【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
【産業上の利用分野】[Industrial application field]
本発明は、建築物における金属構造部材や間仕切り壁等
が火災時に極度に昇温するのを防止するために、これら
の表面に施工される水性ペースト状の耐火被覆剤材に関
するものである。The present invention relates to a fire-resistant coating material in the form of a water-based paste that is applied to the surfaces of metal structural members, partition walls, etc. in buildings in order to prevent them from becoming extremely hot in the event of a fire.
【従来の技術】[Conventional technology]
建築物における柱、鉄骨製の梁、防火壁等が火災時に極
度に昇温して強度を失うことにより、建築物自体が変形
、破壊することの経済的損失、および、それに起因する
二次災害の発生を防止するために、建築物の金属構造部
材や間仕切り壁等の表面に、耐火被覆層を設けて置くこ
とが、建築基準法によって規定されている。
前述の耐火被覆層の形成には、コンクリートやモルタル
の施工、耐火石膏ボードや珪酸カルシウムボードによる
被覆等が一般的であったが、コンクリートやモルタルの
施工は、高重量で、しかち、施工の能率が悪い等の欠点
があり、また、耐火石膏ボードや珪酸カルシウムボード
による被覆は、梁同士の交錯部位を初め、柱と壁、梁と
壁、さらには、梁と床等の交錯部位等の複雑な構造をな
す部分への施工が困難である。
このため、耐火、 ｉ１熱性に優れた作用を奏するロッ
クウール等を主成分とする耐火被覆材を、吹き付けある
いは鏝塗り等によって、鉄骨等の表面に適用し、規定の
厚さの耐火被覆層を形成する工法が利用されている。
吹き付けあるいは鏝塗り等により、耐火被覆材を鉄骨等
の表面に適用して耐火被覆層を形成する工法には、空気
輸送したロックウールやセメント等の原料を、ホースの
出口で、噴霧される水等と混合し、これを鉄骨等に吹き
付ける乾式１法と、空気輸送したロックウール等を、ホ
ースの出口で、噴霧されるセメントミルクと混合し、こ
れを鉄骨等に吹き付ける半乾式１法と、ロックウール、
セラミックウール等の無機質繊維、セメント、結合剤、
無機質充填材等の混合物を水中で混練して水性ペースト
を調製した後、得られた水性ペーストを、ポンプを利用
してホース中を圧送し、先端のノズル部で噴出する空気
によって、鉄骨等の表面に吹き付けるか、あるいは、直
接、鉄骨等の表面に前記水性ペーストを鏝塗りする等し
て、耐火被覆層を形成する湿式１法とがある。Columns, steel beams, fire walls, etc. in a building become extremely hot during a fire and lose their strength, resulting in economic losses caused by deformation and destruction of the building itself, and secondary disasters caused by this. In order to prevent this from occurring, the Building Standards Act stipulates that a fireproof coating layer be provided on the surfaces of metal structural members, partition walls, etc. of buildings. To form the above-mentioned fireproof coating layer, the construction of concrete or mortar and the covering with fireproof gypsum board or calcium silicate board have generally been used. In addition, covering with fireproof gypsum board or calcium silicate board has disadvantages such as poor efficiency, and coatings with fireproof gypsum board or calcium silicate board can be Difficult to install on areas with complex structures. For this reason, a fire-resistant coating material whose main component is rock wool, etc., which has excellent fire resistance and heat resistance, is applied to the surface of steel frames, etc. by spraying or troweling, and a fire-resistant coating layer of a specified thickness is applied. A method of forming is used. The method of forming a fire-resistant coating layer by applying fire-resistant coating material to the surface of steel frames, etc. by spraying or troweling involves pneumatically transported raw materials such as rock wool or cement, which are sprayed with water at the outlet of a hose. There is a dry method 1, in which rock wool, etc. transported by air is mixed with cement milk sprayed at the outlet of a hose, and this is sprayed on the steel frame, etc. rock wool,
Inorganic fibers such as ceramic wool, cement, binders,
After preparing an aqueous paste by kneading a mixture of inorganic fillers, etc. in water, the resulting aqueous paste is pumped through a hose, and the air ejected from the nozzle at the tip is used to clean steel frames, etc. There is a wet method 1 in which a fireproof coating layer is formed by spraying the aqueous paste onto the surface of the steel frame or by directly troweling the aqueous paste onto the surface of the steel frame or the like.
【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]
ところで、現在利用されている前記湿式１法によって、
例えば、建築基準法に規定されている２時間耐火の条件
を満足させるためには、乾燥後の耐火被覆層が、密度０
．４ｇ／ｃｍ”以上、厚さ４０ｍｍ以上に形成されてい
ることが必要であり、単位面積当たりに使用する水性ペ
ーストの量が多く、しかち、作業に要する時間も長く、
工事費用が嵩むという欠点を有している。
また、現在利用されている水性ペーストは、該ペースト
中に利用されている無機質結合剤の粘着力によって、す
なわち、乾燥あるいは化学反応によって硬化するまでの
間は軟らかいペースト状をなす無機質結合剤の粘着力に
よって、鉄骨等に付着する６のであるため、施工性を高
める目的で、−度に厚く塗ったり、または、ペースト中
の水量を多くしたりすると、水が下の方に移動し、該部
分での水分含有率がさらに高くなって粘着力が減少し、
施工された耐火被覆層が、柱や壁からずり落ちたり、梁
から剥がれ落ちたり等の不手際が発生する。
この問題を解決するために、水性ペーストからなる耐火
被覆材の組成成分中に膨張ひる石を多量に混合し、得ら
れる耐火被覆層の熱伝導率を下げることによって、断熱
性に優れた作用を奏する耐火被覆層を形成するようにし
、耐火被覆層の厚さを薄く、また、密度を小さくするよ
うな工夫がなされているが、未だ十分ではない。
これに対して、本各発明は、火災時の加熱を受けたとき
に、断熱性能の高い耐火被覆層となるようｔｌ施工を行
なえる耐火被覆材で、鉄骨や梁等に対して施工される耐
火被覆層の厚さが小さくて済むため、使用材料の量を大
幅に減少でき、しかも、施工工程での施工性に良好な性
質を有する水性ペーストを提供する。By the way, according to the wet method 1 currently in use,
For example, in order to satisfy the two-hour fire resistance conditions stipulated in the Building Standards Act, the dry fire-resistant coating layer must have a density of 0.
