JPH09241080A - 非スランプ性ポンプ圧送可能キャスタブル及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 型枠を使用することなく施工できる非スラン
プ性、低セメント含量、ポンプ圧送可能な耐火性キャス
タブルを提供すること。 【解決手段】 キャスタブル固形分のすべてを含み、そ
して主として耐火性骨材、アルミン酸カルシウムセメン
ト、流動助剤及び解膠剤と、ポンプ圧送可能なコンシス
テンシィを達成するのに足りる量の水とからなる混練さ
れたポンプ圧送可能第１成分；及び少なくとも約１．９
２ｇ／ｃｍ³ （約１２０ｐｃｆ）の嵩密度を与えるのに
足りる量で、施工の際に上記第１成分に添加されるべき
第２成分としての凝集剤；からなる低セメントキャスタ
ブル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルミン酸カルシウ
ムセメントを含む新規な非スランプ性、ポンプ圧送可能
なキャスタブルに関し、また型や型枠を使用せずに上記
のキャスタブルを塗付施工する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】湿潤ガン吹付混合物及び系ならびにショ
ットクリーチング系の使用は古く、周知である。例えば
ポルトランドセメントベースのコンクリートのショット
クリーチングは、砂、礫及びポルトランドセメントを含
む混合物を作り、これを水と混練してポンプ圧送しうる
コンシステンシィとなし、次いでこのコンクリートをス
イング弁コンクリートポンプに入れてノズルにまで導
く。このノズルではセメント硬化促進剤及び空気が加え
られて、そのコンクリート材料を表面に対して吹き付け
る。その表面でコンクリートは、その塗布表面（例えば
壁面）から崩落（スランプ）しないように十分に迅速に
固化する。このような剛化反応は化学的促進剤がポルト
ランドセメントと反応して硬化作用を迅速に開始させる
結果であり、それによってコンクリートの粘度が崩落
（スランプ）を防止するのに充分に高い水準にまで急速
に上昇する。乾燥混合物の１００重量％当り約３〜６重
量％に相当する量の促進剤が、所望の剛性に達するのに
必要とされる。促進剤は、セメントを剛化させる水和反
応を生じさせる。

【０００３】しかしながら、これは多くの用途にとって
適当であるものの、耐火性コンクリートは結着剤として
のポルトランドセメントと一緒では満足に使用されな
い。なんとなればポルトランドセメントは耐火性材料が
置かれる高い温度及び腐食性環境に耐えられないからで
ある。従って、耐火性キャスタブルとしても知られてい
る大多数の耐火性コンクリートは、ポルトランドセメン
トではなくアルミン酸カルシウムセメントを含んでい
る。アルミン酸カルシウムセメントは、はるかに高い耐
火性を有し、また高温耐火材用途において見られる環境
に対して一層高い耐食性を有する。そのような高温耐火
材の応用範囲は、例えばボイラー灰ホッパーから製鋼ト
リベにまで及びうる。

【０００４】しかしながら、アルミン酸カルシウムセメ
ントはポルトランドセメントと比較して非常に異なって
水和反応を示すので、例えばポルトランドセメントコン
クリートのショットクリーティングで使用される添加剤
は同様な量のアルミン酸カルシウムセメント含量の耐火
性キャスタブルにおいては良好に作用しない。その結果
として、現在のところ、市販されている耐火性ショット
クリーティング組成物は全くない。さらには、アルミン
酸カルシウムセメントは、前記のように、高温度及び腐
食性環境に耐える能力においてポルトランドセメントよ
りもはるかに秀れているけれども、それは高純度アルミ
ナ、アンダルサイト、焼成アルミナ−シリカまたは非晶
質シリカ粒子のような典型的耐火性粒と同程度にまで
は、そのような環境には耐えられない。従って、アルミ
ン酸カルシウムセメントは耐火性キャスタブルにおいて
弱点を呈する。

【０００５】かかる事実のために、耐火材企業はアルミ
ン酸カルシウムセメントの非常に少量を使用するキャス
タブル系を開発してきている。このようなことは、キャ
スタブルを施工可能なコンシステンシィとなすのに必要
とされる水の量を削減する薬剤を使用することにより；
流動助剤としてサブミクロンの粒子を使用することによ
り；そして適切なポンプ圧送可能コンシステンシィを達
成するのに、また強度を高く維持するため粒子と粒子の
接触量を増加するのに必要とされる水の量をさらに低減
させるべく粒子寸法分布を慎重に制御することにより；
可能である。このような低アルミン酸カルシウムセメン
トキャスタブルには、従来はプレス成形レンガのみが使
用可能であった過去数十年にわたる種々の応用における
用途が見出された。そのような応用は鋼トリベからアル
ミニウム溶融炉に至る種々のものである。レンガの積上
げ及びモルタル塗布に比較したときに、キャスタブルの
使用により判明した節減は、労働コスト及び労働時間に
関して顕著である。しかしながら、キャスタブルを適切
なライニングの形に定置するには型（型枠等）が必要と
され、さらにはそのような型の準備、設置及び除去は、
時間に関してのみならず、型を設置し、そして耐火物が
硬化した後にその型を取り除くための労働に関して、そ
れ自体費用の嵩む操作である。

