KR101065495B1 - Asbestos-Free Cement Composition of fire-resistant for extrusion - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내화용 무석면 압출성형 시멘트 복합재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래의 압출성형 시멘트 복합재의 보강섬유로 사용된 유해한 석면 대신에 셀룰로오스 섬유와 미량의 유기합성섬유를 혼합 사용하고, 필수구성 성분으로 특정의 내화성능 향상제, 강화제, 경량제 및 증점제를 일정비율로 함유하여, 인체에 무해하고 휨강도, 내화성, 내구성 및 경량성 등의 물성이 우수하여 건축 내/외벽 뿐 아니라 여러 산업분야에 유용하게 사용될 수 있는 내화용 무석면 압출성형 시멘트 복합재에 관한 것이다.
The present invention relates to a refractory non-asbestos extruded cement composite, and more particularly, to use a mixture of cellulose fibers and a small amount of organic synthetic fibers in place of the harmful asbestos used as reinforcing fibers of the conventional extruded cement composite, essential components It contains specific fire resistance improving agent, reinforcing agent, light weighting agent and thickening agent at a certain ratio, and it is harmless to human body and has excellent physical properties such as bending strength, fire resistance, durability and light weight. A refractory asbestos-extruded cement composite that can be used.
셀룰로오스 섬유(pulp), 무석면, 내화용, 압출성형 시멘트 복합재Cellulose Fibers (pulp), Asbestos-free, Fire-Resistant, Extruded Cement Composites
Description
본 발명은 내화용 무석면 압출성형 시멘트 복합재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래의 압출성형 시멘트 복합재의 보강섬유로 사용된 유해한 석면 대신에 셀룰로오스 섬유와 미량의 유기합성섬유를 혼합 사용하고, 필수구성 성분으로 특정의 내화성능 향상제, 강화제, 경량제 및 증점제를 일정비율로 함유하여, 인체에 무해하고 휨강도, 내화성, 내구성 및 경량성 등의 물성이 우수하여 건축 내/외벽 뿐 아니라 여러 산업분야에 유용하게 사용될 수 있는 내화용 무석면 압출성형 시멘트 복합재에 관한 것이다.The present invention relates to a refractory non-asbestos extruded cement composite, and more particularly, to use a mixture of cellulose fibers and a small amount of organic synthetic fibers in place of the harmful asbestos used as reinforcing fibers of the conventional extruded cement composite, essential components It contains specific fire resistance improving agent, reinforcing agent, light weighting agent and thickening agent at a certain ratio, and it is harmless to human body and has excellent physical properties such as bending strength, fire resistance, durability and light weight. A refractory asbestos-extruded cement composite that can be used.
섬유보강 시멘트 복합재들은 인장강도, 내구력, 인성, 휨파괴 하중 등의 물성이 뛰어나 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있다.Fiber-reinforced cement composites are widely used in various industrial fields because of their excellent properties such as tensile strength, durability, toughness, and flexural failure load.
그 중에서 압출성형에 의한 시멘트 복합재의 경우에는 시멘트에 장섬유 또는 단섬유를 적당한 함량으로 첨가하면 가공성이 향상될 뿐 아니라 향상된 보강 효과를 얻을 수가 있는데, 이같은 보강섬유로는 석면이 널리 사용되고 있다. 그러 나 석면이 암의 유발과 같은 인체에 대한 유해성이 밝혀짐에 따라 전세계적으로 그 사용이 규제되고 있는 실정이다.Among them, in the case of cement composites by extrusion molding, addition of long fibers or short fibers to cement may not only improve workability but also improve reinforcing effect. Asbestos is widely used as such reinforcing fibers. However, asbestos is known to be harmful to the human body, such as causing cancer, its use is regulated worldwide.
이에, 유해한 석면 대체용으로 사용되는 보강섬유로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 아크릴, 폴리비닐알코올, 아라미드 섬유와 같은 유기섬유와 탄소섬유, 유리섬유, 알루미나섬유 등의 무기섬유들에 대한 검토가 이루어지고 있다. 상기한 무기섬유 중 유리섬유는 내알칼리성이 취약하고 고온, 고압 하에서의 양생이 불가능하며, 탄소섬유는 너무 고가여서 건축용 자재로 이용에는 어려움이 있다. 또한 유기섬유는 여러가지 새로운 접근이 이루어지고 있으나, 기질인 시멘트 매트릭스와의 결착력 측면에서 만족할 만한 성과를 이루지는 못하고 있다.Therefore, as a reinforcing fiber used as a substitute for harmful asbestos, a review of organic fibers such as polyethylene, polypropylene, nylon, acrylic, polyvinyl alcohol and aramid fibers, and inorganic fibers such as carbon fiber, glass fiber and alumina fiber It is done. Among the inorganic fibers, glass fibers have poor alkali resistance and are impossible to cure under high temperature and high pressure, and carbon fibers are too expensive to be used as building materials. In addition, organic fibers are taking various new approaches, but they are not satisfactory in terms of binding strength with the cement matrix as a substrate.
