JPH04139080A

JPH04139080A - 軽量体用組成物

Info

Publication number: JPH04139080A
Application number: JP26160390A
Authority: JP
Inventors: Hideo Motoki; 英男元木; Eiji Takahashi; 英二高橋
Original assignee: SK Kaken Co Ltd
Current assignee: SK Kaken Co Ltd
Priority date: 1990-09-29
Filing date: 1990-09-29
Publication date: 1992-05-13

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）本願は、水により硬化し早期に乾燥し、耐火性、断熱性
、耐水性等に優れた軽量体を得られる組成物、及び該組
成物より、建築分野における壁材等の各種材料の裏打ち
耐火材や断熱材として好適に用いられる軽量体に係るも
のであり、特にその施工にあたってポンプによる圧送が
可能な軽量体用組成物に係るものである。

（従来技術）従来より各種の軽量材料が各産業分野で用いられている
０例えば、建築分野においては、ＡＬＣパネル、パーラ
イトモルタル、ロックウール、グラスウール、発泡ウレ
タン、フオームグラス、その他の軽量パネル等々が各々
の使用目的に応し適宜用いられている。特に、外壁の非
耐力壁（カーテンウオール）の裏打ち耐火材、金属サイ
デイングの裏打ち材及び芯材としては、ロックウールや
発泡ウレタンが一般的であり、特殊な例として、水ガラ
スを接着剤としパーライト等の発泡粒を固定したもの、
発泡モルタル等の常温発泡型の材料が挙げられる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、現在の軽量体のうち、かさ密度が０．６
ｇ／ｃｍ３以下、圧縮強度的５ｋｇｆ／ｃｊ以上で、防
火性、耐火性を有し、施工性、特に現場での施工性及び
乾燥性に優れ、特別の製造設備を必要とせず、且つ、安
価な材料は未だ開発されておらず、その開発が望まれて
いる。

即ち、パーライトモルタルはかさ比重が高く、ロックウ
ール、グラスウールは強度に問題がある、発泡ウレタン
や発泡スチレンは防火性に問題があり、フオームグラス
やＡＬＣパネル、ケイカル板等の成形板は製造に特別の
設備を必要とする。

また、一般に、軽量な材料を作るためには以下の方法が
考えられる。

第一に、材料自身を発泡させて軽量にする方法である。

しかしこの方法では、厚みの管理が難しく、表面をフラ
ットにすることも困難である。また、発泡材料なのでポ
ットライフの問題や、厚付が難しいなどの欠点がある。

第二に、起泡剤の添加や混線水量の増加などによって材
料を多孔質にして軽量化を計る方法であるが、混線水量
の増加は乾燥速度の低下を招く。

また、内部気泡だけでは軽量化に自ずと限界がある。

第三に、軽量骨材を添加する方法であるが、軽量骨材を
大量に添加すると、それ自身が吸水するものもあり、必
要混練水量が増加する場合もあるし、また、軽量骨材を
添加しすぎると混線できなくなったり、あるいはポンプ
で圧送する場合に、ホース内で材料と水が分離し易（な
って圧送し難い材料になってしまうことがある。

このように、従来の方法によれば、軽量で一定水準以上
の強度を有し、乾燥が早いという互いに相反する問題を
解決し、またポンプ圧送が困難であるがゆえに施工の効
率が低下する等の諸問題を解決する材料の開発が待たれ
ていた。

本発明者は上記問題点を解決すべく鋭意研究の後、水硬
性セメント、軽量骨材、エチルヒドロキシエチルセルロ
ースからなる軽量体用組成物が上記問題点を解決し、優
れた性能の軽量体を提供することを見出し、先に出願し
た。

しかしながら、先のエチルヒドロキシエチルセルロース
は増粘剤として特異なものであるため、−膜内に通常用
いられている増粘剤を利用して、先の出願と同様、軽量
で耐熱性、かつ強度がありポンプ圧送が可能な軽量体用
組成物が望まれていた。

（問題点を解決するための方法）このような問題点を解決するために、本発明者らは、増
粘剤として一般的なセルロース系のものについて、特定
の起泡剤を添加することにより、従来の軽量体には見ら
れない、かさ密度が０．　６ｇ／ｃｄ以下、圧縮強度的
５ｋｇｆ／ｄ以上で、防火性、耐火性を有し、施工性、
特に現場での施工性及び乾燥性に優れた軽量体形成用の
組成物を発明した。

