JPH0656497A - Alumina cement composite material - Google Patents
Alumina cement composite materialInfo
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Classifications
-
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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-
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、不燃性及び断熱性に優
れたアルミナセメント複合材料、特に軽量アルミナセメ
ント複合材料に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alumina cement composite material having excellent non-combustibility and heat insulating properties, and more particularly to a lightweight alumina cement composite material.
【0002】[0002]
【従来の技術】建築材料にとって極めて重要な条件は、
不燃性である。特に、800℃〜1000℃のような高
温状態に長時間保持されても、その機械的強度を持続
し、膨張や収縮することなく、形態、形状及び特有の機
能を保持できることでが非常に重要である。しかしなが
ら、現状での建築材料には、完全不燃という材料は少な
い。それは、建材としての種々の機能を保持させるため
に、木材、紙、プラスチック及び有機系の接着剤など、
各種有機繊維などの高分子材料、あるいは高温での耐熱
性のない無機繊維などを複合化せざるをえないためであ
る。2. Description of the Related Art A very important condition for building materials is
It is nonflammable. In particular, it is very important that it can maintain its mechanical strength even if it is kept at a high temperature such as 800 ° C. to 1000 ° C. for a long time, and can retain its shape, shape and specific function without expanding or contracting. Is. However, there are few materials that are completely non-combustible in the present building materials. It is made of wood, paper, plastic, organic adhesives, etc. to retain various functions as building materials.
This is because there is no choice but to combine polymer materials such as various organic fibers or inorganic fibers that do not have heat resistance at high temperatures.
【0003】また、普通ポルトランドセメントを主体に
して構成された建築材料は、不燃性ではあるけれども3
00℃以上に加熱されると、脱水が起こり、機械的強度
を維持することはできない。このような点を解決するた
めに、現状では種々の試みが行われている一方で、準不
燃あるいは難燃という表示を建築施工時につけ、やむに
やまれず建築施工時に使用しているのが実状である。Further, although the building material composed mainly of Portland cement is nonflammable,
When heated above 00 ° C, dehydration occurs and the mechanical strength cannot be maintained. In order to solve such a point, various attempts have been made under the present circumstances, but in reality, a quasi-incombustible or flame-retardant sign is attached to a building construction and it is unavoidably used during the construction construction.
【0004】更に、最近の土地高騰に伴い、従来の木造
住宅に代わって、住宅は集合化、高層化し、コンクリー
ト系住宅やプレハブ系住宅が増加している。そのために
使用される建築材料は、不燃性だけでなく、別の機能を
付与させることも必要になっている。その一つは断熱性
である。コンクリート住宅やプレハブ住宅の場合には、
冷暖房設備が不可欠になり、快適な住環境を維持すると
ともに、エネルギー経費を低減させる建築材料、断熱性
の高い建築材料が求められている。すなわち、不燃性だ
けでなく、熱伝導率の低い材料が必要となっている。Further, with the recent rise in land prices, houses are becoming collective and high-rise in place of conventional wooden houses, and concrete houses and prefabricated houses are increasing. The building materials used for this purpose are required not only to be non-combustible but also to have other functions. One of them is adiabatic. In the case of concrete houses and prefabricated houses,
Air-conditioning equipment is indispensable, and a building material that maintains a comfortable living environment, reduces energy costs, and has a high heat insulating property is required. That is, a material that is not only nonflammable but also has low thermal conductivity is required.
【0005】また、コンクリート住宅の集合化から、建
築材料には遮音性や吸音性も要求されている。隣接した
部屋からの音を遮断し、吸収して快適な生活空間を作り
出すことが、これからの現代社会では特に要求される。In addition, due to the aggregation of concrete houses, the building materials are required to have sound insulation and sound absorption. In the modern society of the future, it is especially required to cut off the sound from adjacent rooms and absorb it to create a comfortable living space.
【0006】結露の問題もコンクリート住宅の場合には
重要である。また、耐熱性、耐湿性も必要である。ま
た、最近はダニなどの微生物によるアレルギー疾患が問
題になっている。これら微生物の繁殖しにくいことも建
築材料には要求される。従って、これからの建築材料
は、難吸水性であるとともに、吸湿下でも強度低下を引
き起こさない、寸法変化の少ないことや、施工性、加工
性の高いことも必要である。それは、切断やサイディン
グしやすいとともに、目地処理や細部への納まりのよさ
などもこれからの建材にとって必要である。その他に、
建材の表面強度も要求される。すなわち、建材表面と他
材料が接触しても剥離や剥落しないこと、粉が飛散しな
いことである。当然の如く、長期間にわたって耐久性を
維持できることも要求される。The problem of dew condensation is also important in the case of concrete houses. Further, heat resistance and moisture resistance are also required. Recently, allergic diseases caused by microorganisms such as mites have become a problem. It is also required for building materials that these microorganisms are difficult to reproduce. Therefore, the building materials from now on are required to have a low water absorption property, a small dimensional change that does not cause a decrease in strength even under moisture absorption, and high workability and workability. Not only is it easy to cut and siding, but it is also necessary for construction materials in the future to have joint treatment and good fit in details. Other,
The surface strength of building materials is also required. That is, even if the surface of the building material comes into contact with other materials, they do not peel off or fall off, and the powder does not scatter. As a matter of course, it is required that the durability can be maintained for a long time.
【0007】上記の性能を付与した建築材料は、これま
では耐火断熱材料とか、保温材料とか言われている。耐
火断熱材、保温材はともに熱伝導率の低い材料である。
両者間に、明確な区別はないが、保温材は500℃位ま
での低温で使用するものをいい、耐火材料は800℃以
上に耐える材料を一般的には言っている。一般的に使用
される耐火断熱材料は、ケイ酸カルシウム系、パーライ
ト系、バーミキュライト系、セラミックスフォーム系、
メタルフォーム系などである。それらの比重、曲げ強
さ、安全使用温度及び熱伝導率を表−1に示す。The building materials having the above-mentioned properties have hitherto been called fireproof heat insulating materials or heat insulating materials. Both the fireproof heat insulating material and the heat insulating material have low thermal conductivity.
Although there is no clear distinction between the two, the heat insulating material is used at a low temperature of up to about 500 ° C, and the refractory material is generally a material capable of withstanding 800 ° C or higher. Commonly used refractory insulation materials include calcium silicate, perlite, vermiculite, ceramic foam,
Such as metal foam. Table 1 shows their specific gravity, bending strength, safe operating temperature and thermal conductivity.
【0008】[0008]
【表1】 [Table 1]
【0009】炭酸マグネシウム系保温材やフォームガラ
ス系保温材などは、安全使用温度が430℃位までであ
り、耐火、不燃材料とは言い難い。[0009] Magnesium carbonate type heat insulating material, foam glass type heat insulating material and the like have a safe use temperature of up to about 430 ° C and cannot be said to be fireproof and noncombustible materials.
【0010】不燃建築材料として、大量に使用されてい
るケイ酸カルシウム系断熱材はけい藻土、石英粉末など
のケイ酸質原料と生石灰、消石灰などの石灰質に無機繊
維を加え、抄造又はプレス成形され、常温又は高温高圧
下で養生して造られている。その他に、生石灰、ケイ石
粉末をスラリー状のまま攪拌しながらオートクレーブ処
理し、トバモライトあるいはゾノトライトを合成し、脱
水プレス成形し、比重0.15程度の軽い材料が作られ
ている。JIS A9510に記載されているケイ酸カ
ルシウム保温材の規格を表−2に示す。As a non-combustible building material, a large amount of calcium silicate type heat insulating material is used as a siliceous raw material such as diatomaceous earth and quartz powder, and inorganic fiber to calcareous material such as quick lime and slaked lime. It is cured at room temperature or high temperature and high pressure. In addition, quick lime and silica stone powder are autoclaved while stirring in a slurry state to synthesize tobermorite or zonotolite and dehydration press-molded to produce a light material having a specific gravity of about 0.15. Table-2 shows the standard of the calcium silicate heat insulating material described in JIS A9510.
【0011】[0011]
【表2】 [Table 2]
【0012】ここで、かさ比重が0.13で、曲げ強さ
3kg/cm2、圧縮強度6kg/cm2の材料は、850℃程度
まで使用できる。しかし、いずれの場合も、曲げ強度が
2〜3kg/cm2程度であり、機械的強度を要求される箇
所には使用できない。また、作業中に割れてしまうな
ど、施工性にも問題点が多い。また、石綿ケイ酸カルシ
ウム板は、防錆処理された鉄骨の耐火被覆にも用いられ
ている。A material having a bulk specific gravity of 0.13, a bending strength of 3 kg / cm 2 and a compressive strength of 6 kg / cm 2 can be used up to about 850 ° C. However, in any case, the bending strength is about 2 to 3 kg / cm 2 , and it cannot be used in a place where mechanical strength is required. In addition, there are many problems in workability such as cracking during work. In addition, asbestos calcium silicate board is also used for fireproof coating of steel frame subjected to anticorrosion treatment.
【0013】バーミキュラオト(ひる石)断熱材は、ひ
る石(アルミニウム−鉄−マグネシウム含水ケイ酸塩
で、三層構造の粘土鉱物で雲母状)を1000℃程度に
急速に加熱すると、水分が急激に蒸発して20〜30倍
に膨張する。これにセメント、水ガラスなどを加えて加
熱焼結したものがバーミキュライトで、0.4〜0.6
g/cm3の密度及び0.12kcal/m・hr・℃の熱伝導
率を有し、高温用断熱材、軽量骨材などに用いられてい
る。しかし、この材料も機械的強度は低く、使用範囲が
限定される。The vermiculous heat insulating material is a heat insulating material of vermiculite (aluminum-iron-magnesium hydrous silicate, which is a clay mineral having a three-layer structure and mica-like) and heated rapidly to about 1000.degree. It evaporates and expands 20 to 30 times. Vermiculite is obtained by adding cement, water glass, etc. to this and heating and sintering it.
It has a density of g / cm 3 and a thermal conductivity of 0.12 kcal / m · hr · ° C, and is used for high-temperature heat insulating materials and lightweight aggregates. However, this material also has low mechanical strength and its use range is limited.