．． It needs to be formed with a thickness of 4 g/cm or more and a thickness of 40 mm or more, which requires a large amount of aqueous paste per unit area, and requires a long time to work.
The disadvantage is that construction costs are high. In addition, the water-based pastes currently in use depend on the adhesive strength of the inorganic binder used in the paste. Because of this, if the paste is applied too thickly or the amount of water in the paste is increased in order to improve workability, the water will move downwards and cause damage to the area. As the moisture content increases further, the adhesive strength decreases,
Mistakes occur, such as the installed fireproof coating layer slipping off columns and walls, or peeling off from beams. In order to solve this problem, a large amount of expanded vermiculite is mixed into the composition of the fireproof coating material made of water-based paste, and by lowering the thermal conductivity of the resulting fireproof coating layer, it is possible to achieve excellent heat insulation properties. Efforts have been made to reduce the thickness and density of the fireproof coating layer, but these efforts are still insufficient. In contrast, the present inventions are fire-resistant coating materials that can be applied to steel frames, beams, etc. so that they become a fire-resistant coating layer with high heat insulation performance when heated during a fire. To provide an aqueous paste that can significantly reduce the amount of materials used because the thickness of a fireproof coating layer is small and has good properties in terms of workability in a construction process.
【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]
本第１の発明の耐火被覆材は、水性ペースト中の組成成
分として、無機質結合剤と熱膨張性を有する未膨張鉱物
質粉末とを含有するものである。
また、本第２の発明の耐火被覆材は、水性ペースト中の
組成成分として、無機質結合剤と、熱膨張性を有する未
膨張鉱物質粉末と、結晶水または層間水を具備する鉱物
質粉末とを含有するものである。
前記構成からなる本各発明の水性ペーストに利用される
無機質結合剤は、例えば、ポルトランドセメント、スラ
グセメント、半水石膏等による水硬性無機質結合剤や、
水ガラス、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ等の
液状無機質結合剤である。
前記無機質結合剤の含有量が少ないと、形成される耐火
被覆層の強度が得られなく、また、多量になりすぎると
、耐火被覆層の密度が高くなりすぎて熱伝導率が良くな
り、耐火性能が悪化することとなるので、得られる耐火
被覆層の耐火性能と強度との関係から、無機質結合剤は
、水性ペースト中の固形成分で、通常、２０〜６５重量
％程度の割合で利用されるのが好ましい。
しかしながら、得られる耐火被覆層の強度がそれ程問題
にならない場合には、２０重量％未満であっても良い。
また、本発明の水性ペーストにおいては、該ペースト中
に添加されている未膨張鉱物質粉末によって、火災時に
おける断熱性能がさらに高められるちのであるために、
無機質結合剤の高配合による耐火・断熱性能の低下が最
小限に抑えられるので、得られる耐火被覆層に特別な機
械的強度が要求されるような箇所への施工に際しては、
６５重量％を超える配合量で６って無機質結合剤を含有
する水性ペーストとすることにより、機械的強度に対し
てち特に優れた作用を奏する耐火被覆層を形成し得るよ
うな水性ペーストに調製することらできる。
熱膨張性を有する未膨張鉱物質粉末は、加熱によって膨
張らしくは発泡する性質の鉱物質粉末で、例えば、未膨
張ひる石や未発泡パーライト等である。
前記未膨張鉱物質粉末の存在により、火災時の加熱によ
って耐火被覆層に有効な膨張（または発泡）が生じ、か
つ、この膨張量が大きすぎる等によって耐火被覆層が加
熱を受けている間に剥がれ落ちるというようなことのな
いように、未膨張鉱物質粉末は、通常、水性ペースト中
の固形成分でｌＯ〜４０重量％程度の割合で利用される
のが好ましい。
しかしなら、火災による加熱によって耐火被覆層に生ず
る膨張量が大きすぎるために生ずる耐火被覆層の強度低
下の問題は、例えば、ラス網を下地に使用したり、ビン
を鉄骨に取り付けたり、さらには、繊維長の長い落ちに
くい無機質繊維を組成成分中に利用したりする等によっ
て解決し得るので、水性スラリー中の熱膨張性を有する
未膨張鉱物質粉末の配合量をさらに高配合にすれば、火
災時の断熱性のより高い耐火被覆層が得られる。
また、前記未膨張鉱物質粉末は、その粒度が大きすぎる
と、耐火被覆層が火災による加熱を受けている間に剥が
れ落ちることがあるため、平均粒径が０．１〜６ｍｍ程
度、特に好ましくは０．３〜１．５ｍｍ程度の６のであ
る。
木簡２の発明の水性ペーストは、前述の無機質結合剤と
熱膨張性を有する未膨張鉱物質粉末とに加えて、さらに
、結晶水または層間水を具備する鉱物質粉末を含有する
ちので、一応の目安として、７重量％以上の結晶水及び
／または層間水を含有する鉱物質粉末が利用され、例え
ば、ギブサイト、加水ハロイサイトＮａ−モンモリロナ
イト、ブルーサイト、カオリン鉱物水石前等が使用され
る。