すなわち、（ａ）水硬性セメント　　　　　　　１００ｋｇ。

（ｂ）酸根を有さないセルロース系増粘剤及び／又はポ
リビニルアルコール０、１〜１０ｋｇ。

（Ｃ）　！酸エステル塩基、スルホン酸塩系、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル系、ポリオキシエチレンア
ルキルフェニルエーテル系より選択される１種以上から
なる起泡剤を、水硬性セメントに対して、０．０１〜５重量％の比率で
配合してなる流動性組成物に、（４かさ密度０．６ｇ／ｃｍ３以下の軽量骨材を水硬性
セメント１００ｋｇに対して０、３〜１　、５　が、配合することを特徴とする軽量体用組成物であるここで
、本発明において用いられる（ａ）水硬性セメントは、
ポルトランドセメント、アルミナセメント、石灰混合セ
メント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシ
ュセメント、メーソンリーセメント高硫酸塩スラグセメ
ント等の一般に知られているセメントを包含する。これ
らは、軽量体に強度を付与するものである。

次に、（ｂ）酸根を有しないセルロース系増粘剤とは、
メチルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロ
ース、メチルエチルセルロース、ヒドロキシエチルセル
ロース、メチルヒドロキシエチルセルロース、エチルヒ
ドロキシエチルセルロース等があげられ、その添加量は
水硬性セメント１００ｋｇに対して０．１〜ＩＤｋｇで
あり、特に好ましくは０．５〜５ｋｇである。０．１ｋ
ｇより少ない場合は、混線中に軽量骨材が壊れてかさ密
度が大きくなるし、１０ｋｇより多い場合は、均一に混
練することができない。

次に、本発明で用いられる（Ｃ）起泡剤のうち、硫酸エ
ステル塩系としては、オクチルサルフェートノニルサル
フェート、デシルサルフェート、ドデシルサルフェート
、テトラデシルサルフェートヘキサデシルサルフェート
、オクタデシルサルフェート等の高級アルコール硫酸エ
ステルの、アルカリ金属塩、ポリオキシエチレンアルキ
ルエーテルやポリオキシエチレンアルキルフェニルエー
テル等のポリエチレングリコールエーテル硫酸エステル
のアルカリ金属塩があげられる。また、スルホン酸塩系
としては、オクチルベンゼンスルホン酸、ノニルベンゼ
ンスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベ
ンゼンスルホン酸、テトラデシルベンゼンスルホン酸、
ヘキサデシルベンゼンスルホン酸、オクタデシルベンゼ
ンスルホン酸等のアルキルベンゼンスルホン酸のアルカ
リ金属塩、α−オレフィンスルホン酸のアルカリ金属塩
、Ｎ−アシルメチルタウリン等があげられるポリオキシ
エチレンアルキルエーテル系とじては、ポリオキシエチ
レンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンヘキサデシ
ルエーテル、ポリオキシエチレンオクタデシルエーテル
等の、炭素数が１２〜２２の第１縁高級アルコールの、
エトキシレートがあげられる。ポリオキシエチレンアル
キルフェニルエーテル系としては、ポリオキシエチレン
デシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレントリデシ
ルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクタデシル
フェニルエーテル等のアルキルフェノールのエトキシレ
ートがあげられる。

次に、（ｄ）軽量骨材とは、天然鉱物または合成物の発
泡、または膨張により形成される物質でありここでばか
さ密度が０．６ｇ／ｃｍ３以下であるものを示す、また
、粒径は特に限定するものではないが吹付に用いる場合
などでは、吹付ノズルが詰まらない程度、約１０閣以下
のものが好ましい。

具体的には、１１＠パーライト、１Ｍ張頁岩、１１張バ
ーミキユライト、軽石などの他、シリカゲルを発泡させ
た物や、粘土を造粒、発泡させた物などを言う、特に望
ましくは多くの気泡から成り立っていて、且つ、かさ密
度の小さいもの（０，３ｇ／ｄ以下）が好ましく、例え
ば真珠岩系の膨張パーライトやシラスバルーン、１１張
バーミキユライトがあげられる。これら軽量骨材の組成
物中に占める割合は、水硬性セメント１００ｋｇに対し
０．　３〜１．５ｎｆである。０．３ｎｆより少ない場
合は本発明の目的であるところの軽量化を達成できず、
また１、５Ｍを越えると、得られた軽量体の機械的強度
が脆くなり、付着性不良、表面強度不足などにより、剥
離、破損が生じて好ましくない。

