KR102247280B1

KR102247280B1 - 내화재에 적용되는 내화성 코팅 및 고강도, 밀도 제어된 콜드퓨전 콘크리트 시멘트질 스프레이

Info

Publication number: KR102247280B1
Application number: KR1020197005479A
Authority: KR
Inventors: 로드니 주브로드; 마크 게르하르트
Original assignee: 지오폴리머 솔루션즈 엘엘씨
Priority date: 2016-08-04
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2021-05-04
Also published as: RU2721988C1; BR112019002153B1; US20180037506A1; MX2019001396A; JP6785379B2; CN109982987B; EP3494098B1; BR112019002153A2; CA3032407C; AU2017306061A1; AU2017306061C1; WO2018026714A1; US9725365B1; CA3032407A1; CN109982987A; JP2019524634A; AU2017306061B2; US9932269B2; EP3494098A1; US9670096B1

Abstract

경화시 저수축 및 양호한 결합 강도로 소망의 목표 밀도를 만족시키도록 설계된, 밀도 제어된 지오폴리머 콘크리트 스프레이 적용된 내화재가 개시되어 있다. 상기 제형은 산업 부산물, 및 다른 시멘트와 관련된 온실 가스 및 이산화탄소와 관련된 환경적 영향 없이 내화성을 부여하기 위해 건축 구조물을 처리하는데 유용하다. 중요한 것은, 상기 조성물은 노출 기간과 목재 및 콘크리트 등의 덜 내구성 기재에 보다 두꺼운 두께로 더 낮은 온도 동안에, 기저 구조에 999℉(537℃) 이상의 온도를 경험하지 않고 2,000℉(1093℃)로 1, 2, 3 및 4시간 노출시키는 동안에 온도를 소산시키는 희생적이고 경량의 입자 시스템을 포함한다.

Description

내화재에 적용되는 내화성 코팅 및 고강도, 밀도 제어된 콜드퓨전 콘크리트 시멘트질 스프레이

(관련 출원에 대한 참조)

본 출원은 2016년 8월 4일자로 출원된 미국 특허 출원 제15/228,829호, 현재 2017년 6월 6일자로 승인된 미국 특허 제9,670,096호 및 2017년 3월 30일자로 출원된 동시 계속 출원 번호 제15/474,074호의 일부 계속 출원이고, 이들 각각의 내용은 그 전체가 참조로 본 명세서에 포함되어 있다.

본 발명은 예상치 못한 화재 사건으로부터 보호할 필요가 있는 강철, 목재, 콘크리트, 및 기타 건축 및 산업 재료를 보호하기 위한 내화재에 적용되는 스프레이 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 포틀랜드 시멘트 및 전형적인 지오폴리머 시멘트와는 달리, 생산 중에 이산화탄소 및 다른 온실 가스의 생성을 상당히 감소시키는 내화재에 적용되는 스프레이 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 강도, 결합 및 내열성을 위한 내화재에 적용되는 지오폴리머 타입의 시멘트 스프레이를 사용하는 완전히 새로운 접근법에 관한 것이고, 이것은 내열성, 상승된 압축 강도, 상승된 접착 강도, 및 배치되어 있는 강철 대상물에 대해 상승된 부식 방지를 제공하는 동적 특성을 나타낸다.

내화재에 적용되는 시멘트질 스프레이는 새로운 개념은 아니다. 예를 들면, 스프레이는 내열성 코팅을 제공하기 위해 내화성 슬러리를 금속 구조 부재 및 다른 빌딩 표면에 적용되는 것이 잘 알려져 있다. 미국 특허 제3,719,13호 및 제3,839,059호에서는 석고 결합재 이외에, 질석과 같은 경량의 무기 골재, 셀룰로오스와 같은 섬유질 물질, 및 공기 연행제를 함유하는 석고계 제형이 개시되어 있다.

지오폴리머 유형의 콘크리트는 "알칼리 활성화된 플라이 애시 지오폴리머" 및 "슬래그계 지오폴리머 시멘트"를 포함한다. ('지오폴리머 시멘트' 및 '지오폴리머 콘크리트'라는 용어의 의미 사이에서 흔히 혼동을 일으킨다. 시멘트는 결합재인 반면에, 콘크리트는 시멘트와 물(또는 지오폴리머 시멘트의 경우, 알칼리성 용액)의 혼합 및 경화로 인한 복합 재료이고, 결합재에 분산된 골재이다).

영국에서 "분쇄된 연료 애시(pulverized fuel ash)"로도 알려진 플라이 애시(fly ash)는 연도 가스와 함께 보일러의 외부로 배출되는 미립자의 석탄 연소 생성물이다. 보일러의 바닥에 떨어지는 애시를 보텀 애시(bottom ash)라고 한다. 현대식 석탄 화력 발전소에서, 플라이 애시는 일반적으로 연도 가스가 굴뚝에 도달하기 전에 전기 집진기 또는 기타 입자 여과 장치에 의해 포착된다. 연소되는 석탄의 원료와 구성에 따라 플라이 애시의 성분은 상당히 다양하지만, 모든 플라이 애시는 상당한 양의 이산화규소(SiO₂)(비정질 및 결정질), 산화알루미늄(Al₂O₃) 및 산화칼슘(CaO), 석탄 함유 암석 지층의 주요 무기 화합물을 포함한다. 과거에는 플라이 애시가 일반적으로 대기 중으로 방출되었지만, 현재는 대기 오염 제어 표준에 따라 오염 제어 장비를 설치하여 방출하기 전에 포착하는 것이 요구되고 있다. 미국에서는 플라이 애시가 일반적으로 석탄 발전소에 저장되거나 매립지에 저장된다. 약 43%가 재활용되고, 유압 시멘트 또는 유압 석고를 생산하기 위한 포졸란 및 콘크리트 생산시에 포클랜드 시멘트를 대체하거나 또는 부분적으로 대체하는데 흔히 사용된다. 포졸란은 콘크리트와 석고의 경화를 보장하고, 콘크리트에 젖은 상태와 화학적인 공격으로부터 더 많은 보호를 제공한다.

더 단단하고 오래된 무연탄 및 역청탄의 연소는 전형적으로 F등급 플라이 애시를 생성한다. 이 플라이 애시는 본질적으로 포졸란성이고, 석회(CaO) 함량은 7% 미만이다. 포졸란 성질을 가진 F등급 플라이 애시의 유리질 실리카 및 알루미나는 포틀랜드 시멘트, 생석회, 또는 물과 혼합된 소석회 등과 반응하여 시멘트질 화합물을 생성하는 결착제를 필요로 한다. 또한, 규산나트륨(물유리)과 같은 화학 활성제를 F등급 애시에 첨가하면 지오폴리머를 형성할 수 있다. 특히, 지오폴리머 시멘트는 탄소 발자국을 상당히 감소시키기 위해 최소한으로 가공된 천연 재료 또는 산업 부산물에 의존하면서, 많은 공통의 콘크리트 내구성 문제에 매우 강하다.

포졸란 성질을 갖는 것 이외에, 어린 갈탄 또는 아역청탄의 연소로부터 생성된 플라이 애시는 또한 자기 결착성을 갖는다. 물이 있으면, C등급 플라이 애시는 단단해지고 시간이 지남에 따라 강해진다. C등급 플라이 애시는 일반적으로 20% 초과의 석회(CaO)를 함유하고 있고, F등급과는 달리, 자기 결착을 가진 C등급 플라이 애시는 활성제를 필요로 하지 않는다. 알칼리 및 황산염(S0₄) 함량은 일반적으로 C등급 플라이 애시에서 더 높다.

슬래그계 지오폴리머 시멘트는 흔히 용융된 철 슬래그(철 및 제강의 부산물)를 고로로부터 물 또는 증기로 담금질하여 얻어지는 분쇄된 입상 고로 슬래그(GGBFS)를 사용하고, 유리질 입상 제품을 생성한 후에 건조하여 미세 분말로 분쇄한다.

플라이 애시 및 GGBFS 물질의 재활용은 매립 비용의 증가, 지속 가능한 개발에 대한 관심 및 건물에 대한 탄소 발자국의 감소로 인해 최근에 인기를 끌고 있다.

스프레이 적용된 내화재에 지오폴리머 유형의 시멘트 및 콘크리트 제형의 사용은 비교적 새로운 것이다. 지오폴리머 유형의 시멘트는 포틀랜드 시멘트와 비교할 때에 전형적으로 비교적 높은 내열성을 갖지만, 내화 코팅에 이 재료를 사용하는데 어려움이 있다.

WO 2015/144796A1에는 유기 중합체 및 고로 슬래그를 함유하는 내화성 시멘트질 코팅 조성물이 개시되어 있다. 본 발명은 (a) (i) 83~100wt%의 알루민산칼슘 시멘트, (ii) 0~14wt%의 황산칼슘, (iii) 0~9wt%의 포틀랜드 시멘트를 포함하는 25~65wt%의 무기 결합재(여기에서, (i), (ii), (iii)의 wt%는 (i)+(ii)+(iii)의 합계를 기준으로 함), (b) 0.5~15wt%의 하나 이상의 유기 중합체, (c) 30~75wt%의 하나 이상의 무기 충전제(여기에서, 충전제의 부피 밀도는 0.5g/㎤ 미만임)를 포함하는 0.8g/㎤ 미만의 부피 밀도를 갖는 조성물을 제공하고, 여기에서, wt%는 조성물 중의 모든 비휘발성 성분의 총 중량으로 계산된다.

미국 특허 제5,718,759호에는 포졸란 골재 및 포틀랜드 시멘트와 분쇄된 고로 슬래그의 블렌드로부터 제조된 방화재 시멘트질 재료가 개시되어 있다(칼럼 1, 라인 15~20; 칼럼 1, 라인 58~67; 칼럼 2, 라인 57~65; 칼럼 6, 라인 5~24). 바닥 주형, 백킹 보드, 셀프레벨링 보텀 애시, 도로 패칭 재료, 섬유판, 내화 스프레이 및 방화 재료를 포함하는 내수성 건축 재료에 유용한 시멘트질 조성물이 개시되어 있고, 약 20wt%~약 75wt%의 황산칼슘 베타-반수화물, 약 10wt%~약 50wt%의 포틀랜드 시멘트, 약 4wt%~약 20wt%의 실리카 흄, 및 약 1wt%~약 50wt%의 포졸란 골재를 포함한다. 또한, 포틀랜드 시멘트 성분은 포틀랜드 시멘트와 플라이 애시 및/또는 분쇄된 고로 슬래그의 블렌드일 수 있다.