【０００６】これらの問題を克服するための努力の一つ
において、ガナイト材料が利用されてきており、このも
のは、乾燥材料をホースを介してノズル（ここで水が添
加される）へ空気圧移送することにより所定位置に配さ
れる。しかし、この方法は、キャスタブル施工と比較し
て劣った性質を与え、またさらにはリバウンド（はね返
り粒または片）及び著しい量のホコリを発生させるとい
う別の欠点をも有する。リバウンドは、目標とする壁ま
たは天井に粘着せずに床面へ飛び戻る材料からなる。ホ
コリを低減しリバウンドを削減しようとする努力は（例
えば比較的高アルミン酸カルシウムセメント含量の系に
顆粒状または粉末塩化カルシウムを添加することによる
そのような努力は）、適切なキャスタブル、特に必要と
される物理的性質に関して適切なキャスタブルを達成し
ていない。

【０００７】ガナイト施工での問題を解消しようとする
もう一つの手段は、硫酸アルミニウムまたはセッコウの
ような促進剤を慣用ガナイト施工システムのノズルのと
ころで添加して、セメントの硬化を促進しそしてスラン
プを防止することであった。そのような系は従来はすべ
てが軽量混合物であり、これらのものは初期にはスラン
プ発生傾向が低く、ある種の応用においては有用である
けれども、多量のリバウンド及びホコリを削減せず、従
って非常に破壊的な環境に曝され、またそのような促進
剤の使用によって製造され得ない密な強い製品を必要と
する鋼または鉄用トリベのような耐火容器のためには不
適当である。同様に、多くの手段において必要とされる
厄介な設備を除く努力においてその他の技法が利用され
てきている。そのうちのいくつかのものは複数の成分を
必要とし、また低セメント、低水分、非スランプ性のア
ルミン酸カルシウムセメント含有、ポンプ圧送キャスタ
ブルを作りうる満足すべき手段または組成物は未だ見出
されていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術の
問題を克服するものであり、そして非スランプ性であ
り、型なしで塗布することができ、固体成分のすべてが
単一の成分の形で施工者へ供給されうる低アルミン酸カ
ルシウムセメント含有キャスタブルを提供するものであ
る。本発明のキャスタブルは、リバウンド及びホコリの
問題を除くと同時に、鋼トリベのような耐火容器等に存
在する苛酷な環境に耐えるために、強度及び耐食性のよ
うな所要の物理的性質を有する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】要するに、本発明は、キ
ャスタブル固形分のすべてを含み、そして主として耐火
性骨材、アルミン酸カルシウムセメント、流動助剤及び
解膠剤と、ポンプ圧送可能なコンシステンシィを達成す
るのに足りる量の水とからなる混練されたポンプ圧送可
能第１成分；及び少なくとも約１．９２ｇ／ｃｍ³ （約
１２０ｐｃｆ）の嵩密度を与えるのに足りる量で、施工
の際に上記第１成分に添加されるべき第２成分としての
凝集剤；からなる低セメントキャスタブルに関する。

【００１０】本発明は、以下にさらに詳細に説明される
ように、そのような耐火性キャスタブルを塗布施工する
方法にも関する。

【００１１】本発明の低セメントキャスタブルは、主要
乾燥材料のすべてを第１成分としているものであり、そ
の第１成分は混練される。すなわち、本発明キャスタブ
ルは、主として耐火性骨材、アルミン酸カルシウムセメ
ント、流動助剤、解膠剤、及び必要なポンプ圧送可能コ
ンシステンシィを達成するのに足りる量の水からなる。

【００１２】使用される耐火性骨材は、冶金容器のライ
ニング用として適当ないずれのものであってもよく、例
えば焼成耐火レンガ、粗及び焼成カイアナイト、粗及び
焼成アンダルサイト、焼成ボーキサイト、焼成ボーキサ
イト系カオリン、焼成アルミナ、融合アルミナ、融合ボ
ーキサイト、炭化ケイ素、ジルコン、ジルコニア、ガラ
ス様シリカ、融合シリカ、それらの組合せ、ならびにそ
の他の同様な耐火性骨材等である。

