，虽然大致满足耐火基准，但现在，要求更高的耐火性能。
本发明是为了解决上述问题而进行的，本发明的耐火涂覆材料之一是以提供能够大幅度地提高耐火性能的耐火涂覆材料为目的的，本发明的耐火涂覆材料之二是以提供能够大幅度地提高耐火性能以及耐久性的耐火涂覆材料为目的。
本发明的耐火涂覆材料之一是对于100份重量的水泥，将石灰5-35份重量，石膏5-35份重量，铝硅酸凝胶5-35份重量，进行混合而作成的。
这样的涂覆材料，例如，同过去一样与石棉进行混合，使其水化，将其在如钢架、薄板天花板等的结构件上进行喷涂使用。在结构件的表面形成的耐火涂覆层，通过石灰、石膏、铝硅酸凝胶的水化反应，生成24H2O或32H2O等的高含水之硫代铝酸钙盐类的水化生成物这些水化生成物在加热时发挥降低发热的效果。
另外，石灰、石膏、铝硅酸凝胶本身，由于在分子结构中具有水分子，因此，当耐火涂覆层加热时，也发挥降低发热的效果。
本发明的耐火涂覆材料之二是，对于100份重量的水泥，将石灰5-35份重量、石膏5-35份重量、铝硅酸凝胶5-35份重量进行混合而作成粉体，并对该粉体100份重量，再将陶瓷空心球(セうミツクスバル－ン)5-300份重量、陶瓷纤维10-40份重量、合成树脂乳胶以固态换算5-20份重量进行混合而制成的。
这样的耐火涂覆材料可以通过湿法施工或者干法施工施工于结构件上。
也就是说，通过湿法施工于结构件上的施工，是在粘性流体状态下，例如，在钢架，薄板天花板等的结构件上，通过喷涂，或涂敷等方法，在结构件上进行涂敷。
另外，通过干法施工于结构件的施工是，例如，使粘性流体的耐火涂覆材料硬化，制成成形板，并通过用夹具固定，或者用粘接剂粘贴的方法进行。
于是，这样的涂覆材料，如上述那样，在加热的时候，通过石灰、石膏、铝硅酸凝胶的反应产生的高含水的水和生成物引起的降低发热效果，以及石灰、石膏、铝硅酸胶各自引起的降低发热效果，大幅度地提高钢架等涂覆材料的耐火性能。
进一步，这样的耐火涂覆材料，由于含有陶瓷空心球、陶瓷纤维，并大量地混入无机系的材料，因此不仅提高耐火性能，进一步提高绝热性能。
另外，在耐火涂覆材料中，由于混入陶瓷纤维、合成树脂乳胶，因此，如果在结构件表面形成耐火涂覆层，则陶瓷纤维作为增强材料发挥效果，使耐火涂覆材料的内部结合牢固，可以有效地阻止往结构件附着或者加热时发生的裂纹。而且，通过合成树脂乳胶，往结构件上的附着变良好，则防止向结构件粘接(附着)或加热时的脱落。
进一步，比过去的耐火涂覆材料，粘接密实，并由于所混合的陶瓷空心球也是完全独立气泡，则使吸水或透湿系数变小，防止耐火涂覆层内的内部结露等的发生。
于是，能提高耐火涂覆层的强度、粘接力，并降低透湿系数，另外，通过混入陶瓷空心球可以轻量化。再有，本耐火涂覆材料，比过去的耐火涂覆材料强度大许多，而且能够平滑地加工其表面，因此可以将耐火涂覆层直接作为加工面使用，或者，将耐火涂覆层作为底材，在其上面施以直接涂敷，喷涂，贴布，贴瓷砖等装饰加工。
特别是，如果少量混入陶瓷空心球，耐火涂覆层的表面变光滑(平滑)，则可以直接作为加工面使用。
其中，对于水泥100份重量，混合的石灰，石膏，铝硅酸凝胶分别为5-35份重量，这是由于在5份重量以下时，当耐火涂覆材料加热时降低发热效果小，而35份重量以上的情况下，在结构件上形成的耐火涂覆层的强度降低。
另外，对于100份重量的粉体，混入的陶瓷空心球为50-300份重量，这是由于，如果在50份重量以下的情况下，不能期待轻量化、绝热性，而如果300份重量以上时降低强度。还有，既强度高，加工精度也良好的陶瓷空心球的量为50份重量左右为最好。
再有，对于100分重量的粉体，加入的合成树脂乳胶以固体换算为5-20份重量，这是因为在5份重量以下的情况下降低粘接力，而20份重量以上的情况下降低耐火性能。
另外，对于100份重量的粉体，加入的陶瓷纤维为10-40份重量，这是由于在10份重量以下的情况下不能期待增强效果，而40份重量以上的情况下，相反，成为粘接剂的水泥的结合力，即，所谓的粘接效果变小，变脆。