미국 특허 제8,519,016호에는 플라이 애시, 시트르산의 알칼리 금속염, 알칼리 금속 규산염, 공기를 연행시키기 위한 발포제 및 물을 함유하는 경량의 시멘트질 결합재 조성물이 개시되어 있다(칼럼 3, 라인 46~62; 칼럼 4, 라인 20~25; 칼럼 4, 라인 60~67; 칼럼 8, 라인 1~5). 본 발명은 시멘트질 패널과 같은 생성물에 대해 개선된 압축 강도를 갖는 경량의 시멘트질 결합재 조성물을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 플라이 애시, 시트르산의 알칼리 금속염, 알칼리 금속 규산염, 공기를 연행시키기 위한 발포제, 물을 혼합하고, 바람직한 실시형태에서는 발포 안정제를 혼합한다. 조성물은 C등급 플라이 애시, F등급 플라이 애시 및 그 혼합물, 시트르산의 알칼리 금속염, 알칼리 금속 규산염, 발포제(로 이루어지는 군으로부터 선택된 플라이 애시를 포함하고), 바람직하게는 폴리비닐알콜과 같은 발포 안정제이고, 경화 지연제(set retarder)의 사용을 필요로 하지 않는다. F등급 플라이 애시를 함유하는 조성물은 임의로 III형 포틀랜드 시멘트를 함유할 수 있다.

미국 특허 제8,167,998호에는 분쇄된 입상 고로 슬래그, 플라이 애시, 유리, 실리카, 팽창 셰일, 펄라이트 및/또는 질석 등의 굵은 골재 혼합물뿐만 아니라, 붕산염과 같은 경화 지연제를 함유하는 경량의 레디믹스 콘크리트 조성물이 개시되어 있다. 그것의 가장 넓은 맥락에서, 특허는 8~20체적%의 시멘트, 11~50체적%의 모래, 10~31체적%의 프리퍼프 입자, 9~40체적%의 굵은 골재, 및 10~22체적%의 물을 함유하는 경량의 레디믹스 콘크리트 조성물이 개시되어 있고, 사용된 성분의 합은 100체적%를 초과하지 않는다. 프리퍼프 입자는 0.2㎜~8㎜의 평균 입자 직경, 0.02g/cc~0.64g/cc의 부피 밀도, 1~3의 종횡비를 갖는다. ASTM C 143에 따라 측정된 조성물의 슬럼프 값은 2~8인치이다. 경량의 프리믹스 콘크리트 조성물을 28일 동안 경화한 후에, ASTM C39에 따라 테스트될 때에 적어도 1400psi의 압축 강도를 갖는다.

WO 2016/016385A1에는 내화성 절연재용 결합재로서 사용되는 지오폴리머가 개시되어 있다(페이지 1, 라인 3~7; 페이지 6, 라인 2~9; 페이지 7, 라인 30~33; 페이지 8, 라인 5~15). 이 참조 문헌은 건축 구조 성분, 건축 구조물에 사용하기 위한 코팅된 성분(코팅은 지오폴리머를 포함함)을 위한 코팅 조성물에서 지오폴리머의 사용, 경화성 지오폴리머 혼합물을 상기 성분의 표면에 적용하는 것을 포함하는 성분을 코팅하는 방법, 상기 혼합물을 경화시켜 경화된 지오폴리머 코팅을 형성하는 단계, 및 지오폴리머를 모르타르로서 사용하는 단계를 설명하고 있다.

미국 특허 공보 제2014/0047999호에는 플라이 애시 및 분쇄된 슬래그를 함유하는 산 및 고온 내성 시멘트 복합체가 개시되어 있다. 이 특허는 매트릭스가 알칼리 활성화된 F 플라이 애시 단독, 분쇄된 슬래그와 조합된 F 플라이 애시, 또는 분쇄된 슬래그 단독인 산 및 고온 내성 시멘트 복합체의 생산 공정을 주로 지향한다. F 플라이 애시는 저급 알칼리 활성화된 시멘트 시스템을 생산한다. 반면에, 산화칼슘이 부족하면 중질 및 고농축된 무기 또는 유기산에 대한 내성은 매우 높아진다. 순수한 F 플라이 애시 시멘트 시스템의 고강도 및 저투수율은 페로실리콘의 생산에서 부산물로서 얻어진 비정질 이산화규소인 비고밀화(undensified) 실리카 흄을 조성물에 사용함으로써 달성된다. 수소 스트림에서 실리콘 4염화물을 연소시킴으로써 생성된 가용성 규산염 및 나노 입자 실리카 흄으로 침전된 나노 입자 실리카를 제조한다.

미국 특허 공보 제2015/0321954호에는 플라이 애시 및 입상 고로 슬래그를 함유하는 지오폴리머 시멘트가 개시되어 있다. 이 특허는 지오폴리머 콘크리트를 형성할 때에 지오폴리머 시멘트에서 실리코알루민산 물질의 반응성을 증가시킴으로써 지오폴리머 시멘트를 활성화시키기 위해 규산나트륨과 탄산나트륨의 혼합물을 포함하는 실리코알루민산 물질을 함유하는 지오폴리머 시멘트에 사용하기 위한 고체 성분 활성제를 개시하고 있다.

EP 0807614B1에는 알루민산칼슘 유리, 규산알루미늄, 및 포졸란 물질을 함유하는 콘크리트를 스프레이하는 방법이 개시되어 있다.

이전의 내화 처리에는 추가적인 문제가 있었다. 예를 들면, 건축가는 건물 구조 및 숨겨지고 공개된 기반시설을 구성하는 성분에 대해 많은 사양을 가지고 있다. 또한, 이러한 사양에는 적용된 내화 코팅의 평형 밀도를 포함할 수 있다. 전형적인 사양은 입방피트당 15, 20, 25, 40 및 50 파운드이다.

적용된 내화 코팅은 코팅 수리가 고점도 재료 및 흙손으로 행해질 수 있지만 종래의 스프레이 장비로 스프레이함으로써 행해지는 것이 바람직하다. 또한, 적용된 코팅은 우수한 레올로지 강도를 나타내고, 실질적으로 수축없이 완전히 경화되어야 하고, 적용된 기재에 대해 우수한 결합 강도를 나타내야 한다.

금속 기재 상에 적용된 코팅의 내화성을 측정하기 위해 2가지 테스트 기준이 사용된다. 둘 모두 보호된 기재가 1000℉에 도달하는데 필요한 시간을 측정한다. 이 시간은 일반적으로 보호된 구조의 점유물이 빠져나올 수 있도록 제공된 시간으로 이해된다. 따라서, 장시간은 구조물을 철수시키기 위한 더 긴 기간을 의미한다.

첫 번째 테스트는 ANSI/UL263 "Fire Tests of Building Construction Materials"에서 찾아 볼 수 있다. (ANSI UL263 테스트는 ASTME119와 동일하다.) 이 테스트는 지정된 기간 동안 2000℉까지 증가하는 열을 적용한다. 두 번째 테스트는 5분 동안 2000℉의 열을 적용하는 ANSI/UL1709 "Rapid Rise Fire Tests of Protection Materials for Structural Steel"이다. ANSI/UL1709 테스트는 일반적으로 더 엄격한 테스트로 간주된다.

효율적인 화재 방지 코팅을 건물 기반시설에 적용할 수 있는 스프레이, 흙손 또는 유사한 기술에 의해 적용될 수 있는 효과적인 지오폴리머 코팅을 갖는 것이 바람직할 것이다.

또한, 양호한 레올로지 강도, 결합 강도 및 우수한 내구성을 나타내는 내화성 지오폴리머 코팅을 갖는 것이 바람직할 것이다.

또한, 경화시 특정 평형 밀도로 조정되어 다양한 건물 사양을 만족시킬 수 있고, 적용 가능한 테스트 기준으로 양호한 내화 시간을 나타낼 수 있는 지오폴리머 코팅을 갖는 것이 바람직할 것이다.

본 발명은 예상치 못한 화재 사건으로부터 보호할 필요가 있는 강철, 목재, 콘크리트 및 기타 건축, 및 산업 재료를 보호하도록 건설 및 유지 보수 산업에서 사용하기 위한 내화재에 적용되는 밀도 제어된 콜드퓨전 콘크리트 시멘트질 스프레이를 제조하기 위한 재료 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 제품을 개발하기 위한 하나의 목적은 포틀랜드 시멘트 및 전형적인 지오폴리머 시멘트 또는 콘크리트와는 달리, 생산 중에 이산화탄소 및 다른 온실 가스의 생성을 상당히 감소시키는 제형을 제공하는 것이다.

본 발명을 개발하기 위한 다른 목적은 건물 기반시설에 효과적인 내화 코팅을 제공할 수 있는 효과적인 지오폴리머 코팅을 제공하는 것이다.

추가의 목적은 우수한 레올로지 강도, 결합 강도 및 우수한 내구성을 나타내는 내화성 지오폴리머 코팅을 제공하는 것이다.

본 발명을 개발하기 위한 또 다른 목적은 경화시 특정 평형 밀도로 조정되어 다양한 건물 사양을 만족시킬 수 있고, 적용 가능한 테스트 기준으로 양호한 내화 시간을 나타낼 수 있는 지오폴리머 코팅을 제공하는 것이다.

추가 목적은, 예를 들면 기후 조건(극한 또는 가변적인 날씨 등), 극한의 열, 염화물, 황산염, 산 등의 유해한 화학 물질에의 노출로부터 구조물의 손상을 감소시키거나, 또는 선박 또는 건축 활동으로부터 내화재에 적용되는 스프레이에 대한 충격을 감소시킴으로써 제품의 품질을 향상시키는 것이다.

본원에 개시된 재료 및 방법에 대한 추가 목적은 건설과 같은 산업에서 포틀랜드 시멘트 및 전형적인 지오폴리머 시멘트와는 달리, 생산 중에 이산화탄소 및 다른 온실 가스의 생성을 상당히 감소시키는 제품을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 이점은 기존의 생산 설비 및 방법론에 포함될 수 있는 기본적인 공정 및 재료를 활용하는 것이다.

상술한 목적 및 대상에 따라, 본원의 설명으로부터 명백해질 것이지만, 본 발명의 지오폴리머 코팅 및 상기 조성물로 건물의 적어도 일부를 보호하는 공정은 내화재로 구성된 건물에 대한 적용에 기초하며, 이하의 혼합물을 포함한다.