이외에 아크릴계 섬유의 경우 보강섬유로 좋은 특성을 가지고 있어 많이 이용되고 있으나, 압출기에 의한 성형방법을 사용하는 경우에는 건식 혼합과정에서 혼련의 어려움이 있고, 압출 성형시 제품 표면에 영향을 주기도 한다.In addition, acrylic fibers have good properties as reinforcing fibers, but are used a lot. However, in the case of using a molding method by an extruder, kneading is difficult in the dry mixing process, and the surface of the product may be affected during extrusion molding.
한편, 시멘트는 무기질 원료로 건축자재의 원료로 다양한 방식으로 사용되어오고 있으며, 자체적으로 난연성, 내열성 등이 좋다. 그러나, 시멘트를 모재로 한 건축용 자재의 경우, 무석면이며 동시에 내화인증 구조용으로는 고려된 바가 없으며, 건설교통부 고시 제1999-369호의 내화구조인정에서 판재류 시험방법에 의한 성능을 만족시키기 못하고 있는 실정이다. 구조체를 형성하지 않은 판넬만의 내화시험의 경우, 내화구조인정 시험방법에 의하면 1시간에 945 ℃까지 승온하는 급격한 온도 변화에 의해 압출성형 시멘트 복합재의 경우에 크랙이 발생하며 심한 경우 구멍이 뚫리는 파손이 일어나며 판넬 이면의 온도가 인정기준온도(상온 + 180 ℃) 이상으로 상승하는 문제점이 있다. On the other hand, cement has been used in a variety of ways as a raw material of the building material as an inorganic raw material, and has good flame retardancy, heat resistance and the like by itself. However, in the case of cement-based building materials, it is asbestos-free and has not been considered as a fireproof certified structure, and it is not satisfied with the performance of the sheet materials test method in the fireproof structural approval of the Ministry of Construction and Transportation Notice No. 1999-369. . In the case of the fire resistance test of the panel only without forming the structure, according to the test method of the refractory structure recognition, cracks occur in the extruded cement composite material due to the rapid temperature change to 945 ° C. in one hour, and in the severe case, the hole is broken. This occurs and there is a problem that the temperature on the back of the panel rises above the accreditation reference temperature (room temperature + 180 ℃).
보강섬유를 적용한 시멘트 복합재에 대해 공지된 기술로는 다음과 같은 것이 있다. Known techniques for cement composites with reinforcing fibers include the following.
대한민국 특허공개 제01098187호에 개시된 합성펄프 시멘트 복합재 및 그 제조방법은 보강섬유로 폴리비닐알콜 펄프, 폴리프로필렌 펄프, 폴리에틸렌 펄프, 폴리에스테르 펄프, 아마이드, 아크릴 중에서 선택 사용하고, 충진재로 카오린, 플라이 애쉬, 마이카, 탈크로 구성된 그룹 중에서 선택한 것을 혼합한 조성에 대해 언급하고 있다. 상기 보강용 섬유들은 합성펄프들로 무기질인 시멘트 매트릭스와 결합이 낮아 강도 저하를 가져오며 고온, 고압의 양생이 불가능하여, 양생시간이 길어지는 단점이 있으며, 플라이 애쉬, 마이카, 탈크 등의 충전재 들은 내화성능에 기여하지 못한다.Synthetic pulp cement composite material disclosed in the Republic of Korea Patent Publication No. 01098187 and its manufacturing method is selected from polyvinyl alcohol pulp, polypropylene pulp, polyethylene pulp, polyester pulp, amide, acrylic as a reinforcing fiber, kaolin, fly ash as a filler Reference is made to the composition of a mixture of the group consisting of mica and talc. The reinforcing fibers are combined with the inorganic cement matrix as synthetic pulp, resulting in a decrease in strength and curing of high temperature and high pressure is impossible, resulting in a long curing time, and fillers such as fly ash, mica, and talc It does not contribute to fire resistance.
대한민국 특허공개 제2002-84707호는 압출성형용 시멘트계 보드 조성물 및 이의 제조방법에 대한 것으로 시멘트 분말, 규산질 원료, 메틸셀룰로우즈계 증점제, 제지슬러지, 안료, 혼합수로 구성된 것에 대해 언급하고 있다. 그러나 상기 특허에 의한 압출성형 보드를 제조하는 경우에는 규산질 원료만이 시멘트와 수화 반응을 일으키며 강도는 좋으나, 내화성능이 감소하며, 내화시험시 판넬에 크랙이 발생하는 문제점이 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-84707 relates to a cement-based board composition for extrusion molding and a method of manufacturing the same, which includes cement powder, siliceous raw material, methylcellulose thickener, papermaking sludge, pigment, and mixed water. However, in the case of manufacturing the extrusion board according to the patent, only the siliceous raw material causes the hydration reaction with cement, but the strength is good, but the fire resistance is reduced, there is a problem that cracks in the panel during the fire test.
