KR20040067166A - 경량골재를 이용한 내화성 판재조성물 - Google Patents

경량골재를 이용한 내화성 판재조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20040067166A
KR20040067166A KR1020030004160A KR20030004160A KR20040067166A KR 20040067166 A KR20040067166 A KR 20040067166A KR 1020030004160 A KR1020030004160 A KR 1020030004160A KR 20030004160 A KR20030004160 A KR 20030004160A KR 20040067166 A KR20040067166 A KR 20040067166A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plate composition
weight
flame retardant
composition according
fire
Prior art date
Application number
KR1020030004160A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100473347B1 (ko
Inventor
유기홍
신성식
서성호
Original Assignee
김경애
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김경애 filed Critical 김경애
Priority to KR10-2003-0004160A priority Critical patent/KR100473347B1/ko
Publication of KR20040067166A publication Critical patent/KR20040067166A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100473347B1 publication Critical patent/KR100473347B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0016—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B20/002—Hollow or porous granular materials
    • C04B20/004—Hollow or porous granular materials inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/0048—Fibrous materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/023—Chemical treatment
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire
    • E04B1/941—Building elements specially adapted therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/60—Agents for protection against chemical, physical or biological attack
    • C04B2103/63—Flame-proofing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • C04B2111/285—Intumescent materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)
  • Building Environments (AREA)

Abstract

본 발명은 경량골재를 이용한, 내화성능이 우수한 판재조성물에 관한 것으로서, 경량골재 5-40중량%, 무기충전재 5-40중량%, 탄화성 섬유 3-25중량% 및 상온에서 액상인 차콜형성제 5-25중량%를 포함하는 것으로, 이같은 내화성 판재 조성물은 내화성능이 우수하고 화재시에도 내부소재의 열분해에 따른 유독가스가 발생하지 않아 인체에 무해하며, 또한 바탕면이 수려하여 건축물의 방화, 내화벽체로 사용가능하고, 가벼워 운반 및 시공이 용이하며 산업폐기물을 재활용하여 친환경적인 제품이다.