これらの（Ｃ）起泡剤は（ａ）水硬性セメント、■）酸
根を有しないセルロース系増粘剤とともに、（ａ）水硬
性セメントに対して、０．０１〜５重量％の比率で配合
する。起泡剤の添加量が、０．０１重量％より少ない場
合は骨材が潰れ、５重量％より多い場合は、泡がかみす
ぎてもろくなり、また混線によってかさ密度が大きく変
化するようになる。

本発明では、以上の成分の他に各種の成分をさらに添加
しても良い。

例えば、グルコン酸、クエン酸、乳酸、リンゴ酸、コハ
ク酸、タンニン酸、サリチル酸等が挙げられる。これら
は、本発明の軽量体組成物をアルミカーテンウオールの
裏打ち耐火材として用いた時、成分中の水硬性セメント
のアルカリ分によってアルミが腐食するのを防止する効
果等を目的とする。

また、本発明組成物に合成樹脂エマルションもしくは、
水に混合したとき再分散して合成樹脂エマルションとな
る粉末樹脂、水溶性樹脂等を防火性、耐火性を損なわな
い範囲において、さらに添加できる６合成樹脂エマルシ
ョンとは、アクリル酸エステル、バーサチック酸エステ
ル、スチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル等が代表的な物
質として例示でき、就中エチレン−酢酸ビニル系及び酢
酸ビニル−ビニルパーサテート系の樹脂が、水硬性セメ
ントとの良好な親和性の上から、また工業製品として入
手しやすいところから最も好ましい、本発明において合
成樹脂エマルションを添加することによって基材に対す
る密着性を向上させ、また表面強度を向上させて、仕上
がり安定性を長期間維持する等の種々の利点を付与する
。

さらに、必要に応じて増量材として、粘土、耐火性酸化
物、珪砂、石灰などの無機粉末や、被覆硬化層の亀裂防
止材として、ガラス繊維、岩綿、バルブ繊維などの′繊
維状物、流動調整材としての界面活性側など、耐火性能
を阻害せず、機械的強度や付着性を低下させない範囲内
で、適量配合させることができる。

本発明の軽量体組成物は上記のような成分からなるが、
その製造方法はこれら成分のうち、まず、軽量骨材を除
く各成分を、水とともに混練したのち、軽量骨材を添加
して混練するという手順で行う、これは、当初より軽量
骨材を混合して混練すると、これら軽量骨材が水分を吸
収するため水の添加量が増加し、結果として乾燥が遅く
なる等の問題がおこるからである。

（作用）本発明の軽量体組成物は、通常では用いられないほど大
量の軽量骨材が少量のバインダーによって混線可能とな
る。この理由については明確には分からないが、増粘剤
と起泡剤の粘性や気泡を保持する性質に起因するのでは
ないかと考えられるすなわち、通常、軽量骨材が多いた
めミキサー等で攪拌する時に骨材が潰れてかさ密度が大
きくなってしまうが、本発明では、起泡剤によって気泡
を保持しているため、せん断心力が骨材に加わりにくく
なっているうえ、起泡剤と増粘剤との複合によりせん断
心力を緩和する効果が働き混合しやすくなるためではな
いかと考えられる。

（実施例）以下、本願発明を実施例及び比較例を挙げて説明する。

■試験体の作成方法軽量骨材を除いた配合粉末を計量した後、モルタルミキ
サーで空練りして均一な混合粉末を調整し、これに水を
適量加える。この時に液状の添加物があれば、同時に加
えた後に混練する０モルタルミキサーに軽量骨材を投入
し撹拌する０作製した材料の一部は、かさ密度及び圧縮
強度測定のためＪＩＳ　　Ａ　　５２１０に定められた
金型（４０■輸Ｘ４０曽■Ｘ１６０ｍｍ）に入れた後、
温度２０℃、湿度６５％の養生室で２日間養生した後、
脱型し、次いで２６日間同様にして養生し、合計２８日
間養生して試験体とした。

一方、熱間圧延鋼板（３００ｇｚ鴫Ｘ３００ｍ５Ｘ５■
■）に、厚さ２０−に塗布したものを乾燥速度追跡用の
試験体とする。

■かさ密度試験体のかさ密度は、上記条件で養生したかさ密度試験
体について、外寸法をノギスで測定し、体積（Ｖ）を求
めると共に、重量（Ｗ）を測定し、かさ密度を下記の式
により求める。