따라서, 압출성형 시멘트 판넬은 휨강도, 내구성 등의 기본적인 물성 뿐아니라, 건축용 내/외벽재로 다양하게 사용할 수 있도록 석면을 대체하고, 내화구조인증이 가능한 내화용 압출성형 시멘트 복합재의 개발이 필요한 실정이다.
Therefore, the extruded cement panel, as well as the basic physical properties such as bending strength, durability, replaces asbestos to be used as a variety of interior / exterior wall materials for building, the situation is required to develop a refractory extrusion cement composite material that can be fireproof structure certification.
이에, 본 발명의 발명자들은 상기한 시멘트 복합재의 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 보강섬유로 인체에 유해한 석면 대신에 셀룰로오즈 섬유와 미량의 폴리아크릴로니트릴(PAN) 섬유를 혼합 사용하고 필수구성 성분으로 특정의 내화성능 향상제, 강화제, 경량제 및 증점제를 일정비율로 함유하여, 유해성 문제를 해결할 뿐만 아니라 휨파괴 하중, 내화성능의 향상 및 경량화 등의 물성이 향상됨을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the inventors of the present invention, as a result of research efforts to solve the above problems of the cement composite, as a reinforcing fiber instead of harmful asbestos cellulose fibers and a small amount of polyacrylonitrile (PAN) fibers are mixed and essential components The specific fire resistance improver, reinforcing agent, light weighting agent and thickening agent are contained in a certain ratio, thereby solving the problem of harmfulness and improving the physical properties such as flexural fracture load, improvement of fire resistance, and weight reduction. .
따라서, 본 발명은 인체에 무해하고 휨파괴 하중, 내화성능의 향상 및 경량화 등의 압출성형 콘크리트 판넬의 주요 물성이 향상된 내화용 무석면 압출성형 시멘트 복합재를 제공하는데 그 목적이 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a refractory non-asbestos extruded cement composite material which is harmless to human body and has improved main physical properties of extruded concrete panels such as flexural load, improved fire resistance and light weight.
본 발명은 시멘트, 보강섬유, 첨가제를 함유하는 시멘트 복합재에 있어서,The present invention in the cement composite containing cement, reinforcing fibers, additives,
포틀랜드 시멘트 25 ∼ 60 중량%; 셀룰로오즈 섬유 1 ∼ 10 중량%와 폴리아크릴로니트릴(PAN) 섬유 0.1 ∼ 2 중량%를 혼합한 보강섬유; 결정질 실리카 또는 비결정질 실리카 5 ∼ 40 중량%의 강화제; 이수석고 5 ∼ 40 중량%; 자선태일 또는 퍼라이트 3 ~ 40중량%의 내화재; 메토셀룰로오스 0.5 ∼ 1.5 중량%와, 퍼라이트 또는 마이크로셀 1 ∼ 10 중량%의 경량제를 함유하는 무석면 시멘트 복합재에 그 특징이 있다. Portland cement 25-60 wt%; Reinforcing fibers in which 1 to 10% by weight of cellulose fibers and 0.1 to 2% by weight of polyacrylonitrile (PAN) fibers are mixed; Reinforcing agent of 5 to 40% by weight of crystalline silica or amorphous silica; 5-40% by weight of gypsum; Charitable or perlite 3 to 40% by weight of a fireproof material; The asbestos-free cement composite material containing 0.5 to 1.5% by weight of metocellulose and 1 to 10% by weight of perlite or microcell is characterized by its light weight.
이와 같은 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다. The present invention will be described in detail as follows.
본 발명은 보강섬유를 함유하는 종래의 시멘트 복합재에 있어서, 일반적으로 많이 사용되던 인체에 유해한 석면 대신에 셀룰로오즈 섬유와 함께 소량의 유기합성섬유를 첨가하여 보강성을 향상시켰으며, 특정 성분의 내화성능 향상제, 강화제, 경량제 및 증점제를 일정비율로 혼합 사용하여, 휨강도, 내화성, 내구성 및 경량성 등의 물성이 우수하여 건축 내/외벽 뿐 아니라 여러 산업분야에 유용하게 사용될 수 있는 무석면 시멘트 복합재를 제공하는 것이다.The present invention, in the conventional cement composite containing reinforcing fibers, in addition to the asbestos, which is generally used in humans in general, a small amount of organic synthetic fibers are added together with cellulose fibers to improve reinforcement, and fire resistance performance of specific components By using improver, reinforcement, light weight and thickener in a certain ratio, it provides asbestos-free cement composites that can be useful not only for building interior and exterior walls but also for various industrial fields with excellent properties such as flexural strength, fire resistance, durability and light weight. It is.
