JPH08109080A - 無機質軽量断熱材およびその成形方法 - Google Patents

無機質軽量断熱材およびその成形方法

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JPH08109080A
JPH08109080A JP24625894A JP24625894A JPH08109080A JP H08109080 A JPH08109080 A JP H08109080A JP 24625894 A JP24625894 A JP 24625894A JP 24625894 A JP24625894 A JP 24625894A JP H08109080 A JPH08109080 A JP H08109080A
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JP
Japan
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cement
lightweight
water
heat insulating
foaming agent
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JP24625894A
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English (en)
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Masaru Saito
勝 斉藤
Mitsuaki Kusunoki
光卿 楠
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Original Assignee
Ask Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/10Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量、断熱、防火、耐火、耐燃焼性に富む材
料によって如何なる形状にも軽量断熱層を形成でき、且
つリサイクルも可能な無機質軽量断熱材を特徴としてい
る。 【構成】 セメント、起泡剤、ポリマー結合剤、増粘剤
および水を混合して型に流し込み養生硬化して無機質軽
量断熱材を成形することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は防火、耐火、耐燃焼に
優れ、リサイクルの容易な無機質軽量断熱材およびその
成形方法、特に、この様な無機質軽量断熱材を用いて成
る軽量断熱複合パネルや複雑形状軽量断熱体の成形方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、軽量複合パネルには、発泡プラス
チック製品、例えばフォームポリスチレン、硬質ポリウ
レタンフォーム等を芯材として用いられたり、或は無機
質軽量製品、例えばケイ酸カルシュウム板、気泡コンク
リート板等を芯材とした複合パネルが用いられている。
【0003】特に、形状が複雑な場合、例えば浴槽やタ
ンク等の断熱材には発泡プラスチック製品、主に硬質ポ
リウレタンフォームの注入発泡、吹き付け発泡が使用さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】併し乍ら、この様な軽
量複合パネルにおいて、発泡プラスチックを芯材とした
場合には軽量、断熱性に優れているが、熱に弱く防火、
耐火、耐燃焼性に劣るので、建物に使用される複合パネ
ルとしては不適当である。また、芯材として無機質軽量
製品のケイ酸カルシュウム板、気泡コンクリート板等
は、これら板材を製造するために成形、オートクレーブ
養生、乾燥、切断、研磨およびパネル化のための加圧接
着等の多くの工程および熱エネルギーを必要とするので
高価なものに成ると共に、製品自体に脆さが有り、角欠
けや割れ等が生じ易い等の欠点が見られる。
【0005】更に、この様な種々の軽量断熱製品は廃棄
処分となった場合に資源の有効利用や環境に対する配慮
等の観点から再利用のためのリサイクルが必要である
が、発泡プラスチック製品は再利用が困難な状況に有
り、特に、硬質ポリウレタンフォームは独立気泡体内に
フロンガスが封入されている製品も有って環境に対する