前記結晶水または層間水を具備する鉱物質粉末は、得ら
れる耐火被覆層の強度と、火災の際の加熱によって水を
放出する吸熱作用との兼ね合いから、水性ペースト中の
固形成分でｌＯ〜３５重量％程度の割合で利用されるの
が好ましいが、耐火被覆層の強度がそれ程問題にならな
い場合には、結晶水または層間水を具備する鉱物質粉末
は、その含有量が増加する程、耐火性能において優れた
性質が得られるので、その含有量をさらに増加させるこ
とは何ら差し支えない。
なお、前記無機質結合剤として説明したセメントおよび
石膏は、本発明の水性ペーストによって施工された耐火
被覆層の乾燥・硬化後には、水和反応によって、結晶水
または層間水を具備する鉱物質粉末と同様の作用を奏す
るが、木簡２の発明の水性ペースト中の「結晶水または
層間水を具備する鉱物質粉末」は、該水性ペースト中に
配合される時点での結晶水または層間水を具備する鉱物
質粉末の意味であり、施工された耐火被覆層の乾燥・硬
化後の性質に基づくものではない。
また、熱膨張性を有する未膨張鉱物質粉末の１例として
説明した未膨張ひる石は、結晶水または層間水を具備す
る鉱物質粉末の範晴に入るものではあるが、本番発明の
水性ペーストからなる耐火被覆材においては、前記未膨
張ひる石は、本番発明における必須の固形成分をなす熱
膨張性を有する未膨張鉱物質粉末として取り扱われる。
本番発明の水性ペーストからなる耐火被覆材は、前記し
た各成分を必須の固形成分とするもので、さらに、従来
の湿式１法による耐火被覆材に利用されていた通常の固
形成分、すなわち、ロックウール、切断したガラス繊維
、セラミックウール等の無機質繊維、界面活性剤、増粘
剤、無機質充填材等が、必要に応じて添加され得ること
は勿論である。
以下、必要に応じて添加される固形成分について説明す
る６
無機質ｍ維は、本番発明の耐火被覆材中において「繋ぎ
」の作用が必要とされる場合に、あるいは、断熱性を高
めるために配合されるもので、例えば、ロックウ〜ル、
スラグウール、切断したガラス長繊維、セラミックウー
ル、繊維状セビオライト等の耐熱性繊維が利用される。
断熱性の向上を目的として無機質繊維を添加する場合に
は、水性ペースト中の固形成分で１５重量％以上で利用
するのが好ましい。
なお、無機質繊維の多量の添加は、水性ペーストの流動
性を悪化させるため、ｆＩ常は、５０重量％以下に抑え
られるが、特に断熱性能を第１の目的にして、施工効率
をそれほど問題にしない場合には、５０重量％以上の高
配合で利用しても良い。
界面活性剤は、水性ペーストに多量の泡を発生させて施
工される耐火被覆層の軽量化を計ると共に、ペーストの
流動性を良好ならしめるもので、ペースト中の水量を抑
えてペーストの付着力を高めてち、その流動性が低下す
ることなく、良好な施工性が維持できるようにする目的
で添加される。
このため、水性ペースト中で撹拌されることによって、
大量の安定した気泡が発生し、しかも、無機質結合剤の
硬化を阻害することのないような性質のものが利用され
、例えば、ａ・オレフィンスルホン酸Ｎａ塩や直鎖アル
キルベンゼンスルホン酸Ｎａ塩が好適に利用される。
なお、界面活性剤の大量の添加は、その効果の上昇に繋
らないだけでなく、水性ペースト中での可燃性有機物の
含有量の増大の要因となるので、水性ペースト中の固形
成分で、０．５重量％以下に抑えられるのが好ましい。
増粘剤は、水性ペーストをホース内にて圧送する工程で
の流動性を向上させ、水と固形成分との分離を防止し、
さらには、界面活性剤の気泡を安定させる作用を果たす
もので、流動性の良好な水性ペーストの場合には、当然
不必要なちのである。
増粘剤は、特に、無機質繊維の配合量の高いスラリーの
場合に有効であり、例えば、メチルセルロース、ヒドロ
キシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエ
チレンオキサイド等の有機質増粘剤や、Ｎａ−モンモリ
ロナイト等の粘土鉱物による無機質増粘剤が利用される
。
なお、前記増粘剤の添加は、０．１重量％未満の少量で
は、増粘剤の添加の効果がなく、また、有機質増粘剤を
、１．５重量％を超える配合量で混合すると、水性スラ
リーの粘度が高くなりすぎて、ポンプによる圧送に多大
の動力が必要となり、また、形成される耐火被覆層の乾
燥収縮率が高くなって、乾燥後の耐火被覆層のヒビ割れ
の要因とちなるので、水性ペースト中の固形成分で、１
．５重量％以下に抑えるのが好ましい。
無機質充填材としては、前記増粘剤のような増粘作用は
ないが、水性ペーストの流動性を改善する目的で、例え
ば、炭酸カルシウム、蛇紋岩粉末等の無機質粉末が利用
される。
以上の通りの固形成分を利用して得られる本番発明の水
性ペースト−の好適な組成割合は、本第１の発明の無機
質結合剤と熱膨張性を有する未膨張鉱物質粉末とを含有
する水性ペーストの場合で、２０〜４０重量％の無機質
繊維と、２５〜６５重量％の無機質結合剤と、０．５重
量％以下の界面活性剤と、０．１〜１．５重量％の有機
質増粘剤と、１０〜４０重量％の熱膨張性を有する未膨
張鉱物質粉末とによるちのである。
また、本第２の発明の無機質結合剤と熱膨張性を有する
未膨張鉱物質粉末と結晶水または層間水を具備する鉱物
質粉末とを含有する水性ペーストの場合で、１５〜５０
重量％の無機質繊維と、２０〜５０重量％の無機質結合
剤と、０５重量％以下の界面活性剤と、０．１〜１５重
量％の有機質増粘剤と、１０〜４０重量％の熱膨弓長性
を有する未膨張鉱物質粉末と、７重量％以上の結晶水ま
たは層間水を具備する鉱物質粉末１０〜３５重量％とに
よるものである。
前記固形成分を含有する本発明の水性ペーストは、固形
成分組成物をミキサーやブレンダーを利用して混合して
袋詰めした後に、建築現場に搬入し、モルタルミキサー
等によって、適量の水と共に混合、混練し、粘稠なペー
スト状に調製することによって得られる。The fireproof coating material of the first invention contains an inorganic binder and an unexpanded mineral powder having thermal expansion properties as composition components in an aqueous paste. The fireproof coating material of the second invention also includes an inorganic binder, an unexpanded mineral powder having thermal expandability, and a mineral powder comprising crystal water or interlayer water as composition components in the aqueous paste. It contains. The inorganic binder used in the aqueous paste of each of the present inventions having the above structure is, for example, a hydraulic inorganic binder such as portland cement, slag cement, gypsum hemihydrate, etc.
