JPH0648845A - 不定形耐火材 - Google Patents
不定形耐火材Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 施工現場で水又はその他の混練液との混練を
必要としないで流し込みができるプレミックスタイプの
流し込み用の不定形耐火物を製品化する。 【構成】 粒度調整された耐火骨材粉末１００重量％
に、結合剤としてりん酸塩ガラス及び（又は）オキシカ
ルボン酸塩を０．０５〜５重量％、増粘剤を０．０１〜
１重量％添加した後に、水またはその他の混練液と混練
したもの。
必要としないで流し込みができるプレミックスタイプの
流し込み用の不定形耐火物を製品化する。 【構成】 粒度調整された耐火骨材粉末１００重量％
に、結合剤としてりん酸塩ガラス及び（又は）オキシカ
ルボン酸塩を０．０５〜５重量％、増粘剤を０．０１〜
１重量％添加した後に、水またはその他の混練液と混練
したもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種窯炉や溶湯容器な
どの内張り材として使用される耐火材であって、使用現
場において水またはその他の混練液を必要としないプレ
ミックスタイプの流し込み用の不定形耐火材に関するも
のである。
どの内張り材として使用される耐火材であって、使用現
場において水またはその他の混練液を必要としないプレ
ミックスタイプの流し込み用の不定形耐火材に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】不定形耐火材は、その施工方法によって
流し込み材（通常キャスタブルと呼ばれる）、ラミング
材、振動成形材、吹付材などに区分される。
流し込み材（通常キャスタブルと呼ばれる）、ラミング
材、振動成形材、吹付材などに区分される。
【０００３】このうち、流し込み材は、施工現場にて水
その他の混練液を添加混練した後、型枠の中に流し込ん
で成形する方法がとられ、施工性には優れているが混練
作業が煩雑であり、水分も一定にすることが困難である
と言った多くの問題点を有している。
その他の混練液を添加混練した後、型枠の中に流し込ん
で成形する方法がとられ、施工性には優れているが混練
作業が煩雑であり、水分も一定にすることが困難である
と言った多くの問題点を有している。
【０００４】ラミング材や振動成形材は、水などとの混
練をする必要はなく施工可能であるが、流し込み材のよ
うな施工性（流動性）は持っていない。
練をする必要はなく施工可能であるが、流し込み材のよ
うな施工性（流動性）は持っていない。
【０００５】吹付材は、吹付ガンによって乾式または湿
式吹付けされるもので、流し込み施工されるものでなく
施工後の品質のバラツキが大きく主として補修用に使用
されている。
式吹付けされるもので、流し込み施工されるものでなく
施工後の品質のバラツキが大きく主として補修用に使用
されている。
【０００６】従来、施工現場での混練を必要としないで
流し込みできる施工性を持った不定形耐火材は製品化さ
れていなかった。
流し込みできる施工性を持った不定形耐火材は製品化さ
れていなかった。
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】最近、労働環境を整備
し働き易い職場を作ると共に、労働力を確保することが
企業にとって非常に重要な問題となってきている。この
ため、労働環境が悪いと言われる耐火物の施工には簡素
化や省力化を要求する声が年々高まってきている。流し
込み材の施工においても同様なことが言われ、現状より
楽で簡単な施工ができないか、との要望が極めて強くな
っている。本発明は、このような使用現場からのニーズ
に応えると共に、現行の流し込み材が抱えている下記
イ）〜ホ）のような問題を解決することを目的とし、施
工現場での混練を要しないプレミックスタイプの流し込
み耐火材を提供することにある。 イ） 粉塵が発生する。 ロ） 混練水量（液量）が材料により異なり、水量調整
を材料毎に実施しなければならず、施工が煩雑である。 ハ） 混練水量（液量）に人為差が出やすい。 ニ） 適性作業性（流動性）が得られるまでに時間がか
かる。 ホ） また、現行の流し込み材をプレミックスタイプと
してあらかじめ水などと混練した状態で出荷すると、保
存性が悪く、また硬化コントロールができない、輸送時
に粒度偏析や液相の分離が生じる、などの弊害が生じ
る。
し働き易い職場を作ると共に、労働力を確保することが
企業にとって非常に重要な問題となってきている。この
ため、労働環境が悪いと言われる耐火物の施工には簡素
化や省力化を要求する声が年々高まってきている。流し
込み材の施工においても同様なことが言われ、現状より
楽で簡単な施工ができないか、との要望が極めて強くな
