JP3080941B1

JP3080941B1 - 断熱吹付プラスチック耐火物

Info

Publication number: JP3080941B1
Application number: JP11088639A
Authority: JP
Inventors: 靖夫青木
Original assignee: 日本プライブリコ株式会社
Priority date: 1999-03-30
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2000-08-28
Anticipated expiration: 2019-03-30
Also published as: JP2000281456A

Abstract

【要約】【課題】軽量、断熱性で、高い耐火性を有し、かつ乾
燥、加熱後収縮が少なく、付着性、保形性に優れた断熱
吹付プラスチック耐火物を提供する。【解決手段】耐火粘土１５〜４０重量％と残部が粒度
調整され、かつ軽量骨材を含む耐火性骨材である調合物
に、外掛けで平均粒子径１０μ以下のアルミナ微粉５〜
２０重量％含み、かつ適量の粘結剤を含むことを特徴と
する断熱吹付プラスチック耐火物である。さらに必要に
応じて適量の粘着剤を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軽量断熱で高い耐
火性を有し、かつ、乾燥加熱後の収縮が少なく、付着
性、保形性に優れた、高耐火性の断熱吹付プラスチック
耐火物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック耐火物は耐スポーリング性
に優れていることから、窯炉の内張り材として良く知ら
れている。不定形耐火物による施工の特徴は、目地なし
一体構造が得られること、ランマーで連続施工ができる
こと、である。従来の一般的なプラスチック耐火物は、
耐火性骨材、耐火粘土および少量の粘結剤などからな
り、水を適当量加えて練り混ぜ、適度な軟度にしたもの
が材料として使用されている。（例えば特開昭４８−７
４５１４号公報参照）そして従来のプラスチック耐火物は、乾燥かさ比重２．
０ｇ／ｃｍ³以上の材料が主である。乾燥かさ比重が
１．５ｇ／ｃｍ³以下の断熱キャスタブル耐火物のよう
にかさ比重の小さい断熱プラスチック耐火物は出現して
いない。なぜなら、主骨材となる耐火性軽量骨材自身が
一般耐火性骨材に比べ、骨材自身の硬度が非常に柔らか
く、ランマーでの打ち込み時にその耐火性軽量骨材自身
が潰れたり、壊れたりするため、断熱材として重要なか
さ比重の増加が起こり、熱伝導率も高くなるため品質的
に安定しなくなる。

【０００３】さらに軽量断熱プラスチック耐火物を得る
に、多量の粘土を用いないとプラスチック耐火物にとっ
て重要な特性である施工時の作業性（可塑性、保形性）
が得られない。すなわち、軽量化を図るために、耐火性
骨材と多量の耐火粘土からなるため、一般プラスチック
耐火物よりかなり多い添加水分となり、施工体の収縮
（亀裂）が大きくなってしまう。このために従来の材料
では断熱プラスチック耐火物の特性に必要な収縮の防止
と、材料の軽量化を同時に解決することはできなかっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、断熱プラ
スチック耐火物の特性に必要な材料の軽量化と、施工体
の収縮（亀裂）の防止という相反する条件を同時に満足
する材料を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、耐火粘土１５
〜４０重量％と残部が粒度調整され、かつ、軽量骨材を
含む耐火性骨材である調合物に、外掛けで平均粒子径１
０μ以下のアルミナ微粉５〜２０重量％を含み、かつ適
量の粘結剤を含むことを特徴とする断熱吹付プラスチッ
ク耐火物である。粘結剤の適量は調合物の外掛けで１〜
１０重量％が適量であり、又、必要に応じて粘着剤を
０．１〜３重量％配合する。

【０００６】本発明はこのような構成をとることによ
り、乾燥、加熱後収縮防止に効果的で、低収縮性が得ら
れ、しかも軽量化と作業性も十分満足する材料が得られ
る。以下、本発明をさらに詳細に説明する。

【０００７】プラスチック耐火物組成中の耐火粘土は、
その可塑性によって施工時の作業性を大きく左右する。
図１のグラフには、垂直壁吹付施工に対する耐火粘土量
と付着率との関係を示す。