Liquid inorganic binders such as water glass, colloidal silica, and colloidal alumina. If the content of the inorganic binder is small, the strength of the fireproof coating layer formed will not be obtained, and if the content is too large, the density of the fireproof coating layer will become too high and the thermal conductivity will be poor, resulting in poor fireproofing. Therefore, in view of the relationship between the fire resistance performance and strength of the resulting fire-resistant coating layer, the inorganic binder is a solid component in the aqueous paste and is usually used in a proportion of about 20 to 65% by weight. It is preferable to However, if the strength of the resulting fireproof coating layer is not so important, the content may be less than 20% by weight. In addition, in the aqueous paste of the present invention, the unexpanded mineral powder added to the paste further enhances the heat insulation performance in the event of a fire.
Since the reduction in fire resistance and insulation performance due to the high content of inorganic binder is minimized, it is suitable for installation in areas where special mechanical strength is required from the resulting fire-resistant coating layer.
By creating an aqueous paste containing an inorganic binder in an amount exceeding 65% by weight, an aqueous paste is prepared that can form a fire-resistant coating layer that has a particularly excellent effect on mechanical strength. I can do that. The thermally expandable unexpanded mineral powder is a mineral powder that expands and foams when heated, such as unexpanded vermiculite and unfoamed pearlite. Due to the presence of the unexpanded mineral powder, effective expansion (or foaming) occurs in the fireproof coating layer due to heating during a fire, and if the amount of expansion is too large, etc., the fireproof coating layer is heated while it is being heated. In order to prevent peeling off, the unexpanded mineral powder is preferably used in an amount of about 10 to 40% by weight of the solid component in the aqueous paste. However, the problem of reduced strength of the fireproof coating layer due to excessive expansion caused by heating due to fire can be solved, for example, by using lath mesh as a base, attaching the bottle to a steel frame, or even This problem can be solved by using inorganic fibers with long fiber length and difficult to fall off in the composition, so if the amount of unexpanded mineral powder with thermal expandability in the aqueous slurry is increased, A fire-resistant coating layer with higher heat insulation properties in the event of a fire can be obtained. Further, if the particle size of the unexpanded mineral powder is too large, the fireproof coating layer may peel off while being heated by a fire, so it is particularly preferable that the average particle size is about 0.1 to 6 mm. is about 0.3 to 1.5 mm. The aqueous paste of the invention of Wooden Tablet 2 contains, in addition to the above-mentioned inorganic binder and unexpanded mineral powder having thermal expansion properties, a mineral powder having crystallization water or interlayer water. As a guideline, a mineral powder containing 7% by weight or more of crystallization water and/or interlayer water is used, such as gibbsite, hydrated halloysite Na-montmorillonite, brucite, kaolin mineral suisekimae, etc. The mineral powder containing crystallization water or interlayer water has a solid content of 1O to 35% as a solid component in the aqueous paste, in consideration of the strength of the resulting fireproof coating layer and the endothermic action of releasing water by heating during a fire. It is preferable to use the mineral powder in a proportion of approximately 100% by weight, but if the strength of the fireproof coating layer is not so important, the mineral powder containing crystallized water or interlayer water becomes more fireproof as its content increases. Since excellent properties can be obtained in terms of performance, there is no problem in further increasing its content. In addition, the cement and gypsum described as the inorganic binders become mineral powders containing crystal water or interlayer water through a hydration reaction after drying and hardening of the fireproof coating layer constructed using the aqueous paste of the present invention. Although it has a similar effect, the "mineral powder having crystal water or interlayer water" in the aqueous paste of the invention of Mokken 2 contains crystal water or interlayer water at