본 발명에서 사용된 시멘트는 주로 석회질 원료와 점토질 원료가 적절한 비율로 혼합되어진 포틀랜드 시멘트를 사용하며, 상기 시멘트는 25 ∼ 60 중량% 사용한다. 사용량이 25 중량% 미만이면 판넬의 성형이 불가능하고 강도가 저하되며, 사용량이 60 중량%를 초과하는 경우에는 내화성능이 저하되는 문제점이 있다.The cement used in the present invention mainly uses Portland cement, in which the calcined raw material and the clay raw material are mixed in an appropriate ratio, and the cement is used in an amount of 25 to 60 wt%. If the amount is less than 25% by weight, the molding of the panel is impossible and the strength is lowered. If the amount is more than 60% by weight, there is a problem that the fire resistance is reduced.
본 발명은 보강섬유로 사용된 종래의 인체에 유해한 석면 대신에 무해한 셀룰로오즈 섬유와 함께 소량의 유기합성섬유를 첨가하여 사용하는 것에 그 특징이 있다.The present invention is characterized by the use of a small amount of organic synthetic fibers with harmless cellulose fibers instead of asbestos, which is harmful to the human body conventionally used as reinforcing fibers.
상기 셀룰로오즈 섬유로는 펄프(pulp)를 사용할 수 있으며, 펄프는 침엽수계 표백 크래프트 펄프(NBKP), 침엽수계 비표백 크래프트 펄프(NUKP), 재생펄프(BDIP) 및 황산염 처리펄프(SP) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있다. 상기 셀룰로오즈는 1 ∼ 10 중량% 사용되며, 상기 사용량이 1 중량% 미만일 경우에는 휨강도 보강 효과가 적으며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 원료 혼합시 펄프가 과도한 물을 흡수하여 압출성형시 탈수가 일어나 판넬 제작이 불가능하다. The cellulose fiber may be used as a pulp, and the pulp may be selected from conifer-based bleached kraft pulp (NBKP), conifer-based unbleached kraft pulp (NUKP), regenerated pulp (BDIP), and sulfate treated pulp (SP). Species or two or more may be used. The cellulose is used in the 1 ~ 10% by weight, the amount is less than 1% by weight, the bending strength reinforcement effect is less, when the amount exceeds 10% by weight of the pulp absorbs excess water when mixing the raw material dewatering during extrusion molding It is impossible to make panels.
상기 셀룰로오즈 섬유와 함께 강도보강을 위해 유기합성섬유를 소량 첨가 사용하며, 유기합성 섬유로는 폴리아크릴로니트릴 섬유(PAN Fiber)를 사용할 수 있다. 상기 유기합성 섬유는 0.1 ∼ 2 중량% 사용하며, 상기 사용량이 0.1 중량% 미만에서는 강도보강 효과가 적으며, 2 중량%를 초과하는 경우에는 섬유 뭉침으로 인한 평활도와 강도 저하가 일어나는 문제점이 있다. A small amount of an organic synthetic fiber is added and used together with the cellulose fiber for strength reinforcement, and polyacrylonitrile fiber (PAN Fiber) may be used as the organic synthetic fiber. The organic synthetic fiber is used in the 0.1 ~ 2% by weight, the amount is less than 0.1% by weight of the strength reinforcing effect is less, when the amount exceeds 2% by weight there is a problem that the smoothness and strength decrease due to agglomeration of the fiber.
또한, 본 발명은 상기 무석면의 시멘트 복합재 물성을 향상시키기 위하여 특정의 첨가제를 필수 구성성분으로 혼합 사용한다.In addition, the present invention uses a specific additive as an essential component in order to improve the physical properties of the asbestos-free cement composite.
내화성능의 향상을 위해서 이수석고와 자선태일 및 퍼라이트 원석 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. In order to improve the fire resistance, at least one selected from Isu Gypsum, Charity Til and Perlite Gemstone can be used.
상기 이수석고는 CaSO4·2H2O의 형태이며, 양생과정 중에서 결정수가 증발하여 마지막에는 무수석고의 형태로 존재한다. 이러한 이수석고는 시멘트와 혼합시 지연재로서의 역할도 하나, 고온 고압의 오토클래브(autoclave)양생으로 상기 지연의 문제를 해결하였다. 이수석고는 5 ∼ 40 중량% 사용하며, 상기 사용량이 5 중량% 미만이면 석고내 결정수 탈락으로 인한 내화성능 향상 효과가 없으며, 40 중량%를 초과하는 경우에는 석고량 증가로 인하여 제품 성형에 어려움과 휨강도가 저하되는 문제점이 발생한다. The hydrated gypsum is in the form of CaSO 4 · 2H 2 O, and the crystal water evaporates during the curing process and finally exists in the form of anhydrous gypsum. This gypsum also serves as a retarder when mixed with cement, but solves the problem of retardation by autoclave curing at high temperature and high pressure. Isugi gypsum is used in 5 to 40% by weight, if the amount is less than 5% by weight, there is no effect of improving the fire resistance due to the falling out of the crystal water in the gypsum. There is a problem that the bending strength is lowered.