【０００８】試験のため外掛けで粘結剤（硫酸アルミニ
ウム）１０重量％添加した試料を用いた。試験の結果、
付着率は耐火粘土量が１５〜４０重量％の範囲がよく、
これと付着性とを勘案して、本発明では耐火粘土の耐火
性骨材との配合量の下限を１５重量％、上限を４０重量
％とした。４０重量％を超えると粘着力が強く、収縮率
も大きくなる。又１５重量％未満では粘着力が乏しく、
作業性、保形性が低下する。

【０００９】軽量耐火性骨材は、例えば、中空アルミ
ナ、軽量アルミナ、軽量シャモット、軽量断熱れんが
層、パーライト、バーミキュライト等から選ばれた１種
または２種以上および耐火性骨材として、アルミナ、ボ
ーキサイト、アンダルサイト、バン土頁岩、ムライト、
シャモット、ロー石、カイヤナイト等から選ばれた１種
または２種以上と組合せ、これを粒度調整、調合してい
る。軽量耐火性骨材と耐火性骨材との割合は、２０：８
０〜６０：４０が適当である。軽量耐火性骨材の割合が
２０より少ないと材料比重が大きくなる。又、６０より
多いと可塑性が乏しくなり、作業性、保形性が低下す
る。

【００１０】因に上記付着量の試験に使用した耐火性骨
材はムライトと粘土で、軽量耐火性骨材は軽量シャモッ
トとパーライトであり、その割合は５０：５０である。

【００１１】本発明では、以上の耐火性粘土と耐火性軽
量骨材を含む耐火性骨材との混合物に、外掛けで平均粒
子径１０μ以下のアルミナを５〜２０重量％含み、か
つ、前述の適量の粘結剤を含む。

【００１２】図２にはアルミナの粒子径の効果を示し
た。すなわち、粒度調整された軽量シャモット及びパー
ライト、ムライトを主骨材とし、これに耐火粘土を２５
重量％配合した材料に、外掛けで粘結剤（硫酸アルミニ
ウム）１０重量％添加し、これに平均粒子径２０μ、１
３μ、１０μ、６μ、２μ以下のアルミナを外掛けで１
０重量％添加した時の加熱後の収縮変化をみたのが図２
である。

【００１３】図３には平均粒子径６μのアルミナの添加
量と収縮抑制効果を示した。平均粒子径６μアルミナを
添加しないプラスチック耐火物は収縮が大きく。収縮率
は５重量％以上で効果を示し、１０重量％で最小、２０
重量％を超えると材料の粘着力が強くなる。耐火性は向
上するが、収縮は増加する。したがって確実性をみて平
均粒子径１０μ以下のアルミナ微粉の上限量は外掛けで
２０重量％とした。

【００１４】粘結剤としては、硫酸アルミニウム（例え
ばＡｌ₂Ｏ₃固形分１７％以上の工業製品）又はリグニン
スルホン酸塩が、耐火粘土と粒子径１０μ以下のアルミ
ナとの組合せにおいて有効で、特に付着率、可塑性、粘
結性が付与される。

【００１５】かかる粘結剤は可塑性の向上に効果はある
が、１重量％未満では、その効果が不十分で、１０重量
％より多いと収縮の増加と材料の粘結性増加で、吹付性
が著しく低下する。このことを図４に示す。

【００１６】耐火粘土量が少ない配合の場合は、粘着力
に多少乏しいので、粘着力強化のために粘着剤を粘結剤
と共用してもよい。その量は外掛けで３％以下の範囲内
がよい。粘着剤としては、アラビアゴム、トラカントガ
ム、デキストリン、ブリティッシュガム、カルボキシメ
チルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース（Ｍ
Ｃ）、アルギン酸ソーダ等がある。かかる粘着剤の添加
により、材料の粘着性が適度に増し、安定化し、可塑
性、保形性に優れ、付着率の向上にもつながる。

【００１７】本発明の断熱プラスチック耐火物の施工法
は、吹付施工による。あらかじめ可塑性を得るため、水
を加えて適度な軟度にした顆粒状材料を、吹付機を用
い、圧搾空気によってホース内に供給し、搬送ノズルよ
り吐出吹付ける。あらかじめ水を加え、適度な軟度に調
整しているのでスムーズに吹付出来る。付着性はきわめ
て良く、また適度な水分を含んでいるため、吹付時の埃
の舞い立ちがなく、作業環境が非常に良い。また、施工
体は垂直壁面よりタレ落ちることもなく、保形性にも優
れている。