っている。本発明は、このような使用現場からのニーズ
に応えると共に、現行の流し込み材が抱えている下記
イ）〜ホ）のような問題を解決することを目的とし、施
工現場での混練を要しないプレミックスタイプの流し込
み耐火材を提供することにある。 イ） 粉塵が発生する。 ロ） 混練水量（液量）が材料により異なり、水量調整
を材料毎に実施しなければならず、施工が煩雑である。 ハ） 混練水量（液量）に人為差が出やすい。 ニ） 適性作業性（流動性）が得られるまでに時間がか
かる。 ホ） また、現行の流し込み材をプレミックスタイプと
してあらかじめ水などと混練した状態で出荷すると、保
存性が悪く、また硬化コントロールができない、輸送時
に粒度偏析や液相の分離が生じる、などの弊害が生じ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】発明者らは種々研究した
結果、粒度調整された耐火骨材に結合剤としてりん酸塩
ガラス及び（又は）オキシカルボン酸塩を使用し、更に
増粘剤を併用することにより、プレミックスタイプの流
し込み耐火材を製品化し、上記課題を解決することに成
功した。
結果、粒度調整された耐火骨材に結合剤としてりん酸塩
ガラス及び（又は）オキシカルボン酸塩を使用し、更に
増粘剤を併用することにより、プレミックスタイプの流
し込み耐火材を製品化し、上記課題を解決することに成
功した。
【０００９】すなわち、本発明は、粒度調整された耐火
骨材粉末１００重量％に、結合剤としてりん酸塩ガラス
及び（又は）オキシカルボン酸塩を０．０５〜５重量
％、増粘剤を０．０１〜１重量％添加した後に、水また
はその他の混練液と混練した不定形耐火材である。
骨材粉末１００重量％に、結合剤としてりん酸塩ガラス
及び（又は）オキシカルボン酸塩を０．０５〜５重量
％、増粘剤を０．０１〜１重量％添加した後に、水また
はその他の混練液と混練した不定形耐火材である。
【００１０】本発明において、流し込み材を構成する耐
火骨材は、電融アルミナ、シャモット、ボーキサイト、
焼結アルミナ、スピネル、炭化珪素、カーボンなどいず
れも使用可能で、これを限定するものではない。
火骨材は、電融アルミナ、シャモット、ボーキサイト、
焼結アルミナ、スピネル、炭化珪素、カーボンなどいず
れも使用可能で、これを限定するものではない。
【００１１】本発明で使用する結合剤は、材料の熱硬化
性と低温強度の発現を目的として使用される。結合剤と
してはりん酸塩ガラスやオキシカルボン酸塩を用い、そ
の一種あるいは両方を使用する。りん酸塩ガラスは、水
に難溶で、Ｐ2Ｏ5-Ａｌ2Ｏ3-Ｎａ2Ｏ-Ｋ2Ｏを主成分と
し、組成範囲はＰ2Ｏ5が４５〜６８重量％、Ａｌ2Ｏ3が
５〜１８重量％、Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏが１９〜２８重量％の
範囲のものを用いる。この範囲を外れると水への溶解性
が強くなりすぎたり、バインダー効果が発揮できないな
どの悪影響が現れる。
性と低温強度の発現を目的として使用される。結合剤と
してはりん酸塩ガラスやオキシカルボン酸塩を用い、そ
の一種あるいは両方を使用する。りん酸塩ガラスは、水
に難溶で、Ｐ2Ｏ5-Ａｌ2Ｏ3-Ｎａ2Ｏ-Ｋ2Ｏを主成分と
し、組成範囲はＰ2Ｏ5が４５〜６８重量％、Ａｌ2Ｏ3が
５〜１８重量％、Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏが１９〜２８重量％の
範囲のものを用いる。この範囲を外れると水への溶解性
が強くなりすぎたり、バインダー効果が発揮できないな
どの悪影響が現れる。
【００１２】オキシカルボン酸塩は、グリコール酸、酒
石酸、乳酸、又はクエン酸などのリチウム、ナトリウ
ム、カリウム、又はアルミニウムなどの金属塩を用い
る。添加量の合量を０．０５〜５重量％とした理由は、
それ以下では硬化性状が悪く、脱枠まで長時間を要する
ことや初期強度が不十分になることなどがあり、またそ
れ以上では乾燥時に施工体が膨れたり水蒸気爆裂を引き
起こすなどの弊害が生じるためである。それらの働きの
詳細はまだ解明するに至ってないが、効果として８０℃
以上に材料が加熱されることにより施工体を硬化させ、
脱枠を可能にすることができる。しかも硬化体は適度の
通気性を有し、ボンドマイグレーションも無いため、水
蒸気爆裂に対する安全性が高いということが判明した。
石酸、乳酸、又はクエン酸などのリチウム、ナトリウ
ム、カリウム、又はアルミニウムなどの金属塩を用い
る。添加量の合量を０．０５〜５重量％とした理由は、
それ以下では硬化性状が悪く、脱枠まで長時間を要する
ことや初期強度が不十分になることなどがあり、またそ
れ以上では乾燥時に施工体が膨れたり水蒸気爆裂を引き
起こすなどの弊害が生じるためである。それらの働きの