【００１３】ボーキサイト及び焼成アルミナ−シリカ粒
の組合せは、ほとんどの応用について最も経済的な利点
を与えるであろう。使用しうるその他の耐火性骨材とし
ては、マグネシア、マグネシア−アルミナスピネル、ク
ロム鉱物及び酸化第２クロム等がある。

【００１４】この明細書における「低セメントキャスタ
ブル」なる用語は、アルミン酸カルシウムセメントのよ
うな水硬性セメントを含むキャスタブルであって、その
全ＣａＯ含量が約１〜２．５％の範囲であるものを意味
する。いずれのアルミン酸カルシウムセメントも使用さ
れうるが、その量を制限すること、好ましくは約１５％
以下に限定すること、が重要である。耐火性組成物にお
いて一般的に使用されているアルミン酸カルシウムセメ
ントのいずれも、本発明の目的のために使用されうる。
しかしながら、分散剤のようないずれのレオロジィ添加
剤を含まずに、実質的にはアルミン酸カルシウム相及び
アルミナのみを含む高純度アルミン酸カルシウムセメン
トを使用するのが好ましい。これらのものは、普通７０
％アルミナ及び３０％カルシアセメントとして市販され
ており、アルコア（Ａｌｃｏａ）社のＣＡ−１４（商
標）及びラファージ（Ｌａｆａｒｇｅ）社のＳＥＣＡＲ
７１（商標）が例である。

【００１５】流動助剤に関しては、粉末耐火材混合物と
共に使用されるいずれの慣用材料も使用することがで
き、例えばマイクロシリカ、１〜３ミクロンアルミナま
たはそれらの混合物等である。

【００１６】解膠剤に関しては、これらは一般的には
「湿潤剤」とも称されるものであり、例えばトリポリ燐
酸ナトリウムまたはヘキサメタ燐酸ナトリウムのような
燐酸塩類がある。

【００１７】ボールクレーは、可塑剤として機能しうる
ので添加することができ、燐酸塩の一種のような慣用解
膠剤とボールクレーのような可塑性粘土との両方を用い
るのが望ましいことがしばしばある。ペントナイト及び
公知有機可塑剤のような可塑剤も使用することができる
が、ボールクレーよりも少ない量で使用される。

【００１８】かかる第１成分は、慣用高セメントキャス
タブルを比較して、より低い水濃度で容易にポンプ圧送
されうるように低水分キャスタブル組成物を作るように
設計される。本発明のキャスタブルは、例えば６．５％
または７．５％の水分で容易にポンプ圧送される。

【００１９】水の使用量については、水はスイング弁ポ
ンプ及びそれと共に使用されるスプレーノズルで使用す
るのに適当なポンプ圧送可能なコンシステンシィを達成
するのに足りるできるだけ少ない量で添加される。この
ような目的に使用されるスイング弁コンクリートポンプ
は慣用されており、周知である。このようなポンプは通
常は鋼管及び／またはホースを介してノズル装置に接続
される。このようなノズル装置は空気ライン配管を有
し、ポンプ圧送可能組成物を、耐火性材料でライニング
されるべき表面へスプレー（噴霧）される形となすため
にその空気ライン配管から空気がノズルに供給される。

【００２０】本発明のさらなる一面は、キャスタブル組
成物が耐火性容器の表面に向けてスプレーされようとし
ているときにその組成物と混合されるように、液状の凝
集剤を、好ましくは上記の空気ラインを介して、ノズル
へ添加することである。所望ならば液状凝集剤は、任意
の慣用ポンプ及びＹ字接続によってその空気ラインに添
加され、かくして凝集剤が適正な流量でノズル内のキャ
スタブル組成物に直接に添加されうるようにできる。

【００２１】使用される凝集剤に関しては、塩化カルシ
ウム溶液または燐酸２カリウムの溶液を用いるのが好ま
しく、塩化カルシウム溶液が最も効果的であることが判
明している。塩化マグネシウムのようなその他のアルカ
リ塩化物、及びアルカリ燐酸塩も使用できる。この凝集
剤の目的は、混練キャスタブルを作る際に乾燥混合物中
に導入された解膠剤（あるいは湿潤剤）の効果を「圧
倒」すること、すなわち失なわせ、あるいは消去するこ
とである。実際には、凝集剤は低水分キャスタブルを即
座に粘稠可塑性物に変えるように作用し、キャスタブル
をそれに存在する低水分水準でも、スランプを起こさず
また、型（例：型枠）を必要とせずに壁面へスプレーさ
れるのに充分な粘着性となす。凝集剤は、組成物のすべ
ての粒子、すなわちセメント、アルミナ、シリカ等と作
用して、それらの粒子を凝集せしめる。