图1表示，将本发明的耐火涂覆材料硬化所形成的耐火涂覆板的耐火试验结果的曲线。
图2为表示，在耐火试验中的耐火涂覆板的测温位置的说明图。
下面，根据实施例进行说明。
实施例1
本发明的耐火涂覆材料，首先，对于100份重量的早强波特兰水泥，将石灰14.3份重量，石膏14.3份重量，铝硅酸凝胶14.3份重量，以进行混合制造成粉体。
然后，对该粉体100份重量，加入陶瓷空心球200份重量、陶瓷纤维33.3份重量、乙烯乙酸乙烯酯系乳胶(固体浓度9％)以固体换算15份重量、以及微量的增粘剂、消泡剂、并混合搅拌而制造。
铝硅酸凝胶为，例如，水铝英石等火山灰。
陶瓷纤维为，例如，纤维长度约为6mm。
陶瓷空心球的粒径为，例如，5-200μm，比重为0.3-0.7。
另外，增粘剂为，例如，甲基纤维素、聚乙烯醇、羟基乙基纤维素等的水溶性高分子化合物。
将这样形成的耐火涂覆材料进行硬化，并进行性能试验的结果为，其抗折强度为14.4kgf/cm2，抗压强度为30.1kgf/cm2，比重为0.55。
实施例2
对于早强波特兰水泥100份重量，将石灰27.3份重量、石膏27.3份重量、铝硅酸凝胶27.3份重量，以进行混合制造粉体。
对于该粉体100份重量，加入陶瓷空心球100份重量、陶瓷纤维16.7份重量、乙烯乙酸乙烯酯系乳胶(固体部分的浓度9％)以固态换算7.5份重量，以及微量的水溶性树脂，并进行混合搅拌而制造。
使如此形成的耐火涂覆材料硬化，并进行了性能试验的结果，其抗折强度为23.3kgf/cm2，抗压强度为62.4kgf/cm2，比重为0.65。
对于该实施例2，进行了基于JIS-A-1304的「建筑结构部分的耐火试验方法」的加热试验。其结果示于图1。
图中，纵轴表示温度(℃)，横轴表示经过时间(分)。
另外，实线表示加热温度，一点破折线表示将本发明的耐火涂覆材料硬化所得的耐火涂覆板的距离加热面20mm处，即，在图2中表示的耐火涂覆板11的A之部位的内部温度，二点破折线表示从耐火涂覆板的加热面距30mm处，即在图2中的耐火涂覆板11的B部位的内部温度，而虚线表示过去的(建设部认定产品)混入无机纤维的硅酸钙板(1号品)的距加热面20mm处的内部温度。
作为过去产品的，混入无机纤维的硅酸钙板的性质为，比重0.4以上，抗折强度25kgf/cm2，抗压强度为30kgf/cm2。
耐火涂覆板11的形状尺寸为板厚40mm，宽及长度为500mm。将这样的耐火涂覆板11，水平设置在加热装置(宽度进深300mm，深度500mm，燃料：城市煤气)上部，加热1小时以上。
其结果，正如图1所知，硬化本发明的耐火涂覆材料得的耐火涂覆板11，在经过60分钟的时候，在钢材容许温度(最高450℃，平均350℃)以下。而混入无机纤维的硅酸钙板的情况下，在经过60分钟的时候，虽然在钢材最高容许温度(450℃)以下，但在钢材平均容许温度(350℃)以上。
另外，从耐火涂覆板11的加热面距30mm处，即，B部位的内部温度，在经过60分钟的时候，在间壁的里面容许温度260℃以下。
于是，如果同过去的混入无机纤维的硅酸钙板进行比较，由于其内部温度的上升速度缓慢，因而到达钢材最高容许温度450℃，钢材平均容许温度350℃，里面容许温度260℃为止所经过的时间大幅度地被延长，则可以知道使用本发明的耐火涂覆材料的耐火涂覆板11的耐火性能优异。
另外，如果比较耐火涂覆板11的A部位的内部温度和B部位的内部温度，由于B处的内部温度比A处的内部温度上升速度极缓慢，因而可以知道，本发明的耐火涂覆材料越厚，就越提高其耐火性能。
还有，对于水泥100份重量，将各材料的使用量在石灰5-35份重量、石膏5-35份重量，铝硅酸凝胶5-35份得量的范围内进行变化，也可以得到同上述实施例几乎相同的效果。