詳細はまだ解明するに至ってないが、効果として８０℃
以上に材料が加熱されることにより施工体を硬化させ、
脱枠を可能にすることができる。しかも硬化体は適度の
通気性を有し、ボンドマイグレーションも無いため、水
蒸気爆裂に対する安全性が高いということが判明した。
【００１３】次に併用する増粘剤について記述する。増
粘剤の役割は輸送時の粒度偏析や液相の分離を防止する
ことにあり、更には結合助剤としての効果も期待され
る。増粘剤の種類としては食品添加剤、土木・建築用添
加剤などとして使用されているいずれのものも使用可能
であるが、種々検討した結果、セルロース系有機化合物
やイソブチレンと無水マイレン酸の共重合高分子化合物
が良好な結果をもたらした。添加量は０．０１〜１重量
％の範囲内で使用する。０．０１重量％未満では増粘性
が小さすぎるため、輸送時の分離防止効果が現れない。
また１重量％を越えると作業性（流動性）の低下、硬化
不良ならびに耐乾燥爆裂性の低下などの弊害が生じる。
粘剤の役割は輸送時の粒度偏析や液相の分離を防止する
ことにあり、更には結合助剤としての効果も期待され
る。増粘剤の種類としては食品添加剤、土木・建築用添
加剤などとして使用されているいずれのものも使用可能
であるが、種々検討した結果、セルロース系有機化合物
やイソブチレンと無水マイレン酸の共重合高分子化合物
が良好な結果をもたらした。添加量は０．０１〜１重量
％の範囲内で使用する。０．０１重量％未満では増粘性
が小さすぎるため、輸送時の分離防止効果が現れない。
また１重量％を越えると作業性（流動性）の低下、硬化
不良ならびに耐乾燥爆裂性の低下などの弊害が生じる。
【００１４】
【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を説明す
る。
る。
【００１５】表１に本発明における実施例と従来例の配
合割合例を示す。また、これにより得られた流し込み材
の諸特性を表２に示す。
合割合例を示す。また、これにより得られた流し込み材
の諸特性を表２に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】 （表２註１） 各実施例の場合は熱硬化後（１００φ×
１００ｍｍの試料を８０℃にて５時間加熱後）の指圧に
よる試験結果であり、比較例は常温２４時間養生後の結
果である。 （表２註２） 図１において、１００φ×１００ｍｍの
試料１を、急加熱試験炉（２は灯油バーナー、３は熱電
対）の炉内投入試験（急加熱による耐スポーリング性試
験）において６００℃まで異常無し。 （表２註３） 各実施例は常温で１．５トンコンテナに
保存した結果であり、比較例は水との混練後のものであ
り粉末状では４０日以上ある。 （表２註４） 実施例は１．５トンコンテナで輸送試験
を実施した後の状態観察結果であり、比較例は流し込み
材の硬化剤を抜いた状態での同様の試験結果である。
１００ｍｍの試料を８０℃にて５時間加熱後）の指圧に
よる試験結果であり、比較例は常温２４時間養生後の結
果である。 （表２註２） 図１において、１００φ×１００ｍｍの
試料１を、急加熱試験炉（２は灯油バーナー、３は熱電
対）の炉内投入試験（急加熱による耐スポーリング性試
験）において６００℃まで異常無し。 （表２註３） 各実施例は常温で１．５トンコンテナに
保存した結果であり、比較例は水との混練後のものであ
り粉末状では４０日以上ある。 （表２註４） 実施例は１．５トンコンテナで輸送試験
を実施した後の状態観察結果であり、比較例は流し込み
材の硬化剤を抜いた状態での同様の試験結果である。
【００１８】
【発明の効果】表１および表２から判るように、本発明
で得られた流し込み材は、８０℃以上で良好な硬化性状
を有しており、保存性にも優れ、かつ、輸送時の分離が
見られないという特性を持っている。本発明では、結合
剤に加え増粘剤を併用することが必須条件で、これによ
り輸送時に発生する粒度偏析や液相の分離が抑制でき、
更に増粘剤の有するイオン封鎖能によって、材料の保存
性も４０日以上あり好結果を持たらすことが判明した。
で得られた流し込み材は、８０℃以上で良好な硬化性状
を有しており、保存性にも優れ、かつ、輸送時の分離が
見られないという特性を持っている。本発明では、結合
剤に加え増粘剤を併用することが必須条件で、これによ
り輸送時に発生する粒度偏析や液相の分離が抑制でき、
更に増粘剤の有するイオン封鎖能によって、材料の保存
性も４０日以上あり好結果を持たらすことが判明した。
【００１９】これに対し従来の流し込み材は、混練後は
１日以内で硬化するのが普通であり、長時間の保存性は
全く無いに等しい。また仮に、硬化遅延策を施し保存性
を持たせたとしても、輸送後は粒度偏析や水分の分離が
激しく、所定の性能が得られなかったり、施工ができな