■圧縮強度上記■の試験体を４０ｓ−Ｘ　４０ｍｍの加圧板で加圧
して測定する。加圧速度は原則として１〜２ｋｇｆ／秒
とした。圧縮速度は、試験体が破壊したときの最大荷重
から次の式により求める。

■乾燥速度上記■で作製した試験体を２０℃、６５％の養生室内で
、重量が変わらなくなるまで重量の減少を追跡する０重
量減少率は次式から求めた。

表−１には各実施例において使用した各成分を示す、そ
れらを用いて配合した実施例及び比較例を表−２に示す
、また、乾燥速度については図−１に示す。

（実施例１）ポルトランドセメント１０ｋｇに対し、エチルヒドロキ
シエチルセルロースＯ，１ｋｇ、高級アルコール硫酸エ
ステルソーダ０．３ｋｇを混合、ハンドミキサーで水８
ｋｇと混練し、均一のスラリー状とした。このスラリー
をあらかじめ膨張パーライト５０ｆｆｉ入れておいたパ
ン型モルタルミキサーで２分間混練した。その混線物を
前述のような試験体にそれぞれ作成し、前述の条件後に
物性を測定したところ、かさ密度０．３２ｇ／ｃｊ、圧
縮強度が８、　３　　ｋｇｆ／Ｃ４の軽量体が得られた
。この軽量体でＪＩＳ　　Ａ　　１３２１ｒ建築物の内
装材料及び工法の難燃性試験方法」に準じて、基材試験
と表面試験を行ったところ、難燃１級に相当するデータ
ーが得られた（実施例２）実施例１のエチルヒドロキシエチルセルロース０．１ｋ
ｇをヒドロキシプロピルメチルセルロース０．０９ｋｇ
に換え、高級アルコール硫酸エステルソニダ０．３ｋｇ
にした以外は実施例１と同様にして行ったところ、かさ
密度０．３１ｇ／ｄ、圧縮強度８．８ｋｇ／ｉｆの軽量
体が得られた。

（実施例３）実施例１のエチルヒドロキシエチルセルロース０．１ｋ
ｇをヒドロキシエチルセルロース０．１２眩に換え、高
級アルコール硫酸エステルソーダ００１ｋｇにした以外
は同様にして行ったところ、かさ密度０．４１ｇ／ｄ、
圧縮強度２４．３ｋｇｆ／ｉの軽量体が得られた。この
軽量体でＪＩＳＡ　　１３２１ｒ建築物の内装材料及び
工法の難燃性試験方法ｊに準じて、基材試験と表面試験
を行ったところ、難燃１級に相当するデーターが得られ
た。

（実施例４）実施例１のエチルヒドロキシエチルセルロースｏ、ｉｋ
ｇをポリビニルアルコール０．８５ｋｇにした以外は同
様にして行ったところ、かさ密度０゜４６ｇ／ｄ、圧縮
強度２０．　２　ｋｇｆ／ｄの軽量体が得られた。この
軽量体でＪＩＳ　　Ａ　　１３２１「建築物の内装材料
及び工法の難燃性試験方法」に準じて、基材試験と表面
試験を行ったところ、難燃１級に相当するデーターが得
られた。

（実施例５）実施例２の高級アルコール硫酸エステルソーダをアルキ
ルベンゼンスルホン酸ソーダ０．２ｋｇにした以外は同
様にして行ったところ、かさ密度０３３ｇ／ｃｊ、圧縮
強度８．　６　　ｋｇｆ／ｄの軽量体が得られた。この
軽量体でＪＩＳ　　Ａ　　１３２１「建築物の内装材料
及び工法の難燃性試験方法」に準じて、基材試験と表面
試験を行ったところ、難燃１級に相当するデーターが得
られた。

（実施例６）実施例２と同様に混練した配合物を、スクイズ式モルタ
ルポンプ（２００Ｖ、２．２ｋｗ）のホッパーに投入し
、内径３２閣の長さ１５ｍのホースを取りつけて圧送を
行ったところ、ホース根元圧力は４　　ｋｇｆ／ｃｊを
示し圧送できた。また、その圧送されたもののかさ密度
を測定したところ、圧縮前のかさ密度０．３１ｇ／ｃｊ
に対し０．３３ｇ／ｃｄとほとんどつぶれていなかった
。