(a) 1.0 미만의 부피 비중 및 약 0.025㎜~약 12.5㎜ 범위의 직경을 갖는 15~50wt%의 하나 이상의 경량 골재;

(b) 5~60wt%의 적어도 하나의 알칼리 활성화된 시멘트질 재료;

(c) 상기 알칼리 활성화된 시멘트질 재료에 대한 2~15wt% 적어도 하나의 활성제;

(d) 0~15wt%의 적어도 하나의 경화 시간 지연제;

(e) 0~5wt%의 적어도 하나의 단백질 물질 또는 합성 단백질 물질;

(f) 0.01~5wt%의 적어도 하나의 알칼리 내성 섬유;

(g) 0~2wt%의 산화마그네슘;

(h) 0~4wt%의 감수제;

(i) 0~4wt%의 레올로지 강화제; 및

(j) 물.

GGBFS 및 플라이 애시에 대하여, 둘 중 하나는 다른 재료 없이 사용될 수 있거나, 또는 시멘트질 재료의 일부로서 재료가 조합될 수 있다.

경우에 따라서, 단위 중량 및 체적 변화 수고가 특별히 문제가 되는 경우에는 수산화물 및 규산염과 약한 공유 결합을 형성할 수 있는 단백질과 동일한 특성을 달성하는 단백질 또는 합성 단백질 물질이 있고, 그 안에 수분 보유를 목적으로 수산화물 및 규산염의 이온 농도를 변화시키고, 경화 공정 중에 일정한 체적을 유지하여 규산염의 점착성/끈적임을 감소시키는 것이 활용된다. 단백질의 농도는 시멘트질 질량의 약 0.05%(wt/wt)~약 2.5%(wt/wt)에서 달라질 수 있다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 본 발명의 특정 실시형태를 예시 및 실시예로서 설명하는 임의의 첨부된 도면과 관련하여 취해진 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다. 본원에 포함된 임의의 도면은 본 명세서의 일부를 구성하고, 본 발명의 예시적인 실시형태를 포함하며, 다양한 목적 및 그 특징을 설명한다.

본 발명의 지오폴리머 코팅은 스프레이 적용에 적합한 점도를 나타내고, 거의 또는 전혀 수축이 없는 소정의 평형 밀도의 코팅, 양호한 압축 강도 및 우수한 결합 강도를 적용할 수 있는 내화성 코팅을 형성하는 성분들의 혼합물을 함유하는 내화성 혼합물을 포함한다. 이러한 코팅은 환경적으로 민감하고, 주거용, 상업용 및 다목적 구조물에 널리 적용된다.

별도로 명시하지 않는 한, 모든 물질 요구량은 wt/wt%로 표현되고, 지시된 바와 같이 100%의 물을 포함하는 전체 혼합물의 질량에 대한 특정 성분의 질량으로 이해된다.

본 발명은 소망하는 소정의 평형 밀도를 달성하기 위해 내화성 코팅을 위한 통상적인 스프레이 장비에 적용될 수 있는 밀도 제어된 콘크리트 시멘트질 내화재를 대상으로 한다. 본 발명의 생성물은 예상치 못한 화재 사건으로부터 보호해야 하는 강철, 목재, 콘크리트, 및 기타 건축 및 산업 재료를 보호하는데 유용하다.

제형을 개발할 때의 독특한 시도는 약 1,000~1,200℉의 노출 온도에서 지오폴리머의 분해 및 플럭싱을 극복하는 것이다. 이것은 노출 기간 동안에 기재 강철에 대한 999℉ 이상의 온도 및 목재와 콘크리트 등의 내구성이 낮은 기재에 더 큰 두께로 더 적은 온도를 경험하지 않고, 2,000℉까지 1, 2, 3 및 4시간 노출되는 동안에 온도를 소산시키는 희생적이고 경량의 입자 시스템을 설계함으로써 달성된다.

또 다른 독특한 시도는 200~3000psi(1.4~20.7㎫), 바람직하게는 약 200psi(1.4㎫), 750psi(5.2㎫), 1,800psi(12.4㎫), 및 3,000psi(20.7㎫)의 범위 내에서 상대 압축 강도를 유지하면서, 15pcf(240㎏/입방미터), 25pcf(400㎏/입방미터), 40pcf(641㎏/입방미터) 및 50pcf(801㎏/입방미터)의 특정 목표 밀도로, 약 15파운드/입방피트(240㎏/입방미터)~약 60pcf(961㎏/㎤)의 범위 내에서 일관되고 미리 결정된 설계 평형 밀도를 달성하기 위해 혼합물 성분의 균형을 맞추는 것이다.

이들 시도는 경량 골재의 다양한 사이즈 및 유형을 활용하여 혼합물의 응집(습윤) 전단 강도 레올로지를 감소시킴으로써 펌프 압력을 감소시키고, 갇힌 공기 및 연행 공기 구조를 혼입함으로써 극복된다.

본 발명에 의한 제형은 다른 유리질 물질을 동원시키는 유리 활성제를 사용하여, 높은 열의 영향 하에서 이들 물질을 유리 및 금속 산화물, 수산화물 및 수화물의 다양한 형태로 희생적으로 중합시킨다. 이 중합은 물질 평형 단위 중량을 결정하는 동안에 질량 손실을 감소시킨다. 가열 중에 중량 손실은 경량 입자가 혼합 및 도포 공정 중에 액체를 흡수할 때에 전형적으로 악화된다. 상업용 스프레이기에서 통상적인 압력 하에 제형을 적용하는 것은 제형을 인위적으로 압축하여 보다 높은 겉보기 밀도를 나타낼 수 있다.

2,000℉(1093℃)에서 본 발명의 테스트 결과 및 온도 소산 시스템의 분석은 다른 온도에서 적용할 수 있는 가변적인 상대 시스템 두께로 2,000℉(1093℃)보다 크고 낮은 온도에서 온도 소산이 일어난다는 것을 명백히 나타낸다. 2,000℉(1093℃)의 테스트 온도는 UL 263(ASTM E119) 및 UL 1709의 프로토콜에 의해 반영된 American Society for Testing and Materials(ASTM) 및 Underwriter Laboratories(UL)에서 규정한 현행 표준 산업 관행에 기초하여 선택된다.

과제를 극복하기 위해 활용되는 수단은 모두 적용 가능하지만, 펌프의 활용이 없는 경우에의 현장 적용, 펌프 활용 및 적용 방법에 기초하여 하나 이상의 측정이 선택된다.

화재 사건이 발생하는 동안 연소될 때 및 소모된 물질이 사람에게 노출될 수 있는 스프레이 적용 또는 흙손 적용 내화재는 유독성 연기를 발생시켜서는 안된다는 것을 유의해야 한다. 따라서 소모된 물질이 사람에게 노출될 수 있는 경우, 구성 물질 및 공정 혼합물에서 활용되는 나머지가 1,999℉(1092.8℃)를 초과하는 온도에서 유독성 연기를 발생시키는 것을 사용해서는 안된다.

본 발명에서 사용되는 특정 물질은 비용, 펌프 능력, 단위 중량 및 수분 흡수를 제어하는 효과에 기초하여 주로 선택된다. 수분 흡수와 관련하여, 본 발명에서 사용되는 재료는 본 발명이 혼합물에서 포틀랜드 시멘트를 사용하지 않는 점에서 다른 스프레이 적용 내화 제품과 크게 다르다. 포틀랜드 함유 혼합물에서, 물은 혼합물에서 흡수되어 물질이 평형 밀도까지 건조될 때에 거의 완전히 손실된다. 이러한 중량 손실은 적용된 코팅의 소망의 목표 평형 밀도를 일관되게 달성할 수 있는 제형을 제공하는 것을 어렵게 한다.

물이 본 조성물에 첨가될 때, 물은 메타규산나트륨, 사붕산나트륨 및 다른 가용성 물질과 혼합되어 활성화된다. 그 후에, 이들 물질은 물을 중합시켜 건조 단계에서 완전히 증발하지 않는 형태로 제조된다. 이와 같이, 흡수성 재료의 기공에 들어가는 임의의 물은 경량 흡수재에 머무르고 경량 입자의 밀도만 증가시킨다. 낮은 수분 흡수 물질을 사용함으로써, 생성된 혼합물은 그 밀도가 보다 안정되어 최종 코팅을 보다 잘 제어할 수 있다.

물은 생성된 제형의 특성 및 거동에서 더 높은 등급의 컨시스텐시를 제공하도록 식수 가능한 것이어야 한다. 예를 들면, 다양한 유형의 물 공급과 균형을 이루는 성분은 다양한 pH, 미네랄 함량, 불소, 및 기타 화학 물질과 성분을 고려해야 한다.

본 제형에 사용되는 물의 양은 가압 펌프로 스프레이 도포하기 위한 소망의 밀도, 강도 및 점도 특성을 달성하기 위해 통상의 배치 테스트에 의해 결정되어야 한다. 물은 일반적으로 중량을 기준으로 약 10%(wt/wt)~약 65%(wt/wt), 바람직하게는 10~50wt% 범위의 양으로 혼합물에 첨가되어, 물의 농도는 금속, 콘크리트 및 목재를 포함하는 다양한 구조물에 적용되는 코팅재를 스프레이하도록 흙손 적용 수직 또는 오버헤드된 수리 또는 코팅에 이르기까지 의도된 목적을 위한 프로젝트 요구 사항을 준수하는 기타 특성 및 슬럼프 컨시스텐시를 생성하는데 효과적이다.

골재

골재는 가능한 한 비중이 낮지만, 통상적으로 1.0 이하, 바람직하게는 약 0.60 이하, 보다 더욱 바람직하게는 약 0.40 이하의 경량 골재를 포함하거나 경량 골재로 구성되어야 한다. 중요한 것은, 선택된 골재는 1,999℉(1092℃) 이상의 온도에 노출되었을 때에 유독성 연기가 발생하지 않아야 한다는 것이다. 적절한 경량 필러 재료는 질석, 화산분진, 보크사이트, 다른 다공질 화산 광물, 팽창 유리(Expanded Glass), 유리 버블(glass bubble), 알루미늄 버블, 팽창 셰일, 인공 또는 석탄 연소 부산물일 수 있는 세노스피어, 합성 또는 단백질 공기 공극, 발포 폴리스티렌, 코튼, 및 기타 인조 또는 자연 발생 및 공극 생성 재료를 포함한다. 코팅된 팽창 유리와 같은 낮은 흡수성 골재는 보다 낮은 액체 흡수 특성을 가지는 것이 바람직하다.