【0014】パーライト断熱材は、黒曜石、真珠石、松
脂岩など天然ガラス質の岩石を粉砕して急熱すると、8
00〜900℃以上で急速に発泡して比重0.04〜
0.20の中空体となる。これに水ガラスなどの接着剤
と無機質繊維を加えて加圧成形すると断熱材が得られ
る。この断熱材の最高使用温度は、600℃にしか過ぎ
ないので、それ以上の温度範囲、すなわち800〜10
00℃程度の温度では使用できないことは明らかであ
る。The pearlite heat insulating material is 8 when crushed from natural glassy rocks such as obsidian, pearlite, and shale and rapidly heated.
It foams rapidly at a temperature of from 00 to 900 ° C or higher and has a specific gravity of 0.04 to
It becomes a hollow body of 0.20. An insulating material is obtained by adding an adhesive such as water glass and inorganic fibers to this and press-molding. Since the maximum operating temperature of this heat insulating material is only 600 ° C, a temperature range higher than that, that is, 800 to 10
Obviously, it cannot be used at a temperature of about 00 ° C.
【0015】従って、このパーライト断熱材は、LP
G、LNGタンクや液体窒素、液体酸素タンク、空気分
離機、冷凍倉庫などの保冷に使用されている。しかし、
このパーライト断熱材は、吸水性に問題があり、通常は
その表面に撥水剤を塗布している。撥水剤を加えた、撥
水パーライト保温材の規格は、JIS A9512に規
定されているので、それを表−3に示す。Therefore, this pearlite heat insulating material is
It is used to keep cold in G and LNG tanks, liquid nitrogen, liquid oxygen tanks, air separators, and freezers. But,
This pearlite heat insulating material has a problem of water absorption, and a water repellent is usually applied to the surface thereof. The standard of the water repellent perlite heat insulating material to which the water repellent is added is specified in JIS A9512, which is shown in Table-3.
【0016】[0016]
【表3】 [Table 3]
【0017】セラミックフォーム断熱材は、ケイ酸アル
ミニウムに微量の酸化鉄を添加して製造した発泡焼成体
で、コンクリートの18倍、石膏ボードの2倍の断熱性
を有し、−200〜+700℃の温度範囲で使用でき
る。安価で吸音性も大きいのが特徴である。その他に、
シリカ、アルミナなどを原料とした多孔質セラミックス
系の断熱材も作られている。これら多孔質セラミックス
の諸特性を表−4に示す。しかし、原料自体が高価であ
り、使用範囲が限定され、一般建築材料としては問題が
ある。The ceramic foam heat insulating material is a foam fired body produced by adding a small amount of iron oxide to aluminum silicate, and has a heat insulating property 18 times that of concrete and 2 times that of gypsum board, and is -200 to + 700 ° C. It can be used in the temperature range of. The feature is that it is inexpensive and has high sound absorption. Other,
Porous ceramic-based heat insulating materials made from silica, alumina, etc. are also made. Table 4 shows various properties of these porous ceramics. However, the raw material itself is expensive, the range of use is limited, and there is a problem as a general building material.
【0018】[0018]
【表4】 [Table 4]
【0019】また、メタルフォーム断熱材は、アルミニ
ウムなどの発泡体で、メタルフォームの製造技術が開発
されたことによって製造された。気孔率約90%、かさ
比重0.2〜0.3で、不規則な多面体独立気泡の発泡
アルミニウムである。この断熱材の比重は、アルミニウ
ムの1/10、耐熱性は500℃、断熱性は大理石に匹
敵する性質を有している。また、不燃性で吸音、遮音効
果が大きく、加工、施工も容易である。これらの特性を
有していることから、断熱材、防音材、建材、電磁波シ
ールド材など、多機能材料として使用されている。しか
し、価格は、セラミックスフォーム系よりも高く、その
使用範囲は限定され、音響効果を強く要求される箇所な
どに使用することが多い。また、金属系であるから、酸
やアルカリなど腐食性ガスの存在するところでは使用で
きない。The metal foam heat insulating material is a foamed material such as aluminum and is manufactured by the development of a metal foam manufacturing technique. It is a foamed aluminum having irregular polyhedral closed cells with a porosity of about 90% and a bulk specific gravity of 0.2 to 0.3. The specific gravity of this heat insulating material is 1/10 of that of aluminum, its heat resistance is 500 ° C., and its heat insulating property is comparable to that of marble. In addition, it is nonflammable, has a large sound absorbing and sound insulating effect, and is easily processed and constructed. Because of these properties, they are used as multifunctional materials such as heat insulating materials, soundproofing materials, building materials, and electromagnetic wave shielding materials. However, the price is higher than that of the ceramic foam type, the range of use is limited, and it is often used in places where acoustic effects are strongly required. Further, since it is a metal type, it cannot be used in the presence of corrosive gas such as acid or alkali.
【0020】軽量気泡コンクリート(ALC)は、石灰
質原料(石灰又はセメント)及びケイ酸質原料(ケイ
石、ケイ砂、高炉スラグなど)を粉砕したものに、水気
泡材(金属粉末、表面活性剤など)、混和材料などを加
えて混合し、多孔質化したものである。この軽量コンク
リートは、軽量、不燃性で、断熱性が大であることか
ら、プレハブ住宅など一般住宅建材の外壁材として使用
されている。しかし、吸水性が高く、凍結融解には弱い
などの問題がある。また、機械的強度も低く、使用範囲
は限定されざるを得ない。JIS A5416(軽量気
泡コンクリートパネル)に外壁用、間仕切り用、屋根用
などが規定されている。Light-weight aerated concrete (ALC) is obtained by crushing calcareous raw material (lime or cement) and siliceous raw material (silica stone, silica sand, blast furnace slag, etc.) into a water-foaming material (metal powder, surfactant). Etc.), an admixture, etc. are added and mixed to make it porous. Since this lightweight concrete is lightweight, nonflammable, and has a high heat insulating property, it is used as an outer wall material for building materials such as prefabricated houses. However, it has problems such as high water absorption and weak freeze-thaw. In addition, the mechanical strength is low, and the range of use must be limited. JIS A5416 (lightweight cellular concrete panel) specifies for outer walls, partitions, roofs, etc.
【0021】断熱材よりやや低い温度で使用されるもの
に、保温材がある。保温材としては、熱伝導率が0.1
kcal/m・hr・℃以下がその対象とされている。保温材
は、多孔質で、軽量のものが多く、吸音材と共通するも
のが多い。保温材は古くから工業用途に用いられてお
り、石綿、ケイ藻土、炭酸マグネシウムを配合した水練
り材料が用いられていたが、その後、コルク類、フェル
ト類、更に発泡スチロールなど有機質系も用いられるよ
うになった。しかし、有機系保温材は耐熱温度も低く、
可燃性であるため、最近では軽量のケイ酸カルシウム、
ガラスウール、ロックウールなどセラミックスファイバ
ー製品が多く用いられるようになった。短繊維ガラスウ
ールはかさ比重0.15以下、熱伝導率0.045kcal
/m・hr・℃、使用温度300℃以下であり、保温材、
吸音材などに用いられている。しかし、いずれも使用温
度が低く、不燃建材としては使用できない。A heat insulating material is used at a temperature slightly lower than that of the heat insulating material. As a heat insulating material, the thermal conductivity is 0.1
The target is kcal / m · hr · ° C or less. Many of the heat insulating materials are porous and lightweight, and most of them are common with the sound absorbing material. The heat insulating material has been used for industrial purposes for a long time, and the water-mixed material containing asbestos, diatomaceous earth, and magnesium carbonate was used, but thereafter, organic materials such as corks, felts, and expanded polystyrene are also used. It became so. However, organic heat insulation materials have low heat resistance,
Light weight calcium silicate these days, because it is flammable
Ceramic fiber products such as glass wool and rock wool have come into wide use. Short fiber glass wool has a bulk specific gravity of 0.15 or less, thermal conductivity of 0.045 kcal
/ M · hr · ° C, operating temperature below 300 ° C, heat insulating material,
It is used as a sound absorbing material. However, both of them have low operating temperatures and cannot be used as non-combustible building materials.
【0022】更に断熱性、耐水性、防火性などに優れた
建築用内外装材として、種々のものが製造されている。
その中の一つに、ロックウールを主原料とした建築材料
(東洋紡製)がある。この材料の特徴は次の通りであ
る。(1)熱伝導率が0.045kcal/m・hr・℃と低
く、断熱性、防露性に優れている。(2)吸水性が低く、
吸水吸湿時の強度低下及び寸法の変化が少ない。(3)準
不燃である。(4)簡単な施工性である。Further, various types of building interior and exterior materials having excellent heat insulation, water resistance, fire resistance, etc. are manufactured.
One of them is a building material (made by Toyobo) made mainly of rock wool. The characteristics of this material are as follows. (1) It has a low thermal conductivity of 0.045 kcal / m · hr · ° C and is excellent in heat insulation and dew resistance. (2) Low water absorption,
Little decrease in strength and dimensional change when absorbing water and moisture. (3) It is semi-combustible. (4) Easy workability.
【0023】この建材の主な用途は、一般住宅の内外装
下地材、鉄筋コンクリート建造物の内外装下地材、軒天
井などである。しかしながら、主材料がロックウールで
あるため、不燃材ではなく、準不燃にすぎない。ロック
ウールの最高安全使用温度は、600℃であり、それを
用いている限り、800℃〜1000℃の高温下でも耐
火性を保持し得る不燃材料にはなりえない。The main uses of this building material are as an interior / exterior base material for a general house, an interior / exterior base material for a reinforced concrete structure, and an eaves ceiling. However, since the main material is rock wool, it is not a noncombustible material but a quasi-noncombustible material. The maximum safe use temperature of rock wool is 600 ° C., and as long as it is used, it cannot be a non-combustible material that can maintain fire resistance even at a high temperature of 800 ° C. to 1000 ° C.