Description

경량골재를 이용한 내화성 판재조성물{Incombustible panel composite used lightweight aggregate}
본 발명은 경량골재를 이용한 내화성 판재조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건축물의 내외부 방화 및 내화벽체로 사용할 수 있는 내화성 판재조성물에 관한 것이다.
최근 들어, 건축물의 벽체를 시공함에 있어서 습식공법에서 건식공법으로의 전환이 눈에 띄게 늘어가고 있는데, 이는 건식공법이 습식공법에 비하여 공기의 단축, 시공의 용이함, 품질관리 등의 이점을 갖기 때문이다. 또한, 경량구조의 적용에 따른 건축물의 구조적인 경량성과 가변형 벽체로서의 적용이 용이함에 따라, 건식벽체로서 적용가능한 제품에 대한 요구가 증대되고 있다.
일반적으로 건축물의 건식벽체로서는 석고보드 또는 석면 시멘트판을 이용한 벽체나 콘크리트판넬 또는 스치로폼 콘크리트 합성판넬 등이 있다. 이중 석고보드는 가장 일반적으로 사용되고 있으나, 내화성능이 떨어지며 충격에 약한 단점을 안고 있다. 내화성능을 보강한 방화석고보드가 적용되고 있기도 한데, 이는 석고보드의 내화성능을 보강하기 위하여 무기광물성 섬유를 첨가하여 제조된 것이나 이 또한 내화성능을 충분히 발휘하지 못하므로 겹쳐 사용하거나 무기광물성 단열재와 함께 사용하여 칸막이벽으로 사용되고 있다.
석면 시멘트판의 경우, 주원료인 석면이 발암물질로 규정되어 그 사용이 제한적으로, 최근에는 거의 사용이 되지 않고 있으며, 무석면 시멘트판의 경우에도 비중이 높고 습기에 취약하여 일부 제한된 용도에만 적용되고 있다.
또한, 판재로서 콘크리트 판넬이나 스치로폼 콘크리트 합성판넬이 있는데, 콘크리트판넬은 시멘트와 규석분을 주로 사용하여 성형한 제품으로 내화성능은 우수하나, 비중이 크고 마감면이 수려하지 못하여 건축물의 내부 칸막이 벽체로는 사용되지 못하고 있다.
이를 보완하기 위하여 경량골재 및 시멘트를 이용하여 제조한 경량 콘크리트 판넬도 있으나 이 또한 마감면이 수려하지 못하고 충분한 내화성능을 발휘하기 위해서는 두꺼워져 사용이 제한되고 있다.
이에 본 발명은 이러한 단점들을 해결하기 위한 것으로, 경량골재 및 무기충전재를 주로 사용하여 가볍고 제조 및 시공이 용이하면서도, 화재시 탄화성 소재의 차콜형성화를 통하여 충분한 내화성능을 발휘하면서 습기에 강한 내화성 판재조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 화재시 화재온도의 상승에 따른 온도별 화재저항메카니즘을형성할 수 있도록 구성되어, 내화성능이 크게 향상된 내화성 판재조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 내화성 판재조성물은 다공성의 경량골재 5-40중량%, 무기충전재 5-40중량%, 탄화성 섬유 3-25중량% 및 상온에서 액상인 차콜형성제 5-25중량%(고형분 함량기준)를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이에 더하여 경화제, 난연제, 백화방지제 및 계면활성제를 단독 또는 혼합하여 포함할 수도 있다.
이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명 내화성 판재조성물의 주재료인 다공성의 경량골재는 내부에 다수의 기공을 함유하여 가볍고 열전달저항이 뛰어나, 내화, 단열, 흡음 등의 용도로 많이 사용되는 소재로서, 일예로 팽창퍼라이트, 팽창질석, 팽창경석, 광물질에 기포를 함유케한 중공구체 및 광물 생성시 기포가 존재하는 화산재나 부석, 발포폴리스티렌입자 중에서 1종 이상을 선택하여 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 경량골재는 전체 조성물을 기준으로 5-40중량%로 포함되는 바, 그 함량이 5중량% 미만이면 밀도가 높아져 건식벽체로서의 이점이 상실되며, 30 중량%를 초과하여 사용할 경우에는 재료분리가 발생하여 조성물의 균일한 성능을 발휘하기 힘들며, 판재 조성물의 강도가 낮아지고 표면이 매끄럽지 못하게 된다.
무기충전재는 판재 조성물의 제조시 재료의 혼합을 밀실하게 하여 강도를 증진시키고, 표면을 매끄럽게 하며, 전반적으로 제조원가를 낮춤으로써 경제적인 판재조성물을 제조할 수 있도록 한다. 이같은 역할을 하는 무기충전재로는 철강제련에서 발생하는 부산물인 고로슬래그나 화력발전소 부산물인 플라이애쉬, 또는 석분, 탈크, 방해석, 돌로마이트, 중탄산칼슘 중에서 선택된 1종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 무기충전재는 전체 조성물을 기준으로 5-40중량% 되도록 포함되는 바, 무기충전재는 비중이 상대적으로 높은 제품으로서, 40중량%를 초과하여 사용할 경우에는 조성물의 밀도가 높아져 경량소재로서의 특징을 상실하게 된다.
탄화성 섬유는 판재조성물의 휨강도를 증진시키고, 화재시 판재조성물 중 일부가 수축으로 인하여 균열을 일으키는 것을 방지하기 위한 것으로, 전체 조성물을 기준으로 3-25중량%로 사용한다.
