JP2017535508A - 耐火性硫酸カルシウムベースの製品 - Google Patents

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Abstract

本発明は、高温に暴露した後に減少した収縮性をもつ硫酸カルシウムベースの製品を提供し、この製品は、石膏、(たとえば4~27重量%の量の)ポゾラン源及び(0.5〜10重量%の量の)金属塩添加剤を含む。ポゾラン源は、カオリナイト粘土材料、フライアッシュ、もみ殻灰、珪藻土、火山灰及び軽石、マイクロシリカ、シリカフェーム並びにシリコーンオイルから選択することができる。金属塩添加剤は、300〜500℃の温度の間で分解して硝酸マグネシウムなどの金属酸化物を生成する金属塩でありえる。【選択図】なし

Description

本発明は、改良された耐火性の硫酸カルシウムベースの製品、特に高温に暴露された後に減少した収縮性をもつ硫酸カルシウムベースの建物/建設用製品に関する。
硫酸カルシウムベースの製品は、たとえば屋内仕切壁(乾式壁としても知られるウォールボード、石膏ボードまたはプラスターボードを使用する)、及び天井を形成するか、あるいは建物内のダクト(たとえば換気ダクト)を収容するために、建物の建設において広く使用されている。
ウォールボードなどの硫酸カルシウムベースの製品は、通常は、焼石膏またはスタッコとしても知られる硫酸カルシウムの半水和物(CaSO4・1/2H2O)の水性スラリーを、ライニング紙またはガラス繊維マットの二つのシートの間で乾燥することによって形成される。スラリーが乾燥して、焼石膏が水和されるにつれて、ライニングシート/マットの間にはさまれた石膏(硫酸カルシウム二水和物(CaSO4・2H2O))の硬質で剛性のコアが形成される。
ウォールボードが、建物火災において遭遇するもの、または高温の流体を移送するダクトを収容するために使用されるウォールボードが遭遇するもののような高い温度に暴露されると、石膏内に含まれる結晶水が排除されて硫酸カルシウムの無水石膏が生成する。初めのうちは、これはウォールボードを横切る熱伝達が減少して、ダクトから放出されるか、または建物火災中に生じる熱を封じ込めるのが促進されるという有利性を有する。しかしながら、400〜450℃の温度では、初めに形成されたAIII相無水石膏(γ−CaSO4または「溶解性」無水石膏としても知られる)がAII相(または「不溶性」無水石膏)に転化し、この相変化によってウォールボードの収縮、即ち寸法安定性の損失がもたらされる。この収縮(ウォールボードの長さまたは幅の約2%または6体積%になる可能性がある)によって、しばしばウォールボードがそれらの支持構造体から剥離する。これは明らかに望ましくない。ウォールボードが屋内仕切り壁のために使用されていて、火災が発生した状況においては、収縮によって隙間が残されて、火源に隣接している部屋が熱/炎の影響にさらされる可能性がある。また、隙間によって火源に酸素が侵入し、火に燃料が注がれて防火扉の効果が失われる可能性がある。
より高い温度(600℃を超える)では、不溶性の無水石膏が焼結し続けて、ウォールボード体積が大きく減少する。これによって非常に大きな収縮がもたらされ、それらはもはやそれらの支持構造体によって支えられなくなるので、最終的には内壁/天井/ダクトケーシングの崩壊が引き起こされる。
高温に暴露された後の収縮を減少させようと、硫酸カルシウムベースの製品の耐火性を改良する試みがなされてきた。
たとえばUS2526066号及びUS2744022号から、ウォールボード製造の間に水性焼石膏スラリーに未膨張バーミキュライト及び不燃性繊維の組み合わせを添加することは公知である。
熱膨張の間に、ウォールボードコア内に含まれるバーミキュライトが、石膏の収縮量に匹敵する量だけ膨張して、ウォールボードの収縮に抵抗する。
未膨張バーミキュライト及び/またはガラス繊維を含むウォールボードは、商業的成功を収めてきた。
US3616173号は、ガラス繊維及びバーミキュライトに加えて、少量(好ましくは約2〜5重量%)の粘土、コロイドシリカまたはコロイドアルミナを石膏コアに添加することを提案した。その意図は、耐火性ウォールボードの密度を減少させることであった。20重量%を超える量は、紙ライニングシートと十分に結合しない弱いコアとなったことが知見された。
US2003/0138614号は、未膨張バーミキュライト及びガラス繊維に加えて、粘土であってもよい鉱物添加剤3〜25重量%及び水和アルミナ3〜15重量%を含む耐火性石膏ウォールボードを開示する。カオリナイト25%を含む粘土10〜15重量%を使用すると最適の結果が達成された。
US4664707号は、ガラス繊維、硫酸カルシウム結晶繊維(crystal fiber)及び粘土0.5〜5重量%、好ましくはカオリナイト粘土を含むスラリーから形成した石膏ウォールボードを開示する。
US6569541号は、カオリナイトなどの粘土であってもよい鉱物添加剤5〜15重量%を含む耐水性石膏ウォールボードを開示する。
US5985013号は、硫酸カルシウム半水和物及び水和塩を含む融蝕型(ablative type)熱保護材料を開示する。(乾燥成分の重量に基づいて40重量%の量で使用する)硝酸マグネシウム六水和物を含む多くの水和塩が使用される。熱融蝕性材料を介する熱移動にかかった時間が記録された。加熱後の材料における収縮に与える効果については全く記載されていない。
硫酸カルシウムベースの製品はまた、金属またはガラス物品を鋳造するためにも使用される。硫酸カルシウムの鋳型は、溶融した金属/ガラスを充填する前に700〜900℃に加熱される。そのような硫酸カルシウムベースの鋳型の高温収縮を制御して、鋳型がリークしないことを確保し、鋳造した金属/ガラス製品が歪まないことを確保することが重要である。
US2526066号 US2744022号 US3616173号 US2003/0138614号 US4664707号 US6569541号 US5985013号
本発明の好ましい目的は、熱に暴露した後、たとえば建物火災の間に、減少した収縮をもつ改良された耐火性/耐熱性硫酸カルシウムベースの製品を提供することである。かかる改良された耐火性製品は、特に、たとえば建物内の屋内仕切り壁を形成するためのウォールボードまたはパネル、天井タイル、換気/排煙ダクトを収容するためのウォールボードまたはパネル、ウォールボード/パネル/タイルを接合するための目地材料などの建設製品として、あるいは金属/ガラス製品の鋳造において使用するための鋳型のための用途を有することができる。