질석은 물의 흡수성이 높지만, 상대적으로 높은 질석의 농도를 사용하여 밀도를 제어할 수 있다. 또한, 질석은 펌핑하기도 쉽다.

발포 폴리스티렌은 낮은 흡수 특성을 가져 펌핑을 크게 향상시킨다. 또한, 약간의 가연성이 있기 때문에 좋은 내화성을 유지하기 위해 더 낮은 농도가 사용된다. 발포 폴리스티렌이 연소될 때, 이산화탄소와 수증기가 생성되어 층을 약간 절연시키지만, 약 180℉~240℉(82℃~116℃)에서 열화되기 시작하므로 입자 사이즈가 작고 농도가 낮은 발포 폴리스티렌이 바람직하게 사용되어, 온도 노출시에 열화된 공극이 작아지고 체적이 적어진다.

펄라이트는 질석보다 흡수성이 낮고 커다란 절연체이다. 고밀도 펄라이트는 더 단단한 입자이지만 펌핑하기 어려워, 이 물질의 농도는 펌핑 장비의 마모를 줄이기 위해 질석 및 발포 폴리스티렌의 양과 균형을 이루어야 한다. 바람직하게는, 최저밀도 펄라이트는 펌프 압력을 감소시키고 혼합물의 단위 중량을 더 잘 제어하기 위해 사용된다.

본 발명의 혼합물에서의 팽창 유리는 낮은 절연 특성을 가져 흡수율을 감소시키기 위해 코팅되는 것이 바람직하다. 그러나, 팽창 유리는 약간 마모성이고 펌핑 압력을 증가시키므로, 임의의 혼합물에서의 농도가 혼합물에서 다른 물질에 의한 이들 효과와 균형을 이루어야 한다.

펌핑 목적을 위해, 최소 2개의 상이한 사이즈의 골재를 사용하는 것은 펌핑시에 갭등급 재료의 패킹 특성을 감소시키는데 유리하다. 둥근 입자가 유리하고, 대부분의 경우, 석탄 연소 또는 세라믹, 알루미늄으로 생성된 안정한 세노스피어, 또는 유리로 만든 세노스피어가 바람직하다.

조합된 골재는 질량 기준으로 물을 포함하는 최종 혼합물 질량의 약 15%(wt/wt)~약 50%(wt/wt)의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 공압 적용, 강도 및 단위 중량 밀도의 경우에 적절한 펌핑 특성을 달성하기 위해 조합된 골재의 개별 및 총 농도를 조정하여 균형을 이루어야 한다. 골재 및 시멘트질 재료의 체적은 프로젝트에 지정된 단위 중량 밀도를 달성하기 위해 균형을 이루고, 이것은 약 15pcf~약 50pcf까지 다양하다

본 제형에 사용되는 골재의 특정량은 소망의 밀도, 강도 및 펌핑 점도를 얻는 것을 목표로 하는 일상적인 실험 배치 테스트에 의해 결정되어야 한다. 공압 투영 스프레이를 사용하는 프로젝트의 경우, 골재의 최대 크기는 의도된 장비를 기준으로 선택해야 한다. 약 5㎜의 최대 공칭 골재 사이즈가 일반적으로 효과적이다. 로터-스테이터 펌프로 펌핑할 때, 높은 질석 농도가 바람직하다. 압착형 또는 피스톤형 펌프로 펌핑할 때, 발포 폴리스티렌은 약 2.5~15%의 농도에서, 특히 고지로 펌핑할 때에 도움이 된다.

시멘트질 재료

시멘트질 재료는 배깅 또는 다른 포장 전에 건조한 골재 재료와 결합되어야 한다. 시멘트질 재료는 플라이 애시(C등급 또는 F등급) 및 분쇄된 입상 고로 슬래그(GGBFS) 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다. C등급 플라이 애시는 일반적으로 석회의 농도가 높고, 즉 15wt% 초과 30wt% 이하이고, F등급 플라이 애시는 일반적으로 석회가 7wt% 미만이다. GGBFS 및 플라이 애시 재료는 모두 고온에서 산업 자재를 태우는 것으로부터 발생하는 제품 및 폐기물이고, 두 재료는 모두 열에 대해 상대적으로 높은 내성을 갖으므로 내열 코팅에 대해 우수한 성분이 된다.

플라이 애시 및 분쇄된 입상 고로 슬래그(GGBFS)는 소망의 혼합물 강도, 체적 변화, 탄산염 및 유동학적 거동을 생성하기에 충분한 농도로 첨가되는 것이 바람직하다. 적절한 농도는 약 70%(wt/wt) 이하, 바람직하게는 약 60wt% 이하, 더욱 더 바람직하게는 약 5~50wt% 범위, 특히 15~50wt%의 범위 내의 농도이다. 혼합물의 플라이 애시 및 GGBFS 농도는 특성이 프로젝트 요구 사항에 의해 규정될 때까지 혼합물 설계에서 플라이 애시 및/또는 GGBFS 질량과 체적의 균형을 이루어 선택해야 한다.

GGBFS 또는 플라이 애시의 바람직한 양의 첨가가 의도된 압축 강도를 달성하지 못하면, 수산화칼슘은 강도를 증가시키기 위해 약 1%(wt/wt)~약 10%(wt/wt)의 양으로 첨가될 수 있다. 전형적으로 및 바람직하게는, 전체 범위는 약 5%(wt/wt)~약 70%(wt/wt)의 범위 내에 속한다. 어느 하나 또는 양쪽 재료의 양은 칼슘 함량, 알루미늄 함량, 탄소 함량(점화시 손실) 및 규소 함량을 포함하는 고유한 특성에 따라 달라진다.

2개 또는 3개의 시멘트질 재료의 혼합물을 사용하는 것은 재료 중 하나의 가변 효과를 감소시키기 위한 생산 목적에 유리하다(가변 특성이 이러한 재료의 선택된 공급원에 대해 문제가 되는 경우).

카올린 점토, 아타플자이트 점토, 및 기타 천연 또는 인공 광물 등의 천연 포졸란 물질을 사용할 수 있다. 이들 점토 재료는 약 40% 이상의 규소/이산화나트륨 함량을 가지는 것이 바람직하고, 1,999℉(1092.8℃) 이상의 온도에 노출될 때에 유독성 연기를 생성하지 않는다. 통상의 테스트는 각각의 재료의 최적 농도를 결정하는데 사용되지만, 입방야드당 100(저밀도)~800(고밀도)파운드(59~474kg/㎥), 바람직하게는 100~700lb/yd3(59~415kg/㎥)의 총 시멘트 양이 효과적이다.

플라이 애시 및 GGBFS는 포틀랜드 시멘트의 사용을 피할 수 있는 포졸란 및 시멘트질 재료이다. 플라이 애시 및 GGBFS 재료는 알칼리염으로 활성화된다. 어느 하나 또는 다른 하나 또는 둘 모두가 본 발명에 따른 제형으로 사용된다. GGBFS는 수산화칼슘이 매우 활성이기 때문에 증가된 수산화칼슘 함량으로 인해 강도 강화제로서 바람직하다. 또한, 플라이 애시는 일부 수산화칼슘을 함유하고 있지만, GGBFS에서 발견되는 약 30~50%의 수산화칼슘을 함유하고 있고 제형에 강도를 추가하는 것이 효과적이지 않다. 최종 제형에 사용되는 이들 물질의 특정량은 목표 평형 밀도에 대한 최상의 강도 및 단위 중량을 얻기 위해 통상의 배치 테스트로 결정된다.

시멘트질 재료용 활성제

시멘트질 재료 활성제는 나트륨 또는 칼륨메타규산염, 또는 나트륨 또는 칼륨메타규산염 5수화물을 포함하는 것이 바람직하다. 각각의 추가되는 양의 정확한 양은 소망의 혼합 강도, 체적 변화, 탄산염 및 유변학적 거동에 따라 다르다. 적절한 양은 일반적으로 최종 혼합물을 기준으로 약 2%(wt/wt)~약 25%(wt/wt), 바람직하게는 4~20wt%의 범위이다. 혼합물의 나트륨 또는 칼륨메타규산염 또는 5수화물의 농도는 특성이 프로젝트 요구 사항을 준수할 때까지 혼합물 설계에서 질량과 체적의 균형을 이루어 선택해야 한다. 스프레이 적용을 위한 연속 혼합 및 펌핑과 같이 혼합 시간이 매우 짧은 경우, 5수화물 함량을 높이는 것은 흔히 규산염 물질의 완전한 결합을 보장하거나, 5수화물 또는 메타규산염의 입자 크기를 줄이는 것이 유익하고, 물과의 반응 속도가 빨라지는 것을 허용한다. 포틀랜드 또는 다른 시멘트를 활용할 때에 나트륨 또는 메타규산나트륨 또는 5수화물의 양은 감소한다.

적용 분야가 공수의 산성 미립자에 영향을 받는 산업 구역에 있는 경우, 규소, 이산화탄소 또는 이산화칼륨 함량의 층을 증가시키고, 산 공격에 대한 상대적인 내성을 증가시키기 위해 보다 높은 농도의 메타규산염이 요구된다. 산에 영향을 받는 산업 분야에서, 혼합물은 플루오르화수소산을 제외한 모든 낮은 산 농도에 내성을 지닌다. 메타규산염 함량을 증가시키면 본질적으로 평형 단위 중량이 증가하므로, 경량 재료 또는 공극 재료의 균형을 이루어야 한다. 적용이 중등도 또는 극심한 기후(온도) 및 강수 현상에 영향을 받는 경우, 메타규산염 함량은 전형적으로 7% 이상으로 유지되어 이들 효과에 저항하기에 충분한 강도를 달성한다.

메타규산나트륨은 알칼리염이다. 메타규산나트륨은 플라이 애시 및 GGBFS에서 포졸란 성분을 활성화시켜 침투성을 감소시키고 강도를 증가시킨다. 메타규산나트륨은 흡수성 골재 중량을 증가시키는 가장 큰 책임을 지니므로, 그 농도는 혼합물에 사용된 골재의 고유 흡수성에 대해 효과적으로 균형을 이루어야 한다.

본 발명에 따른 조성물은 경화 재료를 형성하기 위해 알칼리에 의해 활성화 및 결합되고 액체 알칼리 금속 수산화물(예를 들면, 일차 활성제 또는 pH 개질제로서의 LiOH)을 사용하지 않는, 경화 조성물 또는 경화 가능한 조성물로 이산화규소 및 알루미늄 함유 포졸란을 나타내도록 "콜드퓨전" 콘크리트라고 언급된다. 본 발명자에 의한 테스트에서는 LiOH와 같은 액체 알칼리 금속 수산화물의 사용은 효과적인 내화성 코팅을 제조하는데 필요한 강도 특성이 결여된 경화 조성물을 생성하는 것으로 나타났다. 본 발명에 따른 콜드퓨전 콘크리트 조성물은 경화 시간, 체적 및 밀도를 제어할 수 있는 고품질의 재료를 제공한다.