【００２２】凝集剤の量は、凝集剤がキャスタブルの望
ましい嵩密度に悪影響を与えることがあるので、重要で
ある。嵩密度は、強度及び耐食性のようなその他のすべ
ての性質がいずれのキャスタブル組成物の嵩密度にも直
接的に比例することから、耐火性キャスタブルについて
最も重要も物理的性質であると考えられる。従って、そ
の密度が低減すると、強度及び耐食性も低減する。本発
明のキャスタブルに関しては、嵩密度は少なくとも１．
９２ｇ／ｃｍ³ （１２０ｐｃｆ）であるべきであり、好
ましくは２．０８〜２．３２ｇ／ｃｍ³ （１３０〜１４
５ｐｃｆ）である。従って、以下に説明されるように、
凝集剤添加量は、慎重に制御されるべきである。

【００２３】かかる本発明の独特なキャスタブルのため
に、このキャスタブルを塗付施工する方法は、通常の方
法と可成り異なるものとなり、またいくつかの非常に大
きくかつ著しい利点を可能とした。第１に、混合物はポ
ンプに向かう前にミキサーで充分に混練されるので、ノ
ズルのところでのホコリが、たとえ生じたとしても、極
めて微量である。このことは、移送される前に充分には
混練されず従ってノズルのところで著しい量のホコリを
生じさせる従来の耐火物ガナイト吹付法と対照的であ
る。さらには、スイング弁ポンプは、材料移送の非常に
効率的な手段である。小型のスイング弁ポンプであって
も、従来のガナイト吹付法と比較して、より高速流量で
材料を施工できる。毎時１５〜２０トンの流量はスイン
グ弁ポンプによって容易に得られるが、これと比較して
従来のガナイト吹付装置ではわずかに毎時４〜５トンで
ある。さらに本発明のキャスタブル組成物に関してのリ
バウンドはガナイト施工法と比較して非常に少量であ
る。この理由は、前述のように、本発明の非スランプ性
キャスタブルがノズル内にポンプ圧送される前に充分に
混練されるからである。最後に、本発明のキャスタブル
の物理的性質は、従来のガナイト法や従来のスプレー法
の混合物と比較して格段に秀れている。

【００２４】最も重要なことは、本発明のキャスタブル
が、それが充分に硬化してスランプを生じなくなるまで
に所定位置に保持するための型枠を設ける必要なく、施
工することができることであり、もちろんこれによって
労働及び時間を掛けてそのような型枠を設けそして除去
するコストが省かれる。

【００２５】必要ではないけれど、ベース混合物に対し
て、構造的結着性のための鋼繊維、ならびに塩化ポリビ
ニル、ポリエチレンまたはポリプロピレンの繊維のよう
な有機繊維を添加して、塗布されたキャスタブルが加熱
されているときにその施工物が完全に乾燥するのを助長
することが可能である。添加剤類は、それらの通常の効
果のために、慣用量で使用される。従って、繊維は、硬
化キャスタブルライニングの強化を助長するためにベー
ス混合物の約０．０５〜５重量％の量で添加される。

【００２６】各材料の割合については、未混練のキャス
タブルの１００重量％につき、約７５〜９５重量％の耐
火性骨材、２〜１５重量％のアルミン酸カルシウムセメ
ント、３〜１０重量％の流動助剤、０．０５〜０．３重
量％の解膠剤及び０〜５重量％のボールクレーを使用す
ることができる。最適には、５〜９重量％のアルミン酸
カルシウムセメント、５〜９重量％の流動助剤、０．１
〜０．２５重量％の解膠剤及び残部の耐火性骨材が使用
されよう。

【００２７】約９％以下のアルミン酸カルシウムセメン
トを使用するのが特に好ましい。

【００２８】好ましい組成の一例は、８３．８重量％の
耐火性骨材、７重量％のアルミン酸カルシウムセメン
ト、７重量％のマイクロシリカ、２重量％のボールクレ
ー及び０．２重量％の解膠剤を含むものである。