【0024】また、金属系の建築材料として使用されて
いる鋼板に、吸音性、遮音性、断熱性、結露防止性など
を付与させるために、不燃性の材料を吹きつけることが
しばしば試みられている。いわゆる吹きつけ工法であ
る。使用されている吹きつけ材料に、吹付けロックウー
ル(ロックウール工業会所属会社製)がある。この吹き
つけ材はロックウールを主たる材料として構成されてお
り、その特徴は、次の通りである。(1)粒状ロックウー
ルと、セメント及び水を材料としているので、軽量で耐
火性に優れている。(2)吹き付け施工なので、複雑な形
状にも容易に適用でき、継ぎ目のない被覆層をつくる。
(3)施工、乾燥とも速く、高層階への圧送もできるの
で、工期の短縮となり経済的である。(4)ロックウール
の安全性と粉塵防止施工の開発によって作業環境が良好
である。(5)耐火認定がある。In addition, it is often attempted to spray a nonflammable material on a steel sheet used as a metal-based building material in order to impart sound absorption, sound insulation, heat insulation, dew condensation prevention, and the like. There is. This is the so-called spraying method. The spray material used is spray rock wool (manufactured by the Rock Wool Industry Association). This spray material is mainly composed of rock wool, and its characteristics are as follows. (1) Since it is made of granular rock wool, cement and water, it is lightweight and has excellent fire resistance. (2) Since it is a spraying process, it can be easily applied to complex shapes and creates a seamless coating layer.
(3) The construction and drying are fast, and it can be pumped to higher floors, which shortens the construction period and is economical. (4) The work environment is good due to the safety of rock wool and the development of dust prevention construction. (5) It has a fire resistance certification.
【0025】この耐火被覆材料の用途は、柱、壁、天
井、屋根、床などである。この吹きつけ材料は、優れた
特性を有しているが、表面強度が低く、他材料と接触す
ると容易に表面が剥離し、粉が飛散する。そのために、
表面の汚染性も高いなどの欠点を有している。Applications of this fire resistant coating material are columns, walls, ceilings, roofs, floors and the like. Although this spray material has excellent properties, it has a low surface strength, and when it comes into contact with another material, the surface is easily peeled off and powder is scattered. for that reason,
It has drawbacks such as high surface contamination.
【0026】[0026]
【発明が解決しようとする課題】このように、不燃ある
いは準不燃の建築材料は、従来から多数製造されている
が、いずれの場合も何らかの課題を有しており、これら
の課題の解決された新たな不燃性建材の開発が強く望ま
れている。As described above, a large number of non-combustible or quasi-incombustible building materials have been produced conventionally, but in each case, there are some problems, and these problems have been solved. The development of new noncombustible building materials is strongly desired.
【0027】本発明は、建築材料におけるこのような社
会的状況を鑑み、不燃性の建築材料、特に800℃〜1
000℃の高温下でも不燃性であり、且つ機械的強度、
軽量性、断熱性、表面堅牢性、耐久性、耐水性、耐結露
性などの他の機能を維持することのできる建築材料を提
供するものである。In view of such a social situation in building materials, the present invention is a non-combustible building material, particularly 800 ° C to 1
Non-flammable even at high temperature of 000 ° C, and mechanical strength,
It is intended to provide a building material capable of maintaining other functions such as lightness, heat insulation, surface robustness, durability, water resistance, and condensation resistance.
【0028】即ち、請求項1記載の発明は、不燃性、特
に高温における機械的強度の維持、及び断熱性の優れた
建築材料を提供することを目的とし、請求項2記載の発
明は、請求項1記載の目的に加え、更に、表面強度が高
く、且つ軽量の建築材料を提供することを目的とするも
のである。That is, the object of the invention of claim 1 is to provide a building material which is non-combustible, maintains mechanical strength particularly at high temperatures, and has excellent heat insulating properties. In addition to the purpose described in Item 1, it is another object to provide a lightweight building material having high surface strength.
【0029】[0029]
【課題を解決するための手段】本発明者は、これらの問
題点について鋭意検討の結果、上記の課題を解決するこ
とに成功し、本発明に到達したものである。本発明の第
一の目的は、請求項1記載の通り、フライアッシュウー
ル及び軽量骨材を含有することを特徴とするアルミナセ
メント複合材料により達成できることが見いだされた。As a result of intensive studies on these problems, the present inventor has succeeded in solving the above problems and has reached the present invention. It was found that the first object of the present invention can be achieved by an alumina cement composite material characterized by containing fly ash wool and lightweight aggregate as described in claim 1.
【0030】即ち、本発明は、耐火性無機繊維であるフ
ライアッシュウールを建築材料の強化材とすることを見
出し、それを耐火性の高いアルミナセメントを母材とし
て組み合わせ、更に、軽量化を意図して軽量骨材を使用
したところ、800℃〜1000℃の極めて高い温度の
下においても優れた機械的強度を有し、且つ耐熱衝撃性
を有するとともに、低熱伝導率を有する、断熱性の優れ
た建築材料を極めて簡便に得ることができたものであ
る。That is, the present invention has found that fly ash wool, which is a refractory inorganic fiber, is used as a reinforcing material for building materials, and it is combined with alumina cement having high fire resistance as a base material to further reduce the weight. When a lightweight aggregate is used, it has excellent mechanical strength even under an extremely high temperature of 800 ° C. to 1000 ° C., has thermal shock resistance, and has low thermal conductivity and excellent heat insulation. It was possible to obtain such a building material very easily.
【0031】前述の如く、普通ポルトランドセメント
は、300℃以上の温度で脱水が起こるため、いかなる
強化材と組み合わせても、高温下での機械的強度を維持
することができない。本発明は、上述の如く、耐火性の
高いアルミナセメントと不燃材であるフライアッシュウ
ールとを組み合わせて用いることにより、800℃〜1
000℃の極めて高い温度の下においても優れた機械的
強度を確保することができた。また、アルミナセメント
は、普通ポルトランドセメントと比べ粒子サイズが小さ
いことから、フライアッシュウールの補強効果がより充
分に発揮され、表面堅牢性も高くなる。更に、シラスバ
ルーンなどの軽量骨材を併用することにより、軽量化、
低熱伝導化、断熱化が達成できる。As described above, since ordinary Portland cement undergoes dehydration at a temperature of 300 ° C. or higher, it cannot maintain mechanical strength at high temperature even if it is combined with any reinforcing material. The present invention, as described above, uses a combination of highly fire-resistant alumina cement and fly ash wool, which is a non-combustible material, to obtain a temperature of 800 ° C to 1 ° C.
It was possible to secure excellent mechanical strength even under an extremely high temperature of 000 ° C. Further, since alumina cement has a smaller particle size than ordinary Portland cement, the reinforcing effect of fly ash wool is more sufficiently exhibited, and the surface fastness is also increased. Furthermore, by using lightweight aggregate such as shirasu balloon together, weight reduction,
Low thermal conductivity and heat insulation can be achieved.
【0032】更に、本発明に従うフライアッシュウール
/アルミナセメント複合材料は、製作時間が短く、生産
性の高い点でも非常に優れている。即ち、各原料を計量
し、混合、攪拌、流し込み、そして簡易オートクレーブ
養生まで3〜5時間程度で製作可能である。Further, the fly ash wool / alumina cement composite material according to the present invention is very excellent in that the production time is short and the productivity is high. That is, each raw material can be weighed, mixed, stirred, poured, and cured in a simple autoclave in about 3 to 5 hours.
【0033】本発明では、請求項2記載の通り、発泡剤
及び起泡剤のうちの少なくともいずれか一方を更に含有
させることによって、建材の更なる軽量化及び低熱伝導
率を達成できるとともに、表面強度を高めることに成功
した。本発明によれば、不燃性、軽量、断熱性、遮音
性、吸音性、耐火性、機械的強度、表面硬度、耐久性、
耐水性、耐湿性、耐結露性、耐久性、耐熱衝撃性など種
々の建築材料の必要な条件を満足することができるもの
である。更に、製作工程も極めて簡便である。In the present invention, as described in claim 2, by further containing at least one of a foaming agent and a foaming agent, it is possible to achieve further weight reduction and low thermal conductivity of the building material, Succeeded in increasing strength. According to the present invention, nonflammability, light weight, heat insulation, sound insulation, sound absorption, fire resistance, mechanical strength, surface hardness, durability,
It is possible to satisfy the necessary conditions of various building materials such as water resistance, moisture resistance, condensation resistance, durability, and thermal shock resistance. Furthermore, the manufacturing process is extremely simple.
【0034】以下本発明を更に詳述する。本発明で用い
られるフライアッシュウールは、石炭を燃焼させた際に
副生する石炭灰(フライアッシュ)を1400℃〜17
00℃の高温下で溶融させ、それを遠心力で繊維化し、
あるいは圧縮空気を吹きつけて繊維状又は綿状にしたも
のである。The present invention will be described in more detail below. The fly ash wool used in the present invention is a coal ash (fly ash) produced as a by-product when coal is burned at 1400 ° C to 17 ° C.
It is melted at a high temperature of 00 ° C, and it is made into fibers by centrifugal force,
Alternatively, it is made into fibers or cotton by blowing compressed air.
【0035】原料のフライアッシュはロックウールの原
料となる玄武岩や安山岩又は高炉スラグ等の化学組成と
類似しており、ロックウールとほぼ同等の性能を持つ繊
維の製造が可能であることが判明した。フライアッシュ
ウールはロックウールに比して、比較的繊維長を長くで
きるため断熱性の点で有利であり、また溶融温度が高い
ことから耐熱性に優れていることが判った。また、未利
用資源のフライアッシュを原料として有効に利用するこ
とができ、経済性に優れている。The fly ash as a raw material has a chemical composition similar to that of basalt, andesite, blast furnace slag, etc., which is a raw material for rock wool, and it has been found that fibers having almost the same performance as rock wool can be produced. . It has been found that fly ash wool is advantageous in terms of heat insulation because it can relatively lengthen the fiber length as compared with rock wool, and has excellent heat resistance because of its high melting temperature. Further, fly ash, which is an unused resource, can be effectively used as a raw material, and it is excellent in economic efficiency.