いといった問題が発生したのである。
１日以内で硬化するのが普通であり、長時間の保存性は
全く無いに等しい。また仮に、硬化遅延策を施し保存性
を持たせたとしても、輸送後は粒度偏析や水分の分離が
激しく、所定の性能が得られなかったり、施工ができな
いといった問題が発生したのである。
【００２０】以上のように、プレミックスタイプの流し
込み材を製品化することに成功し、従来材と同様の性能
を維持しつつ、耐火物の施工を簡素化・省力化すると共
に、施工環境を改善することができるようになった。
込み材を製品化することに成功し、従来材と同様の性能
を維持しつつ、耐火物の施工を簡素化・省力化すると共
に、施工環境を改善することができるようになった。
【００２１】更に本発明の不定形耐火材は、流し込み施
工としての用法以外に、圧送・圧入施工や振動成形施工
用としても適用可能である。
工としての用法以外に、圧送・圧入施工や振動成形施工
用としても適用可能である。
【００２２】
【図１】流し込み材の耐乾燥爆裂性（急加熱による耐ス
ポーリング性）を試験するための急加熱試験炉の模式図
である。
ポーリング性）を試験するための急加熱試験炉の模式図
である。
１ 試料 ２ 灯油バーナー ３ 熱電対
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】次に併用する増粘剤について記載する。増
粘剤の役割は、輸送時の粒度偏析や液相の分離を防止す
ることにあり、更には結合助剤としての効果も期待され
る。増粘剤の種類としては、食品添加剤、土木・建築用
添加剤などとして使用されているいずれのものも使用可
能であるが、種々検討した結果、メチルセルローズ、カ
ルボキシメチルセルローズなどのセルローズ系有機化合
物や、イソブチレン無水マレイン酸共重合体などのイソ
ブチレンと無水マレイン酸系の共重合高分子化合物が良
好な結果をもたらした。添加量は、０．０１〜１重量％
の範囲内で使用する。０．０１重量％未満では、増粘性
が小さすぎるため、輸送時の分離防止効果が現れない。
また、１重量％を越えると、作業性（流動性）の低下、
硬化不良ならびに耐乾燥爆裂性の低下などの弊害が生じ
る。
粘剤の役割は、輸送時の粒度偏析や液相の分離を防止す
ることにあり、更には結合助剤としての効果も期待され
る。増粘剤の種類としては、食品添加剤、土木・建築用
添加剤などとして使用されているいずれのものも使用可
能であるが、種々検討した結果、メチルセルローズ、カ
ルボキシメチルセルローズなどのセルローズ系有機化合
物や、イソブチレン無水マレイン酸共重合体などのイソ
ブチレンと無水マレイン酸系の共重合高分子化合物が良
好な結果をもたらした。添加量は、０．０１〜１重量％
の範囲内で使用する。０．０１重量％未満では、増粘性
が小さすぎるため、輸送時の分離防止効果が現れない。
また、１重量％を越えると、作業性（流動性）の低下、
硬化不良ならびに耐乾燥爆裂性の低下などの弊害が生じ
る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】
【表１】
Claims (4)
- 【請求項１】 粒度調整された耐火骨材粉末１００重量
％に、結合剤としてりん酸塩ガラス及び（又は）オキシ
カルボン酸塩を０．０５〜５重量％、増粘剤を０．０１
〜１重量％添加した後に、水またはその他の混練液と混
練したことを特徴とする不定形耐火材。 - 【請求項２】 りん酸塩ガラスが、Ｐ2Ｏ5-Ａｌ2Ｏ3-Ｎ
ａ2Ｏ-Ｋ2Ｏを主成分とする水に難溶性のガラスである
請求項１記載の不定形耐火材。 - 【請求項３】 オキシカルボン酸塩が、グリコール酸、
酒石酸、乳酸、又はクエン酸のリチウム、ナトリウム、
カリウム、又はアルミニウムの金属塩である請求項１記
載の不定形耐火材。 - 【請求項４】 増粘剤が、セルローズ系有機化合物又は
イソブチレンと無水マイレン酸系の共重合高分子化合物
である請求項１記載の不定形耐火材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4209743A JP2556418B2 (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 不定形耐火材 |
| EP93110533A EP0579994B1 (en) | 1992-07-14 | 1993-07-01 | Monolithic refractories |
| DE69300760T DE69300760T2 (de) | 1992-07-14 | 1993-07-01 | Monolithisches feuerfestes Material. |
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