従って、第一の形態においては、本発明は、石膏、ポゾラン源及び金属塩添加剤を含む硫酸カルシウムベースの製品を提供する。
第二の形態においては、本発明は硫酸カルシウムベースの製品を提供し、ここで前記製品は焼石膏、ポゾラン源及び金属塩添加剤を含む水性スラリーを乾燥することにより形成される。
第三の形態においては、本発明は、焼石膏、ポゾラン源及び金属塩を含む水性スラリーを乾燥することによって硫酸カルシウム製品を形成する方法を提供する。
第四の形態においては、本発明は、硫酸カルシウムベースの製品の熱への暴露の間に、収縮を減少させるためのポゾラン源及び金属塩添加剤の組み合わせの使用を提供する。
第五の形態においては、本発明は、硫酸カルシウムベースの組成物の水性スラリーを乾燥することにより、硫酸カルシウムベースの製品を形成する際に使用するための硫酸カルシウムベースの組成物を提供し、前記硫酸カルシウムベースの組成物は、焼石膏、ポゾラン源及び金属塩を含む。
本発明者らは、ポゾラン源と金属塩の組み合わせを添加すると、最高1000℃に加熱した後でさえもその寸法安定性を維持する硫酸カルシウムベースの製品がもたらされることを知見した。石膏を一緒に結合して寸法安定性を改良するのを助ける焼結プロセスが起きると考えられる。加熱後(及び石膏がEDTAを使用して除去された後)の製品の分析から、ポゾラン源が連結性網状構造を形成し、これが石膏を結合するのを助け、安定性が高まることが明らかである。金属塩が存在すると、ポゾラン源が連結性網状構造に変化する温度を低下させて、必要とされるポゾラン源の量を減らすことができる。これは、網状構造に金属塩が包含された結果かもしれない。
「ポゾラン源」なる用語は、それ自体がポゾランである材料(たとえばフライアッシュ、もみ殻灰、珪藻土、火山灰及び軽石、マイクロシリカ、シリカフューム)または加熱するとポゾラン材料を生成する材料(たとえば、加熱するとメタカオリンを生成するカオリナイト粘土または、加熱するとシリカを生成するシリコーンオイルなど)を含むと意図される。
「シリコーンオイル」なる用語は、液体ポリシロキサンを指すように意図される。シリコーンオイルはポリジオルガノシロキサンを含むことができる。オルガノ基はアルキル及び/またはアリール、たとえばメチル及び/またはフェニル基でありうる。一例としてはポリジメチルシロキサン(PDMS)がある。シリコーンオイルはポリオルガノヒドロシロキサンを含むことができる。オルガノ基はアルキルまたはアリール基、たとえばメチル及び/またはフェニル基でありえる。一例としてはポリメチルヒドロシロキサン(PMHS)がある。シリコーンオイルはジオルガノシロキサン及びオルガノヒドロシロキサンのコポリマーまたは、ポリジオルガノシロキサン及びポリオルガノヒドロシロキサンのブレンドを含むことができる。
シリコーンオイルは無水物でありえる。
好ましくは、ポゾラン源はカオリナイト粘土材料または珪藻土である。
「カオリナイト粘土材料」なる用語は、カオリナイト(Al2Si2O5(OH)4)、ディッカイト、ハロサイト及びナクライトなどのカオリナイトの多形、球状粘土(カオリナイト20〜80%、マイカ10〜25%、石英6〜65%を含む)、耐火粘土並びにフリントクレーを包含する。好適な粘土添加物の例としては、Puroflo 31(商標)(Sibelco製)があり、これはカオリナイト66%、マイカ23%、長石6%及び石英1%を含む。粘土材料は好ましくは、か焼されていない粘土材料である。カオリナイト粘土は、高温で脱水される間にポゾランメタカオリンを形成する。
硫酸カルシウムベースの製品を形成するために使用されるスラリー及び硫酸カルシウムベースの組成物において、ポゾラン源は5重量%を超える量、好ましくは5重量%〜30重量%、より好ましくは5重量%〜25重量%、例えば5〜10重量%、最も好ましくは5〜9重量%(ここで重量%は、焼石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づく)の量で提供することができる。
硫酸カルシウムベースの製品では、ポゾラン源は4重量%を超える量、好ましくは4〜27重量%、より好ましくは4〜20重量%、最も好ましくは4〜9重量%(ここで重量%は、石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づく)の量で提供することができる。
金属塩は好ましくは、300〜500℃の温度で分解して金属酸化物を生成する金属塩である。
金属塩中の金属は、アルカリ土類金属、たとえばカルシウムまたはマグネシウムでありえる。金属は遷移金属、たとえば銅、亜鉛、鉄でありえる。金属はアルミニウムでありえる。好ましくは、前記金属はマグネシウムである。
塩は、硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩または塩化物でありえる。塩は水和されていてもよい。
好ましい金属塩は、マグネシウム、銅、アルミニウム、カルシウム、亜鉛及び鉄の硝酸塩、並びに塩化マグネシウム(たとえば六水和物)である。
硫酸カルシウムベースの製品を形成するために使用されるスラリー及び硫酸カルシウムベースの組成物において、金属塩は、1重量%を超える量、好ましくは1〜15重量%、より好ましくは1〜10重量%及び最も好ましくは2〜9重量%で提供することができる。
ポゾラン源及び金属塩は、1:1重量%比(ここで重量%は、焼石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づく)でスラリー及び硫酸カルシウムベースの組成物中に含めることができる。これらはそれぞれ、約9または10重量%の量で含めることができる。
硫酸カルシウムベースの製品において、金属塩は0.5重量%を超える量、好ましくは0.5〜10重量%、より好ましくは1〜9重量%及び最も好ましくは2〜9重量%(ここで重量%は、石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づく)で提供することができる。
「石膏」なる用語は、主として硫酸カルシウム二水和物(CaSO4・2H2O)を指すように意図される。
