JPH06271853A - 改良噴霧可能ポルトランドセメント−ベース防火性組成物 - Google Patents
改良噴霧可能ポルトランドセメント−ベース防火性組成物Info
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Abstract
能防火性組成物、ならびにその多層皮膜の適用法を提示
する。組成物はポルトランドセメント−ベース材料、ス
タッコ及び促進剤を含む。組成物はポルトランドセメン
ト−ベース材料に典型的な長い硬化時間を取り除き、そ
のハンガビリティーを向上させる。製品はポルトランド
セメント、スタッコ(硫酸カルシウム半−水和物)及び
場合によりスタッコ硬化遅延剤及び細断ポリスチレン骨
材の混合物をドライブレンドすることにより製造する。
水を加えると噴霧可能なスラリが形成され、それは適用
地点にポンプ輸送することができる。注入の極めて近辺
で促進剤を加える。他の添加物、例えば澱粉、接着剤及
びセメント強化剤も含むことができる。 【効果】 スラリはスラリ化状態で、及び硬化後に構造
部材に付着し、優れた防火性及び耐熱性を与える。噴霧
適用後のスラリの硬化時間が比較的速いので、同一作業
日内に多層皮膜を適用することができる。
Description
る。
構造部材に水硬セメント性スラリを噴霧適用することは
周知である。U.S.特許第3,719,513号及び
第3,839,059号は、石膏結合剤の他に例えばひ
る石などの軽量無機骨材、例えばセルロースなどの繊維
物質及び空気連行剤(air entraininga
gent)を含む石膏−ベース組成物を開示している。
そのようなスラリは一般に粉砕された状態で調製され、
適用地点までポンプで運搬され、そこで基質に噴霧適用
される。適用地点は20又は30階を越えることも多
く、高層建築物も含まれる。従ってスラリのポンプ輸送
性がその配合及び調製における重要な基準である。従っ
てスラリは、それを容易に及び非常な高さまでポンプ輸
送することができるようにする大量の水を保持できなけ
ればならず、なおかつ成分の凝離又は沈降を防ぎ、適し
た収率又は与えられた厚さにおける基質の被覆を可能に
するのに十分な稠度を維持していなければならない。皮
膜混合物はスラリの状態及び乾燥状態の両方で基質に付
着しなければならない。又混合物は、乾燥皮膜の絶縁的
価値を重大に妨げる亀裂の形成を起こし得る過度の膨張
又は収縮を伴わずに硬化しなければならない。
S.特許第4,751,024号は、防火性組成物中の
軽量骨材として細断ポリスチレンを含む噴霧可能セメン
ト性組成物につき述べている。セメント性結合剤は石膏
が好ましいが、代わりにポルトランドセメントであるこ
ともできる。セメントは石膏より強い傾向があるので、
交通量の多い地域を含む用途で実際にポルトランドセル
ントが結合剤として典型的に用いられる。
性組成物に伴うひとつの問題は、水和過程が比較的遅い
ことから見て水がポルトランドセメント混合物中で凝離
する傾向があるので、石膏−ベース組成物と比較してそ
のハンガビリィー(hangability)(1回で
適用することができる材料の厚さ)が比較的悪いことで
ある。さらにポルトランドセメントが硬化するのに比較
的長い時間を要することから考えると、与えられた基質
上に噴霧適用できるのは、1日にわずか1回である。そ
の噴霧適用の厚さが不十分な場合、1回目の適用が硬化
しないと2回目の適用は行えない。2回目の適用が早す