配慮が必要である。また、複雑な形状の断熱体としては
熱に弱い発泡プラスチック製品が殆どで、防火、耐火、
耐燃焼性に劣ると共に、浴槽等の人の感覚を重視する断
熱材としては重厚感に欠けている。
【0006】従って、この発明の目的は軽量、断熱、防
火、耐火、耐燃焼性に富む材料によって如何なる形状に
も軽量断熱層を形成でき、且つリサイクルも可能な無機
質軽量断熱材およびその成形方法を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明に依れば、無機質軽量断熱材は、セメン
ト、起泡剤、ポリマー結合剤、増粘剤および水を混合し
て成ることを特徴としており、また、無機質軽量断熱材
の成形方法は、セメント、起泡剤、ポリマー結合剤、増
粘剤および水を混合して型に流し込み養生硬化して成る
ことを特徴としている。
【0008】
【作用】この様に構成されたこの発明の上述の手段に依
って、無機質材料を主体とするセメント、起泡剤、ポリ
マー結合剤、増粘剤および水の添加混合によって均質な
安定した流動性のある気泡モルタルと成し、この気泡モ
ルタルを空間層に流し込み養生硬化して一体化すること
によって複合パネルまたは複雑形状の断熱層を形成する
ことが出来るものであり、また、必要に応じてパーライ
ト、バーミュクライト、シラスバルーン等の軽量骨材を
混入することが出来る。また、硬化後は、軽量で靭性に
富むポリマー強化気泡硬化体と成り、熱に強くて防火、
耐火、耐燃焼性に優れた断熱層と成る。更に、この様な
断熱層はセメントを主体としているので、廃棄処分され
て廃製品と成った場合に、これを粉砕してセメントの原
料として、或は各種セメント二次製品の添加材として再
利用することが出来るものである。
【0009】また、この発明の、気泡モルタルを硬化し
て成るポリマー強化気泡セメント硬化体の無機質断熱材
においては、マトリックスである気泡セメントの主材と
成るセメントとして、普通ポルトランドセメントは勿論
のこと、早強セメント、高炉セメント、フライアッシュ
セメント等の種々のセメントを使用することが来る。硬
化をより早くするためには、硬化促進剤の添加または硬
化速度を調節した超早強セメント、石膏等、硬化体の適
用に応じて用いられるが、材料価格、入手の容易さ、作
業のし易さ等から普通ポルトランドセメントが好適であ
る。
【0010】気泡セメント硬化体の強化および被物体へ
の結合剤としては、ポリマーセメントモルタル、ポリマ
ーセメントコンクリート等に用いられるゴムラテック
ス、樹脂エマルジョン等のセメント混和用ポリマーデイ
スパージョンを使用する。通常ポリマーデイスパージョ
ンには安定剤、消泡剤等を加えて分散させ均質にしたも
のであるが、この発明のポリマー強化気泡セメント硬化
体用には、消泡剤の添加は気泡モルタルの気泡を消滅さ
せるためにポリマーデイスパージョン中の消泡剤無添加
品を使用しなくては成らない。再分散性粉体ポリマー使
用の場合にはその儘で添加使用出来る。
【0011】軽量化と断熱性向上のための起泡剤は、気
泡コンクリート等に使用される合成樹脂系、合成界面活
性剤系、アルキルアリルスルオン酸塩、ヂメチルシリコ
ン誘導体、動物性蛋白質、脂肪族系有機酸誘導体等、セ
メント混和剤が使用出来る。
【0012】増粘剤は、まだ固まらないポリマー強化気
泡セメントモルタルの安定剤、分離低減剤、被物体への
接着助剤としてメチルセルロース、ヒドロキシメチルセ
ルロース、ヒドロキシプロヒルメチルセルロース等のセ
ルロース誘導体や、ポリビニルアルコール、ポリエチレ
ンオキサイド等を添加使用することが出来る。
【0013】気泡セメント硬化体の適用に応じて副材料
として軽量骨材を使用する場合は嵩比重0.2〜0.05
のパーライト、シラスバルーン、バーミュクライト等を
用いることが出来る。また、配合比率に就いては特に限
定されるものではなく、使用する材料と目的性能によっ
て適宜変更出来るものである。
【0014】この発明は、軽量、断熱を主とするためポ
リマー強化気泡セメント硬化体の嵩比重が1.0〜0.4
と成るように配合する。嵩比重1.0以上では軽量、断
熱性に劣り、0.4以下では硬化体の強度、被接着物と
の接着強度に問題を生じる。
【0015】従って、この発明においては、主材料のセ
メント100重量部に対して、ポリマーは固形分として
0.5〜10重量部、メチルセルロースは0.02〜0.