（比較例１）実施例２の高級アルコール硫酸エステルソーダを除いた
以外は同様にして行ったところ、かさ密度０．８３ｇ／
ｃｊ、圧縮強度３４．　５　ｋｇｆ／ｃｊの軽量体が得
られた。

（比較例２）実施例３の高級アルコール硫酸エステルソーダを除いた
以外は同様にして行ったところ、かさ密度０．８５ｇ／
ｃｊ、圧縮強度３８．　４　ｋｇｆ／ｃｊの軽量体が得
られた。

（比較例３）実施例４の高級アルコール硫酸エステルソーダを除いた
以外は同様にして行ったところ、かさ密度０．８７ｇ／
ｄ、圧縮強度４１．　２　ｋｇｆ／ｃｊの軽量体が得ら
れた。

（比較例４）実施例２の高級アルコール硫酸エステルソーダを１．５
０ｋｇにした以外は同様にして行つたところ、かさ密度
ｏ、２８ｇ／ｃｊ、圧Ｉｉ１強度１．５ｋｇｆ／ｄの軽
量体が得られたが、泡がみしすぎて非常にもろいもので
あった。

（比較例５）実施例２の高級アルコール硫酸エステルソーダを０．５
ｇにした以外は同様にして行ったところ、パーライトが
つぶれて、かさ密度０．８１ｇ／ｄ１圧縮強度３２．　
６　ｋｇｆ／ｄのものが得られたこの軽量体は起泡剤を
加えない場合と、はぼ同程度のかさ密度及び圧縮強度の
値であった。

（比較例６）一方、比較例１の起泡剤のない場合の配合について、実
施例５と同様のポンプを用いて、１５ｍ圧送しようとし
たところ、最初ホッパーより少し吸い込んだが、すぐに
ホース内で詰まり始め、ホース根元圧力が急に上昇した
ため、ポンプの回転を停止した。ホースをはずして調べ
たところ、ホース内にパーライトが詰まっているのが観
察された。

（効果）実施例及び比較例の結果から明白なように、本発明の規
定する組成比以外では、いずれも圧縮強度的５ｋｇｆ／
ｃｄ以上、かさ密度０．６ｇ／ｃｄの両方を満たす軽量
体は得られなかった。このように本発明は、軽量、ある
程度以上の強度、防火性、耐火性を有し、施工性、特に
現場の施工性、すなわち、このように軽量骨材が、通常
の組成物に比較して、異常に多く含有されているにもか
かわらず、ポンプにより圧送が可能である点及び乾燥性
に優れ、特別の製造設備を必要とせず、且つ、安価な材
料という優れた機能を兼ね備えた軽量体用の組成物であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は乾燥速度の比較を示す。Ａ−・−−−−−一−−−−−−経過日数Ｂ−−−−−
−−−−−−−一重量減少率ｃ　−・−・・−実施例ＩＤ　−・−−−−−−−一実施例２比較例

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）水硬性セメント１００ｋｇ、（ｂ）酸根を有さないセルロース系増粘剤及び／又はポ
リビニルアルコール０．１〜１０ｋｇ、（ｃ）硫酸エステル塩系、スルホン酸塩系、ポリオキシ
エチレンアルキルエーテル系、ポリオキシエチレンアル
キルフェニルエーテル系より選択される１種以上からな
る起泡剤を、水硬性セメントに対して、０．０１〜５重量％の比率で
配合してなる流動性組成物に、（ｄ）かさ密度０．６ｇ／ｃｍ＾３以下の軽量骨材を水
硬性セメント１００ｋｇに対して０．３〜１．５ｍ＾３
、配合することを特徴とする軽量体用組成物。
（２）（ｂ）酸根を有さないセルロース系増粘剤が、メ
チルセルロース、エチルセルロース、プロピルセルロー
ス、メチルエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロ
ース、メチルヒドロキシエチルセルロース、エチルヒド
ロキシエチルセルロースから選ばれる１種以上であるこ
とを特徴とする請求項第１項に記載の軽量体用組成物。
（３）（ｃ）起泡剤が、高級アルコール硫酸エステル塩
及び／またはアルキルベンゼンスルホン酸塩であること
を特徴とする請求項第１項または第２項に記載の軽量体
用組成物。