JP2617853B2 - セメント質耐アーク材およびその製造法 - Google Patents
セメント質耐アーク材およびその製造法Info
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
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Description
質耐アーク材およびその製造法に関するものである。
用セメント板は、ポルトランドセメントを結合剤として
石綿を成形することにより製造されるものであって、従
来、耐アーク材や電気絶縁材として使われてきた。しか
しながら、石綿は人体に有害であるため、石綿を含まな
い代替品が望まれている。
としては、特開昭61−109205号の、パルプ2〜
5%とタルクおよびポルトランドセメントを脱水成形
し、得られた成形物をオートクレーブ中で加熱処理した
ものがある。この材料は、機械的強度と切削加工性が優
れているが耐アーク性は十分でなく、また、加熱された
ときパルプの燃焼臭を発生するという欠点がある。ま
た、特開昭48−40000号公報にはコージライトと
アルミナセメントおよび水の混合物を成形後加熱するこ
とによって製造される耐アーク材が提案されているが、
この材料は、機械的強度が小さく、耐衝撃性も十分でな
い。
問題点を解決するためになされたものであって、耐アー
ク性に優れ、実用上十分な機械的強度および耐衝撃性を
有し、切削加工性も良好な、石綿を含まない耐アーク材
およびその製造法を提供することを目的としている。
明は、チョップドストランド状ガラス繊維5〜15重量
%、マイカ5〜15重量%、高融点充填材0〜20重量
%を含有し、マトリックス部分がベーマイトとアルミン
酸カルシウム水和物からなり、密度が1.8〜2.5g/cm
3であることを特徴とする、セメント質の耐アーク材を
提供するものである。
すなわち、アルミナセメントに最終製品の重量基準で5
〜15%のチョップドストランド状ガラス繊維、5〜1
5%のマイカ粉末、0〜20%の高融点充填材、および
水を加えて混合し、得られたスラリー状混合物を脱水成
形し、得られた成形体をオートクレーブ中で加熱処理し
てアルミナセメントよりベーマイトおよびアルミン酸カ
ルシウム水和物を生成させることを特徴とするセメント
質耐アーク材の製造法を提供するものである。
構成するベーマイトは約500℃以上に加熱されると脱
水分解して高融点のγ−アルミナになるが、このときの
寸法変化や強度低下は、ポルトランドセメント水和物や
アルミナセメントの常温での水和生成物に含まれている
ギブサイトなどの場合に比べるとずっと小さい。また、
ベーマイトとアルミン酸カルシウム水和物からなるマト
リックス部分(好ましくは重量比で1:1〜2のベーマ
イトとアルミン酸カルシウム水和物からなるもの)は、
緻密で、電気アークの高温にさらされたときの劣化が少
ない。
ストランド状ガラス繊維は、上記マトリックスと強固に
結合した状態で均一に分散しており、耐アーク材を機械
的強度と耐衝撃性のすぐれたものとしている。また、電
気アークにさらされたときの熱衝撃による亀裂の発生お
よびその伝播を防ぐ作用をする。また、マトリックスと
結合したマイカ粒子は、そのへき解性に基づき、切削加
工時に生じる亀裂をその発生部位に留どめ、大きな亀裂
となって伝播するのを防ぐなど、切削加工性を良くす
る。
ライト、コランダム等の粉末は、適量を存在させると耐
アークを向上させる。しかしながら、過剰添加は機械的
強度の低下を招く。上述の組成を有する本発明の耐アー
ク材は、密度を1.9〜2.4g/cm3とすることが望まし
く、これは、機械加工性を確保しながら十分な強度を得
るのに必要である。
法を説明する。原料のアルミナ質セメントとしては、高
アルミナセメント(Al2O3約73重量%、CaO約26
重量%)またはJIS1号アルミナセメント(Al2O3
約54重量%、CaO約37重量%)の大部分が使用可
能であるが、アルミナ含有量の少ないもの、特にAl2O
3含有量が約49重量%のJIS2号アルミナセメント
も、アルミナヒューム等の活性アルミナを配合して重量
比1:1ないし1:2のベーマイトとアルミン酸カルシ
ウム水和物を生成し得るように組成を調整すれば使用可
能である。
は、集束本数約10〜300本、繊維長約6〜10mmの
ものが適当であり、ガラス繊維自体は耐アルカリ性のも
のであることが必要である。チョップドストランドは解
繊せずに使用し、なるべくそのまま製品中に導入される