ぎると、剥離して落ちる結果となる。典型的8時間労働
の1日で多数回の適用が行えないと、必然的に人件費が
増加し、同様に仕事の完了までの時間が延長される。
4,934,596号(その開示をここに参照として挿
入する)に示されているようにスプレーノズルの極めて
近辺などで明礬を用いて容易に促進することができる石
膏−ベース組成物と異なり、明礬は、1日で多数回を許
すのに十分な時間にポルトランドセメントを促進しな
い。さらに、熱間圧延スチール基質に重大な腐食を起こ
すアルミン酸ナトリウムの腐食性を考えると、アルミン
酸ナトリウムは促進剤として用いるべきではない。
の適用でスチールなどの基質に適用でき、そのような多
数回の適用にもかかわらずハンガビリティーの向上を示
すポルトランドセメント−ベース噴霧可能防火性材料を
探索してきた。
を取り除き、ポルトランドセメント−ベース組成物のハ
ンガビリティーを向上させる噴霧可能防火性材料を提供
する本発明により克服された。一般に本発明の噴霧可能
防火性組成物はポルトランドセメント−ベース材料を含
み、それは従来の櫂型撹拌機で水と混合され、種々の装
置を介してポンプ輸送される。材料はスチールビーム又
は柱に噴霧適用される。製品は、ボルトランドセメン
ト、スタツコ(ここでは硫酸カルシウム半−水和物と定
義する)、及び他の添加剤、例えば細断発泡ポリスチレ
ン、澱粉、接着剤及びセメント強化剤などの混合物をド
ライブレンドすることにより製造する。水を添加する
と、乾燥組成物はポンプ輸送可能で噴霧可能なスラリを
形成する。促進剤を加えるのが好ましく、それは注入点
の極めて近辺が最も好ましい。
−ベース防火性組成物の硬化を促進すると多数回適用及
びハンガビリティーの向上が可能になることを見いだし
た。その硬化促進は組成物の約0−約1.0重量%、好
ましくは約0−0.6%の量のスタッコを添加すること
により起こすことができ、それは遅延剤、好ましくは蛋
白質性強化遅延剤(U.S.Gypsumから商業的に
入手可能)などを用いてポンプ輸送及び噴霧ができるよ
うに十分遅延させることができる。遅延剤の量は、用い
られる特定のセメント及びスタッコに依存して変えるこ
とができる。硬化の促進はポルトランドセメント/スタ
ッコ マトリックスの初期の剛化が早いことにより証明
される。好ましくはU.S.特許第4,904,503
号又はU.S.特許第4,934,596号に開示され
ている方法及び装置の場合のような注入点の極めて近辺
における硫酸アルミニウムの添加は、硬化過程の速度を
増す。このより速い硬化は、数時間で噴霧する材料の2
回目の適用を可能にするのに十分である。特にポルトラ
ンドセメント/スタッコ組成物を明礬と共に注入する場
合、スタッコが硬化し、それがポルトランドセメントマ
トリックスの剛化を起こし、組成物の凝集強さの向上を
速める。又、スタッコの硬化は基質への機械的付着を速
める。この付着は十分強く、剥離して落ちることなく2
回目の適用を可能にする。注入点近辺における明礬の注
入は、特定の点で材料が速く硬化することを可能にする
(すなわち組成物が混合されるホッパーではなく基質上
で)。本防火性組成物は、細断発泡ポリスチレンを骨材
として含むのが好ましい。本組成物のハンガビリティー
はその一部を、組成物中の非−細断発泡ポリスチレンの
量を最少にすることに依存する。発泡ポリスチレンの
“細断度(Shreddedness)”は、U.S.