규사를 자력선별한 자선태일은 SiO2 72.5 중량%, Al2O3 14.7 중량%, Fe 2O3 4.43 중량%, MgO 0.29 중량%, Na2O 0.27 중량%, K2O 4.63 중량%, TiO2 0.88 중량% 등으로 구성되며, SiO2를 포함하고 있어 시멘트와 포졸란 반응이 이루어져 강도 향상 의 효과가 있으며, Al2O3는 내화성능 향상에 기여한다. 또한 퍼라이트 원석을 첨가하는데, 가공하지 않은 퍼라이트 원석은 열적안정성 및 흡열성을 가지는 것으로서, 본 발명의 내화용 무석면 압출성형 시멘트 복합재에 사용되어서 우수한 내화성능을 부여하는 역할을 수행한다. 상기와 같은 자선태일 또는 퍼라이트 원석은 3 ∼ 40 중량% 사용하며, 사용량이 3 중량% 미만이면 내화성능이 떨어지고, 사용량이 40 중량%를 초과하는 경우에는 시멘트 함량 감소로 인하여 휨강도가 저하되는 문제점이 발생한다. The charitable tile magnetically selected from silica sand was 72.5 wt% SiO 2 , 14.7 wt% Al 2 O 3 , 4.43 wt% Fe 2 O 3 , MgO 0.29 wt%, Na 2 O 0.27 wt%, K 2 O 4.63 wt%, TiO 2 0.88% by weight, etc., SiO 2 is included, and the cement and pozzolanic reactions have the effect of improving the strength, Al 2 O 3 contributes to the improvement of fire resistance. In addition to the addition of perlite ore, the raw perlite ore has thermal stability and endotherm, and is used in the refractory non-asbestos extruded cement composite of the present invention serves to give excellent fire resistance. 3 to 40% by weight of charitable tantalum or perlite gemstone is used, and if the amount is less than 3% by weight, the fire resistance is reduced, and when the amount is more than 40% by weight, there is a problem that the bending strength is lowered due to the decrease of the cement content. Occurs.
본 발명은 강도발현을 위하여 결정질 실리카와 비결정질 실리카 중 선택된 1종 이상을 강화제로서 사용하며, 보다 바람직하기로는 결정질 실리카로는 규석분, 비결정질 실리카로는 실리카흄을 사용하는 것이 좋다. 상기 결정질 및 비결정질 실리카는 SiO2의 함량이 95 중량% 이상인 것을 사용하는 것이 좋으며, 실리카의 SiO2와 시멘트의 CaO이 포졸란 반응을 일으켜 C-S-H겔을 형성하여 강도향상에 기여한다. 이러한 실리카는 200 ℃의 고온과 고압으로 오토클래이브(autoclave) 양생시에 토베모라이트 결정구조를 형성하여 매우 우수한 강도 증가력을 가진다.In the present invention, at least one selected from crystalline silica and amorphous silica is used as a reinforcing agent for strength expression. More preferably, silica powder is used as crystalline silica and silica fume is used as amorphous silica. As the crystalline and amorphous silica, it is preferable to use a SiO 2 content of 95% by weight or more, and SiO 2 of silica and CaO of cement cause a pozzolanic reaction to form a CSH gel, thereby contributing to the improvement of strength. Such silica forms a tobemorite crystal structure during autoclave curing at a high temperature and a high pressure of 200 ° C., and has a very good strength increasing power.
상기 결정질 실리카 또는 비결정질 실리카는 5 ∼ 40 중량%를 사용하며, 상기 사용량이 5 중량% 미만일 경우에는 포졸란 반응을 일으키는 SiO2 성분이 줄어 강도가 저하되고, 40 중량%를 초과하는 경우에는 지나친 경도 증가 및 판넬내 공극 충전률이 높아져 내화시험시에 폭열 현상이 발생하여 오히려 강도가 저하되는 문제점이 있다. The crystalline silica or amorphous silica is used 5 to 40% by weight, when the amount is less than 5% by weight, the SiO 2 component causing the pozzolanic reaction is reduced, the strength is lowered, if the content exceeds 40% by weight excessive hardness increases And the filling rate of the voids in the panel is increased, there is a problem that the thermal degradation occurs during the fire test, rather the strength is lowered.
또한, 본 발명은 일반적으로 시멘트를 모재로 얻어진 복합재들의 비중이 큰 문제가 있어 시공상에 문제가 있으므로, 이를 개선하기 위하여 퍼라이트 또는 마이크로셀을 경량제로서 단독 또는 혼합 사용하였다. In addition, the present invention generally has a problem in construction due to the large specific gravity of the composites obtained from the cement as a base material, in order to improve this, the use of perlite or microcells alone or mixed as a lightweight agent.