【0036】フライアッシュウールの耐熱性は、熱分析
装置を用い、空気中1300℃まで加熱して検討した。
その結果、熱重量曲線には何の変化も見られないで重量
の増加はなかった。また、示差熱曲線では、1000℃
以下には明確な吸熱、発熱ピークはなかったが、105
0℃付近に発熱ピーク、1150℃近辺に吸熱ピークが
それぞれ見られた。前者の発熱はガラス質フライアッシ
ュウールの結晶化であり、後者の吸熱はフライアッシュ
ウールの融解によるものであった。従って、このフライ
アッシュウールを用いた複合材料の使用温度は、結晶化
の生じない温度以下、即ち1050℃以下であることが
好ましい。但し、短時間であるならば、1150℃の融
点付近までならば使用可能である。The heat resistance of fly ash wool was examined by heating to 1300 ° C. in air using a thermal analyzer.
As a result, there was no change in the thermogravimetric curve and there was no increase in weight. Also, in the differential heat curve, 1000 ° C
There was no clear endothermic or exothermic peak below, but 105
An exothermic peak near 0 ° C. and an endothermic peak near 1150 ° C. were observed. The former exotherm was due to the crystallization of vitreous fly ash wool, and the latter endotherm was due to the melting of fly ash wool. Therefore, the operating temperature of the composite material using this fly ash wool is preferably a temperature at which crystallization does not occur, that is, 1050 ° C. or less. However, if it is a short time, it can be used up to around the melting point of 1150 ° C.
【0037】フライアッシュウールの耐熱性の高いこと
は、次の簡単な実験からも支持できる。即ち、フライア
ッシュウールをガスバーナー内で赤熱状態にまで加熱
し、それを一気に水中に投入しても、フライアッシュウ
ール自体には何の変化も見られなかった。The high heat resistance of fly ash wool can be supported by the following simple experiment. That is, even if the fly ash wool was heated to a red hot state in the gas burner and put into water at once, no change was observed in the fly ash wool itself.
【0038】フライアッシュウールの直径は、走査電子
顕微鏡で観察すると、5〜10μm程度であった。フラ
イアッシュウールの機械的強度は、直径が6μmの場合
には、引張り強度4120MPa、引張り弾性率200GPa
である。これらの特性を他の無機質繊維、例えばアルミ
ナ繊維、ガラス繊維、炭素繊維などと比べると、はるか
に高いものであった。また、製鉄所のスラグを原料にし
たロックウールやガラスウールなどとは比べものになら
ないくらい耐熱性と機械的特性に優れていた。The diameter of fly ash wool was about 5 to 10 μm when observed with a scanning electron microscope. The mechanical strength of fly ash wool is 4120MPa, tensile modulus is 200GPa when diameter is 6μm.
Is. These properties were far higher than those of other inorganic fibers such as alumina fiber, glass fiber, carbon fiber and the like. Moreover, it had excellent heat resistance and mechanical properties that were incomparable to those of rock wool and glass wool made from slag from steel mills.
【0039】原料となるフライアッシュの成分は、石炭
の産地によって異なっているが、主たるものはニ酸化珪
素(シリカ)とアルミナであり、この2つの無機質で、
全体の60〜80%を占める。その他、少量の酸化第ニ
鉄、酸化カルシウム、酸化マグネシウムなどが含まれて
いる。フライアッシュウールの品質保持のためには、原
料であるフライアッシュの成分が安定していることが好
ましい。また、できるだけ二酸化珪素含量が低く、アル
ミナ含量が高いフライアッシュの方が、高温における粘
度が小さく低温融解が可能と考えられるため好ましい。
また、フライアッシュウールの組成と溶解性をロックウ
ールのそれらと近似させるために、フライアッシュに石
灰岩等の副原料を添加することができる。The composition of fly ash as a raw material differs depending on the place of production of coal, but the main ones are silicon dioxide (silica) and alumina.
It accounts for 60 to 80% of the whole. In addition, it contains a small amount of ferric oxide, calcium oxide, magnesium oxide and the like. In order to maintain the quality of fly ash wool, it is preferable that the components of fly ash as a raw material are stable. Further, fly ash having a content of silicon dioxide as low as possible and a content of alumina as high as possible is preferable because it has a low viscosity at a high temperature and can be melted at a low temperature.
Further, in order to approximate the composition and solubility of fly ash wool to those of rock wool, auxiliary materials such as limestone can be added to fly ash.
【0040】フライアッシュウールは、従来のミネラル
ウール製造法を用いて製造することができ、例えば粉状
体の原料を固めて投入するキューポラによるバッチシス
テム法(キューポラ方式)、原料を粉体のまま直接投入
する電気炉を用いた電気炉法(例えばGeotech社
によるGeotech方式)等が挙げられる。特に電気
炉法は、電力原単位が低い、収率が高い、ショット球
(繊維化しない粒子)混入率が低い、長めの繊維長が期
待できる等の利点を有するため好ましい。フライアッシ
ュウールは、場合により、繊維の末端についているショ
ット球を水ひ操作により取り除いてもよい。高温融体の
繊維化には、適性な粘度が得られる温度での融解が必要
であり、原料の石炭灰の組成にもよるが、1100〜1
900℃、特に1400〜1700℃の温度が適当であ
る。Fly ash wool can be manufactured by a conventional mineral wool manufacturing method. For example, a batch system method (cupola method) using a cupola in which a powdery raw material is solidified and charged, the raw material in a powder state is used. An electric furnace method (for example, Geotech method by Geotech) using an electric furnace that is directly charged can be used. In particular, the electric furnace method is preferable because it has advantages such as a low power consumption rate, a high yield, a low shot sphere (non-fibrous particle) mixing ratio, and a long fiber length can be expected. The fly ash wool may optionally have the shot spheres at the ends of the fibers removed by a sprinkling operation. Fiberization of the high-temperature melt requires melting at a temperature at which an appropriate viscosity is obtained, and depending on the composition of the raw material coal ash, 1100-1
Temperatures of 900 ° C, especially 1400 to 1700 ° C, are suitable.
【0041】アルミナセメントは、アルミン酸カルシウ
ムを主成分とする無機質の水硬性セメントである。アル
ミナセメントの性質は、CaOやAl2O3等の組成や粒
子径等によって異なる。早強性や機械的強度を主目的と
した場合には、CaOの割合が多く、耐火性を目指した
場合にはAl2O3の割合を多くすることが好ましい。Alumina cement is an inorganic hydraulic cement whose main component is calcium aluminate. The properties of alumina cement differ depending on the composition and particle size of CaO, Al 2 O 3, etc. It is preferable to increase the proportion of CaO when the main purpose is to have early strength and mechanical strength, and to increase the proportion of Al 2 O 3 when aiming for fire resistance.
【0042】本発明においてアルミナセメント複合材中
に含有される軽量骨材は、建築材料で通常用いられてい
る不燃性の軽量骨材であればいずれでもよく、中でも低
熱伝導率を達成するために独立気泡を生成するものが好
ましい。天然軽量骨材、人工軽量骨材、副産軽量骨材の
いずれでもよく、例えば、シラスバルーン、セラミック
バルーン、フライアッシュバルーン、パーライト、膨張
頁岩、膨張粘土、砂礫、膨張スラグ、ひる石、石炭ガ
ラ、けい藻土などを挙げることができる。In the present invention, the lightweight aggregate contained in the alumina cement composite may be any non-combustible lightweight aggregate usually used in building materials, and among them, to achieve low thermal conductivity. Those that generate closed cells are preferred. It may be any of natural lightweight aggregate, artificial lightweight aggregate, and by-product lightweight aggregate, for example, shirasu balloon, ceramic balloon, fly ash balloon, perlite, expanded shale, expanded clay, gravel, expanded slag, flint, coal coal. , Diatomaceous earth, and the like.
【0043】特にシラスバルーンを好ましく用いること
ができる。シラスバルーンは、鹿児島県、北海道、秋田
県地方などに堆積している火山性噴出物であるシラスを
原料とし、それを高温下で発泡させたものである。これ
は球状をしており、密度、直径など種々のものがある。
このシラスバルーンは、軽量、耐火性が優れていること
から、軽量建材としてカーテンウォールなどに使用され
ている。また必要に応じてその他本分野で通常用いられ
る添加剤、例えば他の骨材、安定化剤、流動化剤等を適
宜加えることができる。Particularly, a shirasu balloon can be preferably used. Shirasu balloon is made from Shirasu, which is a volcanic ejecta deposited in Kagoshima prefecture, Hokkaido, Akita prefecture, etc., as a raw material, and is foamed at high temperature. It has a spherical shape, and there are various types such as density and diameter.
Since this shirasu balloon is lightweight and excellent in fire resistance, it is used as a lightweight building material for curtain walls and the like. If necessary, other additives commonly used in this field, for example, other aggregates, stabilizers, fluidizing agents and the like can be appropriately added.
【0044】本発明のアルミナセメント複合材料は、例
えば以下の如くして極めて簡便に製作することができ
る。所定量のアルミナセメント、シラスバルーン及び水
をはかりとり、これらをミキサー内で混合する。この中
にフライアッシュウールを少量ずつ添加し、混合する。
これを型枠中に入れ、所定期間水中で養生するか、ある
いは、簡易オートクレーブ内に入れ水蒸気養生を行うこ
とにより容易に製作することができる。このための製作
時間は3〜5時間で可能である。The alumina cement composite material of the present invention can be manufactured very simply, for example, as follows. A predetermined amount of alumina cement, shirasu balloon and water are weighed and mixed in a mixer. Fly ash wool is added little by little to this and mixed.
It can be easily manufactured by putting it in a mold and curing it in water for a predetermined period, or by putting it in a simple autoclave and performing steam curing. The manufacturing time for this can be 3 to 5 hours.