特許第4,989,464号(その開示をここに参照と
して挿入する)に記載の方法に従って決定される、標準
#12シーブ(0.0661インチの孔を有する)上に
保持される粒子の量、及び標準#30シーブを通過し、
#325シーブ上に保持される粒子の量により表される
特定の粒径分布に合わせるのが好ましい。#12シーブ
上に保持される重量%で表した粒子の適した量は約0−
約20%であり、約0−約10%が好ましい。#30シ
ーブ(0.0234インチの孔を有する)を通過し、#
325シーブ(0.00170インチの孔を有する)上
に保持される粒子の適した量は約40重量%以下、好ま
しくは約30%以下である。
て建築現場に輸送され、適した量の水の添加によりスラ
リに形成されるので、調製及び適用過程は何時間にも及
び、従って許容し得る現地可使時間を与えるために混合
物の硬化時間は一般に非常に遅延されている。撹拌機中
のこの遅延は、噴霧適用した時に望まれる速い硬化時間
と矛盾し、従って遅延と促進の微妙な均衡を得るのは困
難である。明らかに混合物がホッパー中で実質的に剛化
すれば、それはポンプ輸送性でなくなり、従って目的と
する用途に有用でなくなる。スタッコに遅延剤を添加す
ることにより、遅延された材料は撹拌機中では速く剛化
せず、遅延剤はノズルにおける速い剛化に有意な影響を
与えない。これらの理由で、遅延剤の添加が好ましい。
響を及ぼすことなくスラリの遅延を満足に相殺すること
ができるいずれの硬化促進剤も用いることができる。促
進剤は、噴霧適用の1.5時間以内にスラリを十分に硬
化させ、剥離して落ちることなく2回目の噴霧適用がで
きるようにするのに十分な量で用いるのが好ましい。特
定の必要量は促進剤の種類、ならびに防火性組成物の種
々の他の成分の性質に依存する。有用な促進剤の例には
硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、硝酸第2鉄、硫
酸カリウム、硫酸、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム
及び酢酸が含まれ、明礬が特に好ましい。
−5に適用できるが、タイプ1が特に好ましい。乾燥混
合物の嵩密度は10−18pcfの範囲であり、12−
15pcfの範囲が好ましく、製品の最終嵩密度は15
−30pcfの範囲であり、22−26pcfの範囲が
好ましい。乾燥材料は水と1.3:1から1.6:1
(水:固体)の比率で混合する。適した製品は、以下の
混合物をドライブレンドすることにより本発明に従って
製造することができる: ポルトランドセメント 50−90% スタッコ 4−30% 遅延剤 0−1% 細断ポリスチレン 0−5%、好ま
しくは2−3% クレー 2−8% セルロース(骨材) 0−8% 空気共留剤 0.2−2% ガラス繊維 0−4% メチルセルロース 0−1% 好ましい製品は以下の範囲の成分を含む: ポルトランドセメント 67−74% スタッコ 12−18% 遅延剤 0−0.6% 細断ポリスチレン 2.5−3% クレー(増粘剤) 2−6% セルロース 2−6% 空気共留剤 0.2−0.5% ガラス繊維 1.5−3% メチルセルロース 0.2−0.5% 殺生物剤(Angus 0.02%、又は細菌の不利な Chemicalにより販売 発生を妨げるのに十分な量 されているAmical/wp) 硫酸アルミニウム硬化促進剤は37%溶液で用い、スプ
レーノズルにて最高3%の量でスラリに注入するのが好
ましい。
めのガラス繊維、メチルセルロース又は当該技術におけ
る熟練者に既知の他の適した増粘剤、ナトリウムラウリ
ルサルフェートなどの空気共留剤、及び細菌の発生を阻
害する殺生物剤を加えることができる。
目の適用は1回目の適用の約1−2時間以内、好ましく
は約1.5時間以内に噴霧適用することができ、剥離し
て落ちることはない。ハンガビリティーの向上も得られ
た。1回の適用は典型的に約3/4−1インチの厚さま
で噴霧適用することができ、実際に1.5インチのよう
な厚さまで噴霧適用されたが、従来のポルトランドセメ
ント組成物は典型的にわずか1/3−5/8インチの厚
さまでしか適用できなかった。
ントであった。各バッチを、U.S.特許第4,90
4,503号の記載に従い2.6%の明礬を加えてスチ
ール構造部材に噴霧適用した。12%及び16%のバッ
チは1−1.5時間以内に、2回目の適用が可能なよう
に十分硬化した。12%及び16%の1回目の適用の厚
さは3/4”−7/8”であり、2回目の適用後の合計