「焼石膏」なる用語は、主として硫酸カルシウム半水和物(CaSO4・1/2H2O)を指すように意図されるが、硫酸カルシウム二水和物よりも低い結合水含有量をもつ任意の他の硫酸カルシウム化合物(たとえば硫酸カルシウム無水物)を包含することもできる。
硫酸カルシウムベースの製品を形成するために使用されるスラリー及び硫酸カルシウムベースの製品において、焼石膏は好ましくは、60重量%〜95重量%の量、より好ましくは75〜95重量%及び最も好ましくは75〜90重量%の量(ここで重量%は、焼石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づく)で提供される。
硫酸カルシウムベースの製品において、石膏は65重量%〜98重量%の量、好ましくは65〜90重量%及び最も好ましくは65〜85重量%(ここで重量%は、石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づく)の量で提供される。
特に好ましい態様では、硫酸カルシウムベースの製品は、石膏65重量%〜98重量%、ポゾラン源及び金属塩0.5重量%〜9重量%を含み、焼石膏60〜95重量%、ポゾラン源及び金属塩1重量%〜9重量%(ここで重量%は、石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づく)を含む水性スラリーを乾燥することから形成することができる。
この態様に関しては、ポゾラン源の量及び性質、石膏/焼石膏の好ましい量、並びに金属塩の好ましい量/性質は上記の通りであってもよい。
別の特に好ましい態様では、硫酸カルシウムベースの製品は、石膏65重量%〜98重量%、ポゾラン源及び硝酸マグネシウムを含み、焼石膏60〜95重量%、ポゾラン源及び硝酸マグネシウム(ここで重量%は、石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づく)を含む水性スラリーを乾燥することから形成することができる。
この態様に関しては、ポゾラン源の量及び性質、石膏/焼石膏の好ましい量、並びに硝酸マグネシウムの好ましい量/性質は上記の通りであってもよい。
好ましくは、硫酸カルシウムベースの製品はバーミキュライトを実質的に含まない。本発明者らは、ポゾラン源及び金属塩の組み合わせを添加すると、バーミキュライトの非存在下であっても、硫酸カルシウムベースの製品、たとえば石膏ウォールボードの収縮を最小化するのを助けることを知見した。
態様によっては、硫酸カルシウムベースの製品は、実質的に無機繊維を含まない、即ちガラス繊維もアスベスト繊維も含まない。
しかしながら、態様によっては、硫酸カルシウムベースの製品は、加熱前に製品の強度を改良するのに役立ちうるので、無機繊維(たとえばガラス繊維)及び/またはマット(たとえばガラスマット)を含むことができる。
硫酸カルシウムベースの製品は、促進剤、遅延剤、発泡剤/消泡剤、流動化剤などの添加剤を含むことができる。促進剤は、たとえば糖または界面活性剤の添加剤を含む新しく粉砕した石膏であってもよい。かかる促進剤としては、Ground Mineral NANSA(GMN)、耐熱性促進剤(HRA)及びボールミル促進剤(BMA)を挙げることができる。あるいは、促進剤は、硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛または硫酸カリウムなどの化学添加物であってもよい。場合によっては、複数の促進剤の混合物、たとえば硫酸塩促進剤と組み合わせてGMNを使用することができる。さらなる代替案としては、たとえば米国特許第US2010/0136259号に記載のように、超音波を使用してスラリーの硬化速度を加速させることができる。
「硫酸カルシウムベースの製品」なる用語は、建築材、たとえばウォールボード(ライナーを有するか、または有しない)(繊維強化を有するか、または有しない)、タイル(たとえば天井タイル)、ダクト収容パネル、目地材料(たとえば隣接するウォールボード/タイル/パネルなどを接合するため)、プラスター組成物または金属を鋳造するための鋳型を含むことができる。
「硫酸カルシウムベースの」なる用語は、製品が主成分として石膏を含む、即ち石膏は製品の重量%で最大の単一成分であるという意味として容易に理解される。本用語は、製品が、製品の全重量に基づいて40重量%、50重量%、60重量%、70重量%、80重量%、90重量%以上の石膏を含むことを意味することができる。
硫酸カルシウムベースの製品は複合材製品であってよく、たとえば二つのライナー(たとえば紙ライナーまたはガラス繊維マット)の間にはさまれた石膏マトリックスコア(収縮抵抗添加剤を含む)を有するウォールボードであってよい。
以下の実施例は、高温において減少した収縮をもつ製品を示し、例示のみの目的で与えられる。
対照試料1−添加剤なし
焼石膏200gを40℃において水140gに添加し、この混合物を手で30秒間ブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
対照試料2−カオリン(10重量%)
焼石膏180g及びカオリン20gをドライブレンドして、40℃において水140gに添加した。この混合物を手で30秒間ブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
対照試料3−カオリン(30重量%)
焼石膏140g及びカオリン60gをドライブレンドして、40℃において水140gに添加した。この混合物を手で30秒間ブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
対照試料4−硝酸マグネシウム(9重量%)
硝酸マグネシウム六水和物20gを、40℃において水140gに添加した。焼石膏200gを水/金属塩混合物に添加し、得られた混合物を30秒間手でブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
対照試料5−硝酸銅(7重量%)
硝酸銅四水和物16gを、40℃において水140gに添加した。焼石膏200gを水/金属塩混合物に添加し、得られた混合物を30秒間手でブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
対照試料6−硝酸カルシウム(8重量%)
硝酸カルシウム四水和物18gを、40℃において水140gに添加した。焼石膏200gを水/金属塩混合物に添加し、得られた混合物を30秒間手でブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
