JPH03242357A

JPH03242357A - 膨脹性無機材料

Info

Publication number: JPH03242357A
Application number: JP2036262A
Authority: JP
Inventors: Akira Katajima; 片島　昭; Makoto Ikeda; 誠池田; Tanemi Yamaguchi; 種美山口; Yoshiaki Sato; 嘉昭佐藤
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1991-10-29
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: JPH0688824B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は耐火物に係り、詳しくは建築構造物の耐火被覆
に好適な耐火被覆材料に関するものである。

〔従来の技術〕

現在、建築構造物等の鉄骨耐火被覆は主として珪酸カル
シウム板等の板状体を直接スペーサーを介して取り付け
るか、或いはロックウール等の無機繊維を吹付けて所定
の厚さにして耐火被覆している。

湿式吹付けの材料としては、特開昭４９−３１７３７号
公報には、無機加熱膨張材の粒状体または粉末を珪酸ア
ルカリに加えて均一に攪拌混合したものが提案されてい
る。

また、特開昭６１−１０１４７５号公報には、低温度伝
導性無機材料、高吸水性無機材料、膨張性無機材料、耐
熱向上無機材料、常温粘結材料及び高温粘結材料からな
る耐火被覆材が提案されている。

しかしながら、前者は耐火性が良いため、被覆厚さを薄
くできるが、カサ比重が大きいため単位面積当たりの材
料使用量が多く経済的ではないという問題があり、後者
は高温粘結材の粒状水ガラスをステアリン酸等の撥水材
およびクロロプレン等の高分子材をコーティングする必
要があり、工業材料としては経済的ではないという問題
があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

建築構造物の耐火被覆材料に使用されている湿式吹付ロ
ックウール、耐火被覆板は、火災時に高熱に曝されると
、材料の熱収縮、亀裂などにより、建築構造物の鋼材温
度が上昇し、早期に鋼材耐力が低下して建築物の倒壊に
つながる。

従来の耐火被覆材料は火災時の鋼材の加熱膨張に対し、
被覆材料は加熱収縮を起こし、被覆材料に亀裂や目地部
が開き、熱が進入するため耐火性能を）貝なっていた。

本発明の目的は、建築構造物の火災時に鋼材の加熱膨張
に追従して膨張する耐火被覆材料を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記したような問題点を解決するため研
究を行い、加熱膨脹性無機材料とほう酸塩を配合するこ
とによって、加熱により耐火被覆材料が鋼材と同等程度
に熱膨張することに気付き本発明を完成した。

すなわち、本発明は、無機繊維１０〜５０重量％、無機
固結材１５〜４０Ｍ量％、軽量骨材５〜２０重量％及び
耐火材２０〜４０重量％からなる湿式吹付材料において
、ほう酸塩１〜１０重量％、加熱膨脹性無機材料１〜１
０重量％が配合されてなる膨張性無機材料である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明の無機繊維としては、耐熱性を有するものであり
、具体的にはロックウール、ガラスファイバー、セラミ
ンクファイバー等が挙げられる。

この無機繊維の配合量は１０〜５０重量％であり、より
好ましくは２０〜３５重量％である。

無機固結材としては、水硬性を有するものであればよく
、具体的にはポルトランドセメント、アルミナセメント
、高炉セメント等が挙げられる。

この無機固結材の配合量は１５〜４０重量％であり、よ
り好ましくは２５〜３５重量％である。

軽量骨材としては耐火被覆材料の吹付密度の軽量化に役
立ち更に耐熱性を有するものであれば特に限定されるも
のではないが、具体的にはバーミキュライト、パーライ
ト、シラスバルーン等が挙げられ、この軽量骨材の配合
量は、５〜２０重量％であり、より好ましくは１０〜１
５重量％である。

配合量が５重量％未満では吹付密度の軽量化に寄与せず
、２０重置％超では経済的ではない。

耐火材としては、石膏プラスター　ドロマイト、フライ
アッシュ、水酸化アルミニウム等が挙げられる。この耐
火材の配合量は２０〜４０重量％であり、より好ましく
は２５〜３５重量％である。