の厚さの平均は最高1.5−2”であった。標準試料の
場合、1回目の適用は最高5/8インチの皮膜の量であ
った。2回目の適用(合計の皮膜の厚さが1.5インチ
の量)を1.5時間後に試みたが、剥離して落ちた。特
に2回目の適用により、2回目に適用したものばかりで
なく1回目の適用からの皮膜もいくらか剥離して落ち
た。これは1回目の適用の皮膜が1.5時間以内に基質
に十分付着していなかったことを示す。
度である。剛性は一般に製品のハング(hang)がど
の位優れているかを示す。ビカーの読みが低い程、製品
は剛性である。ビカー数が約10mm以下であることが
好ましく、読みが約8か又はそれ以下であることが最も
好ましい。実施例1の組成物番号4のビカーの読みは優
れているようであるが、実際にはこの組成物は24%の
スタッコを含み、ホッパー中で剛すぎる、すなわち作業
性が悪いことがわかった。そのような組成物を商業的に
価値のあるものにするためには、水を追加することによ
り使用できる組成物の最終的ビカー数を上げることが必
要である。
Claims (14)
- 【請求項1】 ポルトランドセメント、スタッコ及び促
進剤を含むポルトランドセメント−ベース噴霧可能防火
性組成物。 - 【請求項2】 請求項1に記載の噴霧可能防火性組成物
において、さらにスタッコ硬化遅延剤を含むことを特徴
とする噴霧可能防火性組成物。 - 【請求項3】 請求項1に記載の噴霧可能防火性組成物
において、さらに細断ポリスチレンを含むことを特徴と
する噴霧可能防火性組成物。 - 【請求項4】 ポレトランドセメント及びスタッコを含
む乾燥組成物において、該組成物は、水を添加するとス
チール基質に噴霧適用することができ且つ、噴霧適用後
にスラリ化状態で、及び硬化後に該基質に付着性である
硬化可能スラリを与え、該スラリは噴霧後、促進剤を含
み、該促進剤及び該スタッコは、噴霧適用後に該スラリ
が8時間以内で十分硬化し、その上に少なくとも2回目
の該スラリの噴霧適用が可能となる量で存在することを
特徴とする乾燥組成物。 - 【請求項5】 請求項4に記載の乾燥組成物において、
さらにスタッコ遅延剤を含むことを特徴とする乾燥組成
物。 - 【請求項6】 請求項4に記載の乾燥組成物において、
噴霧適用後に該スラリが1−2時間以内で十分硬化し、
その上に少なくとも2回目の該スラリの噴霧適用が可能
となる量で該促進剤及び該スタッコが存在することを特
徴とする乾燥組成物。 - 【請求項7】 請求項4に記載の乾燥組成物において、
さらに細断ポリスチレン骨材を含むことを特徴とする乾
燥組成物。 - 【請求項8】 スチール基質に噴霧可能防火性組成物の
多層皮膜を適用する方法において、ポルトランドセメン
ト及びスタッコを含む混合物をドライブレンドし;そこ
に水を添加して噴霧可能スラリを形成し;該スラリをス
プレーノズルに運搬し;該運搬の前、その間又は後に該
ノズルの極めて近辺で該スラリに硬化促進剤を導入し;
該スラリの第1皮膜を該基質上に噴霧し;該第1皮膜
を、第2皮膜を保持するのに十分に硬化させ;その上に
該スラリの第2皮膜を噴霧する段階を含む方法。 - 【請求項9】 請求項8に記載の方法において、該ドラ
イブレンド段階がさらに該混合物へのスタッコ遅延剤の
添加を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項10】 請求項9に記載の方法において、該ス
ラリが該運搬を妨げる程硬化するのを防ぎ、一方で該基
質に適用すると該スラリが最高8時間以内に、剥離して
落ちることなく該スラリの該基質への2回目の適用を許
すのに十分な程度で硬化する量で該スタッコ、遅延剤及
び促進剤を与える段階を含むことを特徴とする方法。 - 【請求項11】 請求項9に記載の方法において、該ス
ラリを該基質に適用すると1.5時間以内に硬化するの
に十分な量でスタッコ、遅延剤及び促進剤が与えられる
ことを特徴とする方法。 - 【請求項12】 請求項8に記載の方法において、該ス
ラリの第1皮膜を5/8インチ以上の厚さまで噴霧適用
することを特徴とする方法。 - 【請求項13】 請求項8に記載の方法において、該ス
ラリの該第1及び第2皮膜の全体の厚さの平均が約1.
5−2インチであることを特徴とする方法。 - 【請求項14】 請求項8に記載の方法において、該ド
ライブレンド段階がさらに細断ポリスチレンの該混合物
への添加を含むことを特徴とする方法。
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