JPH0542394B2

JPH0542394B2 -

Info

Publication number: JPH0542394B2
Application number: JP60239047A
Authority: JP
Inventors: Masao Myawaki; Yoshinori Tsuzuki; Yasuro Ppongo
Original assignee: Nippon Tokushu Rozai KK
Current assignee: Nippon Tokushu Rozai KK
Priority date: 1985-10-24
Filing date: 1985-10-24
Publication date: 1993-06-28
Also published as: JPS62100483A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は特に耐爆裂性及び耐熱衝撃性の向上を
図つた不定形耐火物に関するものである。そして
耐熱性や耐蝕性の要求される用途にも適し、主と
してキヤスタブル耐火物として流し込み施工に用
いられるが、その他加圧、吹付、圧送、振動、塗
布等の施工あるいはプレキヤストや煉瓦の作成に
も利用できる。〔従来の技術〕近年耐火物の分野で、超微粉末と分散剤を利用
する技術が盛んになつて来た。これは10μｍ以下
とか1μｍ以下とか0.1μｍ以下の超微粉末に分散剤
を利用して充分に解膠し、水分減少、密充填によ
り強度増大を図るものである。さらに硬化剤（凝
膠剤）を併用することにより自硬性を与えること
が出来、キヤスタブル耐火物として常用される様
になつて来ている（例えばセラミツクデーターブ
ツク’80P196〜P202、特開昭55−121974、特開
昭56−5365）。しかしこの超微粉末、分散剤及び硬化剤を利用
するキヤスタブル耐火物は緻密な施工体となる
為、加熱乾燥時に発生する水蒸気圧により、爆裂
を起こしやすい欠点を有する。又高活性な超微粉
末と低融性の硬化剤（アルミナセメント）によ
り、高温で過焼結し、耐熱性、耐熱衝撃性が低下
する問題のあることも判明した。爆裂については、Al粉末を添加して、アルカ
リと反応させて発熱及びH₂ガス発生により、又
短繊維（特に有機質の）を添加して通気孔を作成
してやることにより、この問題を改善する技術が
開示されている（例えば特開昭53−66917、特開
昭54−118412、特開昭59−190276）。しかしAl粉
末添加では反応調節が難しく、短繊維添加の場合
は、比重の相違により均一分散しがたい問題点を
残す。又これらの技術は、塩基性骨材に対しては
殆ど効果を示さないのが実情である。硬化剤としては、セメント類やMgO、CaO等
アルカリ土類金属の酸化物あるいはρ−アルミナ
等が知られている。しかし現実にはアルミナセメ
ントとρ−アルミナの使用に限られている。それ
は他の硬化剤では一応は自硬性を示すものの養生
強度が極めて低く、実用には供し難い為である。
ところが、この常用されているアルミナセメント
はCaOを含有する為耐火物全体の耐熱性、耐蝕性
等を低下させることが良く知られている。超微粉
末を利用するものはアルミナセメントの使用量が
従来のキヤスタブル耐火物に比し半減して、当業
者はこれをセメントレス型と通称しているが、そ
れでもやはりCaOの影響を免れ得ない。CaOの影
響を無視出来る程度にまでアルミナセメント量を
低下すると、硬化剤の働きが不充分となり、養生
強度低下の問題が生じる様になる。他方ρ−アル
ミナは耐蝕性の低下を起こさないが耐爆裂が特に
劣る。〔発明が解決しようとする問題点〕超微粉末、分散剤及び硬化剤を利用するキヤス
タブル耐火物は、上述の如く爆裂温度や耐熱衝撃
性が低いという本質点欠点の他に、耐熱性、耐蝕
性の向上が思うにまかせず、これを解決しようと
すると、養生強度の低下が著しく実用に供し得な
くなるという問題を有している。本発明はこれらの問題点を解決するものであ
る。〔問題点を解決する為の手段〕本発明は超微粉末、分散剤及び硬化剤を利用す
る型の不定形耐火物に塩基性乳酸アルミニウムを
添加することにより、上記諸欠点を解決するもの
である。本発明者等は、塩基性乳酸アルミニウム
の添加が爆裂温度を著しく向上し、しかも耐熱衝
撃性の向上にも効果を示し、又耐熱性を低下させ
ることのない硬化剤であるMgOを用いた場合、
養生強度を増大させる効果をも有することを見出
し本発明に至つた。〔発明の構成〕本発明の不定形耐火物は、粒度調整した耐火骨
材と超微粉末、分散剤及び硬化剤とより本質的に
成る組成物に、さらに塩基性乳酸アルミニウムを