the time it is blended into the aqueous paste. It refers to mineral powder, and is not based on the properties of the applied fireproof coating layer after drying and curing. Further, although the unexpanded vermiculite described as an example of an unexpanded mineral powder having thermal expandability falls within the category of mineral powders having crystallization water or interlayer water, the aqueous paste of the present invention In the fireproof coating material, the unexpanded vermiculite is treated as an unexpanded mineral powder having thermal expandability, which is an essential solid component in the present invention. The fireproof coating material made of the aqueous paste of the present invention contains each of the above-mentioned components as essential solid components, and also contains the usual solid components used in the conventional wet method 1 fireproof coating material, that is, rock. Of course, inorganic fibers such as wool, cut glass fibers, ceramic wool, surfactants, thickeners, inorganic fillers, etc. may be added as necessary. The solid components added as needed will be explained below. For example, rock wool,
Heat-resistant fibers such as slag wool, cut long glass fibers, ceramic wool, and fibrous Seviolite are used. When inorganic fibers are added for the purpose of improving heat insulation, it is preferable to use them in an amount of 15% by weight or more as a solid component in the aqueous paste. Note that addition of a large amount of inorganic fiber deteriorates the fluidity of the aqueous paste, so fI is usually kept below 50% by weight. If not, it may be used at a high content of 50% by weight or more. Surfactants generate a large amount of bubbles in the water-based paste to reduce the weight of the applied fireproof coating layer, and also improve the fluidity of the paste, reducing the amount of water in the paste and improving the adhesive strength of the paste. It is added for the purpose of increasing the flowability and maintaining good workability without decreasing the fluidity. Therefore, by being stirred in an aqueous paste,
A substance that generates a large amount of stable bubbles and does not inhibit the curing of the inorganic binder is used, such as a-olefin sulfonic acid Na salt and linear alkylbenzenesulfonic acid Na salt. used for. Note that adding a large amount of surfactant not only does not increase its effectiveness, but also increases the content of flammable organic substances in the aqueous paste. It is preferable that the content be suppressed to 0.5% by weight or less. Thickeners improve fluidity during the process of pumping aqueous paste through a hose, prevent separation of water and solid components, and
Furthermore, it serves to stabilize the bubbles of the surfactant, which is naturally unnecessary in the case of an aqueous paste with good fluidity. Thickeners are particularly effective in the case of slurries with a high content of inorganic fibers, and include organic thickeners such as methylcellulose, hydroxyethylcellulose, polyvinyl alcohol, and polyethylene oxide, and clay minerals such as Na-montmorillonite. Mineral thickeners are utilized. It should be noted that if the thickener is added in a small amount of less than 0.1% by weight, the addition of the thickener has no effect, and if the organic thickener is mixed in an amount exceeding 1.5% by weight, The viscosity of the aqueous slurry becomes too high, requiring a large amount of power to pump it, and the drying shrinkage rate of the refractory coating layer that is formed increases, causing cracks in the refractory coating layer after drying. Therefore, the solid components in the aqueous paste are 1
．． It is preferable to suppress the content to 5% by weight or less. As the inorganic filler, for example, inorganic powder such as calcium carbonate or serpentine powder is used for the purpose of improving the fluidity of the aqueous paste, although it does not have the same thickening effect as the above-mentioned thickener. A suitable composition ratio of the aqueous paste of the actual invention obtained using the solid components as described above is an aqueous paste containing the inorganic binder of the first invention and an unexpanded mineral powder having thermal expandability. In the case of paste, 20-40% by weight of inorganic fibers, 25-65% by weight of inorganic binder, 0.5% by weight or less of surfactant, and 0.1-1.5% by weight of organic additive. It consists of a sticky agent and an unexpanded mineral powder having a thermal expansion of 10 to 40% by weight. In the case of an aqueous paste containing the inorganic binder of the second invention, an unexpanded mineral powder having thermal expandability, and a mineral powder having crystal water or interlayer water,