탄화성 섬유로는 폐신문지, 폐지폐, 폐종이박스 등을 파쇄한 종이섬유, 목분, 면사 및 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 등의 가연성 화학섬유 중에서 선택된 1종 이상의 것을 들 수 있다.
탄화성 섬유의 함량이 전체 조성물 중 30중량% 초과면 판재조성물의 내화성능을 약화시키고, 내습성을 저하시키는 문제가 있을 수 있다.
즉, 상기한 탄화성 섬유는 가연성으로, 내화성 소재로서의 단점을 보유하고 있기 때문에 이를 근본적으로 개선하기 위하여 상온에서 액상인 차콜형성제를 전체 조성물에 대해서 고형분 기준으로 3-25중량% 되도록 포함한다. 차콜형성제는 탄화성 섬유의 장점을 그대로 보유하기 위하여 섬유의 형상을 유지시키면서도, 탄화성섬유의 표면에 도포됨으로써 차콜화하여 화재에 우수한 성능을 발휘할 수 있도록 한다.
차콜형성제는 무기질이면서 상온에서 액상으로 존재하여 전체 조성물에 고루 혼합이 용이하고, 탄화성 섬유와의 접착이 견고하여 착화를 지연시키고 탄화성 섬유로부터 산소를 차단시켜 단열성이 뛰어난 차콜을 형성하게 한다.
차콜형성제의 일예로는 규산나트륨, 규산칼륨, 인산, 인산염 접착제를 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
여기서, 규산나트륨, 규산칼륨의 경우에는 저가의 일반 난연제품을 생산하는데 적절하며, 인산, 인산염 접착제의 경우에는 고온에 안정한 특수 고부가성 난연제품을 생산하는데 효과가 있다.
차콜형성제의 조성비율이 전체 조성물 중 5중량% 미만인 경우에는 탄화성 섬유와의 접착이 미미하여 완전한 난연화가 이루어지지 않으며, 조성비율이 25중량%를 초과할 경우에는 내화성능은 향상되지만, 밀도가 높아져 경량성과 단열성, 흡음성능이 저하되는 문제가 발생하게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 내화성 판재조성물은 가연성 소재인 탄화성 섬유에 대한 차콜화를 통하여 화재에 대한 안전성을 확보하였으나, 본래 가연성인 탄화성 섬유가 짧은 시간에 고온에 노출될 경우에는 착화로 화염이 발생할 수 있으므로 급격한 온도상승을 막아 화염을 방지할 수 있도록 난연제를 첨가하면 더욱 효과적인 내화성을 부여할 수 있다. 난연제의 일예로는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산암모늄, 탄산나트륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 붕사, 붕산, 석고, 소석회,명반 등 화학조성 중에 결정수 및 불연소성 가스를 다량 함유하는 물질들을 들 수 있다.
다시말해, 차콜형성제로 처리된 탄화성 섬유의 착화온도는 400-800℃이나 서서히 분해가 진행되는 온도는 300-400℃로, 이때 발생하는 가연성 가스로 인하여 낮은 온도에서도 화염이 발생할 수 있다. 따라서 상기의 온도 이하에서 화염의 착화를 방지할 수 있는 불연소성 가스를 발생하는 성분, 즉 상기한 난연제를 혼합시키면 가연성 가스의 농도를 저하시켜 화염을 차단할 수 있다. 난연제는 보다 강화된 내화성능이 요구되는 부위에 사용되는 판재조성물에 첨가하는 것으로, 난연제의 첨가시 그 함량은 전체 조성물 중 15중량%를 초과하지 않는 범위인 것이 바람직하다. 난연제의 함량이 15중량%를 초과하게 되면 판재조성물이 무거워지고, 화재저항메카니즘이 불규칙적으로 발생하는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
상기한 난연제는 성형품 내의 탄화성 섬유가 화염에 노출되었을 때 열분해를 일으킴으로써 착화에 필요한 가연성 가스의 농도를 저하시키거나 결정수를 배출함으로써 주위온도를 낮추어 착화를 지연시키며, 특히 고온에서 분해되는 난연제의 경우는 고온에서 분해되어 불연소성 가스를 발생시킴으로써 불연소성 가스에 의해 착화에 필요한 농도를 저하시키는 원리를 통해 착화를 지연시키는 화학적 효과를 줄 수 있다.
이러한 원리로 조성된 판재의 경우 소정의 두께를 가지고 있어 화염에 노출된 면과 그 반대편 면의 온도차이가 크게 나므로, 판재 전체적으로 난연제를 활성화시키기 위해서는 저온영역에서 분해되는 물질과 고온 영역에서 분해되는 물질을혼합하여 사용할 때 그 효과가 크게 된다.
이같은 반응의 메카니즘은 다음과 같다;
①100-200℃의 낮은 온도에서 분해되는 난연제의 경우
2(NH4)2CO3＋3O2(열에너지) → 2CO2(Gas) ＋ 2N2(Gas) ＋8H2O
Na2CO3(열에너지) → CO2(Gas) ＋ Na2O
②800℃ 정도에서 분해되는 난연제의 경우
CaCO3(열에너지) → CaO ＋ CO2(Gas)