対照試料7−硝酸鉄(9重量%)
硝酸鉄(III)九水和物20gを、40℃において水140gに添加した。焼石膏200gを水/金属塩混合物に添加し、得られた混合物を30秒間手でブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
対照試料8−硝酸アルミニウム(9重量%)
硝酸アルミニウム九水和物20gを、40℃において水140gに添加した。焼石膏200gを水/金属塩混合物に添加し、得られた混合物を30秒間手でブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
対照試料9−もみ殻灰(10重量%)
焼石膏180gをもみ殻灰20gとドライブレンドし、次いで水140gと30秒間手でブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
対照試料10−シリコーンオイル(10重量%)
シリコーンオイル20gを40℃において水140gに添加した。焼石膏200gをこの溶液に添加し、30秒間手でブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
使用したシリコーンオイルは、Wacker製のSILRES(登録商標)BS 94であった。これはポリメチルヒドロシロキサンをベースとする無水シリコーンオイルである。
対照試料11−マイクロシリカ(10重量%)
焼石膏180gをマイクロシリカ20gとドライブレンドし、次いで水140gと30秒間手でブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
対照試料12−珪藻土(10重量%)
焼石膏180gを珪藻土20gとドライブレンドし、次いで水140gと30秒間手でブレンドしてスラリーを形成した。このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
実施例
以下の表1に示された金属塩、ポゾラン源及び焼石膏の量の試料配合で、金属塩と40℃において水140gとを混合して調製した(実施例23を除く全て)。ポゾラン源及び焼石膏をドライブレンドして水/塩混合物に添加した。得られた混合物を30秒間手でブレンドしてスラリーを形成した。実施例23に関しては、シリコーンオイル及び金属塩を40℃において水140gに添加し、次いで焼石膏を溶液に添加してスラリーを形成し、これを30秒間手でブレンドした。スラリー中の各成分の(乾燥成分に基づく)重量%量を以下のかっこ内に示す。
このスラリーを円筒状シリコーン鋳型(高さ25mm、直径12mm)に注ぎ、この試料を40℃で一晩(最低12時間)乾燥した。
Figure 2017535508
Figure 2017535508
線収縮
線収縮は、Netzsch膨張計を使用して測定した。試料は、1000℃に5℃/分の速度で加熱した。収縮は、解像度8nmをもつ変換器を使用してin-situで測定した。
膨張計の結果を表2に示す。
Figure 2017535508
Figure 2017535508
この結果は、ポゾラン源及び金属塩との組み合わせは、高温に暴露した後の収縮を減少させるのに役立ちうることを示す。5重量%を超える(製品中で4重量%を超える)ポゾラン源をスラリー中で使用するとき及び、1重量%を超える(製品中で0.5重量%を超える)金属塩をスラリー中で使用するときに結果は最も顕著である。結果は、同量のポゾラン源及び金属塩を使用する場合に特に顕著である。
この結果は、ポゾラン源及び金属塩との組み合わせは、高温に暴露した後の収縮を減少させるのに役立ちうることを示す。5重量%を超える(製品中で4重量%を超える)ポゾラン源をスラリー中で使用するとき及び、1重量%を超える(製品中で0.5重量%を超える)金属塩をスラリー中で使用するときに結果は最も顕著である。結果は、同量のポゾラン源及び金属塩を使用する場合に特に顕著である。
出願時の特許請求の範囲の内容を以下に記載する。
[1]
石膏、ポゾラン源及び金属塩添加剤を含む硫酸カルシウムベースの製品。
[2]
前記ポゾラン源が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)4〜27重量%の量で含まれる、前記1に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[3]
前記ポゾラン源が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)4〜9重量%の量で含まれる、前記2に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[4]
前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)0.5〜10重量%の量で含まれる、前記1〜3のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[5]
前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)2〜9重量%の量で含まれる、前記4に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[6]
前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜98重量%の量で提供される、前記1〜5のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[7]
前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜85重量%の量で提供される、前記6に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[8]
前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)0.5〜9重量%の量で含まれ、前記石膏が65〜98重量%の量で含まれる、前記1〜7のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[9]