경화 시간 지연제

경화 시간 지연 재료는 활용된 구성 조합에서 재료의 유효성에 기초하여 선택되어야 한다. 일반적으로, 가장 경제적인 재료 및 상대적인 농도를 사용하여 1시간의 경화 시간이 달성되면, 필요한 경우에 층의 마무리를 허용하는 것을 만족할 수 있다.

적절한 경화 지연제는 사붕산나트륨, 구연산나트륨 2수화물, 시트르산, 붕산 및 규산을 포함한다. 경화 시간 지연제는 일반적으로 본 발명에 따른 제형에 첨가되고, 이것은 물을 포함하는 혼합물의 약 0~약 15.0%(wt/wt) 범위 내의 양으로 첨가되어 경과 및/또는 작업 시간을 연장한다.

사붕산나트륨은 강철 구조물에 대한 경화 시간 지연제 및 부식 방지제인 것이 바람직하다. 사붕산나트륨과 같은 경화 시간 지연제는 본 발명의 지오폴리머 혼합물이 응집력을 유지하기에 충분한 속도로 강도를 얻도록 하면서, 적용자가 적용된 층을 마무리하는 것을 허용한다. 특정량의 사붕산나트륨은 통상의 테스트에 의해 결정되지만, 일반적으로 메타규산염의 약 40~60wt% 범위 내의 양으로 첨가된다.

균열 방지제

마이크로 섬유는 재료 중합으로부터 자발적인 체적 변화 및 증발의 결과로서 완성된 층의 균열을 감소시키는 중요한 성분이다. 임의의 마이크로 섬유를 선택할 수 있지만, 섬유는 1,999℉(1092.8℃) 이상의 온도에 영향을 받을 때에 유독성 연기를 발생시켜서는 안된다. 본 발명의 제형에서 균열 제어에 적합한 섬유는 물 수요가 낮고, 내열성이 높으며, 응집성 혼합물 전단 강도가 감소하기 때문에, 알칼리 내성 유리 섬유, 세라믹 섬유 또는 현무암 섬유를 포함한다. 통상의 테스트는 최적의 효과에 대한 섬유의 특정 농도를 결정할 수 있지만, 0.01~5wt%의 범위 내의 양이 일반적으로 효과적이다. 다양한 섬유 길이를 사용할 수 있다. 적절한 섬유 길이는 약 3㎜~약 20㎜, 바람직하게는 4~10㎜, 보다 더 바람직하게는 5~8㎜ 범위이다.

추가 에이전트

체적 변화를 제어하고 강도를 증가시키는데 활용되는 추가 재료는 물 감소 및 팽창제를 포함한다. 지오폴리머 유형의 내화재 및 내화성 혼합물에 효과적인 포틀랜드 혼합물에는 다양한 산업용 감수제 및 수축 보상기가 있을 수 있다. 예를 들면, 술폰화된 포름알데히드는 물 수요를 감소시키는데 효과적이다. 술폰화된 포름알데히드는 약 0.001%(wt/wt)~약 0.5%(wt/wt)의 범위의 농도로, 바람직하게는 약 0.001~0.01wt% 범위의 양으로 시멘트질 재료의 일부로서 첨가되고, 보다 바람직하게는 전체 혼합물을 기준으로 0.0015~0.004wt% 범위의 양으로 첨가된다. 충분한 술폰화된 포름알데히드만 사용하여 물 수요를 최대한 줄여야 한다. 그 시점을 넘어 술폰화된 포름알데히드를 더 첨가하는 것은 불필요하다. 포름알데히드는 유독성 화학 물질이므로, 농도는 최대 한계점 이하로 제한되어야 한다.

또한, 모래, 규산염, 알루미노규산염, 알루미노규산염 점토 및 다른 비활성 및 활성 물질의 사용은 수분 감소 효과를 생성한다.

산화마그네슘을 첨가하여 전체 수축을 제어한다. 실제로 팽창제이지만, 첨가된 농도가 충분히 낮게 유지되면(예를 들면, 약 0.0001~0.5wt%, 바람직하게는 0.0007~0.03wt%의 범위 내), 적용된 재료가 다르게 나타날 수 있는 수축에 효과적으로 대응한다. 가장 바람직한 농도는 전체 혼합물의 약 0.0015wt%이다. 산화마그네슘은 체적 변화 또는 팽창이 최적의 값으로 조정되는 정도까지만 첨가되어야 한다. 산화마그네슘을 너무 많이 첨가하면 과도한 팽창이 가해지므로 최종 제형이 다른 수축의 원천과 균형을 이루지 못하게 되므로 유해할 수 있다. 적절한 양의 산화마그네슘 또는 수산화물을 첨가하면 적용된 혼합물의 다른 성분의 수축을 상쇄시킬 수 있는 양의 체적 변화가 일어난다.

요변성은 스프레이 적용 분야에 유리하다. 이들 경우에, 펌프의 압력을 줄이고 평형 밀도를 줄이기 위해 수분 함량을 여러번 증가시킨다. 실리카 흄, 흄드 실리카, 정제된 아티풀자이트 점토 및 기타 요변성 물질(로 한정되는 것은 아님) 등의 매우 미세한 고온의 내성 물질을 첨가하는 것은 강도를 유지하거나 증가시키면서 적용된 층의 안정성을 높이고 습식의 처짐을 감소시키는데 도움이 된다. 또한, 이러한 매우 미세한 재료는 경화된 혼합물의 공극을 채우는데 도움을 줌으로써 최종 코팅의 강도를 증가시키는데 도움이 된다.

본 발명의 제형은 보호된 구조물에 적용시킨 후에 다양한 목표 밀도를 만족시키도록 조정될 수 있다. 소망의 혼합물 체적 및 평형 단위 중량을 달성하는 것과 관련된 설계 방법론은 다양할 것이다. 펌프를 이송 또는 적용 목적으로 활용하지 않는 경우, 보고/테스트된 비중에 기초하여 체적 및 단위 중량을 결정하는 표준 설계 계산을 행할 수 있다. 펌프가 이송 또는 적용 목적으로 활용되는 경우, 펌핑 압력의 결과로서 액체가 흡수성 골재에 부과될 것이다. 액체 또는 그 일부는 물과 전체적으로 휘발되지 않는 나트륨 또는 칼륨규산염 물질을 포함할 것이고; 나머지 비휘발성 물질은 재료의 비중/단위 중량을 증가시키고, 증가된 비중으로 인해 단위 중량을 감소시키는 형태로 보상되어야 한다. 증가된 비중을 보상하는 방법은 흡수성 골재와 균형을 이루고, 낮은 흡수성 골재 농도를 증가시키거나, 또는 Fritz, BASF, W.R. Grace, Euclid, 또는 SIKA(CLM)에 의해 공급되는 것과 같은 제어된 저강도 재료 첨가제 또는 공기 연행과 같은 공기 방출 메커니즘을 실험 배치 테스트에 의해 결정된 농도로 설치한다.

이 경우에, 단위 중량 및 체적 변화 시도가 특별히 문제가 되는 경우에는 단백질을 첨가할 수 있다. 이러한 단백질은 혼합물의 수산화물 및 규산염과 약한 공유 결합을 형성할 수 있는 합성 단백질 물질을 포함한다. 이들 공유 결합은 물을 유지할 수 있는 수산화물과 규산염의 이온 농도를 변경한다. 이 작용에 의해, 첨가 된 단백질성 물질은 혼합물이 경화 공정 중에 일정한 체적을 유지하고, 규산염의 점착성/끈적임을 감소시키는데 도움이 된다고 생각된다. 단백질의 농도는 모든 성분의 질량의 약 0.05%(wt/wt)~약 5.0%(wt/wt) 사이에서 변경될 수 있다.

점착성 감소제로서 본 발명에서 유용한 단백질 성분은 큰 생체분자 또는 하나 이상의 아미노산 잔기의 긴 사슬을 포함하는 거대분자를 포함한다. 바람직한 단백질은 나트륨 및 칼륨염뿐만 아니라, 카제인을 기초로 한다. 일반적으로 미국 특허 제619,040호 및 제1,537,939호를 참조하고, 그 내용은 본원에 참고로 포함된다. 단백질은 약 0.05%(wt/wt)~약 5%(wt/wt)의 범위의 농도로 시멘트질 재료의 일부로서 첨가되고, 단, 단백질은 최소 농도로 제공될 수 있고, 혼합물 규산염과 그 안에서 생성된 수산화물 사이의 공유 결합은 일시적으로 혼합물 점착성/끈적임을 제거하고 혼합물 체적 변화를 감소시킬 수 있다.

모든 구성 성분이 조합되는 경우, 물질은 약 10초~4분의 범위 내에서 일정 기간 동안 혼합되어야 한다. 30~60초의 범위 내에서의 혼합 시간은 흔히 통상적인 스프레이 장비에 사용되는 가장 일반적인 점도를 위해 충분하다. 본 발명에서 사용되는 혼합물 구성 성분은 프로젝트 사양에 의해 요구되는 대로 습윤 및 건조 평형 혼합물 밀도를 달성하도록 변경되어 균형을 이루고, 약 15pcf~90pcf(240~1442kg/㎥), 바람직하게는 15~50pcf(240~801kg/㎥) 건조 평형 밀도 및 약 100~5,000psi(1.4~34.4㎫), 바람직하게는 200~3000psi(1.4~20.7㎫)의 압축 강도를 갖는다. 혼합물 구성 성분은 플라스틱, 건조, 또는 자가 수축 균열이 일어나지 않도록 하기 위해 변경되는 것이 바람직하고, 가변 펌프 유형 및 펌핑 상승 차이를 수용하도록 추가로 변경된다.