【００２９】キャスタブルの直前に添加される凝集剤に
ついては、混練キャスタブルの１００重量％当り、燐酸
２カリウムの２５〜７０％溶液または塩化カルシウムの
２５〜６０％溶液を、約０．１〜２．５重量％の量で添
加して、少なくとも約１．９２ｇ／ｃｍ³ （約１２０ｐ
ｃｆ）の嵩密度を達成するのが好ましい。凝集剤のより
高濃度及びより低濃度を、使用キャスタブルの乾燥成分
の個々の種類により、凝集剤の目的濃度により、そして
個々の凝集剤の種類によって、使用しうる。所与の組成
物についての最適濃度は、以下の実施例５に示されるよ
うな通常の実験によって決定しうる。

【００３０】当業者には明かなように、凝集剤をノズル
に対して供給するための液体ポンプは、スイング弁ポン
プの所与の材料排出量と釣合うような容量を有すべきで
あり、また空気ライン内の空気圧（通常は約３．５２〜
７．０３ｋｇ／ｃｍ² ＝約５０〜１００ｐｓｉ）にまさ
る充分な圧力を発生しうるべきである。これらのすべて
は、慣用的であり、また当業者にとって周知である。

【００３１】満足しうる混練混合物を得るため、すなわ
ち適切なポンプキャストコンシステンシィを達成するた
めに添加される水の量に関して、その量は混合物中の個
々の成分により、使用される個々のスイング弁ポンプに
より、キャスタブルを供給するホース（あるいは鋼管
等）の長さにより、そして空気圧により、主として変動
しうるが、当業者であればこれらすべてを容易に計算し
うる。以下の実施例において、適切なポンプキャストコ
ンシステンシィを得るためにキャスタブルを適切に混練
するのに添加される水の量は、スイング弁ポンプ及び
７．６２〜６１ｍ（２５〜２００ｆｔ）のヘビーデュー
ティホースまたは管を介してキャスタブルが走行でき、
また５．６２ｋｇ／ｃｍ² （８０ｐｓｉ）の空気圧を用
いて壁面に配置（塗布）されうるような量である。

【００３２】本発明を以下の実施例によりさらに説明す
るが、これらの実施例は例示のために示されるものであ
り、またこれらの実施例において特に言及しないかぎ
り、諸成分等の割合は「重量％」である。

【００３３】＜実施例１及び２＞アレンタウン（Ａｌｌ
ｅｎｔｏｗｎ）製ＡＰ−１０スイング弁ピストンポン
プ、及び凝集剤移送のための３５．１５ｋｇ／ｃｍ²
（５００ｐｓｉ）ダイヤフラムケミカルポンプを用い
た。この場合に、５０％燐酸２カリウム溶液を１重量％
の量で凝集剤として使用した。８．５ｍ³ ／分（３００
ｃｆｍ）の空気圧縮機を空気供給源として使用し、空気
をノズル内へ５．６２ｋｇ／ｃｍ² （８０ｐｓｉ）の圧
力で注入した。試料をショットボックス内へスプレー
し、次いで硬化後に試料をダイヤモンド鋸で切断するこ
とにより、試験した。ＡＳＴＭ試験法が適用しうる場合
にそれらの試験法を用いて諸性質を測定した。

【００３４】実施例１についての混練成分は下記の配合
であった（単位：重量％）。

【００３５】 焼成６０％アルミナ粒（−３メッシュ） ７６．８ 焼成アルミナ（−３２５メッシュ） ７ マイクロシリカ ７ アルミン酸カルシウムセメント ７ ボールクレー ２ トリポリ燐酸ナトリウム ０．２ ＜付加添加物＞ ＰＶＣ繊維 ０．１５ ポンプキャストコンシステンシィ達成のための水 ７．０

【００３６】塗布流量及び結果は下記の通りであった。

【００３７】 ポンプ供給流量（測定値） ２４９．７ｋｇ（５５０ポンド）／分 ケミカルポンプ供給流量 １．１３６リットル（０．３０ガロン）／分 嵩密度 １１０℃（２３０°Ｆ）乾燥後 ２．３５２ｇ／ｃｍ³ （１４７ｐｃｆ） 破壊モジュラス １１０℃（２３０°Ｆ）乾燥後 １０９．２ｋｇ／ｃｍ² （１５５０ｐｓｉ） ８１５．６℃（１５００°Ｆ）乾燥後 ８５．８ｋｇ／ｃｍ² （１２２０ｐｓｉ） 冷時圧潰強度 １１０℃（２３０°Ｆ）乾燥後 ４９６．３ｋｇ／ｃｍ² （７０６０ｐｓｉ） ８１５．６℃（１５００°Ｆ）乾燥後 ３８８．８ｋｇ／ｃｍ² （５５３０ｐｓｉ） １６４９℃（３０００°Ｆ）加熱後の乾燥寸法の変化率（％） 線 ＋０．６ 容積 ＋０．８