한편, 본 발명의 내화성 판재조성물은 우수한 내화성능을 확보하였지만 습기에 과다노출시에는 탄화성 섬유에 곰팡이가 발생할 소지가 높고, 경량골재는 흡수율이 높으며, 차콜형성제 중에 규산나트륨 및 규산칼륨은 백화현상이 발생하거나 수분에 반응하여 결합력이 낮아질 우려가 있으므로, 이를 보완하기 위하여 실리콘계 또는 파라핀계의 발수제와 백화방지제인 형석 또는 규불화소다를 소량 혼용하여 사용할 수 있다. 이같은 백화방지제의 첨가시 그 함량은 전체 조성물 중 2중량%를 초과하지 않는 것이 바람직한 바, 그 함량이 2중량%를 초과하게 되면 발수코팅에 의한 사용재료들의 재료분리의 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 판재조성물을 제조시에 계면활성제를 사용하면 탄화성 섬유의 표면장력을 낮추어 차콜형성제가 섬유 내부로 균일하게 침투하기가 용이하고, 차콜형성제가 조성물 내부에 균일하게 분포할 수 있다. 계면활성제로는 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제 중에서 선택하여 사용할 수 있다. 첨가시 그 함량은 전체 조성물 중 3중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
한편, 소재의 혼합 후 건조 경화시에는 시멘트류, 석회류, 석고프라스터, 마그네시아, 이산화탄소 중에서 선택된 1종 이상의 것을 경화제로서 첨가하면 차콜형성제의 경화를 아주 편리하고 급속하게 시킬 수 있다. 경화제의 첨가시 그 함량은 전체 조성물 중 8중량%를 초과하지 않는 것이 바람직하다.
이같은 조성을 갖는 본 발명의 내화성 판재조성물의 화재저항 메카니즘은 다음과 같다; 화재가 발생하여 화재온도가 상승함에 따라 본 발명의 조성물에 포함된 차콜형성제가 판재조성물 내부에 존재하는 탄화성 섬유 표면에 무기질 피막을 형성시켜 화염에 노출시에 착화를 지연 및 방지시키고 탄화성 소재로부터 산소를 차단시켜 단열성이 뛰어난 차콜을 형성하여 내화성 판재조성물의 착화온도를 400-800℃로 상승시킨다.
또한, 탄산암모늄, 탄산수소나트륨 등의 난연제를 첨가함으로써 초기 화재시 100-200℃에서 이들 소재의 분해로 발생하는 불연소성 가스가 가연성 소재(탄화성 섬유)의 연소시 발생하는 가연성 가스의 농도를 저하시켜 착화를 방지할 수 있으며, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 등을 첨가함으로써 800℃ 정도에서 분해되는 불연소성 가스로서 고온에서도 화재에 저항할 수 있는 메카니즘을 형성할 수 있다.
이하, 내화성 판재 성형품에 대해 실시예를 통해 성능을 확인하고 기존 건축용 판재를 기준으로 한 비교예를 통한 차이점을 시험결과를 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나 이것은 본 발명을 예시하고자 한 것으로서 본 발명이 실시예 및비교예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예. 내화성 판재의 주 소재별 및 조성 비율별 성능시험
경량골재 및 탄화성섬유에 일정한 조성비율별로 차콜형성제를 첨가하여 성능 차이를 확인하기 위하여, 다음 표 1과 같은 조성으로 경량골재로서 팽창퍼라이트와 탄화성 섬유로서 0.1-5mm로 파쇄한 폐신문지 분쇄분을 첨가하고, 여기에 무기충전재로서 탈크를 35중량% 투입하고, 그 나머지를 차콜형성제로서 상온에서 액상인 규산나트륨을 고형분 기준으로 투입하여 시험체 1 내지 4를 제작하였다. 또한, 난연제의 첨가를 통한 내화성능의 향상 정도를 확인하기 위하여 난연제로서 탄산암모늄을 10중량% 첨가한 시험체 5를 제작하였다.
수득한 내화성 판재조성물의 난연성 시험은 KS F 2271(건축물의 내장재료 및 구조의 난연성 시험방법)에 의한 난연등급 시험을 난연성 시험기 및 가스유해성 시험기를 통해 실시하였고, 여기서 내화염성은 내화염시험기를 이용하여 화염에 대한 안전성을 시험하였다.
No. 원료조합비(중량%) 성형품 특성
팽창퍼라이트 폐신문지파쇄분 탈크 규산나트륨 탄산암모늄 두께(mm) 밀도(g/㎤) 잔염여부 잔염시간 내화염성 난연성
1 40 20 35 5 - 15 0.512 일부연기 2초 적합 난연3급
2 35 15 35 15 - 15 0.544 없음 - 적합 난연2급
3 25 25 35 15 - 15 0.557 없음 - 적합 난연2급
4 20 20 35 25 - 15 0.643 없음 - 적합 난연1급
5 30 10 35 15 10 15 0.628 없음 - 적합 난연1급
위의 시험결과를 보면, 규산나트륨의 양이 5중량%일 경우 난연3급을 획득하였으나, 일부연기가 발생하여, 차콜형성제가 탄화성 섬유의 차콜화를 완전하게 형성하지 못한 것을 확인하였다. 그러나, 난연3급의 성능은 최소한의 난연제로서 인정되는 제품으로, 보다 강화된 화재저항성능이 요구되지 않는 부위에서는 난연3급의 성능으로도 사용가능하다. 그러나, 차콜형성제의 양이 5 중량% 미만일 경우, 상기 목적에 부합되는 판재조성물을 얻지 못하는 것으로 나타났다.
또한, 차콜형성제의 양이 25중량%일 경우, 난연성능은 난연1급으로 충분한 내화성능을 확보하였으나, 밀도가 무거워 경량벽체로서의 성능 발휘의 이점을 다소 상실하는 것으로 확인되었다. 따라서, 차콜형성제는 경량골재 및 탄화성섬유의 조성량에 따라 일부 변화가 있으나, 전체 조성물을 기준으로 5-25 중량%이어야만 충분한 가연성 소재의 충분한 차콜화를 통한 상기 목적에 부합되는 내화성 판재조성물을 제조할 수 있는 것으로 나타났다.