흙손을 적용시키거나, 기후 변동, 물, 산, 황산염, 염화물 및 열 노출에 대해 2,000℉(ANSI/UL263(ASTM E119) 절차에 의해 규정된 UL 열 곡선)(1093℃)의 온도에서 4시간을 초과하는 내성이 있는 장소에 공기로 투영될 수 있는(예를 들면, 보호되어야 하는 건축 구조물의 적어도 일부에 스프레이됨) 골재, 공극 및 시멘트질 재료를 생산하기 위해, 가능한 한 오랜기간 동안 건조 물질을 조합하고, 물을 첨가하고, 혼합을 진행해야 하지만, 바람직하게는 최소 10초~약 5분의 범위 내이고, 연속 혼합 및 펌핑 장치의 경우에 30~120초의 범위가 바람직하고, 비연속 배치 장치를 사용할 때에는 30초~4분, 최소 60초~약 3분의 범위가 바람직하다.

배치 후, 특정 강도가 달성될 때까지 임의의 편리한 주위 환경에서의 경화가 이루어질 수 있거나, 물질 주위의 온도를 약 95℉(약 35℃)에서 약 180℉(약 82℃)로 상승시킴으로써 경화를 촉진시킬 수 있다. 전기 경화는 전압과 암페어수를 적절한 값으로 조정하여 소망의 강도가 달성될 때까지 콘크리트를 통해 전류를 펄스함으로써 발생할 수 있다.

하기 표는 본 발명에 따른 다양한 제형에 사용되는 다양한 성분의 적용 가능한 범위(wt%)를 설명한다.

표 1 - 15pcf 목표 밀도(공기 적용; 질석+EPS)

성분 범위(wt%) 선호 ( wt%) 기능

술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5 0.06~0.1 감수제

산화마그네슘 0.02~0.5 0.04~0.08 수축 제어

사이즈#3 질석 10~50 10~20 경량 골재

발포 폴리스티렌 0.01~5 0.3~1 경량 골재

GGBFS 5~50 10~20 시멘트질

F등급 플라이 애시 5~50 15~25 시멘트질

미세 메타규산나트륨 3~15 4~8 활성제

사붕산나트륨 1~7 1.5~4.5 감수제

6㎜ 현무암 마이크로 섬유 0.01~5 0.1~1 균열 제어

흄드 실리카 0.01~5 0.08~0.4 레올로지 강화

단백질 0.01~5 0.05~0.4 경화 강화

표 2 - 15pcf 목표 밀도(임의의 방법; 질석+EPS)

성분 Wt% 선호 Wt% 기능

#3 질석 5~50% 10~25% 경량 필러 골재

발포 폴리스티렌(EPS) 0.01~5% 0.2%~0.9% 경량 필러 골재

GGBFS 5~50% 10~20% 시멘트질

플라이 애시 5~50% 10~25% 시멘트질

사붕산나트륨 1~7% 1~5% 경화 시간 지연제

미세 메타규산나트륨 2~15% 3~8% 활성제

산화마그네슘 0.02~0.5% 0.04~0.1 수축 감소제

술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5% 0.05~0.1% 감수제

단백질 0.01~5% 0.09~0.16% 경화 강화

흄드 실리카 0.01~5% 0.14~0.23% 레올로지 강화

현무암 마이크로 섬유 0.01~5% 0.1~0.7% 균열 제어

물 20~60% 38~48% 활성제/윤활제

표 3 - 15pcf 목표 밀도(질석+펄라이트)

성분 Wt% 선호 Wt% 기능

#3 질석 5~50% 10~18% 경량 골재

펄라이트 1~20% 2~7% 경량 골재

GGBFS 5~50% 8~14% 시멘트질

플라이 애시 5~50% 11~16% 시멘트질

수산화칼슘 0~10% 1~7% 시멘트질

사붕산나트륨 1~7% 1~3% 경화 시간 지연제

미세 메타규산나트륨 3~15% 2~7% 활성제

산화마그네슘 0.02~0.5% 0.02~0.1% 수축 감소제

술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5% 0.05~0.1% 감수제

단백질 0.01~5% 0.09~0.2% 경화 강화

흄드 실리카 0.01~5% 0.15~0.25% 레올로지 강화

6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.01~5% 0.2~0.5% 균열 제어

물 20~60 38~48 활성제/윤활제

표 4 - 15pcf 목표 밀도(스프레이된; 질석+펄라이트)

성분 범위(wt%) 선호(wt%) 기능

술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5 0.06~0.1 감수제

산화마그네슘 0.02~0.5 0.04~0.08 수축 감소제

사이즈#3 질석 10~50 10~20 경량 골재

펄라이트 - 0.3~1㎜ 1~20 2~10 경량 골재

GGBFS 5~50 7~15 시멘트질

F등급 플라이 애시 5~50 10~25 시멘트질

미세 메타규산나트륨 3~15 3~10 활성제

사붕산나트륨 1~7 1~4 경화 시간 지연제

6㎜" 유리 마이크로 섬유 0.01~5 0.3~1.2 균열 제어

흄드 실리카 0.01~5 0.1~0.25 레올로지 강화

단백질 0.01~5 0.09~0.2 경화 강화

물 20~60 35~50 활성제/윤활제

표 5 - 25pcf 목표 밀도(질석+펄라이트+EPS)

성분 Wt% 선호 Wt% 기능

#3 질석 3~15 6~10 경량 필러 골재

펄라이트, % 1~20 5~10 경량 필러 골재

발포 폴리스티렌 0.1~3 1~3 경량 필러 골재

GGBFS 5~50 15~23 시멘트질

플라이 애시 5~50 22~30 시멘트질

메타규산나트륨 3~15 4~9 활성제

사붕산나트륨 1~7 2~5 경화 시간 지연제

산화마그네슘 0.02~0.5 0.04~0.08 수축 감소제

술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5 0.05~0.1 감수제

단백질 0.01~5 0.09~0.22 경화 강화

흄드 실리카 0.01~5 0.2~0.3 레올로지 강화

6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.01~5 0.03~0.25 균열 제어

물 20~60 22~35 활성제/윤활제

표 6 - 40pcf 목표 밀도(질석+EPS)

성분 Wt% 선호 Wt% 기능

#3 질석 5~25% 10~15% 경량 필러 골재

발포 폴리스티렌 0.2~5% 2~4% 경량 필러 골재

GGBFS 5~50% 12~20% 시멘트질

플라이 애시 5~50% 17~24% 시멘트질

메타규산나트륨 3~15% 4~7% 활성제

사붕산나트륨 1~7% 2~5% 경화 시간 지연제

산화마그네슘 0.02~0.5% 0.04~0.08% 수축 감소제

술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5% 0.05~0.1% 감수제

단백질 0.01~5% 0.13~0.18% 경화 강화

흄드 실리카 0.01~5% 0.15~0.25% 레올로지 강화

6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.01~5% 0.35~0.45% 균열 제어

물 15~70% 30~40% 활성제/윤활제

표 7 - 40pcf 목표 밀도(질석)

성분 범위(wt%) 선호(wt%) 기능

술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5 0.06~0.1 감수제

산화마그네슘 0.02~0.5 0.04~0.08 수축 감소제

사이즈#3 질석 5~25 8~18 경량 골재

GGBFS 5~50 5~20 시멘트질

F등급 플라이 애시 5~50 15~30 시멘트질

메타규산나트륨 3~15 4~8 활성제

사붕산나트륨 1~7 1.5~4 감수제

6㎜" 유리 마이크로 섬유 0.01~5 0.2~0.8 균열 제어

흄드 실리카 0.01~5 0.1~0.8 레올로지 강화

단백질 0.01~5 0.08~0.25 경화 강화

물 20~60 30~50 활성제

표 8 - 40pcf 목표 밀도(질석+Ca(OH)₂)

성분 Wt% 선호 Wt% 기능

#3 질석 5~25% 10~15% 경량 골재

GGBFS 0~50% 10~16% 시멘트질

플라이 애시 0~50% 15~22% 시멘트질

수산화칼슘 0.1~10% 1~3% 시멘트질

메타규산나트륨 3~15% 4~7% 활성제

사붕산나트륨 1~7% 1~5% 경화 시간 지연제

산화마그네슘 0.02~0.5% 0.04~0.08% 수축 감소제

술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5% 0.05~0.1% 감수제

단백질 0.01~5% 0.12~0.18% 경화 강화

흄드 실리카 0.01~5% 0.15~0.25% 레올로지 강화

6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.01~5% 0.3~0.5% 균열 제어

물 20~60% 38~48% 활성제/윤활제

표 9 - 50pcf 목표 밀도(질석+EPS)

성분 범위(wt%) 선호(wt%) 기능

펄라이트 1~2㎜ 3~8 5~6 경량 골재

발포 폴리스티렌 0.10~3 1~2.5 경량 골재

술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5 0.05~0.1 감수제

사이즈#3 질석 3~15 4~8 경량 골재

산화마그네슘 0.02~0.5 0.04~0.1 수축 감소제

GGBFS 5~50 10~25 시멘트질

F등급 플라이 애시 5~50 20~30 시멘트질

메타규산나트륨 3~15 5~10 활성제

사붕산나트륨 1~7 2~5.5 감수제

6㎜" 유리 마이크로 섬유 0.01~5 0.3~1 균열 제어

흄드 실리카 0.01~5 0.01~1 레올로지 강화

단백질 0.01~5 0.01~0.5 경화 강화

물 15~70 20~40 활성제

표 10 - 50pcf 목표 밀도(질석+펄라이트+EPS)

성분 Wt% 선호 Wt% 기능

#3 질석 3~15% 4~8% 경량 필러 골재

펄라이트 1~20% 3~8% 경량 필러 골재

발포 폴리스티렌 0.1~3% 1~3% 경량 필러 골재

GGBFS 5~50% 15~23% 시멘트질

플라이 애시 5~50% 22~30% 시멘트질

메타규산나트륨 3~15% 4~8% 활성제

사붕산나트륨 1~7% 2~5% 경화 시간 지연제

산화마그네슘 0.02~0.5% 0.04~0.08% 수축 감소제

술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5% 0.05~0.1% 감수제

단백질 0.01~5% 0.09~0.22% 경화 강화

흄드 실리카 0~5% 0.2~0.3% 레올로지 강화

6㎜ 유리 마이크로 섬유 0~5% 0.03~0.25% 균열 제어

물 20~60 22~35 활성제/윤활제

표 11 - 50pcf 목표 밀도(질석+GGBFS)

성분 Wt% 선호 Wt% 기능

#3 질석 7~25% 10~15% 경량 필러 골재

GGBFS 20~50% 35~44% 시멘트질

메타규산나트륨 1~15% 4~8% 활성제

산화마그네슘 0~2% 0.04~0.08% 수축 감소제

사붕산나트륨 1~7% 2~5% 경화 시간 지연제

술폰화된 포름알데히드 0~4% 0.05~0.1% 감수제

단백질 0~4% 0.09~0.2% 경화 강화

흄드 실리카 0~4% 0.15~0.25% 레올로지 강화

6㎜ 유리 마이크로 섬유 0~4% 0.2~0.5% 균열 제어

물 20~60% 38~45% 활성제/윤활제

표 12 - 50pcf 목표 밀도(플라이 애시)