【００３８】これらの性質は、約２．３８４ｇ／ｃｍ³
（１４９ｐｃｆ）の嵩密度及び約１３３．６ｋｇ／ｃｍ
² （１９００ｐｓｉ）の破壊モジュラスを有する類似の
低セメントキャスタブルの性質に匹敵する。この混合物
の化学的組成はＡＳＴＭの規格の下では６０％アルミナ
低セメントキャスタブルに分類されるであろう。

【００３９】同様な性質は、以下に示すような７０％ア
ルミナ低セメントキャスタブルで発揮された。この場合
に、３２％塩化カルシウム溶液を０．４重量％の量で凝
集剤として使用した。

【００４０】実施例２についてのキャスタブルの配合
（重量％）及び試験性質は下記の通りであった。

【００４１】 焼成７０％アルミナ粒（−３／＋１００メッシュ） ６２．８ 焼成ボーキサイト（ＢＭＦ，−１００メッシュ） １４ 焼成アルミナ（−３２５メッシュ） ７ マイクロシリカ（サブミクロン） ７ アルミン酸カルシウム７１セメント ７ ボールクレー ２ トリポリ燐酸ナトリウム ０．２ ＜付加添加物＞ ＰＶＣ 繊維 ０．１５ 混練のための水 ７．５ ポンプ供給流量（測定値） ２５８．９ｋｇ／分 ケミカルポンプ供給流量 ０．７５７リットル／分 嵩密度（１１０℃で乾燥後） ２．３５２ｇ／ｃｍ³ 破壊モジュラス １１０℃で乾燥後 １００．５ｋｇ／ｃｍ² ８１５．６℃に加熱後 ８７．９ｋｇ／ｃｍ² 冷時圧潰強度 １１０℃で乾燥後 ４６５．４ｋｇ／ｃｍ² ８１５．６℃に加熱後 ３７１．９ｋｇ／ｃｍ² １６４９℃に加熱後の乾燥寸法の変化率（％） 線 ＋２．０ 容積 ＋４．６

【００４２】＜実施例３及び４＞本発明のキャスタブル
の性質は、型枠にポンプキャストされる在来の低セメン
トキャスタブルの性質に匹敵する。本発明の方法を従来
のポンプキャスト法に比較したときの主たる利点は、型
枠を使用する必要がないことである。型枠を組立てそし
て取り除く必要がないことは、石油化学プラントにおけ
る接触分解装置のようなある種の応用については短縮時
間及び削減労働等に関して数十万ドルのオーダーのコス
ト減を意味する。型枠を用いない在来の施工方法は耐火
物ガナイト吹付法である。本実施例において明かなよう
にこれらのガナイト吹付物は良好な性質を有しない。殊
に粘着性混合物を達成するため及び製品に要求される高
強度を達成するために必要とされる高セメント含量によ
って制限される最高使用温度において良くない。本発明
のキャスタブル材料は、ノズルにおいて極めて少ないホ
コリを生じさせるのみであり、リバウンドが非常に少な
い点で、ガナイト吹付材料よりもすぐれた追加の利点を
有し、さらには本発明キャスタブル材料は空気圧で圧送
されるのではなく「正の押退け」によってポンプ圧送さ
れるので、一定の時間枠で５倍にも達するような多くの
材料も所定位置に塗布施工できる。

【００４３】在来６０％アルミナ低セメントキャスタブルのポンプキャスト物の性質 最高使用温度 １７０４．４℃（３１００°Ｆ） １１０℃で乾燥後の嵩密度 ２．４０ｇ／ｃｍ³ 破壊モジュラス １１０℃乾燥後 １０９．０ｋｇ／ｃｍ² ８１５．６℃に加熱後 １７９．３ｋｇ／ｃｍ² 圧潰強度 １１０℃乾燥後 １１５８．５ｋｇ／ｃｍ² ８１５．６℃に加熱後 ６４６．８ｋｇ／ｃｍ² 永久線変化率（％） ８１５．６℃に加熱後 −０．２ １６４９℃に加熱後 −１．１在来６０％アルミナガナイト混合物ガン吹付物の性質 最高使用温度 １７０４．４℃（３１００°Ｆ） １１０℃で乾燥後の嵩密度 ２．１９２ｇ／ｃｍ³ 破壊モジュラス １１０℃で乾燥後 ９４．２ｋｇ／ｃｍ² ８１５．６℃に加熱後 ７２．４ｋｇ／ｃｍ² 圧潰強度 １１０℃で乾燥後 ４２１．８ｋｇ／ｃｍ² ８１５．６℃に加熱後 ３５１．５ｋｇ／ｃｍ² 永久寸法変化率（％） １４８２．２℃に加熱後；線 −０．２