【0045】本発明に従うフライアッシュウール/アル
ミナセメント複合材料は、極めて耐熱性の高いものであ
る。具体的には、作製したフライアッシュウール/アル
ミナセメント複合材料を電気炉中に入れて加熱し、10
00℃に3時間保持した。加熱後、この赤熱した試料を
一気に水中に投入した。フライアッシュウールを含まな
い場合には、表面に小さな亀裂が発生したが、フライア
ッシュウールを含む場合には何の変化も見られなかっ
た。従って、フライアッシュウールを含むアルミナセメ
ント複合材料は、耐熱性だけでなく、耐熱衝撃性の高い
ことも判った。The fly ash wool / alumina cement composite material according to the present invention has extremely high heat resistance. Specifically, the prepared fly ash wool / alumina cement composite material is placed in an electric furnace and heated to 10
Hold at 00 ° C for 3 hours. After heating, the red-hot sample was immediately put into water. When the fly ash wool was not included, a small crack was generated on the surface, but when the fly ash wool was included, no change was observed. Therefore, it was found that the alumina cement composite material containing fly ash wool has not only high heat resistance but also high thermal shock resistance.
【0046】本発明のアルミナセメント複合材料は、ア
ルミナセメントに対するフライアッシュウールや軽量骨
材の混合比、アルミナセメントに対する水比によって種
々の配合が可能であり、該配合比によって、種々の目的
に併せて優れた性能を有する建築材を容易に得ることが
できる。The alumina cement composite material of the present invention can be blended in various ways depending on the mixing ratio of fly ash wool or lightweight aggregate to alumina cement and the water ratio to alumina cement. Therefore, a building material having excellent performance can be easily obtained.
【0047】アルミナセメントの水/セメント(W/
C)比は、通常用いられる範囲であり、特に限定的では
ないが、W/C比が小さいほど、得られる材料の強度は
大きくなるが、流動性が悪くなり、作業性が低下する。Alumina cement water / cement (W /
The C) ratio is a range that is usually used, and is not particularly limited, but the smaller the W / C ratio, the higher the strength of the material obtained, but the poorer the fluidity and the lower the workability.
【0048】アルミナセメント複合材料中に含有させる
ことができるフライアッシュウールの量は、用いるアル
ミナセメントの水/セメント(W/C)比、軽量骨材量
などによって、適宜設定することができる。フライアッ
シュウールを添加することによって、強度補強、高温強
度の維持、高温度加熱時の爆裂防止、熱衝撃強度の確
保、タフネスの確保・強化、表面堅牢性の確保などの種
々の優れた効果が発現される。但し、フライアッシュウ
ールの分散性を考えると、アルミナセメント複合材料中
のフライアッシュウール含有量は、通常1〜40重量%
程度であり、特に10〜25重量%の範囲が好ましい。The amount of fly ash wool that can be contained in the alumina cement composite material can be appropriately set depending on the water / cement (W / C) ratio of the alumina cement used, the amount of lightweight aggregate, and the like. By adding fly ash wool, various excellent effects such as strengthening strength, maintaining high temperature strength, preventing explosion at high temperature heating, securing thermal shock strength, securing / strengthening toughness, securing surface robustness, etc. are achieved. Expressed. However, considering the dispersibility of fly ash wool, the content of fly ash wool in the alumina cement composite is usually 1 to 40% by weight.
The range is about 10 to 25% by weight.
【0049】軽量骨材は、一般的にアルミナセメント重
量の20〜80%程度を用いることが好ましいが、添加
量が増えるにつれて、嵩密度と熱伝導率を小さくするこ
とができ、目的に併せて適宜含有量を設定できる。例え
ば、不燃断熱性建材の熱伝導率を、0.1〜0.2kcal
/m・hr・℃程度を目的とするならば、軽量骨材/セメ
ント比は、0.5以上であることが好ましい。一方、軽
量骨材の量が多すぎると表面硬度(表面堅牢性)が低下
するため、軽量骨材/セメント比は1.0以下であるこ
とが好ましい。Generally, it is preferable to use about 20 to 80% of the weight of the alumina cement as the lightweight aggregate, but the bulk density and the thermal conductivity can be reduced as the added amount is increased. The content can be set appropriately. For example, the thermal conductivity of non-combustible heat insulating building material is 0.1-0.2kcal
For the purpose of about / m · hr · ° C, the lightweight aggregate / cement ratio is preferably 0.5 or more. On the other hand, if the amount of the lightweight aggregate is too large, the surface hardness (surface robustness) decreases, so the lightweight aggregate / cement ratio is preferably 1.0 or less.
【0050】例えば、軽量骨材の添加量を多く、且つ、
水/セメント比を高くして作製した本発明に従うセメン
ト材料は、その嵩密度を0.5g/cm3程度にまで低く
することができ、且つ、優れた特性を有している。ここ
で、参考として、市販の各種断熱材の熱伝導率及び機械
的強度についての値を表−5に示す。For example, a large amount of lightweight aggregate is added, and
The cement material according to the present invention produced with a high water / cement ratio can have a bulk density as low as 0.5 g / cm 3 and has excellent properties. Here, as a reference, Table 5 shows the values of thermal conductivity and mechanical strength of various commercially available heat insulating materials.
【0051】[0051]
【表5】 [Table 5]
【0052】しかしながら、表面強度が弱く、表面をこ
すると粉が落ちる欠点があることが判った。従って、表
面強度が弱い場合には、材料の表面に無機系の塗膜を別
に被覆させることが好ましい。また、該材料は、凝結硬
化が始まるまでの時間が長いことが問題であった。そこ
で、発泡剤又は起泡剤をアルミナセメント複合材料中に
更に含有させて、母材中に空隙を形成させたところ、表
面の強度を低下させることなく、軽量化及び断熱化を達
成することができた。即ち、母材中に更に空隙を形成す
ることにより、表面堅牢性を保持したまま、嵩密度及び
熱伝導率を更に小さくできたものである。However, it has been found that the surface strength is weak and the powder drops when the surface is rubbed. Therefore, when the surface strength is weak, it is preferable to separately coat the surface of the material with an inorganic coating film. Further, the material has a problem that it takes a long time to start setting hardening. Therefore, when a foaming agent or a foaming agent is further contained in the alumina cement composite material to form voids in the base material, it is possible to achieve weight reduction and heat insulation without lowering the surface strength. did it. That is, by further forming voids in the base material, the bulk density and the thermal conductivity can be further reduced while maintaining the surface robustness.
【0053】発泡剤としては、アルミナセメントペース
ト中の水において相互に反応してガスを発生する2種類
の物質からなるもの(例えば過酸化水素と次亜塩素酸カ
ルシウム、塩酸と重炭酸ナトリウムなど)、アルミナセ
メントペースト中の水と反応してガスを発生する単一の
物質(例えばアルミニウム、鉄、マグネシウム、亜鉛等
の金属粉末、カルシウムカーバイドなど)及びアルミナ
セメントの水和反応熱によってガスを発生する単一の物
質(例えば酵母など)を挙げることができる。実用性の
点から、特にアルミニウム粉末が好ましい。The foaming agent is composed of two kinds of substances which react with each other in water in the alumina cement paste to generate gas (for example, hydrogen peroxide and calcium hypochlorite, hydrochloric acid and sodium bicarbonate). , A single substance (for example, metal powder such as aluminum, iron, magnesium, zinc, calcium carbide, etc.) that reacts with water in alumina cement paste to generate gas, and heat is generated by the heat of hydration reaction of alumina cement A single substance (eg yeast etc.) can be mentioned. From the viewpoint of practicality, aluminum powder is particularly preferable.
【0054】また、発泡剤とともに必要に応じて、苛性
ソーダの如き発泡促進剤や、アスファルトエマルジョ
ン、水ガラス、サポニン、樹脂などの気泡安定剤を補助
剤として添加することが好ましい。If necessary, it is preferable to add a foaming accelerator such as caustic soda and a foam stabilizer such as asphalt emulsion, water glass, saponin, and resin as an auxiliary agent together with the foaming agent.
【0055】起泡剤としては、例えば、洗浄剤(例えば
硫酸ラウリルソーダ、アルキルアリルスルホン酸な
ど)、樹脂石鹸、植物性又は動物性膠質、サポニン、ア
ルキルスルホン酸ナフタリン、イソプロピルスルホン酸
ナトリウム、膠質ブチルスルホン酸ナフタリン、塩化カ
ルシウム、タンパク質誘導体(例えばゼラチン、カゼイ
ンなど)のほか、いわゆる表面活性剤であるAE剤を挙
げることができる。Examples of the foaming agent include detergents (for example, sodium lauryl sulfate, alkylallyl sulfonic acid, etc.), resin soaps, vegetable or animal colloids, saponins, naphthalene alkyl sulfonates, sodium isopropyl sulfonate, colloid butyl. In addition to naphthalene sulfonate, calcium chloride, protein derivatives (eg gelatin, casein, etc.), so-called surfactant AE agents can be mentioned.
【0056】試料内部に空隙を作るには、例えば、アル
ミニウム粉末の如き金属粉末を添加して、それから発生
した水素を用いて気泡を構築することができる。また、
表面活性剤を添加し、それを充分攪拌しバブリングを行
うことによっても、セメント試料中に気泡、空隙を作
り、軽量化及び低熱伝導率化を図ることができる。この
表面活性剤を用いる方法は、ALCの製作には使用され
る方法を適用することにより容易に行うことができる。To form voids inside the sample, for example, a metal powder such as an aluminum powder may be added, and hydrogen generated from the powder may be used to construct bubbles. Also,
Bubbles and voids can be formed in the cement sample by adding a surface-active agent, stirring it sufficiently, and performing bubbling, thereby achieving weight reduction and low thermal conductivity. The method using the surfactant can be easily performed by applying the method used for manufacturing ALC.
【0057】また、発泡スチロールなどの熱可塑性のプ
ラスチックビーズをセメントペースト中に分散させ、硬
化後に、加熱してそれらのプラスチックを融解させて取
り除くか、あるいは、ベンゼン、トルエン、ケトンなど
の有機溶媒中に浸漬して、プラスチックを溶解させて取
り除くことによっても、空孔をつくることができる。Further, thermoplastic plastic beads such as Styrofoam are dispersed in cement paste, and after curing, those plastics are melted and removed by heating, or in an organic solvent such as benzene, toluene or ketone. Voids can also be created by dipping and melting and removing the plastic.