성분 Wt% 선호 Wt% 기능

#3 질석 5~25% 10~15% 경량 필러 골재

플라이 애시 0~50% 32~45% 시멘트질

수산화칼슘 0~10% 1~5% 시멘트질

메타규산나트륨 1~15% 4~8% 활성제

사붕산나트륨 1~7% 2~5% 경화 시간 지연제

산화마그네슘 0~2% 0.04~0.08% 수축 감소제

술폰화된 포름알데히드 0~2% 0.05~0.1% 감수제

단백질 0~2% 0.09~0.2% 경화 강화

흄드 실리카 0~2% 0.15~0.25% 레올로지 강화

6㎜ 유리 마이크로 섬유 0~5% 0.2~0.5% 균열 제어

물 20~60% 33~45% 활성제/윤활제

표 13 - 50pcf 목표 밀도(플라이 애시+GGBFS)

성분 Wt% 선호 Wt% 기능

#3 질석 5~25% 10~15% 경량 필러 골재

GGBFS 0~50% 10~16% 시멘트질

플라이 애시 0~50% 15~22% 시멘트질

수산화칼슘 0~10% 1~3% 시멘트질

메타규산나트륨 1~15% 4~7% 활성제

미세 메타규산나트륨 1~15% 4~7 활성제

산화마그네슘 0~2% 0.04~0.08% 수축 감소제

술폰화된 포름알데히드 0~2% 0.05~0.1% 감수제

단백질 0~4% 0.09~0.2% 경화 강화

흄드 실리카 0~4% 0.15~0.25% 레올로지 강화

6㎜ 유리 마이크로 섬유 0~5% 0.2~0.5% 균열 제어

물 20~60 38~48 활성제/윤활제

표 14 - 50pcf 목표 밀도

성분 Wt% 기능

팽창 유리 1, 2㎜ 5~20 경량 필러 골재

팽창 유리 0.5, 1㎜ 5~20 경량 필러 골재

사이즈#3 질석 0~20 경량 필러 골재

GGBFS 5~45 시멘트질

F등급 플라이 애시 5~45 시멘트질

메타규산나트륨 3~15 활성제

사붕산나트륨 0~15 경화 시간 지연제

6㎜" 유리 마이크로 섬유 0.05~10 균열 제어

흄드 실리카 0~5 레올로지 강화

단백질 0.05~5 경화 강화

SIKA CLSM 연행 0~5 수축 제어

물 5~30 활성제/윤활제

표 15 - 50pcf 목표 밀도

성분 Wt% 기능

팽창 유리, 1~2㎜ 5~30 경량 필러 골재

세노스피어 5~20 경량 필러 골재

3M 유리 버블, 0.05~0.1㎜ 0.05~200 경량 필러 골재

질석, #3 0~10 경량 필러 골재

펄라이트, 0.3~1㎜ 0~15 경량 필러 골재

GGBFS 5~45 시멘트질

플라이 애시, F등급 5~45 시멘트질

메타규산나트륨 3~15 활성제

사붕산나트륨 1~15 경화 시간 지연제

유리 섬유, 6㎜ 0.05~10 균열 제어

흄드 실리카 0.05~5 레올로지 강화

단백질 0.05~5 경화 강화

물 5~30 활성제/윤활제

표 16 - 50pcf 목표 밀도

성분 Wt% 기능

펄라이트, 1~2㎜ 0.05~30 경량 필러 골재

세노스피어 5~20 경량 필러 골재

펄라이트, 0.3~1㎜ 0~15 경량 필러 골재

GGBFS 5~60 시멘트질

메타규산나트륨 3~15 활성제

사붕산나트륨 1~15 경화 시간 지연제

유리 마이크로 섬유, 6㎜ 0.05~10 균열 제어

흄드 실리카 0.05~5 레올로지 강화

단백질 0.05~5 경화 강화

물 5~30 활성제/윤활제

표 17 - 50pcf 목표 밀도

성분 Wt% 기능

펄라이트, 1~2㎜ 5~30 경량 필러 골재

수산화칼슘 5~20 시멘트질

질석, #3 0~15 경량 필러 골재

플라이 애시, F등급 5~60 시멘트질

메타규산나트륨 3~15 활성제

사붕산나트륨 0~15 경화 시간 지연제

유리 마이크로 섬유, 6㎜ 0.01~10 균열 제어

흄드 실리카 0~5 레올로지 강화

단백질 0.05~5 경화 강화

물 5~30 활성제/윤활제

실시예

실시예 1~12

본 발명에 따른 혼합물은 강도, 평형 밀도, 결합 강도, 및 달리 언급하지 않는 한, ANSI/UL1709 또는 ANSI/UL263(ASTM E119) 절차에 의해 규정된 2000℉에 노출되는 것으로부터 0.25인치 강철과 같은 처리된 기재를 차단하는 능력에 대해 제조하고 테스트했다. 공인된 온도 및 50% 습도에서 경화를 행했다. 온도는 노출되지 않은 열전쌍으로 측정했다. 결과는 이하의 표에 나타낸다.

실시예 1 - 50pcf 목표 밀도

실시예 2 - 50pcf 목표 밀도

실시예 3 - 50pcf 목표 밀도

실시예 4 - 50pcf 목표 밀도

실시예 5 - 50pcf 목표 밀도(질석+플라이 애시+GGBFS)

실시예 6 - 50pcf 목표 밀도(질석+플라이 애시)

실시예 7 - 50pcf 목표 밀도(질석+GGBFS)

실시예 8 - 50pcf 목표 밀도(질석+펄라이트+EPS)

실시예 9 - 50pcf 목표 밀도(질석)

실시예 10 - 40pcf 목표 밀도(질석+EPS)

실시예 11 - 25pcf 목표 밀도(질석+펄라이트+EPS)

실시예 12 - 15pcf 목표 밀도(질석)

실시예 13 - 15pcf 목표 밀도

상기에서 보고된 제형은 모두 의미 있는 수축을 거의 나타내지 않고, 보호된 기재에 대해 우수한 내화성을 제공하며, 처리된 건물에 대한 건축가의 설계 사양을 준수하기 위해 일정한 평형 밀도를 제공하는 제형을 반영한다. 테스트된 코팅은 거주자에게 불이 난 건물을 빠져나올 수 있는 시간, 1시간~3시간 이상을 제공한다. 이들 이점은 모두 포틀랜드 시멘트의 사용 및 포틀랜드 시멘트 생산과 관련된 그에 수반되는 온실가스의 발생을 피함으로써 제품의 탄소 발자국을 감소시키면서, 석탄 연소 및 금속 가공으로부터 폐기물 미립자를 유리하게 사용하는 지오폴리머 코팅으로부터 유래한다.

본 명세서에서 언급된 모든 특허 및 공보는 본 발명에 귀속하는 당업자의 수준을 나타낸다. 모든 특허 및 공보는 각각의 개별 공보가 구체적 및 개별적으로 참조에 의해 포함되도록 지시된 것과 동일한 정도로 참조에 의해 본원에 포함된다.

본 발명의 특정 형태가 도시되어 있지만, 이것은 본원에 기술되어 도시된 특정 형태 또는 배열에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경이 이루어질 수 있고, 본 발명은 본원에 포함된 명세서 및 임의의 도면/도에 도시되어 설명된 것에 제한되지 않는다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.

당업자는 본 발명이 목적을 수행하고 언급된 목적 및 이점뿐만 아니라, 본원에서 내재하는 것을 얻도록 만족스럽게 조정된다는 것이 쉽게 이해될 것이다. 본원에 기술된 실시예, 방법, 절차 및 기술은 현재 바람직한 실시예를 대표하고, 범위에 대해 예시적인 것으로 의도되고, 제한적인 것은 의도하지 않는다. 그 안에서의 변경 및 다른 사용은 본 발명의 사상 내에 포함되는 당업자에 의해 일어날 것이고, 첨부된 청구항의 범위에 의해 규정된다. 본 발명은 특정 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 청구된 본 발명은 그러한 특정 실시예에 지나치게 제한되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다. 실제로, 당업자에게 자명한 본 발명을 수행하기 위해 기술된 방식의 다양한 변형은 다음의 청구범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims

포틀랜드 시멘트가 없는 내화성 지오폴리머 코팅으로서, 적용시에 분무 가능하거나 펼칠 수 있도록 구성되고, 입방미터당 240, 400, 641 및 801㎏으로 이루어지는 군으로부터 하나의 소정 평형 밀도 및 1.4~20.7MPa 범위 내의 압축 강도를 갖고,
상기 코팅은,
1.0 미만의 부피 비중 및 0.025㎜~12.5㎜ 범위의 직경을 갖고, 분무 가능한 코팅으로 적어도 2개의 골재를 포함하는 15~50wt%의 적어도 하나의 경량 골재;
5~60wt%의 적어도 하나의 알칼리 활성화된 시멘트질 재료;
액체 알칼리 금속 수산화물 이외의 상기 알칼리 활성화된 시멘트질 재료에 대한 2~15wt%의 적어도 하나의 활성제;
1~15wt%의 적어도 하나의 경화 시간 지연제;
단백질 물질 및 합성 단백질 물질로 이루어지는 군으로부터, 0.01~5wt%의 적어도 하나;
0.01~5wt%의 적어도 하나의 알칼리 내성 섬유;
0.01~2wt%의 산화마그네슘; 및
물을 포함하는, 성분을 포함하는 내화성 지오폴리머 코팅.
제 1 항에 있어서,
상기 성분은 이하의 구성으로 이루어지는 군 중 하나로부터 선택되는 내화성 지오폴리머 코팅.
a. 성분 Wt%
질석 5~50
현무암 마이크로 섬유 0.01~5
발포 폴리스티렌 0.01~5
플라이 애시 5~50
흄드 실리카 0.01~5
분쇄된 입상 고로 슬래그(GGBFS) 10~20
산화마그네슘 0.02~0.5
단백질 0.01~5
메타규산나트륨 2~15
사붕산나트륨 1~7
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5
물 20~60
b. 성분 Wt%
질석 10~18
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.2~0.5
수산화칼슘 1~7
플라이 애시 11~16
흄드 실리카 0.15~0.25
GGBFS 5~50
산화마그네슘 0.02~0.1
펄라이트 2~7
단백질 0.09~0.2
메타규산나트륨 2~7
사붕산나트륨 1~3
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.1
물 10~48
c. 성분 Wt%
질석 10~50
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.01~5
플라이 애시 5~50
흄드 실리카 0.01~5
GGBFS 5~50
산화마그네슘 0.02~0.5
펄라이트 0.3~1㎜ 1~20
단백질 0.01~5
메타규산나트륨 3~15
사붕산나트륨 1~7
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5
물 20~60
d. 성분 Wt%
펄라이트 5~25
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.01~5
발포 폴리스티렌 0.2~5
플라이 애시 5~50
흄드 실리카 0.01~5
GGBFS 5~50
산화마그네슘 0.02~0.5
단백질 0.01~5
메타규산나트륨 3~15
사붕산나트륨 1~7
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5
물 15~70
e. 성분 Wt%
팽창 유리 5~25
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.01~5
F등급 플라이 애시 5~50
흄드 실리카 0.01~5
GGBFS 5~50
산화마그네슘 0.02~0.5
단백질 0.01~5
메타규산나트륨 3~15
사붕산나트륨 1~7
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5
물 20~60
f. 성분 Wt%
알루미늄 버블 5~25
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.01~5
수산화칼슘 0.1~10
플라이 애시 0~50
흄드 실리카 0.01~5
GGBFS 0~50
산화마그네슘 0.02~0.5
단백질 0.01~5
메타규산나트륨 3~15
사붕산나트륨 1~7
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5
물 20~60
g. 성분 Wt%
보크사이트 3~15
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.01~5
F등급 플라이 애시 5~50
발포 폴리스티렌 0.10~3
흄드 실리카 0.01~5
GGBFS 5~50
산화마그네슘 0.02~0.5
펄라이트 1~2㎜ 3~8
단백질 0.01~5
메타규산나트륨 3~15
사붕산나트륨 1~7
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5
물 15~70
h. 성분 Wt%
세라믹 버블 3~15
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0~5
발포 폴리스티렌 0.1~3
플라이 애시 5~50
흄드 실리카 0~5
GGBFS 5~50
산화마그네슘 0.02~0.5
펄라이트 1~20
단백질 0.01~5
메타규산나트륨 3~15
사붕산나트륨 1~7
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5
물 20~60
i. 성분 Wt%
화산분진 3~15
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.01~5
발포 폴리스티렌 0.1~3
플라이 애시 5~50
흄드 실리카 0.01~5
GGBFS 5~50
산화마그네슘 0.02~0.5
펄라이트 1~20
단백질 0.01~5
메타규산나트륨 3~15
사붕산나트륨 1~7
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.5
물 20~60
제 1 항에 있어서,
상기 성분은 이하의 구성으로 이루어지는 군 중 하나로부터 선택되는 내화성 지오폴리머 코팅.
j. 성분 Wt%
질석 10~25
현무암 마이크로 섬유 0.1~0.7
발포 폴리스티렌(EPS) 0.2~0.9
플라이 애시 10~25
흄드 실리카 0.14~0.23
GGBFS 10~20
산화마그네슘 0.04~0.1
단백질 0.09~0.16
메타규산나트륨 3~8
사붕산나트륨 1~5
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.1
물 10~48
k. 성분 Wt%
질석 10~20
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.3~1.2
F등급 플라이 애시 10~25
흄드 실리카 0.1~0.25
GGBFS 7~15
산화마그네슘 0.04~0.08
펄라이트 0.3~1㎜ 2~10
단백질 0.09~0.2
메타규산나트륨 3~10
사붕산나트륨 1~4
술폰화된 포름알데히드 0.06~0.1
물 35~50
l. 성분 Wt%
팽창 유리 10~15
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.35~0.45
발포 폴리스티렌 2~4
플라이 애시 17~24
흄드 실리카 0.15~0.25
GGBFS 12~20
산화마그네슘 0.04~0.08
단백질 0.13~0.18
메타규산나트륨 4~7
사붕산나트륨 2~5
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.1
물 30~40
m. 성분 Wt%
질석 8~18
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.2~0.8
F등급 플라이 애시 15~30
흄드 실리카 0.1~0.8
GGBFS 5~20
산화마그네슘 0.04~0.08
단백질 0.08~0.25
메타규산나트륨 4~8
사붕산나트륨 1.5~4
술폰화된 포름알데히드 0.06~0.1
물 10~50
n. 성분 Wt%
보크사이트 10~15
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.3~0.5
수산화칼슘 1~3
플라이 애시 15~22
흄드 실리카 0.15~0.25
GGBFS 10~16
산화마그네슘 0.04~0.08
단백질 0.12~0.18
메타규산나트륨 4~7
사붕산나트륨 1~5
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.1
물 38~48
o. 성분 Wt%
질석 4~8
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.3~1
F등급 플라이 애시 20~30
발포 폴리스티렌 1~2.5
흄드 실리카 0.01~1
GGBFS 10~25
산화마그네슘 0.04~0.1
펄라이트 1~2㎜ 5~6
단백질 0.01~0.5
메타규산나트륨 5~10
사붕산나트륨 2~5.5
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.1
물 20~40
p. 성분 Wt%
질석 4~8
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.03~0.25
발포 폴리스티렌 1~3
플라이 애시 22~30
흄드 실리카 0.2~0.3
GGBFS 15~23
산화마그네슘 0.04~0.08
세노스피어 3~8
단백질 0.09~0.22
메타규산나트륨 4~8
사붕산나트륨 2~5
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.1
물 22~35
q. 성분 Wt%
질석 10~15
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.2~0.5
흄드 실리카 0.15~0.25
GGBFS 35~44
산화마그네슘 0.04~0.08
단백질 0.09~0.2
메타규산나트륨 4~8
사붕산나트륨 2~5
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.1
물 10~45
r. 성분 Wt%
질석 10~15
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.2~0.5
수산화칼슘 1~5
플라이 애시 32~45
흄드 실리카 0.15~0.25
산화마그네슘 0.04~0.08
단백질 0.09~0.2
메타규산나트륨 4~8
사붕산나트륨 2~5
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.1
물 10~45
s. 성분 Wt%
질석 10~15
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.2~0.5
수산화칼슘 1~3
메타규산나트륨 5수화물 4~7
플라이 애시 15~22
흄드 실리카 0.15~0.25
산화마그네슘 0.04~0.08
단백질 0.09~0.2
메타규산나트륨 4~7
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.1
사붕산나트륨 2~5
물 38~48
t. 성분 Wt%
질석 6~10
6㎜ 유리 마이크로 섬유 0.03~0.25
발포 폴리스티렌 1~3
플라이 애시 22~30
흄드 실리카 0.2~0.3
GGBFS 15~23
산화마그네슘 0.04~0.08
펄라이트 5~10
단백질 0.09~0.22
메타규산나트륨 4~9
사붕산나트륨 2~5
술폰화된 포름알데히드 0.05~0.1
물 22~35
5%(wt/wt)~30%(wt/wt)의 팽창 유리 1㎜~2㎜;
5%(wt/wt)~20%(wt/wt)의 세노스피어;
분쇄된 입상 고로 슬래그 및 F등급 플라이 애시로 이루어지는 군으로부터 선택된, 5%(wt/wt)~45%(wt/wt)의 적어도 하나;
메타규산나트륨, 메타규산칼륨, 5수화 나트륨 및 5수화 칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택된, 3%(wt/wt)~15%(wt/wt)의 적어도 하나;
0.3%(wt/wt)~10.0%(wt/wt)의 6㎜ 유리 마이크로 섬유;
0.05%(wt/wt)~5.0%(wt/wt)의 단백질; 및
5.0%(wt/wt)~30%(wt/wt)의 물을 포함하는 밀도 제어된 콜드퓨전 콘크리트 시멘트질 스프레이 적용된 내화 제형.
5%(wt/wt)~30%(wt/wt)의 1㎜~2㎜ 펄라이트;
5%(wt/wt)~20%(wt/wt)의 세노스피어;
5%(wt/wt)~60%(wt/wt)의 분쇄된 입상 고로 슬래그;
메타규산나트륨, 메타규산칼륨, 5수화 나트륨 및 5수화 칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택된, 3%(wt/wt)~15%(wt/wt)의 적어도 하나;
0.4%(wt/wt)~10.0%(wt/wt)의 6㎜ 유리 마이크로 섬유;
0.05%(wt/wt)~5.0%(wt/wt)의 단백질; 및
5.0%(wt/wt)~30%(wt/wt)의 물을 포함하는 밀도 제어된 콜드퓨전 콘크리트 시멘트질 스프레이 적용된 내화 제형.
5%(wt/wt)~30%(wt/wt)의 1㎜~2㎜ 펄라이트;
5%(wt/wt)~20%(wt/wt)의 수산화칼슘;
5%(wt/wt)~60%(wt/wt)의 F등급 플라이 애시;
메타규산나트륨, 메타규산칼륨, 5수화 나트륨 및 5수화 칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택된, 3%(wt/wt)~15%(wt/wt)의 적어도 하나;
0.01%(wt/wt)~10.0%(wt/wt)의 6㎜ 유리 마이크로 섬유;
0.05%(wt/wt)~5.0%(wt/wt)의 단백질; 및
5.0%(wt/wt)~30%(wt/wt)의 물을 포함하는 밀도 제어된 콜드퓨전 콘크리트 시멘트질 스프레이 적용된 내화 제형.
제 1 항에 기재된 내화성 지오폴리머 코팅을 건물의 적어도 일부에 적용하는 것을 포함하는 공정에 의해 화재로부터 건물을 보호하는 방법.
제 2 항에 기재된 내화성 지오폴리머 코팅을 건물의 적어도 일부에 적용하는 것을 포함하는 공정에 의해 화재로부터 건물을 보호하는 방법.
제 3 항에 기재된 내화성 지오폴리머 코팅을 건물의 적어도 일부에 적용하는 것을 포함하는 공정에 의해 화재로부터 건물을 보호하는 방법.
제 4 항에 기재된 내화 제형을 건물의 적어도 일부에 적용하는 것을 포함하는 공정에 의해 화재로부터 건물을 보호하는 방법.
제 5 항에 기재된 내화 제형을 건물의 적어도 일부에 적용하는 것을 포함하는 공정에 의해 화재로부터 건물을 보호하는 방법.
제 6 항에 기재된 내화 제형을 건물의 적어도 일부에 적용하는 것을 포함하는 공정에 의해 화재로부터 건물을 보호하는 방법.