% by weight of inorganic fibers, 20-50% by weight of inorganic binder, 0.5% by weight or less of surfactant, 0.1-15% by weight of organic thickener, and 10-40% by weight of thermal expansion. It is composed of unexpanded mineral powder having bow length and 10 to 35% by weight of mineral powder containing 7% by weight or more of crystallization water or interlayer water. The aqueous paste of the present invention containing the solid component is prepared by mixing the solid component composition using a mixer or blender and packing the mixture into bags, then transporting it to a construction site, mixing it with an appropriate amount of water using a mortar mixer, etc. It is obtained by kneading and preparing a viscous paste.
【作 用】[For use]
本第１〜第２の発明の耐火被覆材は、未膨張鉱物質粉末
、すなわち、加熱によって膨張もしくは発泡する性質の
鉱物質粉末を水性ペースト中に含有するちので、本発明
の水性ペーストによって得られる耐火被覆層は、この未
膨張鉱物質粉末の存在により、火災時の加熱によって耐
火被覆層の耐火性能に有効な膨張（または発泡）が生じ
て耐火被覆層の厚さが増大し、断熱性および耐火性にお
いて優れた作用を奏する。
したがって、本番発明の水性ペーストからなる耐火被覆
材においては、施工される耐火被覆層の厚さが、従来の
水性ペーストによる耐火被覆層の場合よりも薄くて済む
ため、材料の使用量が少なくなり、しかも、施工性の点
ちで良好な作用が奏される。
また、本番発明の水性ペーストからなる耐火被覆材によ
って得られる耐火被覆層は、前記ペースト中に添加され
ている未膨張鉱物質粉末によって、火災時における優れ
た断熱性能が奏されるので、無機質結合剤の高配合に伴
う耐火・断熱性能の低下が最小限に抑えられるため、得
られる耐火被覆層に特別な機械的強度が要求されるよう
な箇所への施工に際しては、無機質結合剤の配合量の高
い水性スラリーを適用することによって、耐火性能と機
械的強度とを兼備する耐火被覆層を形成し得る。
また、従来の膨張ひる石を利用した水性ペーストからな
る耐火被覆材の場合には、水性ペーストをポンプにより
圧送する工程で、ポンプ圧によって、水が膨張ひる石に
形成されている間隙内に押し込まれることにより、水性
ペーストの流動性が悪化するため、余分な水を添加しな
ければならなく、この余分な水が水性スラリーによって
施工された耐火被覆材中を移動し、施工された耐火被覆
層に、剥がれやだれが発生する要因になり、さらには、
乾燥収縮等が発生する原因になっていた。
これに対して、本番発明の水性ペーストは、未膨張鉱物
質粉末を含有するちのであるから、すなわち、本番発明
の水性ペースト中におけるひる石はその層が未だ広がる
前のちのであり、また、パーライトは、未発泡状態のち
のであるから、水性ペーストをポンプにより圧送する工
程で、ポンプ圧によって未膨張鉱物質粉末内に水が圧入
するようなことがないため、余分な水の添加が不要とな
る。
このため、本番発明の耐火被覆材においては、水性ペー
スト中の水の配合量の低い、すなわち、粘着力の高い水
性ペーストになるので、界面活性剤や増粘剤の添加量を
低減させることができ、乾燥収縮量の小さい、しがち、
耐火性能においてはマイナス要因となる有機質成分の低
い耐火性にきわめて優れた作用を奏する耐火被覆層が形
成される。
さらに、熱膨張性を有する未膨張鉱物質粉末と結晶水ま
たは層間水を具備する鉱物質粉末とを含有する木簡２の
発明の水性ペーストは、熱膨張性を有する未膨張鉱物質
粉末に起因する前記作用に加えて、火災時の加熱によっ
て、結晶水を具備する鉱物質粉末からは結晶水が放出さ
れ、また、眉間水を具備する鉱物質粉末からは層間水が
流出してくるので、これらの水による蒸発潜熱によって
温度の上昇が抑制され、耐火性能においてさらに優れた
性質を有する耐火被覆層が得られる。The fireproof coating materials of the first and second inventions contain an unexpanded mineral powder, that is, a mineral powder that expands or foams when heated, in the aqueous paste. Due to the presence of this unexpanded mineral powder, the fireproof coating layer is expanded (or foamed) when heated during a fire, which is effective for improving the fireproof performance of the fireproof coating layer, increasing the thickness of the fireproof coating layer and improving its heat insulation properties. It also exhibits excellent fire resistance. Therefore, in the fireproof coating material made of the water-based paste of the actual invention, the thickness of the fireproof coating layer to be applied is thinner than that of the conventional fireproof coating layer made of the water-based paste, so the amount of material used is reduced. Moreover, it has good effects in terms of workability. In addition, the fireproof coating layer obtained by the fireproof coating material made of the aqueous paste of the actual invention has excellent heat insulation performance in the event of a fire due to the unexpanded mineral powder added to the paste. The reduction in fire resistance and heat insulation performance caused by a high content of the inorganic binder can be minimized, so when installing in areas where special mechanical strength is required for the resulting fireproof coating layer, the content of the inorganic binder should be increased. By applying a high aqueous slurry, a fire-resistant coating layer that has both fire-resistant performance and mechanical strength can be formed. In addition, in the case of conventional fireproof coating materials made of water-based paste using expanded vermiculite, during the process of pumping the water-based paste, the pump pressure forces water into the gaps formed in the expanded vermiculite. As a result, the fluidity of the water-based paste deteriorates, so extra water must be added. This can cause peeling and dripping, and furthermore,