【0058】また、鋼板には、不燃、軽量、低伝導性の
材料を、吹きつけ施工によって裏打ちした不燃材が実用
化されている。本発明で得られる軽量、不燃性、低熱伝
導率材料もこの裏打ち材料として使用することができ
る。かかる用途において軽量化を図るためには、アルミ
ニウム粉末を入れて発泡させるのでは困難であり、表面
活性剤を用いる方法が好ましい。Further, as the steel sheet, a non-combustible material, which is lined with a non-combustible, lightweight, low-conductivity material by spraying, has been put into practical use. The lightweight, non-flammable, low thermal conductivity material obtained by the present invention can also be used as the backing material. In order to reduce the weight in such applications, it is difficult to add aluminum powder and foam, and a method using a surfactant is preferable.
【0059】発泡剤又は起泡剤の添加量は、他のアルミ
ナセメント、フライアッシュウール及び軽量骨材の量に
より、適宜設定することができるが、一般にこれらの添
加量が増えるほど、空隙が大きくなり、嵩密度が低下
し、熱伝導率を小さくすることができる。The addition amount of the foaming agent or foaming agent can be appropriately set depending on the amounts of other alumina cement, fly ash wool and lightweight aggregate. Generally, the larger the addition amount of these, the larger the voids. Therefore, the bulk density is lowered, and the thermal conductivity can be reduced.
【0060】例えば、軽量骨材の添加量及び水/セメン
ト比をある程度抑え、その代わりに発泡剤又は起泡剤を
加えたところ、嵩密度は0.6〜0.7g/cm3程度、
熱伝導率は0.2kcal/m・hr・℃程度に低減すること
ができ、軽量性及び断熱性に優れた不燃建材の実現に成
功した。しかしながら、添加量が多すぎると強度を低下
させることになり好ましくない。例えば、アルミニウム
粉末の場合の添加量は、セメントに対する比率で0.0
1〜0.4、特に0.05〜0.3が好ましい。For example, when the addition amount of the lightweight aggregate and the water / cement ratio are suppressed to some extent and a foaming agent or a foaming agent is added instead, the bulk density is about 0.6 to 0.7 g / cm 3 ,
The thermal conductivity can be reduced to about 0.2 kcal / m · hr · ° C, and we have succeeded in realizing a non-combustible building material with excellent lightness and heat insulation. However, if the addition amount is too large, the strength is lowered, which is not preferable. For example, the addition amount of aluminum powder is 0.0 in terms of ratio to cement.
1 to 0.4, particularly 0.05 to 0.3 is preferable.
【0061】本発明のアルミナセメント複合材料は、前
述の如く、アルミナセメントに対するフライアッシュウ
ール及び軽量骨材の混合比、及びアルミナセメントに対
する水比に加えて、更に発泡剤又は起泡剤の混合比によ
って種々の配合が可能であり、それにより、種々の目的
に併せた優れた性能を有する建築材を容易に得ることが
できる。As described above, the alumina cement composite material of the present invention has, in addition to the mixing ratio of fly ash wool and lightweight aggregate to alumina cement and the water ratio to alumina cement, a mixing ratio of a foaming agent or a foaming agent. According to the above, various blending is possible, which makes it possible to easily obtain a building material having excellent performance for various purposes.
【0062】水/セメント比、軽量骨材の添加量、及び
発泡剤又は起泡剤の添加量や添加方法を種々変えて検討
したところ、嵩密度は0.5〜0.6g/cm3程度まで
低くなるとともに、熱伝導率は0.17kcal/m・hr・
℃程度まで低くなることが判った。前記表−5に示す市
販断熱材の熱伝導率と比較すると、この値は充分実用性
のある値であることが判る。また、曲げ強度10kg/cm
2、圧縮強度58kg/cm2という優れた機械的強度を有す
るものを作製することもできた。更に、発泡剤又は起泡
剤を添加することにより、試料の表面強度は高くなり、
粉が生じたり飛び散ったりすることはなかった。The water / cement ratio, the amount of the lightweight aggregate, and the amount and method of addition of the foaming agent or foaming agent were variously studied, and the bulk density was about 0.5 to 0.6 g / cm 3. And the thermal conductivity is 0.17 kcal / m ・ hr ・
It was found that the temperature was lowered to about ℃. Comparing with the thermal conductivity of the commercially available heat insulating material shown in Table 5 above, it can be seen that this value is sufficiently practical. Also, bending strength 10 kg / cm
2. It was also possible to produce a material having an excellent mechanical strength such as a compressive strength of 58 kg / cm 2 . Furthermore, the surface strength of the sample is increased by adding a foaming agent or a foaming agent,
No powder was produced or scattered.
【0063】また、発泡剤又は起泡剤を添加した場合に
おいて、フライアッシュウールの添加量を増すことによ
る、複合材料の機械的強度及び熱伝導率について検討し
た。水/セメント、軽量骨材/セメント、及び添加する
発泡剤又は起泡剤量を一定にし、充填するフライアッシ
ュウール量を変化させた。その結果、フライアッシュウ
ールを含有させることにより、嵩密度や熱伝導率は高く
なるが、軽量骨材や発泡剤・起泡剤を添加させているた
め、実用的に充分満足できる軽量で低熱伝導率の材料が
得られ、しかも、極めて優れた機械的強度及び不燃性が
達成できることが判った。Further, when the foaming agent or the foaming agent was added, the mechanical strength and the thermal conductivity of the composite material were examined by increasing the addition amount of fly ash wool. The amount of water / cement, lightweight aggregate / cement, and blowing agent or foaming agent added was kept constant, and the amount of fly ash wool to be filled was varied. As a result, by including fly ash wool, the bulk density and thermal conductivity are increased, but since lightweight aggregates and foaming agents / foaming agents are added, it is practically sufficiently lightweight and has low thermal conductivity. It has been found that a material with a high rate can be obtained, and yet extremely excellent mechanical strength and nonflammability can be achieved.
【0064】上述の如く、本発明では各素材の添加量を
種々変化させて検討することにより、極めて実用性の高
い建築建材を容易に得ることができる。例えば、軽量骨
材としてシラスバルーン及び発泡剤としてアルミニウム
粉末をそれぞれ用いた場合において、水/セメント比
1.1、シラスバルーン/セメント比0.7、フライア
ッシュウール/セメント比0.1、アルミニウム粉末/
セメント比0.2の配合で作製した供試体は、嵩密度
0.80g/cm3、熱伝導率0.19kcal/m・hr・
℃、曲げ強度10.5kg/cm2及び圧縮強度58kg/cm2
のそれぞれ優れた特性を有していた。これらの値は、表
−5中に示す耐火レンガより優れているものであった。
しかも、耐火レンガは表面強度が弱いが、本発明に従う
該供試体はその様なことがなかった。As described above, in the present invention, by studying various amounts of addition of each material, it is possible to easily obtain an extremely practical building material. For example, when shirasu balloon is used as the lightweight aggregate and aluminum powder is used as the foaming agent, respectively, water / cement ratio 1.1, shirasu balloon / cement ratio 0.7, fly ash wool / cement ratio 0.1, aluminum powder /
The specimen prepared with the cement ratio of 0.2 had a bulk density of 0.80 g / cm 3 and a thermal conductivity of 0.19 kcal / m · hr ·
℃, bending strength 10.5kg / cm 2 and compressive strength 58kg / cm 2
Each had excellent characteristics. These values were superior to the refractory bricks shown in Table-5.
Moreover, although the refractory brick has a weak surface strength, the specimen according to the present invention did not have such a phenomenon.
【0065】また、フライアッシュウールをセメント重
量の25%添加した場合には、嵩密度0.60g/c
m3、熱伝導率0.176kcal/m・hr・℃、曲げ強度
8.5kg/cm2、圧縮強度15.8kg/cm2であり、熱伝
導率の極めて低い不燃建材が得られた。When fly ash wool is added at 25% of the cement weight, the bulk density is 0.60 g / c.
m 3, the thermal conductivity of 0.176kcal / m · hr · ℃, bending strength 8.5 kg / cm 2, a compressive strength 15.8 kg / cm 2, a very low non-combustible building materials in thermal conductivity is obtained.
【0066】これらの供試体は、熱的にも機械的強度の
点でも優れており、実用性の高い建材であった。本発明
に従うフライアッシュウール/アルミナセメント複合材
料を電気炉中に入れ、1000℃に加熱し、それを一気
に水中に投入しても破壊することはなく、耐熱性に優れ
ていることが判った。更に、該試料を水中に浸漬し、そ
れをそのまま乾燥したり、暴露したりしても、亀裂など
の発生は見られなかった。また、該試料を水中に入れ、
取り出して、ある程度水を切ってから冷蔵庫中に入れる
操作を繰り返しても、割れることはなかった。このよう
に、耐久性、耐水性、耐湿性、耐凍結性を有することも
判った。These test pieces were excellent in terms of heat and mechanical strength and were highly practical building materials. It has been found that the fly ash wool / alumina cement composite material according to the present invention is placed in an electric furnace, heated to 1000 ° C., and even if it is put into water at once, it is not broken and has excellent heat resistance. Further, even when the sample was dipped in water and dried or exposed as it was, no occurrence of cracks was observed. Also, putting the sample in water,
Even if it was taken out, drained to some extent, and put in the refrigerator, it did not crack. As described above, it was also found to have durability, water resistance, moisture resistance, and freeze resistance.
【0067】また、本発明に従うフライアッシュウール
/アルミナセメント複合材料、特に発泡剤又は起泡剤を
含有する複合材料は、表面に空隙が多数あることから、
平坦なコンクリート壁に比べて、露が生成しにくく、ま
た生成しても、表面形状の複雑さから別の空隙から揮発
しやすいため、耐結露性にも優れている。Further, the fly ash wool / alumina cement composite material according to the present invention, particularly the composite material containing a foaming agent or a foaming agent, has many voids on the surface,
Compared to a flat concrete wall, dew is less likely to be generated, and even if it is generated, it is easy to volatilize from another void due to the complicated surface shape.