前記金属塩添加剤が硝酸マグネシウムであり、前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜98重量%の量で含まれる、前記1〜8のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[10]
焼石膏、ポゾラン源及び金属塩添加剤を含む水性スラリーを乾燥することから形成される硫酸カルシウムベースの製品。
[11]
前記ポゾラン源が5〜30重量%の量でスラリーに含まれる、前記10に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[12]
前記ポゾラン源が5〜9重量%の量でスラリーに含まれる、前記11に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[13]
前記金属添加剤が1〜15重量%の量でスラリーに含まれる、前記10〜12のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[14]
前記金属塩が、2〜9重量%の量でスラリーに含まれる、前記13に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[15]
前記ポゾラン源の重量%と前記金属塩の重量%が等しい、前記1〜14のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[16]
前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)60〜95重量%の量でスラリーに含まれる、前記6〜15のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[17]
前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)75〜90重量%の量でスラリーに含まれる、前記16に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[18]
前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)1〜9重量%の量でスラリーに含まれ、前記石膏は60〜95重量%の量でスラリーに含まれる、前記6〜17のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[19]
前記金属塩添加剤が硝酸マグネシウムであり、前記石膏は、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)60〜95重量%の量でスラリーに含まれる、前記6〜18のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[20]
前記ポゾラン源が、カオリナイト粘土材料、フライアッシュ、もみ殻灰、珪藻土、火山灰及び軽石、マイクロシリカ、シリカフェーム並びにシリコーンオイルから選択される、前記1〜19のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[21]
前記金属塩添加剤が、300〜500℃の温度の間で分解し、金属酸化物を生成する金属塩である、前記1〜20のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[22]
前記金属塩添加剤が、カルシウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉄またはアルミニウムを含む、前記21に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[23]
前記金属塩が硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、水酸化物または塩化物である、前記21または22に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[24]
前記金属塩が硝酸マグネシウムである、前記21〜23のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
[25]
硫酸カルシウムベースの組成物の水性スラリーを乾燥することによる硫酸カルシウムベースの製品を形成する際に使用するための硫酸カルシウムベースの組成物であって、前記硫酸カルシウムベースの組成物は、焼石膏、ポゾラン源及び金属塩を含む、前記組成物。
[26]
前記ポゾラン源が5〜30重量%の量で含まれる、前記25に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[27]
前記ポゾラン源が5〜9重量%の量で含まれる、前記26に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[28]
前記金属塩添加剤が1〜15重量%の量で含まれる、前記25〜27のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[29]
前記金属塩添加剤が、2〜9重量%の量で含まれる、前記28に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[30]
前記ポゾラン源の重量%と前記金属塩の重量%が等しい、前記25〜29のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[31]
前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)60〜95重量%の量で提供される、前記25〜30のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[32]
前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)75〜90重量%の量で提供される、前記31に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[33]
前記金属塩が(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)1〜9重量%の量で含まれ、前記石膏が60〜95重量%の量で含まれる、前記25〜32のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[34]