2重量部、水は27〜120重量部、起泡剤は成形体の
空気量として気泡を体積百分率で88〜68%混入す
る。軽量骨材を添加する場合にはセメント100重量部
に対して0〜35重量部添加することが出来る。
【0016】ポリマーの添加は断熱硬化体の脆さ、粉っ
ぽさ等を無くし、更に、靭性と強度等を向上させるもの
であるが、断熱材としての目的強度を満たせば良く、セ
メントに対して固形分で10重量部以上の添加はコスト
を上げるだけである。
【0017】メチルセルロースは気泡モルタルの流動性
と安定性を確保するもので、これも最小限の添加で良
く、無闇に増やすと粘性が増してモルタルの流動性を損
なうばかりでなくコストアップと成る。
【0018】起泡剤は軽量断熱硬化体の嵩比重を最も左
右するものであり、予め目標を定めて混入空気量の算出
によって気泡を混入する。
【0019】気泡モルタルの作成には、起泡装置を用い
て予め気泡を作り、これをモルタルに投入混合して混入
するプレフォーム方式、モルタルを混合するミキサーに
必要量の起泡剤と水を投入混合して起泡させてからセメ
ントを投入混合するプレミックスフォーム方式、モルタ
ルを混合するミキサーにほゞ同時にセメント、水、起泡
剤等全量を投入し混合するミックスフォーム方式が有る
が、空気量を多量に混入する場合にはプレフォーム方式
が好適である。
【0020】水の添加量は、セメント100重量部に対
して27以下と少ない場合には混練りモルタルの流動性
が低く断熱層を形成しようとする空間層への均一な流し
込みが出来ず、また、120重量部以上では水とセメン
トの分離が生じて断熱層の形成が悪くなり、更に、強度
も低下する。
【0021】軽量骨材の添加は軽量な断熱層の形成を良
くする傾向にある。
【0022】ポリマー強化軽量気泡モルタルの作成およ
び流し込みに就いては、所定の配合割合によりモルタル
ミキサーにセメント、メチルセルロースを投入し、軽量
骨材を使用する場合または粉体ポリマーを使用する場合
にはセメントと同時に投入混合した後に水を加えて混合
してモルタルを作成する。ポリマーデイスパージョンの
場合には必要量の水と予め混合したものを投入混合して
モルタルを作成する。
【0023】一方、起泡剤は起泡装置にて気泡を作り、
これを必要量水と混合したモルタルに投入混合して流動
性気泡モルタルを作成する。次に、予め準備した必要な
空間を設けた両面材の空間層に、或は複雑形状の裏面に
必要な空間を形成する形状の型を設けた空間層に該流動
性気泡モルタルを流し込んで養生硬化しポリマー強化気
泡モルタル断熱層を形成する。断熱層と面材の結合をよ
り強固に一体化するする時には夫々の面材に応じたプラ
イマーを処理したものを使用する。
【0024】この様にして製造された複合パネルまたは
複雑形状の断熱層は無機質軽量断熱材であり、発泡プラ
スチック材とは異なり、防火、耐火、耐燃焼性に優れた
製品となる。また、軽量断熱材が廃製品となった場合に
はセメントを主体としているために粉砕してセメント二
次製品に利用出来る等の再利用が可能である。更に、軽
量断熱材の強度やマトリックスの連続性を向上させるた
めに、パルプ繊維、ポリプロピレン繊維、ビニロン繊
維、ガラス繊維、ポリアミド繊維等の有機および無機繊
維等の各種繊維を添加することが出来る。
【0025】
【実施例】予め準備する型枠は大きさ45×45cmの
面材を3cmの空間を設けて立てゝ、上面を除いて三方
の木口はモルタルが漏れないように密閉する。半分の面
積は内面に離型用フイルムを施して硬化後に断熱層より
試験用試料の切り出しを容易にした。
【0026】気泡モルタルの作成はセメント、メチルセ
ルロースまたはパーライトの粉体原料を混合機に投入し
て一定時間混合する。次に、必要水量とポリマーデイス
パージョンを混合した液体を粉体原料の混合機に投入
し、混練り後に起泡剤を起泡装置で処理した気泡を必要
量混練りモルタルに投入混合して軽量断熱気泡モルタル
を作成する。次に、これを準備した型枠に投入した後に
室内で14日間養生硬化する。
【0027】使用原料は主材のセメントとして普通ポル
トランドセメントを用い、ポリマーは消泡剤無添加のS
BRデイスパージョンおよび再分散性アクリル粉末(商
品名プライマルDP−2903、ローム・アンド・ハー
ス・ジャパン株式会社)、メチルセルロース粉末(商品
名90SH−15000、信越化学工業株式会社)、起
泡剤(スルホン酸塩系)、軽量骨材としてはパーライト
(嵩比重0.055)を用い、配合は実施例1〜5およ
び比較例を表1に示す組成で行った。
【0028】
【表1】
【0029】曲げ試験は、試験片の大きさ14×7×2
cmを切り出し、60℃ー24時間乾燥後室温まで冷却
し嵩比重の測定と曲げ試験を行った。曲げ試験は支持間
隔10cm、中央一線荷重で行った。圧縮試験は試験片
の大きさ2.5×2.5×2cmを切り出し曲げ試験片と
同様に乾燥、冷却した後に圧縮試験を行った。試験結果
を表2に示す。
【0030】
【表2】
【0031】比較例の通常気泡モルタル硬化体は嵩比重
が0.59と小さくなると脆いために、手でこするとポ
ロポロと崩れ、また、角欠け等が生じ易い。これに比較
してポリマーを添加すると実施例1の様に同程度の嵩比
重でも手でこすっても崩れることが無く丈夫であり、曲
げ強度が約2.3倍、圧縮強度が約4.5倍と比較例に比
べて優れた値を示している。
【0032】実施例1〜3はポリマーを添加し、気泡の
添加量に伴い気泡モルタル硬化体の嵩比重を0.6〜0.