또한, 첨가제로서 난연제를 포함할 경우, 차콜형성제만을 포함한 판재조성물에 비해 강화된 난연성능을 나타냄으로써, 고온 및 저온에서의 화재저항 메카니즘을 효율적으로 이루고 있음을 확인하였다.
또한, 차콜형성제와 탄화성 섬유를 달리하여 제조하여 동일한 성능을 발휘하는지 여부를 확인하였다. 시험체 2와 4의 배합을 적용하고, 차콜형성제로서 규산나트륨을 제외하고 인산알루미늄[Al2O3·(P2O5)·6(H2O)]으로 대체하여 시험체 6, 7번을 제조하였고, 시험체 2의 배합에서 탄화성 섬유로서 폐신문지 파쇄분을 0.1-5mm 폴리에스테르섬유로 대체하여 시험체 8번을 제작하여 성능시험을 하였다. 이에 대한 성능시험결과는 다음 표 2와 같으며, 차콜형성제와 탄화성섬유의 변화에 따른 성능은 동일함을 확인하였다.
No. 원료조합비(중량%) 성형품 특성
팽창퍼라이트 탄화성섬유 탈크 차콜형성제 첨가제 두께(mm) 밀도(g/㎤) 잔염여부 잔염시간 내화염성 난연성
6 35 15 35 15 - 15 0.557 없음 - 적합 난연2급
7 20 20 35 25 - 15 0.661 없음 - 적합 난연1급
8 35 15 35 15 - 15 0.539 없음 - 적합 난연2급
또한, 주소재인 경량골재와 무기충전재의 변화에 의한 판재조성물의 성능을 확인하기 위하여, 다음 표 3 및 4와 같이 시험체를 제작하여 성능시험을 하였다. 이때 첨가제로서 난연제인 탄산암모늄 5%와 경화제로서 석고플라스터 3%, 백화방지제로서 규불화소다 1.5%와 계면활성제 0.5%를 포함하여 제작 및 건조를 용이하게 하였다.
No. 원료조합비(중량%) 성형품 특성
팽창퍼라이트 폐신문지파쇄분 플라이애쉬 규산나트륨 첨가제 두께(mm) 밀도(g/㎤) 잔염여부 잔염시간 내화염성 난연성
9 30 10 35 15 10 15 0.634 없음 - 적합 난연2급
10 20 20 35 25 - 15 0.682 없음 - 적합 난연2급
No. 원료조합비(중량%) 성형품 특성
발포폴리스티렌입자 폐신문지파쇄분 플라이애쉬 규산나트륨 첨가제 두께(mm) 밀도(g/㎤) 잔염여부 잔염시간 내화염성 난연성
11 30 10 35 15 10 15 0.603 없음 - 적합 난연2급
12 20 20 35 25 - 15 0.637 없음 - 적합 난연2급
위의 표 3과 표 4의 실험결과를 보면, 경량골재로서 팽창퍼라이트를 대체하여 발포폴리스티렌입자를 사용하고, 무기충전재로서 탈크를 대체하여 플라이애쉬를 사용하더라도 충분한 화재저항성능을 발휘하는 것을 확인할 수 있다.
실험예. 내화성 판재조성물의 성능비교
경량골재로서 팽창퍼라이트 30중량%, 탄화성 섬유 15중량%, 플라이애쉬 30중량%에, 차콜형성제로서 규산나트륨(고형분기준) 15중량% 및 첨가제로서 탄산암모늄 5중량%와 실리콘 발수제 0.5중량% 및 계면활성제 0.5중량%, 그리고 경화제로서 석고플라스터 4중량%를 첨가하고 적정량의 물로 보충하여 반죽을 만들고 본 반죽물을 500×500×15mm의 몰드에 타설, 성형하여 판재를 제작하여 성능시험을 하였다.
비교시험을 위한 시험체는 현재 건축용 자재로 폭넓게 사용되고 있는 방화석고판과 시멘트판 및 합판을 비교하였다. 내수성 시험은 완전히 성형건조된 제품을 48시간 동안 물에 침수하여 표면의 파손을 확인하였으며, 기타 비교시험항목은 상기와 같다.
그 결과는 다음 표 5와 같다.
두께(mm) 밀도(g/㎤) 난연성능 내수성 잔염성 내충격성 유해가스안전성
본 발명품 15 0.60 난연2급 안정 적합 적합 적합
방화석고보드 15 0.70 난연2급 파손 적합 파손 적합
석면시멘트판 12 1.10 난연1급 흡수 적합 적합 적합
합판 15 0.74 부적합 파손 부적합 적합 부적합
상기 표 5의 결과로부터, 본 발명의 내화성 판재조성물은 밀도가 가벼워 운반 및 시공이 용이하면서도 내충격성 및 내수성이 우수하고, 난연2급으로 화재에 안전한 제품임을 확인할 수 있다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명의 내화성 판재조성물은 경량골재 및 탄화성 섬유를 주 소재로 함으로써, 가벼워 운반 및 시공이 용이하면서도 내화성능 및 강도가 우수하고, 경량골재의 특성인 단열 및 흡음 특성을 그대로 보유함으로써, 내화, 불연, 단열, 흡음 등의 다양한 용도로 건축물 내외부에 적용가능하며, 또한 탄화성 섬유의 착화를 방지하기 위하여 차콜형성제 및 난연제를 혼합함으로써 화재 발생시에도 초기화재시부터 고점에 이르기까지 연쇄적으로 반응을 일으키는 화재저항메카니즘을 통해 뛰어난 내열성능을 보유하여 얇은 두께로도 기존 제품에 비해 뛰어난 내화성능을 발휘할 수 있고, 무기 충전재 및 탄화성섬유에 있어서 플라이애쉬, 고로슬래그, 폐신문지 등의 재활용 소재들의 활용이 가능하고, 화재시에도 조성물 소재의 열분해시 유독가스가 발생하지 않음으로써 친환경적인 제품이다.