併用したものである。耐火骨材としては、酸性、中性、塩基性あるい
は天然、人工の公知の材料を使用目的により、単
独又は二種以上組合わせて使用出来る。粒度構成
も使用目的、施工方法に応じて自由に決定すれば
良い。超微粉末とは10μｍ以下好ましくは1μｍ以下の
粒径のものを言う。通常は細かくなる程効果は大
きいが、組合せて使用すると良い場合もある。し
かしあまり細かくなると、表面活性が大きくなり
過ぎ、通常の方法では再分散が困難となつたり耐
爆裂性の向上を阻害する恐れが生じる為10nｍ程
度以上とするのが良い。これらは耐火骨材を粉砕
して自製することも出来るが、粘土、シリカ、ア
ルミナ、チタニア、クロミア、SiC、Ｃ等の材質
のものが市販されており、これを利用すると便利
である。カオリン粘土、シリカフラワー（ヒユー
ムドシリカ）、ホワイトカーボン、アルミナ超微
粉末、チタンホワイト等が一般的に入手容易であ
る。これも単独あるいは組合せにして使用する
が、耐熱性の面からはアルミナ超微粉末の利用が
良く、耐蝕性を考慮するとクロミア、SiC、Ｃ等
も有効である。又焼成収縮抑制の目的では、ムラ
イトやスピネルを生成させる様、骨材、超微粉末
各々の組合せを考えると良い。使用量は、不定形
耐火物中1wt％以下では効果が認められず、作業
性、過焼結の点から30wt％以下での使用が良い。分散剤は珪酸塩、リン酸塩、カルボン酸塩、ス
ルホン酸塩等が良く知られている。各々アルカリ
塩が一般的で、単独あるいは二種以上併用にて利
用する。分散剤の使用量は一般的に0.01〜1wt％
程度が当業者の慣用である。硬化剤はアルカリ土類酸化物又はそれを含む複
合塩あるいはρ−アルミナ等が知られているが、
前述の如く従来は実用上アルミナセメントとρ−
アルミナに限られていた。本発明では、これら公
知のうち耐熱性に悪影響を与えないMgOの使用
が特に良い。MgOはアルミナ質骨材の場合スピ
ネルを生成して膨張性を示し、焼成により収縮を
緩和し体積安定性を高める効果を有す。MgO骨
材の場合は骨材微粉が硬化剤として働く為、硬化
剤を特別に添加することは必ずしも必要としない
が、勿論使用しても差支えない。硬化剤のMgO
としては、焼成あるいは電融のクリンカーを
100μｍ以下、好ましくは50μｍ以下程度に粉砕し
たものが良い。使用量は不定形耐火物中0.1〜
30wt％程度である。0.1wt％以下では硬化剤とし
ての効果を認め難い。アルミナセメントの場合極
力少ない方が望ましく、通常10wt％以下、好ま
しくは5wt％以下であるが、MgOの場合は多い
方に特に限定は無い。塩基性乳酸アルミニウムは多木化学株式会社の
開発になるもので、本発明を特徴付けるものであ
り、水溶性アルミニウム塩と炭酸または炭酸塩と
を反応させて得たアルミナ水和物を乳酸と反応さ
せて得られるAl₂O₃／乳酸（モル比）0.3〜2.0の
ものである（特開昭57−8034）。一般式Al（OH）₃
_−Ｘ（Lac.Acid）_X・nH₂Oで示される多該錯体から
なる高分子電解質で、これまでの研究開発を基に
現在タキセラムの商品名で、G17P、G16、
M160P、2500の４種が市販されている。G16は液
体品、M160Pはその粉末化品、G17Pはされに高
純度のものであり、これら３種は塩基性乳酸アル
ミニウムそのもので、ハイアルミナ質セラミツク
特にフアインセラミツクス用バインダーを目的と
している。一方2500番は塩基性のキヤスタブル耐
火物に最適なものとして、シリカやポリエチレン
グリコール等で変性したものである。いかなる理
由か不明なれど、この2500番の、耐爆裂性向上効
果は小さい。故に本発明には変性していないもの
の使用が好ましい。液体品より粉末化したものが
使用に便であり、使用量は不定形耐火物中0.2〜
10wt％、好ましくは0.3〜6wt％である。0.2wt％
以下では爆裂温度向上の効果が少なく、10wt％
以上では強度低下大となる為である。〔作用〕実施例１電融アルミナ92wt％、シリカフラワー5wt％、
ハイアルミナセメント3wt％、リン酸ソーダ系分
散剤0.05wt％からなる不定形耐火物及び電融アル
ミナ90wt％、シリカフラワー5wt％、ρ−アルミ
ナ5wt％、リン酸ソーダ系分散剤0.05wt％からな
る不定形耐火物を作成し、これに塩基性乳酸アル
ミニウム（Al₂O₃23.8％、乳酸62.8％なる試作品）
を添加して爆裂テストを実施した。爆裂テストは
不定形耐火物を水にて混練し、６×６×６cm大の
型枠に鋳込成形し、24時間養生後脱枠し、所定温
度に保持した電気炉中に挿入し、爆裂の有無を調
べる。爆裂現象を呈する最低温度を爆裂温度とし
て表示する。今回養生条件は温度10℃、湿度90％
以上。結果を第１表に示す。