This caused drying shrinkage, etc. On the other hand, the aqueous paste of the actual invention contains unexpanded mineral powder, that is, the vermiculite in the aqueous paste of the actual invention is before its layer has expanded, and the pearlite is Since it is in an unfoamed state, there is no need to add extra water because the pump pressure does not force water into the unexpanded mineral powder during the process of pumping the aqueous paste. . Therefore, in the fireproof coating material of the actual invention, the amount of water in the aqueous paste is low, that is, the aqueous paste has high adhesive strength, so it is possible to reduce the amount of surfactants and thickeners added. It has a small amount of drying shrinkage and tends to be
A fire-resistant coating layer is formed which exhibits an extremely excellent effect on fire resistance due to the low organic components which are a negative factor in fire resistance performance. Furthermore, the aqueous paste of the invention of wooden tablet 2, which contains an unexpanded mineral powder that has thermal expansion properties and a mineral powder that has crystallization water or interlayer water, is caused by the unexpanded mineral powder that has thermal expansion properties. In addition to the above effects, due to heating during a fire, crystallized water is released from mineral powders containing crystallized water, and interlayer water flows out from mineral powders containing glabellar water. The temperature increase is suppressed by the latent heat of vaporization of the water, and a fire-resistant coating layer with even better fire-resistant properties is obtained.
【実施例】【Example】
以下、本発明の耐火被覆材の具体的な構成を実施例を以
って説明し、該耐火被覆材によって施工された耐火被覆
層の物性を併せて説明する。
なお、実施例及び比較例で利用した固形成分は、以下の
通りである。
ロックウール（無機質繊維）
ＪＩＳ−Ａ−９５０４に規定されるロックウールの３０
ｍｍ以下の粒状物
未膨張ひる石
（熱膨張性を有する未膨張鉱物質粉末）粒度分布
０．１２５ｍｍ以下 −・−・−１，０％０．１２６ｍ
ｍ 〜０．５ｍｍ −４０％０．５１ｍｍ〜０．７ｍ
ｍ ・・５８％（１，７ｍｍを超えるもの・・・１．
０％膨張ひる石
ＪＩＳ−Ａ−５００９に規定されている断熱用の膨張ひ
る石・・・・粒度（２５）
水酸化アルミニウム
（結晶水を具備する鉱物質粉末）
ハイシライトＨ−１０＋昭和電工 （株）結晶水含有率
： ３４．６ｍｍ量％
無機質結合剤
ポルトランドセメントと石膏プラスター［吉野石膏 （
株）］
増粘剤
メチルセルロース
ハイメトローズ９０ＳＨ−３００００：［信越化学 （
株）］
実施例１〜２
第１表中の所定欄に表示されている配合物（重量部）の
１００重量部と、同じく第１表中の所定欄に表示されて
重量部の水との配合組成物を、手練りすることによって
、本発明の耐火被覆材の実施例品たる水性ペーストを得
た。
なお、本実絶倒品は、水性ペーストによって施工された
乾燥物中の「繋ぎ」成分が不足しているため、面積の広
い部分に対する耐火被覆材として使用することは好まし
くないが、小面積部分での耐火被覆材、例えば、建築構
造物のパイプ貫通部における間隙部に対する耐火性目地
材や、床スラブとＡＬＣ板やＰＣ板等による壁面との間
の間隙部に対する耐火性充填材等として、施工され得る
ものである。
第
表
（単位二重置部）
［実 験 １］
１００ Ｘ １００ｍｍの鉄板に対して、前記実施例品
からなる各耐火被覆材を鏝塗りで塗布し、室温で５日間
養生してから、１０５℃、４８時間の乾燥に付し、厚さ
３５ｍｍの耐火被覆層を形成した後、得られた耐火被覆
層を、９００°Ｃの加熱炉中で１時間の加熱試験に付し
た。
加熱試験後の耐火被覆層の厚さ増加率（％）を第２表に
示す。
第 ２ 表
第 ３ 表
（単位０重量部）
実施例３〜４・比較例１〜２
第３表中の所定欄に表示されている配合物（重量部）の
１００重量部と、同じく第２表中の所定欄に表示されて
重量部の水との配合組成物を、モルタルミキサーで混線
することによって、本発明の耐火被覆材の実施例品およ
び比較のための耐火被覆材たる水性ペーストを得た。
［実 験 ２］
面積ｌｍＸ１ｍ、枠の高さ３．５ｃｍの鉄製の型枠に対
して、前記実施例品および比較例品からなる各耐火被覆
材を、鏝塗りで塗布し、４０°Ｃ１５日間の自然乾燥に
付し、厚さ３５ｍｍの耐火被覆層を形成した後、得られ
た耐火被覆層を、ＪＩＳ−Ａ−１３０４の昇温曲線に従
って１０１０℃まで昇温する２時間の加熱試験に付した
。
前記加熱試験による加熱２時間の時点での鉄板の温度（
”Ｃ）と、２時間で加熱を止めて放置したときに、加熱
炉の余熱によって鉄板の温度がしばらく上昇した後に温
度低下が生ずる工程での前記温度低下直前の最高温度（
”Ｃ）と、加熱試験後の耐火被覆層の平均厚さ増加率（
％）とを、加熱試験前の耐火被覆層の密度（ｋｇ／ｍ３
１および平均厚さ（ｍｍ）と共に第４表に示す８第
４ 表
実絶倒５〜８
第５表中の所定欄に表示されている配合物（重量部）の
１００重量部と、同じく第４表中の所定欄に表示されて
重量部の水との配合組成物を、モルタルミキザーで混練
することによって、本発明の耐火被覆材の実施例品たる
水性ペーストを得た。
第 ５ 表
（単位 重量部）
［実 験 ３］
面積ｌｍＸ１ｍ、枠の高さ３．５ｃｍの鉄製の型枠に対
して、前記実施例品および比較測高からなる各耐火被覆
材を、モルタル圧送ポンプを利用して流し込み、４０℃
、 １５日間の自然乾燥に付し、厚さ３５ｍｍの耐火被
覆層を形成した後、得られた耐火被覆層を、ＪＩＳ−Ａ
−１３０４の昇温曲線に従って１０１０℃まで昇温する
２時間の加熱試験に付した。
前記加熱試験による加熱２時間の時点での鉄板の温度（
”Ｃ）と、２時間で加熱を止めて放置したときに、加熱
炉の余熱によって鉄板の温度がしばら（上昇した後に温
度低下が生ずる工程での前記温度低下直前の最高温度（
”Ｃ）と、加熱試験後の耐火被覆層の平均厚さ増加率（
％）とを、加熱試験前の耐火被覆層の密度（ｋｇ／ｍ”
）および平均厚さ（ｍｍ）と共に第６表に示す。
第
６
表
比較例３
固形成分が、
ロックウール ・・・・５０ 重量部ポルトラ
ンドセメント・・・・・３９．５重量部膨張ひる石
・・・・・１０．０重量部メチルセルロース
・・・ ０．５重量部からなる組成物１００重量部と
、１２５重量部の水との混合物を、モルタルミキサーで
混練することによって、比較のための水性ペーストから
なる耐火被覆材を得た。
［実 験 ４］
得られた水性ペーストを利用し、以下、前述の実験３に
おける対応工程と同一の手順による厚さ４０ｍｍの耐火
被覆層の形成と、加熱試験とを行なった。
結果は下記の通りである。
加熱前の密度・・・・・・・ ・ ５１０ ｋｇ／ｍ３
加熱前の加熱庫さ・・・・・・・ ４０ｍｍ平均厚さ増
加率（％）・・・・００
２時間加熱後の鉄板の温度
３１０℃
２時間加熱後の鉄板の最高温度
・・・・・３４０℃
［実 験 ５］
前記実施例３〜８および比較例１〜３で得られた各耐火
被覆材による耐火被覆層の乾燥を、１０５℃、４８時間
の条件の下で行ない、得られた耐火被覆層を８００℃、
２時間の加熱に付したときの重量の減少率、すなわち、
灼減脱水率（重量％）を測定した。
結果を第７表に示す。
第 ７ 表EXAMPLES Hereinafter, the specific structure of the fireproof coating material of the present invention will be explained with reference to Examples, and the physical properties of the fireproof coating layer constructed using the fireproof coating material will also be explained. The solid components used in the Examples and Comparative Examples are as follows. Rock wool (inorganic fiber) Rock wool 30 specified in JIS-A-9504
Unexpanded vermiculite (unexpanded mineral powder with thermal expansion properties) Particle size distribution of 0.125 mm or less ---1,0% 0.126 m
m ~0.5mm -40%0.51mm~0.7m
m...58% (those exceeding 1.7 mm...1.