Claims (10)

  1. 다공성의 경량골재 5-40중량%, 무기충전재 5-40중량%, 탄화성섬유 3-20중량% 및 상온에서 액상인 차콜형성제 5-25중량%(고형분 함량 기준)를 포함하는 내화성 판재조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 다공성의 경량골재는 내부에 다수의 기공을 함유한 소재로, 팽창퍼라이트, 팽창질석, 팽창경석, 광물질에 기포를 함유케한 중공구체 및 광물 생성시 기포가 존재하는 화산재나 부석 및 발포 폴리스티렌 입자 중에서 선택된 단독 또는 혼합물인 것임을 특징으로 하는 내화성 판재 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 무기충전재는 철강제련에서 발생하는 부산물인 고로슬래그나 화력발전소 부산물인 플라이애쉬, 석분, 탈크, 방해석, 돌로마이트 및 중탄산칼슘 중에서 선택된 단독 또는 혼합물인 것임을 특징으로 하는 내화성 판재 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 탄화성 섬유는 폐신문지, 폐지폐, 폐종이박스를 파쇄한종이섬유, 목분, 면사 및 폴리에스테르계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계의 화학섬유 중에서 선택된 단독 또는 혼합물인 것임을 특징으로 하는 내화성 판재 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 차콜형성제는 상온에서 액상인 규산나트륨, 규산칼륨, 인산, 인산염 접착제 중에서 선택된 단독 또는 혼합물인 것임을 특징으로 하는 내화성 판재 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 경화제, 난연제, 백화방지제 및 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 내화성 판재 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서, 경화제는 시멘트류, 석회류, 마그네시아, 석고프라스터 및 이산화탄소 중에서 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 내화성 판재 조성물.
  8. 제 6 항에 있어서, 난연제는 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 탄산암모늄, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 붕사, 붕산, 석고, 소석회및 명반 중에서 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 내화성 판재 조성물.
  9. 제 6 항에 있어서, 백화방지제는 실리콘계, 에폭시계 또는 파라핀계의 발수제와 형석 및 규불화소다 중에서 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 내화성 판재 조성물.
  10. 제 6 항에 있어서, 계면활성제는 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제 및 비이온 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 내화성 판재 조성물.
KR10-2003-0004160A 2003-01-22 2003-01-22 경량골재를 이용한 내화성 판재조성물 KR100473347B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0004160A KR100473347B1 (ko) 2003-01-22 2003-01-22 경량골재를 이용한 내화성 판재조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0004160A KR100473347B1 (ko) 2003-01-22 2003-01-22 경량골재를 이용한 내화성 판재조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040067166A true KR20040067166A (ko) 2004-07-30
KR100473347B1 KR100473347B1 (ko) 2005-03-10