ようにする。単繊維状の解繊繊維は、製品中に十分量を
均一に混合することが難しく、補強効果が確実でない。
充填材、チョップドストランド状ガラス繊維等の固形原
料は、水を加える前によく混合する。この段階で、成形
性を良くするため、木材パルプを耐アーク性に悪影響の
ない範囲で、すなわち約2%以下の少量を、加えてもよ
い。
る。このとき、混和水に酒石酸、クエン酸、グルコン酸
等のナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネ
シウム塩等をアルミナセメントに対して約0.5〜4重
量%添加しておくと、理由は定かでないが顕著な凝集作
用が現れ、それにより、多量の木材パルプを配合してお
かなくても脱水成形工程におけるアルミナセメント等粉
体原料の漏出がなくなって製品品質の均一性と歩留まり
が向上する。また、これらの有機酸塩はアルミナセメン
トの硬化反応の遅延剤でもあるため、硬化反応が開始す
るまでの時間が長くなって成形工程の管理が容易にな
る。
ーンオイル等の撥水剤を添加してもよく、それにより、
製品の吸水性、吸湿性を低くして耐アーク性の安定性を
向上させることができる。適量の水を加えてスラリー状
にした原料混合物は、十分撹拌して均一に混合する。上
記凝集作用のある凝結遅延剤を添加した場合は、撹拌を
続けると数分で凝集状態が形成され、撹拌抵抗が増加す
る(ストーマー粘度計による粘度は約10,000セン
チポイズ以上になる。上記凝集作用がある有機酸塩を添
加しなかった場合は、30分撹拌後も粘度は300セン
チポイズ前後である。)。前述のように、この状態にな
ったものは成形性が良いので、粘度が約20,000〜
60,000センチポイズになるまで撹拌してから成形
するのが有利である。
ス成形圧は、最終的に密度が1.8〜2.5g/cm3の製品
が得られるように調整する。
から生成したアルミン酸カルシウム水和物およびギブサ
イトが、少量の未水和アルミナセメントとともにマトリ
ックスを形成している。この成形体を次いでオートクレ
ーブ中で加熱処理し、マトリックスをベーマイトとアル
ミン酸カルシウム水和物からなるものに変換する。この
変換に要する処理条件は、温度約130〜200℃、加
熱時間約3〜7時間であり、温度が高いほど加熱時間は
短くて済む。変換が十分に進行するとギブサイトは消失
し、ベーマイトとアルミン酸カルシウム水和物が約1:
1.5の重量比で生成する。処理による成形体の見掛け
の体積変化はほとんどないが、組成変化により、緻密化
が起こる。
宜加工を施して、耐アーク材としての使用に供する。
O約26%)64重量部、マイカ粉末(平均粒径300
μm)10重量部、チョップドストランド状耐アルカリ
性ガラス繊維(繊維長約8mm,集束本数約200本)、
10重量部、アルミナ粉末(平均粒径約20μm)16
重量部、酒石酸ナトリウムカリウム2重量部、および水
75重量部を10分間撹拌混合し、粘度が40,000
センチポイズのスラリーを得た。次いで、得られたスラ
リーを厚さ10mmの板状に脱水プレス成形した。プレス
成形型枠からの成形材料の漏れは僅かであり、成形は円
滑に行われた。得られた成形体はオートクレーブに移
し、180℃で9時間加熱処理した。X線回折試験の結
果、製品のマトリックス部分は重量比1:1.5のベー
マイトとアルミン酸カルシウム水和物からなるものであ
ることが確認された。
綿40重量部を150重量部の水と混合し、厚さ10mm
の板状に脱水プレス成形した後、オートクレーブ中9kg
f/cm2で7時間蒸気養生した。
フラワー、ワラストナイト、マイカ、タルク各10重量
部およびパルプ3重量部を200重量部の水と混合し、
厚さ10mmの板状に脱水プレス成形後、オートクレーブ
中9kgf/cm2で7時間蒸気養生処理した。上記実施例
1、比較例1,2で得られた製品の特性値を表1に示
す。なお、耐アーク性は下記の方法で試験した。
2.5mmの高さの位置に直径6mmのカーボン電極をそれ
ぞれ垂直から45°傾けたV字状配置で先端を2.5mm
離して対向させ、10Ωの抵抗器を接続して100vの
交流電圧を印加する。電流8.5〜9Aで6分間アーク
を飛ばした後、アークによる試験体損傷部分の直径と深
さを測定し、併せて亀裂の有無を調べる。
ク材は耐アーク性試験の結果、損傷部の径と深さが共に
小さく、亀裂の発生もなく、良好な耐アーク性を示し
た。また、曲げ強さは比較例に比べるとやや小さいが、
実用上十分な強さであり、その他の特性も良好であっ
た。
て耐アーク材を製造した。各例におけるガラス繊維配合