퍼라이트는 퍼라이트 원석을 고온 및 고압에서 가공처리한 것으로서, 상기 퍼라이트 원석이 함유한 수분이 고온 및 고압 처리에 의하여 급속히 팽창하여 입자내에 기공을 가지게 되는데, 상기한 기공의 형태에 따라 기공이 완전히 열린 기공(open cell), 어느 정도 열린 폐기공을 형성한다. 상기한 기공이 완전히 닫힌 경우는 별도로 마이크로 셀 이라하며, 상기한 퍼라이트 및 마이크로 셀은 본 발명의 내화용 무석면 압출성형 시멘트 복합재에 사용되어 경량화를 부여한다. 상기 퍼라이트 또는 마이크로셀은 1 ∼ 10 중량% 사용하며, 상기 사용량이 1 중량% 미만에서는 비중감소 효과가 적으며 10 중량%를 초과하는 경우에는 비중감소와 함께 강도가 저하되는 문제점이 발생한다. Perlite is a process of processing the perlite gemstone at high temperature and high pressure, the moisture contained in the perlite gemstone is rapidly expanded by the high temperature and high pressure treatment to have pores in the particles, the pores are completely open pores according to the shape of the pores (open cell), to form a somewhat open waste hole. When the pores are completely closed, they are called microcells separately, and the above-mentioned perlite and microcells are used in the refractory non-asbestos extruded cement composite of the present invention to impart weight reduction. The perlite or microcell is used in an amount of 1 to 10% by weight. When the amount of the perlite or microcell is less than 1% by weight, the specific gravity reduction effect is small.
따라서, 본 발명은 인체에 유해한 석면 대신에 무해한 셀룰로오즈 섬유와 함께 소량의 유기합성섬유를 첨가하여 사용하고, 필수구성성분의 특정의 첨가제를 일정량 사용하여 무석면 시멘트 복합재를 제조할 수 있다. 이외에도 본 발명의 목적으로 벗어나지 않는 범위내에서 공지의 첨가제 에를 들면 미토셀룰로오스와 같은 증점제를 추가로 첨가할 수 있다. Therefore, the present invention can be used to produce a non-asbestos cement composite material by using a small amount of organic synthetic fibers with harmless cellulose fibers instead of asbestos which is harmful to the human body, and by using a certain amount of specific additives of essential components. In addition, a thickener such as, for example, mitocellulose may be further added to known additives without departing from the object of the present invention.
한편, 상기한 성분으로 구성된 무석면 시멘트 복합재는 공지의 시멘트 복합재 제조방법에 의해서 제조할 수 있으며, 본 발명에서는 각 성분을 건식 혼합하고 15 ∼ 45 중량%의 배합수를 첨가하여 혼합한 다음 압출기를 통하여 압출성형 판넬 을 제조하였다. 상기 배합수 함량이 15 중량% 미만에서는 PULP와 충진제의 물흡수로 인하여 시멘트 수화에 필요한 수분의 부족으로 강도저하의 문제가 발생하고 45 중량%를 초과하는 경우에는 과다한 물의 함량으로 성형이 불가능한 문제가 발생하므로 상기한 범위로 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, asbestos-free cement composites composed of the above components can be prepared by a known cement composite manufacturing method, in the present invention dry mixing each component and adding 15 to 45% by weight of the blended water and then mixed through an extruder Extruded panels were prepared. If the blended water content is less than 15% by weight, the problem of strength degradation occurs due to the lack of moisture required for cement hydration due to the water absorption of PULP and fillers, and if the content exceeds 45% by weight, molding is not possible due to excessive water content. It is preferable to use the above-mentioned range because it occurs.
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by Examples.
실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 ∼ 6 Examples 1-6 and Comparative Examples 1-6
다음 표 1에 나타낸 바와 같은 성분과 함량으로 건식혼합하여 시멘트 복합재를 제조하였다.Next, the cement composite was manufactured by dry mixing the ingredients and contents as shown in Table 1 below.
상기에서 얻어진 시멘트 복합재의 KSF 2257 건축구조 부분의 내화시험방법에 의하여 휨강도, 비중 및 내화성능을 시험하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다. The flexural strength, specific gravity and fire resistance were tested by the fire resistance test method of the KSF 2257 building structural part of the cement composite obtained above, and the results are shown in Table 2 below.
화
제of mine
anger
My
원석Perlite
stone
셀룰로오즈Meto
Cellulose
[물성측정][Measurement of properties]
실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 ∼ 6에서 제조된 시멘트 복합재에 배합수 15 ∼ 45 중량%를 첨가하여 혼합한 다음 압출기를 통하여 25 ㎜, 50 ㎜ 두께와 595 ㎜ ×3000 ㎜ 크기의 압출성형 판넬을 제조하였다. The cement composites prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 were mixed by adding 15 to 45% by weight of the blended water, and then extruded 25 mm, 50 mm, and 595 mm × 3000 mm in an extruded panel. Was prepared.