另外，对于水泥100份重量，将石灰5-35份重量、石膏5-35份重量、铝硅酸凝胶5-35份重量，进行混合得到粉体，并对该粉体100份重量而言，将各材料的使用量在陶瓷空心球50-300份重量、陶瓷纤维10-40份重量、合成树脂乳胶以固体换算5-20份重量的范围内进行变化，也可以得到同上述实施例几乎相同的效果。在这种情况下，通过变化各种材料的比例，可以改变强度或者加工面的状态等，并可以得到具有根据其相应目的之耐火性能或强度或加工面的耐火涂覆材料。
进一步，在上述实施例中，虽然说明了关于添加了微量的增粘剂或消泡剂的例子，但本发明不限于上述实施例，不添加增粘剂或消泡剂，或者根据需要填加其他材料，也可以得到同上述实施例几乎相同的效果。
本发明的耐火涂覆材料之一是，对于100份重量的水泥，由于混合了石灰5-35份重量、石膏5-35份重量、铝硅酸凝胶5-35份重量，因而能够大幅度地提高耐火性能。
也就是说，这样的耐火涂覆材料，例如，同过去一样，与石棉进行混合使其水和，并将其喷涂于结构件上使用。
在结构件的表面所形成的耐火涂覆层，通过石灰、石膏、铝硅酸凝胶的水和反应，生成24H2O或32H2O等的高含水的硫代铝酸钙盐类的水和生成物，而这些水和生成物在加热的发挥降低发热效果，并且，由于石灰、石膏、铝硅酸凝胶本身，在分子中具有水分子，因此当耐火涂覆层被加热的情况下，能发挥降低发热效果，则可以大幅度地提高钢架等的涂覆材料的耐火性能。
本发明的耐火涂覆材料之二，对于100份重量的水泥，将石灰5-35份重量，石膏5-35份重量、铝硅酸凝胶5-35份重量以进行混合而成粉体，相对此粉体100份重量，再混合了陶瓷空心球50-300份重量陶瓷纤维10-40份重量、合成树脂乳胶以固体换算5-20份重量，因此可以大幅度地提高耐火性能以及耐久性能。
也就是说，由于混入石灰、石膏、铝硅酸凝胶，通过水和反应生成的高含水之水和生成物在加热时降低发热效果，以及，各自的降低发热效果，大幅度地提高钢架等的涂覆材料的耐火性能。另外，由于混入了陶瓷空心球、陶瓷纤维，大量地含有无机系的材料，因此，可以提高耐火性能以及绝热性能。
再有，由于含陶瓷纤维、合成树脂乳胶、陶瓷纤维作为增强材料发挥效果，使耐火涂覆材料的内部结合变牢固，则可以有效地阻止向结构件粘附或者加热时发生的裂纹。并且，通过合成树脂乳胶，可良好的粘附于结构件上，则可以确实地防止向结构件粘附或加热时的脱落。
另外，与过去的耐火涂覆材料比较，由于底材是密实的，并被混合的陶瓷空心球也是完全独立气泡，因此吸水或透湿系数变小，可以防止耐火涂覆层内产生的内部结露等，并确实地防止耐火涂覆层的脱落。
另外，本发明的耐火涂覆层材料的强度为，抗压强度30-70Kg-f/cm2，抗张强度为10Kgf/cm2以上，而吸水率为20-30％左右。
对此，通常被使用的石棉耐火涂覆材料，其材料的构成，对于产生所谓的粘接效果的水泥量而言，由于石棉的比例多，接近散乱的状态，抗压强度、抗张强度均在1Kgf/cm2以下，吸水率也几乎接近饱和状态为止，吸水程度大。透湿阻抗也几乎不可期待。
这样，本发明的耐火涂覆材料能够提高耐火涂覆层的强度，粘接力，并降低透湿系数，而且，通过混入陶瓷空心球的方法，可以轻量化。因此，可以将耐火涂覆层本身直接作为加工面使用，或者将耐火涂覆层作为底材，在其上面直接涂覆，喷涂，贴布，贴磁砖等，施以装饰加工。
特别是，若少量混入陶瓷空心球时，耐火涂覆层的表面变为平滑，因此可以原封不动地作为已最后涂覆完工的涂覆面直接使用。
Claims (2)
1.耐火涂覆材料，其特征在于，该涂覆材料是对于水泥100份重量、将石灰5～35份重量、石膏5-35份重量，铝硅酸凝胶5～35份重量进行混合而成的。
2.耐火涂覆材料，其特征在于，该涂覆材料是对于水泥100份重量，将石灰5～35份重量、石膏5～35份重量、铝硅酸凝胶5～35份重量，进行混合而成粉体，相对于此粉体100份重量，将陶瓷空心球50～300份重量、陶瓷纤维10～40份重量、合成树脂乳胶以固体换算5～20份重量，进行混合而成的。
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