Family

ID=37356738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0004160A KR100473347B1 (ko) 2003-01-22 2003-01-22 경량골재를 이용한 내화성 판재조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100473347B1 (ko)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100623674B1 (ko) * 2006-02-15 2006-09-13 주식회사트라이포드 콘크리트 침투성 바닥강화제
KR100693859B1 (ko) * 2006-04-28 2007-03-12 주식회사 인트켐 콘크리트용 내화 피복재 조성물 및 그 조성물로 성형되는콘크리트용 내화 피복재
KR100710044B1 (ko) * 2004-12-17 2007-04-24 박충조 폐스티로폼을 이용한 단열재 및 그 제조방법
KR100772124B1 (ko) * 2007-01-26 2007-10-31 주식회사 대겸 불연성 조성물 및 이를 이용한 건축 불연재의 제조방법
WO2011152681A2 (ko) * 2010-06-03 2011-12-08 Chae Min Ho 입자 형태의 건축자재용 강화 퍼라이트 조성물 및 이의 제조방법.
KR101147442B1 (ko) * 2008-12-18 2012-05-21 김영도 인산염을 함유하는 고강도 결합재 조성물
CN102785285A (zh) * 2012-08-25 2012-11-21 上海宝田新型建材有限公司 一种防泛碱和褪色的彩色钢渣路面砖的制备方法
KR101220930B1 (ko) * 2012-05-21 2013-01-11 권은자 친환경 지오폴리머를 이용한 조형물 조성물 및 조형물 제조방법.
KR101398423B1 (ko) * 2013-04-08 2014-05-27 주식회사네이처시스 뒤틀림 방지 불연성 패널을 적용한 방화문
KR20140100446A (ko) * 2013-02-05 2014-08-14 프로매트 리서치 앤드 테크놀로지 센터 엔브이 화재 방지 모르타르
KR20190081649A (ko) * 2017-12-29 2019-07-09 한국남부발전 주식회사 방화문용 단열재 조성물 및 방화문용 단열재의 제조 방법
WO2020251092A1 (ko) * 2019-06-14 2020-12-17 전한수 불연제 조성물

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101015451B1 (ko) 2008-08-13 2011-02-16 오정석 건조 펄프와 고로슬러지로 이루어진 거푸집용 판재와 그 제조방법
KR101021467B1 (ko) 2010-01-20 2011-03-15 김민규 고온 내화성 단열재 조성물 제조방법
KR100970785B1 (ko) 2010-02-09 2010-07-16 주식회사 예림임업 폐 섬유를 이용한 난연성 건축내장재 및 그 제조방법
KR101332207B1 (ko) 2012-02-10 2013-11-22 우명운 물유리를 이용한 난연 경화성 조성물 및 그 제조방법
KR101360938B1 (ko) * 2012-11-15 2014-02-21 주식회사 성원안전산업 우수한 난연성 및 항균성을 갖는 친환경 합성목재