前記金属添加剤が硝酸マグネシウムであり、前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)60〜95重量%の量で含まれる、前記25〜33のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[35]
前記ポゾラン源が、カオリナイト粘土材料、フライアッシュ、もみ殻灰、珪藻土、火山灰及び軽石、マイクロシリカ、シリカフェーム並びにシリコーンオイルから選択される、前記25〜34のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[36]
前記金属塩添加剤が、300〜500℃の温度の間で分解して金属酸化物を生成する金属塩である、前記25〜35のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[37]
前記金属塩添加剤が、カルシウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉄またはアルミニウムを含む、前記36に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[38]
前記金属塩が、硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、水酸化物または塩化物である、前記36または37に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[39]
前記金属塩が硝酸マグネシウムである、前記36〜38のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
[40]
前記25〜39のいずれかに記載の組成物を含む水性スラリーを乾燥することによる硫酸カルシウムベースの製品を形成する方法。
[41]
石膏を含む硫酸カルシウムベースの製品が熱に暴露されている間に収縮を減少する及び/または強度を改良するためのポゾラン源及び金属塩添加剤の組み合わせの使用。
[42]
前記ポゾラン源が4〜27重量%の量で含まれる、前記41に記載の使用。
[43]
前記ポゾラン源が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)4〜9重量%の量で含まれる、前記42に記載の方法。
[44]
前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)0.5〜10重量%の量で含まれる、前記41〜43のいずれかに記載の使用。
[45]
前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)2〜9重量%の量で含まれる、前記44に記載の使用。
[46]
前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜98重量%の量で提供される、前記41〜45のいずれかに記載の使用。
[47]
前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜85重量%の量で提供される、前記46に記載の使用。
[48]
前記金属塩添加剤が(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)0.5〜9重量%の量で含まれ、前記石膏が65〜98重量%の量で含まれる、前記41〜47のいずれかに記載の使用。
[49]
前記金属塩添加剤が硝酸マグネシウムであり、前記石膏が(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜98重量%の量で含まれる、前記41〜48のいずれかに記載の使用。
[50]
前記ポゾラン源がカオリナイト粘土材料である、前記41〜49のいずれかに記載の使用。
[51]
前記金属塩添加剤が、300〜500℃の温度の間で分解して金属酸化物を生成する金属塩である、前記41〜50のいずれかに記載の使用。
[52]
前記金属塩添加剤が、カルシウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉄またはアルミニウムを含む、前記51に記載の使用。
[53]
前記金属塩が硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、水酸化物または塩化物である、前記51または52に記載の使用。
[54]
前記金属塩が硝酸マグネシウムである、前記41〜53のいずれかに記載の使用。
[55]
実質的に本明細書中に記載のいずれかの態様としての製品。
[56]
実質的に本明細書中に記載のいずれかの態様としての組成物。
[57]
実質的に本明細書中に記載のいずれかの態様としての方法。
[58]
実質的に本明細書中に記載のいずれかの態様としての使用。

Claims (58)

  1. 石膏、ポゾラン源及び金属塩添加剤を含む硫酸カルシウムベースの製品。
  2. 前記ポゾラン源が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)4〜27重量%の量で含まれる、請求項1に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  3. 前記ポゾラン源が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)4〜9重量%の量で含まれる、請求項2に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  4. 前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)0.5〜10重量%の量で含まれる、請求項1〜3のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  5. 前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)2〜9重量%の量で含まれる、請求項4に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  6. 