【００１８】従来の材料では多量の耐火粘土及び水分を
含んでいるため、収縮は大きく、耐火性も低く、かつラ
ンマー施工のため、軽量骨材自身が潰れたり壊れたりす
るため、断熱効果も失われるという欠点がある。

【００１９】これに対して、本発明の断熱プラスチック
は、多量の耐火粘土、水分を含んでも、低収縮でかつ耐
火性、断熱性にも優れていることから、従来材より品質
的に安定した施工体が得られる。

【００２０】

【発明の実施の形態】つぎに、具体的組成について、本
発明の実施例並びに比較例を挙げて説明する。表１には
実施例を、表２には比較例をそれぞれ示す。表中、収縮
率はＪＩＳ２５２４に準じて測定した値である。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【表２】

【００２３】表１に示す本発明の実施例は、耐火粘土含
有量が吹付施工に最適の１５〜４０重量％の範囲で、垂
直壁付着率８３％以上にある。また、施工体は乾燥、焼
成収縮率が小さい。表には示していないが、耐火粘土が
１０重量％以下では収縮は小さくなるが、可塑性、保形
性が悪くなる。

【００２４】一方、粘着剤が多い比較例９は粘着性が強
過ぎて、吹付時の息つぎが激しい。比較例８は粒子径６
μｍアルミナが含まれているが、耐火粘土の割合が多い
ため結果が思わしくない。粘結剤を添加しないで粒子径
１０μアルミナも添加しない比較例７は保形性に乏し
く、焼成収縮率が大きい。粒子径１０μアルミナを添加
しない比較例１０も焼成収縮率が大きい。比較例３は粒
子径２０μアルミナの添加では熱反応が乏しいため収縮
抑制に効果がなく、焼成収縮が大きい。粒子径１０μ以
下アルミナの添加効果は、加熱反応によるムライト化に
よって耐火性の向上と膨張で収縮を補っている。

【００２５】表１の実施例３と従来材に相当する表２の
比較例６の材質について、実吹付けの施工体の乾燥、加
熱収縮率の関係を比較すると、比較例６のものは実施例
３に比べて収縮は大きく、付着率も悪いことが判る。実
施例３の方は乾燥収縮は小さく付着率も優れている。

【００２６】この結果で言えることは、従来材は主に耐
火性粘土量と添加水分で材料の収縮は支配されるが、本
発明では、軽量耐火性骨材と耐火性骨材との割合と、粒
子径１０μ以下アルミナの添加で、加熱反応によるムラ
イト化と、耐火性の向上の膨張によって、収縮が抑制さ
れることが確認できる。

【００２７】さらに実施例３と比較例６の材質を実際の
炉壁に施工し、スコアライン１．５ｍｍ巾の変化を観察
して、施工壁の収縮率を試験した。その結果を図５に示
す。実施例３は比較例６に比べ収縮率は小さく、しかも
吹付性に優れ、垂直壁で９０％と高い付着率を示した。

【００２８】

【発明の効果】本発明品は、吹付プラスチック耐火物に
必要な作業性が得られ、施工体の収縮が少なく、断熱
性、耐火性が損なわれないものであり、また、従来品と
同等以上の施工体強度を有する優れた材質のものであ
る。さらに吹付プラスチック耐火物施工材であることか
ら、ランマー施工と比べ補修工数が大幅に低減されるの
と、作業効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における耐火粘土添加量と吹付施工時の
垂直壁への付着率との乾燥後の収縮率の関係を示したグ
ラフである。

【図２】微粉アルミナ平均粒子径の違いによる焼成収縮
率の関係を示すグラフである。

【図３】平均粒子径６μアルミナ添加量と乾燥後、焼成
後の収縮率の関係を示したグラフである。

【図４】粘結剤添加量と吹付施工時の垂直壁への付着率
と可塑性、保形性の関係を示したグラフである。

【図５】実施工壁スコアライン間の収縮率を実施例と比
較例とで比較したグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 35/66 F27D 1/00 F27D 1/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】耐火粘土１５〜４０重量％と残部が粒度
調整され、かつ軽量骨材を含む耐火性骨材である調合物
に、外掛けで平均粒子径１０μ以下のアルミナ微粉５〜
２０重量％を含み、かつ適量の粘結剤を含むことを特徴
とする断熱吹付プラスチック耐火物。