【００４４】＜実施例 ５＞凝集剤の使用量の重要性を
示すために、一連の実験を、実施例２の混合物を用いて
実施した。実施例２の混合物に対して、３２％塩化カル
シウム溶液を種々の量で添加し、次いで塗布キャスタブ
ルを１１０℃で乾燥した後の嵩密度を測定した。

【００４５】 乾燥バッチ１００重量％に対する 塗布キャスタブル嵩密度 ３３％ＣａＣｌ₂ の重量％ （ｇ／ｃｍ³ ） ０．４１ ２．２７２ ０．４８ ２．０６４ ０．６７ ２．０８０ ０．６８ ２．２２４ ０．７５ ２．１２８ ０．６５ １．９５２ １．１４ １．９８４ １．２１ １．８７２

【００４６】上記組成及び塩化カルシウム濃度に関して
は、塩化カルシウムの約１．２重量％以上の量は適当で
ない。なんとなればそのような多くの量では嵩密度が急
激に低減してくるからである。０．８重量％またはそれ
以下の量が好ましく使用されよう。

【００４７】燐酸２カリウムはより低効率の凝集剤であ
り、わずかに多い添加割合で、嵩密度を約１．９２ｇ／
ｃｍ³ （１２０ｐｃｆ）以下にまで低下させるような量
を添加しないように注意して使用しうることが判明し
た。

【００４８】これらの実施例は本発明が低セメント、低
水分キャスタブルを塗布施工する望ましい方法であるこ
とを示している。事実、ベンチスケール及びスプレー実
験は、ポンプ圧送コンシステンシィを有するように混練
されうる強解膠剤含有、低水分、低セメントキャスタブ
ルのいずれもが本発明の方法において使用されうること
を明らかにした。そのようなキャスタブルの例は、耐火
レンガ粒、ガラス様シリカ粒及びボーキサイトを用いて
作られた混合物である。さらには、３％程度までの低セ
メント量を用いて作られた混合物及び１５％程度までの
高セメント量を用いて作られた混合物も、それらが高度
解膠剤含有系になるように設定されている限り、使用可
能であることも判明した。

【００４９】以上本発明を好ましい態様に関して説明し
たが、本発明の範囲を上記の特定のものに限定する意図
はなく、本発明の範囲にはそれらの変更、改変及び均等
なものも包含される。

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【手続補正書】

【提出日】平成８年５月１５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８

【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】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】水の使用量については、水は圧送用ポン
プ、例えばスイング弁ポンプ及びそれと共に使用される
スプレーノズルで使用するのに適当なポンプ圧送可能な
コンシステンシィを達成するのに足りるできるだけ少な
い量で添加される。このような目的にスイング弁コンク
リートポンプは慣用されており、周知である。このよう
なポンプは通常は鋼管及び／またはホースを介してノズ
ル装置に接続される。鋼管及び／またはホースを介して
ノズル装置に接続される。このようなノズル装置は空気
ライン配管を有し、ポンプ圧送可能組成物を、耐火性材
料でライニングされるべき表面へスプレー（噴霧）され
る形となすためにその空気ライン配管から空気がノズル
に供給される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】当業者には明かなように、凝集剤をノズル
に対して供給するための液体ポンプは、混練第１成分圧
送用ポンプ、例えばスイング弁ポンプの所与の材料排出
量と釣合うような容量を有すべきであり、また空気ライ
ン内の空気圧（通常は約３．５２〜７．０３ｋｇ／ｃｍ
²＝約５０〜１００ｐｓｉ）にまさる充分な圧力を発生
しうるべきである。これらのすべては、慣用的であり、
また当業者にとって周知である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】満足しうる混練混合物を得るため、すなわ
ち適切なポンプキャストコンシステンシィを達成するた
めに添加される水の量に関して、その量は混合物中の個
々の成分により、使用される個々の圧送用ポンプによ
り、キャスタブルを供給するホース（あるいは鋼管等）
の長さにより、そして空気圧により、主として変動しう
るが、当業者であればこれらすべてを容易に計算しう
る。以下の実施例において、適切なポンプキャストコン
システンシィを得るためにキャスタブルを適切に混練す
るのに添加される水の量は、スイング弁ポンプ及び７．
６２〜６１ｍ（２５〜２００ｆｔ）のヘビーデューティ
ホースまたは管を介してキャスタブルが走行でき、また
５．６２ｋｇ／ｃｍ²（８０ｐｓｉ）の空気圧を用いて
壁面に配置（塗布）されうるような量である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596031491 2121 Ｓａｎ Ｊａｃｉｎｔｏ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ｓｕｉｔｅ 2500，Ｄａｌｌａｓ, Ｔｅｘａｓ 75201，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔ ａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 グスタヴ・オー・ヒューズ アメリカ合衆国ペンシルバニア州15221, ウィルケンスバーグ，ビドル・ストリート 106