前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜98重量%の量で提供される、請求項1〜5のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  7. 前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜85重量%の量で提供される、請求項6に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  8. 前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)0.5〜9重量%の量で含まれ、前記石膏が65〜98重量%の量で含まれる、請求項1〜7のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  9. 前記金属塩添加剤が硝酸マグネシウムであり、前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜98重量%の量で含まれる、請求項1〜8のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  10. 焼石膏、ポゾラン源及び金属塩添加剤を含む水性スラリーを乾燥することから形成される硫酸カルシウムベースの製品。
  11. 前記ポゾラン源が5〜30重量%の量でスラリーに含まれる、請求項10に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  12. 前記ポゾラン源が5〜9重量%の量でスラリーに含まれる、請求項11に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  13. 前記金属添加剤が1〜15重量%の量でスラリーに含まれる、請求項10〜12のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  14. 前記金属塩が、2〜9重量%の量でスラリーに含まれる、請求項13に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  15. 前記ポゾラン源の重量%と前記金属塩の重量%が等しい、請求項1〜14のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  16. 前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)60〜95重量%の量でスラリーに含まれる、請求項6〜15のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  17. 前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)75〜90重量%の量でスラリーに含まれる、請求項16に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  18. 前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)1〜9重量%の量でスラリーに含まれ、前記石膏は60〜95重量%の量でスラリーに含まれる、請求項6〜17のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  19. 前記金属塩添加剤が硝酸マグネシウムであり、前記石膏は、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)60〜95重量%の量でスラリーに含まれる、請求項6〜18のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  20. 前記ポゾラン源が、カオリナイト粘土材料、フライアッシュ、もみ殻灰、珪藻土、火山灰及び軽石、マイクロシリカ、シリカフェーム並びにシリコーンオイルから選択される、請求項1〜19のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  21. 前記金属塩添加剤が、300〜500℃の温度の間で分解し、金属酸化物を生成する金属塩である、請求項1〜20のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  22. 前記金属塩添加剤が、カルシウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉄またはアルミニウムを含む、請求項21に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  23. 前記金属塩が硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、水酸化物または塩化物である、請求項21または22に記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  24. 前記金属塩が硝酸マグネシウムである、請求項21〜23のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの製品。
  25. 硫酸カルシウムベースの組成物の水性スラリーを乾燥することによる硫酸カルシウムベースの製品を形成する際に使用するための硫酸カルシウムベースの組成物であって、前記硫酸カルシウムベースの組成物は、焼石膏、ポゾラン源及び金属塩を含む、前記組成物。