93と変化させたものである。当然のこと乍ら嵩比重が
大きくなると強度は増大する。これからも解るように硬
化体の目的に応じて強度のある気泡モルタル硬化体を設
計して作成することが出来る。
【0033】実施例4、5は軽量骨材としてパーライト
を混合したもので、実施例4は比重0.56と比較例に
比べて小さいにも拘わらず曲げ強度が約1.4倍で、圧
縮強度は約2倍と強度のある気泡モルタル硬化体を得る
ことが出来る。また、実施例5のようにポリマー添加量
を増すと更に強度の大きい硬化体が得られる。
【0034】曲げヤング率の一つはマトリックスの結合
力を表すもので、実施例は比較例に比べて数十倍も大き
い値を示しており、これはこの発明のポリマー強化気泡
モルタル硬化体の強度が優れていることを表している。
【0035】
【発明の効果】この様に、この発明に依れば、上述の如
く目的とする断熱層の物性、形状等に応じて混合組成を
決めて、無機質材料を主体とするセメント、起泡剤、ポ
リマー結合剤、増粘剤および水等の添加混合によって均
質な安定した流動性のある気泡モルタルと成し、この様
に作成した流動性の有る気泡モルタルを、成形する空間
層に流し込んで養生硬化して一体化することによって軽
量で強度の有る複合パネルまたは複雑形状の断熱層を自
由に形成することが出来、更に、必要に応じてパーライ
ト、バーミュクライト、シラスバルーン等の軽量骨材を
混入することが出来るものであり、また、硬化後は、軽
量で靭性に富むポリマー強化気泡硬化体と成って、熱に
強くて防火、耐火、耐燃焼性に優れた断熱層と成る。更
にまた、この様な断熱層はセメントを主体としているの
で、廃棄処分されて廃製品と成った場合には、これを粉
砕してセメントの原料として、或は各種セメント二次製
品の添加材として再利用することが出来る等の効果を奏
することが出来る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 24:26 D G 24:38) D 103:30 103:44 103:48 111:28 111:40

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント、起泡剤、ポリマー結合剤、増
    粘剤および水を混合して成ることを特徴とする無機質軽
    量断熱材。
  2. 【請求項2】 主材料のセメント100重量部に対し
    て、ポリマーを固形分として0.5〜10重量部、メチ
    ルセルロースを0.02〜0.2重量部および水を27〜
    120重量部夫々混合し、起泡剤は空気量として気泡を
    88〜68%を混入して成ることを特徴とする請求項1
    記載の無機質軽量断熱材。
  3. 【請求項3】 セメント、起泡剤、ポリマー結合剤、増
    粘剤および水に、パーライト、シラスバルーン等の軽量
    骨材を混合して成ることを特徴とする請求項1記載の無
    機質軽量断熱材。
  4. 【請求項4】 セメント、起泡剤、ポリマー結合剤、増
    粘剤および水を混合して型に流し込み養生硬化して成る
    ことを特徴とする無機質軽量断熱材の成形方法。
  5. 【請求項5】 セメント、起泡剤、ポリマー結合剤、増
    粘剤および水に、軽量骨材を加えて混合して型に流し込
    み養生硬化して成ることを特徴とする請求項4記載の無
    機質軽量断熱材の成形方法。
  6. 【請求項6】 セメント、起泡剤、ポリマー結合剤、増
    粘剤および水を混合して、必要な空間を形成した両面材
    の間の空間層または複雑形状の裏面に必要な空間を形成
    する形状の型内に流し込んで養生硬化して成ることを特
    徴とする請求項4記載の無機質軽量断熱材の成形方法。
JP24625894A 1994-10-12 1994-10-12 無機質軽量断熱材およびその成形方法 Pending JPH08109080A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011246993A (ja) * 2010-05-27 2011-12-08 Hamacast Co Ltd 目地を備えた塗装壁及びその製造方法
JP2018528920A (ja) * 2015-08-26 2018-10-04 シラソ エービー 軽量コンクリートおよび製造方法
JP2019183470A (ja) * 2018-04-06 2019-10-24 株式会社 協創 断熱材および断熱材の製造方法

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