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャスタブル固形分を含み、耐火性骨
   材、アルミン酸カルシウムセメント、流動助剤、解膠
   剤、及び水から主としてなる混練されたポンプ圧送可能
   第１成分であって、その水が混練された第１成分のポン
   プ圧送可能なコンシステンシィを達成するのに足りる量
   で存在する上記ポンプ圧送可能第１成分；及びキャスタ
   ブルに少なくとも約１．９２ｇ／ｃｍ³ の乾燥嵩密度を
   与えるのに足りる量で施工時に第１成分に対して添加さ
   れるべき第２成分としての凝集剤；からなる実質的に非
   スランプ性の、高密度、低水分、低セメントキャスタブ
   ル組成物。
2. 【請求項２】 可塑剤を含んでいる請求項１のキャスタ
   ブル組成物。
3. 【請求項３】 第１成分において１００重量％当りのキ
   ャスタブル固形分の割合が約７５〜９５重量％の耐火性
   骨材、２〜１５重量％のアルミン酸カルシウムセメン
   ト、３〜１０重量％の流動助剤及び０．０５〜０．３重
   量％の解膠剤である請求項１のキャスタブル組成物。
4. 【請求項４】 ５重量％までの可塑剤を含む請求項３の
   キャスタブル組成物。
5. 【請求項５】 凝集剤の添加量が第１成分キャスタブル
   固形分１００重量％当り約０．１〜２．５重量％である
   請求項４のキャスタブル組成物。
6. 【請求項６】 凝集剤がアルカリ塩化物またはアルカリ
   燐酸塩である請求項５のキャスタブル組成物。
7. 【請求項７】 アルミン酸カルシウムセメントが主にに
   約７０重量％のアルミナ及び３０重量％の酸化カルシウ
   ムからなり、流動助剤がマイクロシリカであり、解膠剤
   がトリポリ燐酸ナトリウムであり、可塑剤がボールクレ
   ーであり、そして凝集剤が塩化カルシウムまたは燐酸２
   カリウムである請求項６のキャスタブル組成物。
8. 【請求項８】 型の使用なしで、スイング弁ポンプ及び
   付帯スプレーノズルを用いて低水分、低セメント耐火性
   キャスタブルを耐火容器に塗布施工する方法であって：
   耐火性骨材、アルミン酸カルシウムセメント、流動助
   剤、解膠剤、及びそのスイング弁ポンプ及びスプレーノ
   ズルを介してポンプ圧送および塗布されうるのに足りる
   コンシステンシィを達成するのに足りる量の水から主と
   してなる混練されたポンプ圧送可能な第１成分を作り；
   そしてその第１成分に対してその塗布直前にスプレーノ
   ズル内で凝集剤を、キャスタブルに少なくとも約１．９
   ２ｇ／ｃｍ³ の乾燥嵩密度を与えるのに足りる量で添加
   する；ことからなる上記塗布施工方法。
9. 【請求項９】 混練されたポンプ圧送可能第１成分が可
   塑剤を含む請求項８の方法。
10. 【請求項１０】 第１成分において１００重量％当りの
    キャスタブル固形分の割合が約７５〜９５重量％の耐火
    性骨材、２〜１５重量％のアルミン酸カルシウムセメン
    ト、３〜１０重量％の流動助剤、及び０．０５〜０．３
    重量％の解膠剤である請求項８の方法。
11. 【請求項１１】 ５重量％までの可塑剤も含まれる請求
    項１０の方法。
12. 【請求項１２】 凝集剤の添加量が第１成分キャスタブ
    ル固形分の１００重量％当り約０．１〜２．５重量％で
    ある請求項１１の方法。
13. 【請求項１３】 凝集剤がアルカリ塩化物またはアルカ
    リ燐酸塩である請求項１２の方法。
14. 【請求項１４】 アルミン酸カルシウムセメントが主と
    して約７０重量％のアルミナ及び３０重量％の酸化カル
    シウムからなり、流動助剤がマイクロシリカであり、解
    膠剤がトリポリ燐酸ナトリウムであり、可塑剤がボール
    クレーであり、凝集剤が塩化カルシウムまたは燐酸２ナ
    トリウムである請求項１３の方法。