【表】これより塩基性乳酸アルミニウムの耐爆裂性へ
の効果は0.2wt％添加から認められ、0.3wt％以上
で顕著となることが判る。実施例２ MgOクリンカー（74μｍ以下30wt％）95wt％、
シリカフラワー5wt％、スルホン酸系分散剤
0.5wt％よりなる不定形耐火物に塩基性乳酸アル
ミニウム（Al₂O₃27.0％、乳酸60.8％なる試作品）
を添加して養生強度を測定した。尚爆裂温度も同
時に測定した。養生強度は混練物を４×４×16cm
大の型枠に流し込み、24時間養生後の曲げ強さで
ある。養生条件は温度20℃、湿度90％以上。結果
を第２表に示す。

〔実施例〕

焼成ボーキサイト（Al₂O₃88wt％）、焼結アル
ミナ（Al₂O₃99wt％）、焼結MgOクリンカー
（MgO95wt％）、仮焼アルミナ（Al₂O₃99wt％、
平均粒径5μｍ）、アルミナ超微粉末（Al₂O₃99wt
％、平均粒径0.5μｍ）、カルボン酸系分散剤（分
散剤Ａ）、リン酸ソーダ系分散剤（分散剤Ｂ）、電
融MgO（MgO98wt％、74μｍ以下）、ハイアルミ
ナセメント（Al₂O₃74wt％、CaO25wt％）それ
に塩基性乳酸アルミニウムとしてタキセラム
M160P（Al₂O₃34.5％、乳酸49.5％）を用いて表３
に示す実施例１〜３、及び比較例１〜３の不定形
耐火物を作成した。

【表】

【表】尚ここでは骨材がアルミナとマグネシアで、粒
度は通常の流し込みの場合の典型的な例を示した
が、これらに限られるものでは無い。骨材として
は、珪石やジルコン、ジルコニアあるいはムライ
トやシリマナイト鉱物の利用、フオルステライ
ト、クロム鉱又炭化物、窒素物、硼化物等の人工
原料の利用も可能である。もちろん焼成あるいは
熔融鋳造煉瓦の粉砕物も骨材として有効に利用出
来る。粒度は例えば塗布用であれば、さらに細か
くする必要があろうし、逆にさらに粗な骨材を用
いることもある。いずれも当業者の慣用である。実施例、比較例について、曲げ強さ、線変化
率、爆裂温度、耐熱衝撃性及び耐蝕性を調査し
た。その結果を表４に示す。

〔発明の効果〕

比較例１は従来のセメントレス型キヤスタブル
耐火物である。養生強度高く、自硬性は申し分無
いが、1500℃にて著しく収縮し、体積安定性、耐
熱性に問題有り、耐爆裂性、耐熱衝撃性、耐蝕性
いずれも良好でない。比較２は硬化剤としてMgOを利用したもので、
養生強度が著しく低い。試験片の如く小さなもの
では問題無いが、大量施工では脱枠が不可能とな
る為実用化されていない。しかし、硬化剤変更に
より、耐熱性及び耐蝕性はん良好となる。が耐熱
衝撃性は少し改善されるが、耐爆裂性は全く改善
されない。比較例３はMgO骨材の場合であるが、やはり
養生強度（自硬性）、耐爆裂性、耐熱衝撃性に難
点を有している。これらに対し、本発明の実施例は比較例１程高
い養生強度は示さないが、脱枠に問題の無い強度
（10Kgf／cm²以上）は充分に確保出来、耐爆裂性、
耐熱衝撃性、耐熱性いずれも良好であることが判
る。微細亀裂発生による懸念された耐蝕性も比較
例２と同程度で、低下なく良好である。これは全
て塩基性乳酸アルミニウムによるもので、その効
果は極めて顕著である。これにより非常に苛酷な
条件下への適用が可能となり、産業上益すること
極めて大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

１耐火骨材、超微粉末、分散剤及び硬化剤より
本質的になる組成物に、更に塩基性乳酸アルミニ
ウムを併用することを特徴とする不定形耐火物。