【0068】以上のことから、本発明に従うフライアッ
シュウール/アルミナセメント複合材料は、軽量である
だけでなく、低熱伝導率、耐熱性、更には耐久性、耐水
性、耐結露性などの優れた特性を示すことが判った。更
に、発泡剤又は起泡剤による発泡・起泡方法、温度など
を調節することによって、より軽量化・断熱化すること
ができる。From the above, the fly ash wool / alumina cement composite material according to the present invention is not only lightweight, but also excellent in low thermal conductivity, heat resistance, durability, water resistance and dew resistance. It was found to exhibit characteristics. Further, by controlling the foaming / foaming method, temperature, etc. with a foaming agent or a foaming agent, it is possible to further reduce the weight and achieve heat insulation.
【0069】[0069]
【実施例】以下本発明を実施例により例証するが、本発
明はこれらに限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will be illustrated below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
【0070】実施例1 アルミナセメント(電気化学工業製、以下同様)100
gに水50gを加えて、所定の水/セメント比(W/C
=0.5)のセメントペーストを作った。これに所定の
シラスバルーン/セメント(S/C)比となるように所
定量のシラスバルーンを一度に加えてモーターで1分間
攪拌した。次いで、この中にフライアッシュウール(中
国製、特性は後述の参考例1及び2参照、以下同様)1
0g{フライアッシュウール/セメント(FAW/C)
比=0.1}を細かくちぎりながら、10回に分けて攪
拌しながら加えた(3分間)。この混合物をプラスチッ
ク製容器(縦14.5cm、横8cm、高さ2cm)に入れ
た。翌日脱型し、簡易オートクレーブ中(121℃)で
1時間養生した。作製したフライアッシュウール/アル
ミナセメント複合材の作製条件、熱伝導率、嵩密度及び
圧縮強度を表−6に示す。また、フライアッシュウール
を含有させない以外は全く同様にして得たアルミナセメ
ント複合材についての結果も表−6に併せて示す。Example 1 Alumina cement (manufactured by Denki Kagaku Kogyo, the same applies hereinafter) 100
50 g of water is added to g to give the specified water / cement ratio (W / C
= 0.5) cement paste was prepared. To this, a predetermined amount of shirasu balloon was added all at once so that a predetermined shirasu balloon / cement (S / C) ratio was obtained, and the mixture was stirred by a motor for 1 minute. Then, in this, fly ash wool (made in China, see Reference Examples 1 and 2 described later for characteristics, the same applies hereinafter) 1
0 g {fly ash wool / cement (FAW / C)
Ratio = 0.1} was finely torn and added in 10 batches with stirring (3 minutes). This mixture was placed in a plastic container (length 14.5 cm, width 8 cm, height 2 cm). The next day, it was demolded and cured in a simple autoclave (121 ° C) for 1 hour. Table 6 shows the production conditions, thermal conductivity, bulk density and compressive strength of the produced fly ash wool / alumina cement composite material. Table 6 also shows the results of the alumina cement composite material obtained in exactly the same manner except that fly ash wool was not included.
【0071】[0071]
【表6】 [Table 6]
【0072】得られた複合材料の嵩密度は、1.3〜
1.7g/cm3程度であり、軽量建材とは言い難かっ
た。しかし、これらの熱伝導率をプローブ法で測定する
と、0.5〜0.9kcal/m・hr・℃であり、通常のコ
ンクリートやモルタル(熱伝導率0.8〜1.6kcal/
m・hr・℃)よりは断熱性が大であった。また、一般に
軽量コンクリートと呼ばれるものの熱伝導率は0.6〜
0.8kcal/m・hr・℃程度であり、本発明で得られた
ものも同程度であった。シラスバルーン量が増えるにつ
れて、嵩密度と熱伝導率は小さくなった。また、フライ
アッシュウールを添加することによって、嵩密度はやや
増加し、熱伝導率は低くなる傾向を示した。The bulk density of the obtained composite material is 1.3 to
It was about 1.7 g / cm 3 , and it was difficult to call it a lightweight building material. However, when the thermal conductivity of these is measured by the probe method, it is 0.5 to 0.9 kcal / m · hr · ° C, which means that ordinary concrete or mortar (thermal conductivity of 0.8 to 1.6 kcal /
m ・ hr ・ ℃). Also, the thermal conductivity of what is commonly called lightweight concrete is 0.6-
The value was about 0.8 kcal / m · hr · ° C, and the value obtained by the present invention was about the same. The bulk density and thermal conductivity decreased as the amount of shirasu balloon increased. In addition, the addition of fly ash wool tended to increase the bulk density and decrease the thermal conductivity.
【0073】作製したフライアッシュウール/アルミナ
セメント複合材料を電気炉中に入れて加熱し、1000
℃に3時間保持した後、この赤熱した試料を一気に水中
に投入した。フライアッシュウールを含まない場合に
は、表面に小さな亀裂が発生したが、フライアッシュウ
ールを含む場合には何の変化も見られなかった。従っ
て、フライアッシュウールを含むアルミナセメント複合
材料は、耐熱性だけでなく、耐熱衝撃性の高いことも判
った。The prepared fly ash wool / alumina cement composite material was placed in an electric furnace and heated to 1000
After being kept at ℃ for 3 hours, the red-hot sample was immediately put into water. When the fly ash wool was not included, small cracks were generated on the surface, but when the fly ash wool was included, no change was observed. Therefore, it was found that the alumina cement composite material containing fly ash wool has not only high heat resistance but also high thermal shock resistance.
【0074】実施例2 アルミナセメント100gに、所定の水/セメント比
(W/C=4.0又は4.5)となるように所定量(4
00g又は450g)の水を加えて、セメントペースト
を作った。これに所定のS/C比となるように所定量の
シラスバルーンを一度に加え、8分間攪拌した。この中
に所定のFAW/C比となるように所定量のフライアッ
シュウールを細かくちぎりながら、10回に分けて攪拌
しながら加えた(3分間)。この混合物をプラスチック
製容器(縦14.5cm、横8cm、高さ2cm)に入れた。
2日後に脱型し、簡易オートクレーブ中(121℃)で
1時間養生した。作製したフライアッシュウール/アル
ミナセメント複合材の作製条件、熱伝導率、嵩密度及び
圧縮強度を表−7に示す。Example 2 100 g of alumina cement was mixed with a predetermined amount (4) so that a predetermined water / cement ratio (W / C = 4.0 or 4.5) was obtained.
00 g or 450 g) of water was added to make a cement paste. To this, a predetermined amount of Shirasu balloon was added at once so as to obtain a predetermined S / C ratio, and the mixture was stirred for 8 minutes. A predetermined amount of fly ash wool was finely torn into a predetermined FAW / C ratio, and the mixture was added in 10 batches with stirring (3 minutes). This mixture was placed in a plastic container (length 14.5 cm, width 8 cm, height 2 cm).
After 2 days, the mold was removed and cured in a simple autoclave (121 ° C) for 1 hour. Table 7 shows the production conditions, thermal conductivity, bulk density and compressive strength of the produced fly ash wool / alumina cement composite material.
【0075】[0075]
【表7】 [Table 7]
【0076】実施例1よりも水/セメント比を高くし、
更にシラスバルーン量を増やして作製したことにより、
嵩密度は0.5付近になり、極めて軽量化された。ま
た、熱伝導率も0.13kcal/m・hr・℃となり、市販
品と同程度の値となった。また、この場合にはフライア
ッシュウール量を増やしても、嵩密度及び熱伝導率はほ
とんど増加せず、機械的強度の高いものが得られた。し
かしながら、この軽量断熱材は、表面強度が弱く、指で
表面をこすると白い粉が剥落してしまった。また、この
試料は、凝結硬化が始まるまでの時間が長いことが問題
であった。A higher water / cement ratio than in Example 1,
By increasing the amount of shirasu balloon further,
The bulk density was around 0.5, which was extremely lightweight. Further, the thermal conductivity was 0.13 kcal / m · hr · ° C, which was about the same value as the commercially available product. Further, in this case, even if the amount of fly ash wool was increased, the bulk density and the thermal conductivity were hardly increased, and the one having high mechanical strength was obtained. However, this lightweight heat insulating material had a weak surface strength, and white powder was peeled off when the surface was rubbed with a finger. Further, this sample has a problem that it takes a long time to start setting hardening.
【0077】実施例3 シラスバルーン量を実施例1で使用した程度まで減ら
し、発泡剤としてアルミニウム粉末を添加し、それによ
る軽量性や熱伝導性への影響について検討した。アルミ
ナセメント100gに所定の水/セメント比の水を加え
て、セメントペーストを作った。これに所定S/C量の
シラスバルーン60gを一度に加え、8分間攪拌した。
この中にフライアッシュウール10gを細かくちぎりな
がら、10回に分けて攪拌しながら加えた(2分間)。
最後に、アルミニウム粉末5g又は10gを一度に加
え、2分間攪拌した。この混合物をプラスチック製容器
(縦14.5cm、横8cm、高さ2cm)に入れた。1日後
に脱型し、簡易オートクレーブ中(121℃)で1時間
養生した。作製したフライアッシュウール/アルミナセ
メント複合材料の作製条件、熱伝導率、嵩密度及び圧縮
強度を表−8に示す。Example 3 The amount of shirasu balloon was reduced to the level used in Example 1, aluminum powder was added as a foaming agent, and the influence on the lightness and thermal conductivity was examined. Cement paste was prepared by adding 100 g of alumina cement with water having a predetermined water / cement ratio. To this, 60 g of Shirasu balloon having a predetermined S / C amount was added at once and stirred for 8 minutes.
To this, 10 g of fly ash wool was finely torn and added in 10 batches with stirring (2 minutes).
Finally, 5 g or 10 g of aluminum powder was added at once and stirred for 2 minutes. This mixture was placed in a plastic container (length 14.5 cm, width 8 cm, height 2 cm). After 1 day, the mold was removed, and it was cured in a simple autoclave (121 ° C) for 1 hour. Table 8 shows the production conditions, thermal conductivity, bulk density and compressive strength of the produced fly ash wool / alumina cement composite material.