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100710044B1 (ko) * 2004-12-17 2007-04-24 박충조 폐스티로폼을 이용한 단열재 및 그 제조방법
KR100623674B1 (ko) * 2006-02-15 2006-09-13 주식회사트라이포드 콘크리트 침투성 바닥강화제
KR100693859B1 (ko) * 2006-04-28 2007-03-12 주식회사 인트켐 콘크리트용 내화 피복재 조성물 및 그 조성물로 성형되는콘크리트용 내화 피복재
KR100772124B1 (ko) * 2007-01-26 2007-10-31 주식회사 대겸 불연성 조성물 및 이를 이용한 건축 불연재의 제조방법
KR101147442B1 (ko) * 2008-12-18 2012-05-21 김영도 인산염을 함유하는 고강도 결합재 조성물
WO2011152681A3 (ko) * 2010-06-03 2012-04-19 Chae Min Ho 입자 형태의 건축자재용 강화 퍼라이트 조성물 및 이의 제조방법.
WO2011152681A2 (ko) * 2010-06-03 2011-12-08 Chae Min Ho 입자 형태의 건축자재용 강화 퍼라이트 조성물 및 이의 제조방법.
KR101220930B1 (ko) * 2012-05-21 2013-01-11 권은자 친환경 지오폴리머를 이용한 조형물 조성물 및 조형물 제조방법.
CN102785285A (zh) * 2012-08-25 2012-11-21 上海宝田新型建材有限公司 一种防泛碱和褪色的彩色钢渣路面砖的制备方法
CN102785285B (zh) * 2012-08-25 2015-03-18 上海宝田新型建材有限公司 一种防泛碱和褪色的彩色钢渣路面砖的制备方法
KR20140100446A (ko) * 2013-02-05 2014-08-14 프로매트 리서치 앤드 테크놀로지 센터 엔브이 화재 방지 모르타르
KR101398423B1 (ko) * 2013-04-08 2014-05-27 주식회사네이처시스 뒤틀림 방지 불연성 패널을 적용한 방화문
KR20190081649A (ko) * 2017-12-29 2019-07-09 한국남부발전 주식회사 방화문용 단열재 조성물 및 방화문용 단열재의 제조 방법
WO2020251092A1 (ko) * 2019-06-14 2020-12-17 전한수 불연제 조성물

Also Published As

Publication number Publication date
KR100473347B1 (ko) 2005-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100473347B1 (ko) 경량골재를 이용한 내화성 판재조성물
KR101146220B1 (ko) 마감성을 보유한 고강도 콘크리트시멘트계 고밀도 내화피복재 조성물
US4107376A (en) Granulated fire retardant materials
US20210101832A1 (en) Geopolymer cement
CN1817976B (zh) 防火和吸音涂覆组合物
CN106396596B (zh) 无机防火板及其制造方法
KR101535465B1 (ko) 무기바인더를 이용한 친환경 무기 불연 보드 및 그 제조방법
KR20050031197A (ko) 방화문(벽)용 불연성 조성물, 이를 이용한 불연성방화문(벽) 및 이의 제조방법
KR101146223B1 (ko) 고강도 콘크리트 시멘트계 고밀도 내화뿜칠재를 이용한 고강도 콘크리트 내화방법
CA2418235A1 (en) Plasterboard composition, preparation of this composition and manufacture of plasterboards
WO2021178672A2 (en) Heat and fire resistant geopolymer materials
Abdul Rashid et al. Fire resistance performance of composite coating with geopolymer‐based bio‐fillers for lightweight panel application
KR100807245B1 (ko) 불연성 무기질 단열재
KR20120077747A (ko) 내화성 커튼월 경량 내화보드용 내화 단열접착제의 조성물 및 이를 이용한 이음방법
US20220017421A1 (en) Fire-resistant heat-insulation composition, fire-resistant heat-insulation composition slurry, fire-resistant heat-insulation board, and fire-resistant heat-insulation structure
US4172744A (en) Granulated fire-retardant materials and their applications
WO2021177378A1 (ja) 耐火断熱ボード及び耐火断熱構造体
KR101019980B1 (ko) 내화 불연성 스티로폼의 제조방법
KR20060012497A (ko) 발포제 및 이를 이용한 단열재의 제조방법
JPH05105499A (ja) プラスターボードコア用組成物
KR20030029419A (ko) 건축구조용 내화 보강재 및 이의 제조방법
KR20050079438A (ko) 방화문(벽)용 불연성 조성물, 이를 이용한 불연성방화문(벽) 및 이의 제조방법
KR20100045114A (ko) 불연성 무기질 단열재
KR101559346B1 (ko) 고로 슬래그 미분말을 이용한 내화피복재, 그 분말 및 시공방법
KR20230046943A (ko) 팽창 펄라이트를 이용한 불연 건축용 패널의 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121231

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131223

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141231

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151222

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161223

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171227

Year of fee payment: 14

LAPS Lapse due to unpaid annual fee