상기 제조된 판넬의 휨파괴 하중, 흡수율, 함수율 등의 물성에 대한 시험은 KS F 4735 압출성형 콘크리트 판넬의 규격에 따라 실시하며, 강도 등의 시편은 40 ㎜ ×160 ㎜의 시편을 제작하여 사용하였다. Tests on the physical properties such as flexural failure load, water absorption, moisture content, etc. of the prepared panel were carried out according to the standard of KS F 4735 extruded concrete panel, and the specimens such as strength were prepared by using a specimen of 40 mm × 160 mm. .
또한 내화구조인증 시험방법은 시편 3 m ×3 m의 벽체를 가열로에서 KS F 2257 에서 규정된 가열온도 상승곡선에 따라 시험체를 가열한다. 가열하는 판넬의 이면에서의 온도가 규정된 시간 내에 평균온도 140℃ 미만이어야 하며, 최고온도가 180℃를 넘지 않아야 한다. In addition, the test method for certification of fireproof structure is to heat the specimens in the furnace of specimen 3 m × 3 m according to the heating temperature rise curve specified in KS F 2257. The temperature at the back of the panel being heated shall be less than the average temperature of 140 ° C within the prescribed time and the maximum temperature shall not exceed 180 ° C.
인증시간은 구조에 따라 다르며, 압출성형 콘크리트 판넬의 경우 KS F 4735에 의하면 두께 30 ㎜ ∼ 60 ㎜ 제품의 경우 30분, 60mm 이상 제품의 경우 60분 이상의 내화시간을 갖도록 규정하고 있다. 본 발명에서는 제품 두께 25 ㎜에 내화시간 30분 이상, 제품 두께 50 ㎜에 내화시간 60분 이상을 합격으로 설정하여 시험하였다.
The certification time varies depending on the structure, and according to KS F 4735, for extruded concrete panels, it is required to have a fireproof time of 30 minutes for products with a thickness of 30 mm to 60 mm, and 60 minutes for products with 60 mm or more. In the present invention, the test was carried out by setting the product thickness of 25 mm to a fire resistance time of 30 minutes or more and the product thickness of 50 mm to a fire resistance time of 60 minutes or more.
(㎜)Thickness
(Mm)
(kgf/㎠)Flexural strength
(kgf / cm2)
(분)Fireproof time
(minute)
상기 표 2에 보여진 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 ∼ 6는 비교예 1 ∼ 6에 비하여 의해 제조된 시멘트 복합재는 제품으로 성형시 문제점은 없었으며, 비중, 휨강도, 내화성능 등의 물성은 KS 규격 이상을 나타냈다. As shown in Table 2, Examples 1 to 6 according to the present invention is a cement composite prepared by comparison with Comparative Examples 1 to 6 there is no problem in molding as a product, physical properties such as specific gravity, bending strength, fire resistance performance The KS specification or more was shown.
시멘트의 함량에 따른 물성 변화를 나타낸 비교에 1과 비교예 4의 경우 시멘트양이 적은 경우(비교예 4) 비중은 낮고 휨강도가 기준에 미달되었으며, 시멘트양이 많은 경우(비교예 1) 휨강도는 기준 이상이나, 비중 증가와 내화성능이 떨어지는 결과를 확인할 수 있었다.In comparison of the change of physical properties according to the content of cement, in the case of 1 and Comparative Example 4, when the amount of cement was small (Comparative Example 4), the specific gravity was low and the bending strength did not meet the standard, and when the amount of cement was large (Comparative Example 1), the bending strength was The results were higher than the standard, but the increase in the specific gravity and the fire resistance were inferior.
내화제로 사용된 이수석고, 자선태일, 퍼라이트 원석의 경우 이수석고 무첨가(비교예 1)시 내화성능이 기준미달, 이수석고 과량(비교예 6)시 성형성 및 휨강 도의 저하, 자선태일 소량(비교예 5 및 비교예 6)시 내화성능기준미달, 자선태일 과량(비교예 1)시 비중 증가 및 내화시험시 폭열 현상 발생으로 내화성능 감소하는 것을 확인할 수 있었다.In case of Isu Gypsum, Charity Tiling and Perlite Gemstone used as a fireproofing agent, if the Isu Gypsum is not added (Comparative Example 1), the fire resistance performance is lower than the standard. In Example 5 and Comparative Example 6) it was confirmed that the fire performance was lowered due to the failure to meet the fire resistance performance standard, the increase in the specific gravity during the charity excess (Comparative Example 1), and the explosion of the fire test.
강도발현을 위하여 사용된 결정질 실리카인 규석분과 비결정질 실리카인 실리카흄의 경우 규석분 소량(비교예 2 ∼ 4)시 휨강도 기준미달, 규석분 과량(비교예 5)시 경도 증가로 인한 판넬내 공극 충전률 향상으로 내화시험 중에 폭열현상이 일어나 내화성능이 저하됨을 알수 있었다.In the case of silica fume which is crystalline silica and amorphous silica which is used for strength expression, the filling rate of pores in the panel due to the increase of hardness when the amount of silica is small (Comparative Examples 2-4) and the bending strength is not exceeded, and the silica content is excessive (Comparative Example 5) As a result, it was found that the thermal performance occurred during the fire test, and the fire performance was lowered.