【0078】比較を容易にするため、作製条件が違うの
で厳密な比較はできないが、前記実施例で測定したアル
ミニウム粉末を入れない場合についても併せて記載し
た。アルミニウム粉末を添加し発泡させることによっ
て、嵩密度は1/2に、熱伝導率は1/3から1/4程
度にまで低くなった。また、この試料の表面を指でこす
っても粉がついたり、剥がれたりすることはなかった。
軽量性、熱伝導性、表面強度などほぼ要求通りの材料が
得られた。In order to facilitate the comparison, a strict comparison cannot be made because the manufacturing conditions are different, but the case where the aluminum powder measured in the above-mentioned examples is not added is also described. By adding aluminum powder and foaming, the bulk density was reduced to 1/2 and the thermal conductivity was reduced from about 1/3 to about 1/4. Moreover, even if the surface of this sample was rubbed with a finger, neither powder nor peeling occurred.
Materials that are almost as required, such as lightness, thermal conductivity, and surface strength, were obtained.
【0079】[0079]
【表8】 [Table 8]
【0080】実施例4 更にアルミニウム粉末の添加量による影響について検討
した。アルミナセメント100gに所定の水/セメント
比(W/C=1.1〜1.5)の水(110g、120
g、150g)を加えてセメントペーストを作った。こ
れに所定量のシラスバルーン(60g、70g、80
g、100g)を一度に加え、4分間攪拌した。この中
にフライアッシュウール10gを細かくちぎりながら、
10回に分けて攪拌しながら加えた(2分間)。最後
に、アルミニウム粉末20gを一度に加え、2分間攪拌
した。この混合物をプラスチック製容器(縦14.5c
m、横8cm、高さ2cm)に入れた。この容器を約50〜
80℃の温水中に浮かせ、30分間加熱した。この加熱
処理によって反応は速められ、水素や水蒸気の発生が顕
著になった。1日後に脱型し、簡易オートクレーブ中
(121℃)で1時間養生した。作製したフライアッシ
ュウール/アルミナセメント複合材の作製条件、熱伝導
率、嵩密度及び圧縮強度を表−9に示す。Example 4 Further, the influence of the addition amount of aluminum powder was examined. Water (110 g, 120) of a predetermined water / cement ratio (W / C = 1.1 to 1.5) on 100 g of alumina cement.
g, 150 g) was added to make a cement paste. A certain amount of shirasu balloon (60g, 70g, 80
g, 100 g) were added at once and stirred for 4 minutes. While tearing 10 g of fly ash wool into small pieces,
The mixture was added in 10 batches with stirring (2 minutes). Finally, 20 g of aluminum powder was added at once and stirred for 2 minutes. Add this mixture to a plastic container (vertical 14.5c
m, width 8 cm, height 2 cm). About 50 ~
It was floated in warm water of 80 ° C. and heated for 30 minutes. This heat treatment accelerated the reaction, and the generation of hydrogen and water vapor became remarkable. After 1 day, the mold was removed, and it was cured in a simple autoclave (121 ° C) for 1 hour. Table 9 shows the production conditions, thermal conductivity, bulk density and compressive strength of the produced fly ash wool / alumina cement composite material.
【0081】[0081]
【表9】 [Table 9]
【0082】アルミニウム粉末の添加量を増やすと、嵩
密度と熱伝導率は小さくなるようであった。ただし、シ
ラスバルーン量も変動しているので、それによる影響も
あるようであった。特に、試料C3の場合には、嵩密度
0.60g/cm3、熱伝導率0.19kcal/m・hr・
℃、曲げ強度10.5kg/cm2、圧縮強度58kg/cm2の
不燃建材が得られた。これらは熱的にも機械的強度の点
でも、実用性の高い建材であった。When the amount of aluminum powder added was increased, the bulk density and thermal conductivity seemed to decrease. However, since the amount of shirasu balloon also fluctuated, it seemed that it had an effect. Particularly, in the case of sample C3, the bulk density was 0.60 g / cm 3 and the thermal conductivity was 0.19 kcal / m · hr ·
A non-combustible building material having a bending strength of 10.5 kg / cm 2 and a compressive strength of 58 kg / cm 2 was obtained. These were building materials with high practicality in terms of both thermal and mechanical strength.
【0083】実施例5 フライアッシュウールの添加量による影響について検討
した。アルミナセメント100gに所定の水/セメント
比(W/C=1.5)の水150gを加えてセメントペ
ーストを作った。これに所定量のシラスバルーン80g
を一度に加え、4分間攪拌した。この中に所定量(FA
W/C=0、0.1、0.15、0.20、0.25、
0.30)のフライアッシュウール(0g、10g、1
5g、20g、25g、30g)を細かくちぎりなが
ら、数10回に分けて攪拌しながら加えた(2〜8分
間)。最後に、アルミニウム粉末30gを一度に加え、
4分間攪拌した。この混合物をプラスチック製容器(縦
14.5cm、横8cm、高さ2cm)に入れた。この容器を
約50〜80℃の温水中に浮かせ、30分間加熱した。
この加熱処理によって反応は速められ、水素や水蒸気の
発生が顕著になった。1日後に脱型し、簡易オートクレ
ーブ中(121℃)で1時間養生した。作製したフライ
アッシュウール/アルミナセメント複合材の作製条件、
熱伝導率、嵩密度及び圧縮強度を表−10に示す。Example 5 The effect of the addition amount of fly ash wool was examined. A cement paste was prepared by adding 150 g of water having a predetermined water / cement ratio (W / C = 1.5) to 100 g of alumina cement. A certain amount of shirasu balloon 80g
Was added at once and stirred for 4 minutes. A predetermined amount (FA
W / C = 0, 0.1, 0.15, 0.20, 0.25,
0.30) fly ash wool (0g, 10g, 1
(5 g, 20 g, 25 g, 30 g) was finely torn and added in several tens of times with stirring (2 to 8 minutes). Finally, add 30g of aluminum powder at once,
Stir for 4 minutes. This mixture was placed in a plastic container (length 14.5 cm, width 8 cm, height 2 cm). The container was floated in warm water of about 50 to 80 ° C. and heated for 30 minutes.
This heat treatment accelerated the reaction, and the generation of hydrogen and water vapor became remarkable. After 1 day, the mold was removed, and it was cured in a simple autoclave (121 ° C) for 1 hour. Manufacturing conditions of the manufactured fly ash wool / alumina cement composite,
The thermal conductivity, bulk density and compressive strength are shown in Table-10.
【0084】[0084]
【表10】 [Table 10]
【0085】フライアッシュウールを添加すると、その
添加量にかかわらず、嵩密度及び熱伝導率が大きくなる
ものの、充分実用性の高いものであり、しかも、曲げ強
度及び圧縮強度が大きくなった。中でも、フライアッシ
ュウールをセメント重量の25%添加した場合には、嵩
密度0.60g/cm3、熱伝導率0.176kcal/m・h
r・℃、曲げ強度8.5kg/cm2、圧縮強度15.8kg/
cm2の不燃建材が得られた。これらの値は極めて実用性
の高い値であった。更に、これらの供試体の表面を指で
強くこすっても、剥がれ落ちたり、指の腹に白い粉がつ
いたりすることはなかった。従って、表面硬度の高い、
表面堅牢性を有する不燃建材が得られた。When the fly ash wool was added, the bulk density and the thermal conductivity increased irrespective of the amount added, but the practicability was sufficiently high and the bending strength and the compression strength increased. Above all, when fly ash wool is added at 25% of the cement weight, the bulk density is 0.60 g / cm 3 , and the thermal conductivity is 0.176 kcal / m · h.
r · ° C, bending strength 8.5 kg / cm 2 , compressive strength 15.8 kg /
A non-combustible building material of cm 2 was obtained. These values were extremely highly practical. Furthermore, even when the surface of each of these specimens was strongly rubbed with a finger, neither peeling off nor white powder on the belly of the finger was observed. Therefore, high surface hardness,
A non-combustible building material having surface fastness was obtained.
【0086】参考例1 実施例1から実施例5で用いたフライアッシュウールの
原料(フライアッシュ)の化学成分及びフライアッシュ
ウールの繊維の特性をそれぞれグラスウール及びロック
ウールと対比させて表−11及び表−12に示す。Reference Example 1 The chemical composition of the fly ash wool raw material (fly ash) used in Examples 1 to 5 and the fiber characteristics of the fly ash wool were compared with those of glass wool and rock wool, respectively. It shows in Table-12.
【0087】[0087]
【表11】 [Table 11]
【0088】[0088]
【表12】 [Table 12]
【0089】[0089]
【発明の効果】本発明に従い、耐火性無機繊維であるフ
ライアッシュウールを強化材とし、それを耐火性の高い
アルミナセメントを母材とし、更に、シラスバルーンな
どの軽量骨材を使用することにより、不燃性、耐熱衝撃
性、断熱性及び機械的強度に優れた建築材料を極めて簡
便に得ることができる。また、経済性に優れており、従
来の課題であった石炭灰の有効利用を達成できる。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, fly ash wool, which is a refractory inorganic fiber, is used as a reinforcing material, alumina fire cement having high fire resistance is used as a base material, and light aggregate such as shirasu balloon is used. In addition, a building material excellent in nonflammability, thermal shock resistance, heat insulation and mechanical strength can be obtained very easily. In addition, it is excellent in economic efficiency and can effectively utilize the conventional problem of coal ash.
【0090】更に、発泡剤又は起泡剤を添加することに
よって、母材を発泡させて更に軽量化を達成できるとと
もに、表面強度を高くすることができ、表面硬度、耐久
性、耐水性、耐湿性、耐結露性、耐久性などを満足する
ことができる。Furthermore, by adding a foaming agent or a foaming agent, the base material can be foamed to achieve further weight reduction and surface strength can be increased, and surface hardness, durability, water resistance and moisture resistance can be increased. It is possible to satisfy the requirements for durability, dew condensation resistance and durability.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C04B 14:38) C 2102−4G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location C04B 14:38) C2102-4G
Claims (2)
有することを特徴とするアルミナセメント複合材料。1. An alumina cement composite material comprising fly ash wool and lightweight aggregate.
ともいずれか一方を含有する請求項1記載のアルミナセ
メント複合材料。2. The alumina cement composite material according to claim 1, further containing at least one of a foaming agent and a foaming agent.
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