  26. 前記ポゾラン源が5〜30重量%の量で含まれる、請求項25に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  27. 前記ポゾラン源が5〜9重量%の量で含まれる、請求項26に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  28. 前記金属塩添加剤が1〜15重量%の量で含まれる、請求項25〜27のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  29. 前記金属塩添加剤が、2〜9重量%の量で含まれる、請求項28に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  30. 前記ポゾラン源の重量%と前記金属塩の重量%が等しい、請求項25〜29のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  31. 前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)60〜95重量%の量で提供される、請求項25〜30のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  32. 前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)75〜90重量%の量で提供される、請求項31に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  33. 前記金属塩が(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)1〜9重量%の量で含まれ、前記石膏が60〜95重量%の量で含まれる、請求項25〜32のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  34. 前記金属添加剤が硝酸マグネシウムであり、前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)60〜95重量%の量で含まれる、請求項25〜33のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  35. 前記ポゾラン源が、カオリナイト粘土材料、フライアッシュ、もみ殻灰、珪藻土、火山灰及び軽石、マイクロシリカ、シリカフェーム並びにシリコーンオイルから選択される、請求項25〜34のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  36. 前記金属塩添加剤が、300〜500℃の温度の間で分解して金属酸化物を生成する金属塩である、請求項25〜35のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  37. 前記金属塩添加剤が、カルシウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉄またはアルミニウムを含む、請求項36に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  38. 前記金属塩が、硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、水酸化物または塩化物である、請求項36または37に記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  39. 前記金属塩が硝酸マグネシウムである、請求項36〜38のいずれかに記載の硫酸カルシウムベースの組成物。
  40. 請求項25〜39のいずれかに記載の組成物を含む水性スラリーを乾燥することによる硫酸カルシウムベースの製品を形成する方法。
  41. 石膏を含む硫酸カルシウムベースの製品が熱に暴露されている間に収縮を減少する及び/または強度を改良するためのポゾラン源及び金属塩添加剤の組み合わせの使用。
  42. 前記ポゾラン源が4〜27重量%の量で含まれる、請求項41に記載の使用。
  43. 前記ポゾラン源が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)4〜9重量%の量で含まれる、請求項42に記載の方法。
  44. 前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)0.5〜10重量%の量で含まれる、請求項41〜43のいずれかに記載の使用。
  45. 前記金属塩添加剤が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)2〜9重量%の量で含まれる、請求項44に記載の使用。
  46. 前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜98重量%の量で提供される、請求項41〜45のいずれかに記載の使用。
  47. 前記石膏が、(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜85重量%の量で提供される、請求項46に記載の使用。
  48. 前記金属塩添加剤が(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)0.5〜9重量%の量で含まれ、前記石膏が65〜98重量%の量で含まれる、請求項41〜47のいずれかに記載の使用。
  49. 前記金属塩添加剤が硝酸マグネシウムであり、前記石膏が(石膏、ポゾラン源及び金属塩の重量に基づいて)65〜98重量%の量で含まれる、請求項41〜48のいずれかに記載の使用。
  50. 前記ポゾラン源がカオリナイト粘土材料である、請求項41〜49のいずれかに記載の使用。
  51. 前記金属塩添加剤が、300〜500℃の温度の間で分解して金属酸化物を生成する金属塩である、請求項41〜50のいずれかに記載の使用。
  52. 前記金属塩添加剤が、カルシウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉄またはアルミニウムを含む、請求項51に記載の使用。
  53. 前記金属塩が硝酸塩、炭酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、水酸化物または塩化物である、請求項51または52に記載の使用。
  54. 前記金属塩が硝酸マグネシウムである、請求項41〜53のいずれかに記載の使用。
  55. 実質的に本明細書中に記載のいずれかの態様としての製品。
  56. 実質的に本明細書中に記載のいずれかの態様としての組成物。
  57. 実質的に本明細書中に記載のいずれかの態様としての方法。
  58. 実質的に本明細書中に記載のいずれかの態様としての使用。
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