本発明の最大の特徴は、上記のような配合の湿式吹付材
料にほう酸塩と加熱膨脹性無機材料を配合した点にある
。

ほう酸塩としては、主成分のほう酸を４０重量％以上含
有するものであればよく、具体的にはコレマナイト、ウ
レキサイト等が挙げられる。

加熱膨脹性無機材料としては、輝石、黒耀石、真珠岩等
が挙げられ、これらを粉砕した粒状体、又は粉末を使用
することが好ましい。

これらの加熱膨脹性無機材料に、従来から使用されてい
る、珪酸塩や燐酸塩等の粉末を混合して使用することも
できる。

この加熱膨脹性無機材料の粒度分布としては、０．５〜
２．０閣のものが４５〜９５重量％、０．５−以下のも
のが５０重量％以下、２．０ｍ以上のものが５Ｍ量％以
下であることが好ましい。

これらの各配合物に水を９０〜１５０重量部加えて公知
の攪拌混合機で混合し、ポンプ等の公知の手段によって
圧送して鉄骨等の被耐火物に吹付けて耐火被覆する。

〔作　用〕

加熱膨脹性無機材料のバーミキュライト原石の輝石は６
００〜１，０００°Ｃに加熱すると、内部に包含した結
晶水が気化し、その際に密着していた層状構造が剥離し
てアコーデオン状に膨張し体積が増加する。

また、パーライト原石の真珠岩も９００〜１゜２００　
’Ｃに急激に加熱すると原石中の水分や揮発性成分が加
熱されることにより、爆発的な逸散を起こしガラス質の
軽石ができ体積が増加する。

そして、ほう酸塩のコレマナイト、ウレキサイトは７０
０°Ｃ以上で溶融しガラス質となり、前記加熱膨脹性無
機材料間を結合し安定な耐火材層を形成することとなる
。

〔実施例〕

（実施例１〜４）無機繊維、無機固結材、軽量骨材、耐火材、ほう酸塩、
加熱膨脹性無機材料の配合量を変えて攪拌混合したもの
で、幅１０閣、長さ１２０ｍｎ、厚さ１０ｗｍの試験片
を作成しその膨脹率を直読式膨張針にて測定した。

また、３００Ｘ３００Ｘ１０Ｘ１５ｍｍのＨ形鋼に吹付
てその耐火時間を測定した。加熱温度はＪＩＳＡ１３０
４に準した加熱温度曲線によった。

その結果を第１表に示す。

（比較例１〜３）ほう酸塩を使用しない場合及びほう酸塩と加熱膨脹性無
機材料を使用しない場合の耐火材料を実施例１と同様の
方法で試験片を作成し、膨脹率、耐火時間を測定した。

その結果を第２表に示す。

（比較例４）ほう酸塩及び加熱膨脹性無機材料に変えて、水酸化アル
ミニウム及び炭酸カルシウムを使用して、実施例１と同
様にして試験片を作成し、膨脹率、耐火時間を測定した
。

その結果を第３表に示す。

（以下余白）鋼材の膨脂係数は１２〜１５Ｘ１０〜６であり、３５０
°Ｃ及び６００　’Ｃにおける鋼材の膨張率（％）はそ
れぞれ＋０．４〜＋０．５、＋０．７〜＋０．９である
。実施例１〜４の膨脹性無機材料の３５０°Ｃ１６００
°Ｃにおける膨脹率は加熱時の鋼材の膨脹率とほぼ同等
であるため、加熱によっても膨脹性無機材料は形状を保
持するものと考えられる。

一方、比較例１〜４の材料では、３５０°Ｃ１６ｏ　ｏ
　’ｃにおける膨脹率が鋼材の膨脹率とは大きく相違す
るために、加熱によって材料が膨脹し、層間剥離や亀裂
を生ずるものと考えられる。

〔発明の効果〕

本発明の加熱膨脹性無機材料は無機繊維１０〜５０重量
％、無機固結材１５〜４０重量％、軽量骨材５〜２０重
量％及び耐火材２０〜４０重量％からなる湿式吹付材料
に、ほう酸塩１〜１０重量％、加熱膨脹性無機材料１〜
１０重量％を配合したので、建築構造物の火災時に、被
覆した鉄骨の熱膨張係数に見合った膨脹をするため、加
熱クラックの発生がない。更に、鉄骨の加熱変形に追従
し、材料の剥離、脱落もなく耐火性に優れる。従って、
従来の耐火被覆材料よりも被覆厚さを薄くすることが可
能となり、作業性の向上、作業時間の短縮等々の効果及
び経済的な効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）無機繊維１０〜５０重量％、無機固結材１５〜４
０重置％、軽量骨材５〜２０重量％及び耐火材２０〜４
０重量％からなる湿式吹付材料において、ほう酸塩１〜
１０重量％、加熱膨脹性無機材料１〜１０重量％が配合
されてなる膨脹性無機材料。