量および製品の特性値を表2に示す。
アーク材を製造した。各例におけるマイカ配合量および
製品の特性値を表3に示す。
様にして耐アーク材を製造した。各例におけるオートク
レーブ処理温度および製品の特性値を表4に示す。比較
例7製品はオートクレーブ処理温度が低かったことによ
るギブサイトの残存が認められ、それにより耐アーク性
の悪いものとなった。
用上十分な機械的強度および耐衝撃性を有し、且つ切削
加工性も良好な、セメント質耐アーク材が提供される。
また、本発明の耐アーク材は、耐熱性、耐熱衝撃性、お
よび電気絶縁性も優れているので、耐アーク材としての
用途以外にも、断熱材や電気絶縁材として幅広い用途が
期待される。
Claims (2)
- 【請求項1】 チョップドストランド状ガラス繊維5〜
15重量%、マイカ5〜15重量%、高融点充填材0〜
20重量%を含有し、マトリックス部分がベーマイトと
アルミン酸カルシウム水和物からなり、密度が1.8〜
2.5g/cm3であることを特徴とするセメント質耐アーク
材。 - 【請求項2】 アルミナセメントに最終製品の重量基準
で5〜15%のチョップドストランド状ガラス繊維、5
〜15%のマイカ粉末、0〜20%の高融点充填材、お
よび水を加えて混合し、得られたスラリー状混合物を脱
水成形し、得られた成形体をオートクレーブ中で加熱処
理してアルミナセメントよりベーマイトおよびアルミン
酸カルシウム水和物を生成させることを特徴とするセメ
ント質耐アーク材の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12290992A JP2617853B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | セメント質耐アーク材およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12290992A JP2617853B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | セメント質耐アーク材およびその製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05298924A JPH05298924A (ja) | 1993-11-12 |
JP2617853B2 true JP2617853B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=14847616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12290992A Expired - Lifetime JP2617853B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | セメント質耐アーク材およびその製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2617853B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1398523B1 (it) * | 2010-02-24 | 2013-03-01 | Bigaran S R L Flli | Materiale composito rinforzato, metodo di preparazione dello stesso, suo impiego per la preparazione di manufatti, nonche' manufatti cosi' costituiti e loro uso. |
FR3030100B1 (fr) * | 2014-12-10 | 2018-03-02 | Nexans | Cable ou accessoire pour cable comportant une couche resistante au feu |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP12290992A patent/JP2617853B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05298924A (ja) | 1993-11-12 |
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