비중 감소로 시공을 용이하도록 하기 위해서 퍼라이트와 마이크로셸등의 경우 소량(비교예 1) 사용시 비중감소 효과가 없었으며, 과량(비교예 4) 사용시 비중감소와 함께 강도의 저하를 확인할 수 있었다.In order to facilitate the construction by reducing the specific gravity, in the case of using a small amount (Comparative Example 1) in the case of the ferrite and the microshell, there was no effect of reducing the specific gravity.
휨강도 저하를 개선하기 위하여 소량(비교예 3)사용시 휨강도 보강 효과가 적으며, 과량 사용시 원료 혼합과정에서 펄프가 과도한 물을 흡수하여 압출성형시 탈수가 일어나 판넬 제작이 불가능하였으며, 과다한 섬유 함량으로 제품 평활도가 저하됨을 확인할 수 있었다In order to improve the decrease in flexural strength, the effect of reinforcing the flexural strength is small when using a small amount (Comparative Example 3) .In case of excessive use, the pulp absorbs excessive water during raw material mixing and dehydration occurs during extrusion molding, making panels impossible. It was confirmed that the smoothness is reduced.
또한 강도보강섬유로 사용된 유기합성섬유인 PAN Fiber(폴리아크릴로니트릴 섬유)를 소량(비교예 1 및 비교예 3) 휨강도가 기준 미달, 과량 사용시 균질한 원료 혼합에 어려움이 있었으며, 섬유 뭉침으로 인하여 제품 성형이 불가능하였다. In addition, the PAN Fiber (polyacrylonitrile fiber), an organic synthetic fiber used as a strength reinforcing fiber (Comparative Example 1 and Comparative Example 3), was less than the standard bending strength, it was difficult to mix homogeneous raw materials when used in excess. Molding of the product was not possible.
따라서, 본 발명에 따른 성분과 함량을 유지하는 경우에만 목적으로 하는 내화성능과 함께 휨강도 및 비중이 개선된 시멘트 복합재를 얻을 수 있음을 확인하였다.
Therefore, it was confirmed that the cement composite having improved bending strength and specific gravity can be obtained together with the desired fire resistance performance only when maintaining the components and content according to the present invention.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 시멘트 복합재는 석면을 대체한 보강섬유를 사용하여 인체에 무해하여 건축 내/외벽재의 다양한 분야에 적용할 수 있고, 필수 구성으로 특정 성분의 내화성능 향상제, 강화제 및 경량제를 일정비율로 함유하여 두께별로 규정된 내화성능을 가지며, 내화성능이 우수하여 건설교통부고시 제 1999-369호 내화구조 인증이 가능함과 동시에 KS F 4735 압출성형 콘크리트 판넬의 휨파괴 하중, 비중 등의 물성을 충분히 만족시키며, 기존의 생산설비를 이용하여 제조할 수 있는 효과가 있다. As described above, the cement composite according to the present invention can be applied to various fields of building interior / exterior wall materials harmless to the human body by using reinforcing fibers replacing asbestos, and as essential components, the fireproof performance improving agent, reinforcing agent and It contains light weight agent at a certain ratio and has fire resistance specified by thickness, and has excellent fire resistance, so that it can be certified as fire resistant structure by the Ministry of Construction and Transportation Notice No. 1999-369 and at the same time, the flexural failure load and specific gravity of KS F 4735 extruded concrete panel It satisfies the physical properties such as, there is an effect that can be manufactured using the existing production equipment.
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100263949B1 (en) | 1998-03-23 | 2000-08-16 | 주식회사벽산 | A gypsum cement plate without asbestos |
| KR20000073455A (en) * | 1999-05-11 | 2000-12-05 | 원종필 | Non-asbestos slate and method of preparing the same |
| KR20030043985A (en) * | 2000-10-04 | 2003-06-02 | 제임스 하디 리서치 피티와이 리미티드 | Fiber cement composite materials using cellulose fibers loaded with inorganic and/or organic substances |
| KR20030090600A (en) * | 2000-10-04 | 2003-11-28 | 제임스 하디 리서치 피티와이 리미티드 | Fiber cement composite materials using sized cellulose fibers |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100263949B1 (en) | 1998-03-23 | 2000-08-16 | 주식회사벽산 | A gypsum cement plate without asbestos |
| KR20000073455A (en) * | 1999-05-11 | 2000-12-05 | 원종필 | Non-asbestos slate and method of preparing the same |
| KR20030043985A (en) * | 2000-10-04 | 2003-06-02 | 제임스 하디 리서치 피티와이 리미티드 | Fiber cement composite materials using cellulose fibers loaded with inorganic and/or organic substances |
| KR20030090600A (en) * | 2000-10-04 | 2003-11-28 | 제임스 하디 리서치 피티와이 리미티드 | Fiber cement composite materials using sized cellulose fibers |
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