0% expanded vermiculite Expanded vermiculite for heat insulation specified in JIS-A-5009 Particle size (25) Aluminum hydroxide (mineral powder containing crystal water) Hisilite H-10 + Showa Denko K.K. ) Crystal water content: 34.6 mm % Inorganic binder Portland cement and gypsum plaster [Yoshino gypsum (
Co., Ltd.] Thickener Methyl Cellulose Hymetrose 90SH-30000: [Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
Co., Ltd.] Examples 1 to 2 100 parts by weight of the formulation (parts by weight) shown in the specified column in Table 1 and 100 parts by weight of water also shown in the specified column in Table 1. By hand-kneading the blended composition, an aqueous paste, which is an example of the fireproof coating material of the present invention, was obtained. In addition, this product is not suitable for use as a fireproof covering material for large areas because it lacks the "connecting" component in the dried material applied with water-based paste, but it is not suitable for use in small areas. As a fire-resistant coating material, for example, as a fire-resistant joint material for gaps in pipe penetrations of building structures, and as a fire-resistant filler for gaps between floor slabs and walls made of ALC boards, PC boards, etc. It can be constructed. Table (Unit double placement part) [Experiment 1] Each fireproof coating material made of the above-mentioned example products was applied with a trowel to a 100 x 100 mm iron plate, and after curing for 5 days at room temperature, C. for 48 hours to form a fireproof coating layer with a thickness of 35 mm, and then the obtained fireproof coating layer was subjected to a heating test in a heating furnace at 900.degree. C. for 1 hour. Table 2 shows the rate of increase in thickness (%) of the fireproof coating layer after the heating test. Table 2 Table 3 (Unit: 0 parts by weight) Examples 3 to 4/Comparative Examples 1 to 2 100 parts by weight of the formulation (parts by weight) shown in the specified column in Table 3 and By mixing the blended composition with water in the parts by weight indicated in the specified column in the table in a mortar mixer, the example product of the fire-resistant coating material of the present invention and the aqueous paste serving as the fire-resistant coating material for comparison were prepared. Obtained. [Experiment 2] Each fireproof coating material consisting of the example product and the comparative example product was applied with a trowel to an iron formwork with an area of 1 m x 1 m and a frame height of 3.5 cm, and was kept at 40°C for 15 days. After air drying to form a fireproof coating layer with a thickness of 35 mm, the resulting fireproof coating layer was subjected to a 2-hour heating test in which the temperature was raised to 1010°C according to the temperature rise curve of JIS-A-1304. did. The temperature of the iron plate at the time of 2 hours of heating in the heating test (
"C)" and the maximum temperature immediately before the temperature drop in a process where the temperature of the iron plate rises for a while due to the residual heat of the heating furnace and then drops when the heating is stopped and left for 2 hours (
"C) and the average thickness increase rate of the fireproof coating layer after the heating test (
%) and the density of the fireproof coating layer before the heating test (kg/m3
8 shown in Table 4 along with 1 and average thickness (mm)
4 Table of Contents 5 to 8 100 parts by weight of the formulation (parts by weight) shown in the specified column in Table 5 and 100 parts by weight of the water shown in the specified column of Table 4. By kneading the blended composition with a mortar mixer, an aqueous paste, which is an example of the fireproof coating material of the present invention, was obtained. Table 5 (Unit: parts by weight) [Experiment 3] Each fireproof covering material consisting of the above-mentioned example product and the comparative height measurement was fed by mortar to an iron formwork with an area of 1 m x 1 m and a frame height of 3.5 cm. Pour in using a pump and heat to 40℃
After natural drying for 15 days to form a fireproof coating layer with a thickness of 35 mm, the obtained fireproof coating layer was rated according to JIS-A
The sample was subjected to a 2-hour heating test in which the temperature was raised to 1010°C according to the temperature rise curve of -1304. The temperature of the iron plate at the time of 2 hours of heating in the heating test (
``C)'' When heating is stopped after 2 hours and left to stand, the temperature of the iron plate rises for a while due to the residual heat of the heating furnace (in a process where the temperature decreases after rising, the maximum temperature immediately before the temperature decrease (
"C) and the average thickness increase rate of the fireproof coating layer after the heating test (
%) and the density of the fireproof coating layer before the heating test (kg/m”
) and average thickness (mm) are shown in Table 6. Table 6 Comparative Example 3 Solid components: Rock wool...50 parts by weight Portland cement...39.5 parts by weight Expanded vermiculite
...10.0 parts by weight methylcellulose
... A fireproof coating material made of an aqueous paste for comparison was obtained by kneading a mixture of 100 parts by weight of the composition consisting of 0.5 parts by weight and 125 parts by weight of water using a mortar mixer. [Experiment 4] Using the obtained aqueous paste, a fireproof coating layer with a thickness of 40 mm was formed and a heating test was performed in the same manner as the corresponding step in Experiment 3 described above. The results are as follows. Density before heating...・510 kg/m3
Heating chamber before heating...40mm average thickness increase rate (%)...00 Temperature of iron plate after 2 hours of heating 310℃ Maximum temperature of iron plate after 2 hours of heating...・340°C [Experiment 5] The fireproof coating layer formed by each of the fireproof coating materials obtained in Examples 3 to 8 and Comparative Examples 1 to 3 was dried at 105°C for 48 hours. The fireproof coating layer was heated to 800℃,
Weight reduction rate when heated for 2 hours, i.e.
The burn reduction dehydration rate (weight %) was measured. The results are shown in Table 7. Table 7
【効 果】【effect】
水筒１の発明及び第２の発明の耐火被覆材によって施工
された耐火被覆層は、前述の実施例に基づく説明で明ら
かな通り、火災の際の加熱によってその厚さが増大する
ちので、かかる作用によって、耐火・断熱性において優
れた効果が奏される。
したがって、本番発明の水性ペーストからなる耐火被覆
材においては、施工される耐火被覆層の厚さが、従来の
水性ペーストによって施工されるものより６小さくて済
むため、材料費の軽減及び施工の手間及び施工時間の軽
減が計れる。
特に、建築物の構造部分に対して施工された耐火被覆層
の厚さを小さくし、その重量の軽減が計れるということ
は、建造物全体の重量の軽減に繋るものであるため、耐
震構造の建築物の設計に有利な条件となる。
また、本番発明の耐火被覆材は、水性ペーストの組成成
分中に、該水性ペーストの流動性を悪化させる要因とな
る膨張ひる石や発泡パーライトを含んでいないので、水
性ペーストに余分な水の添加が必要でなくなる。
このため、梁や柱に対して適用された水性ペーストがだ
れ落ちるようなことがなく、また、乾燥後の耐火被覆層
の収縮率が低くなり、クラックの発生が減少する。
さらに、水筒２の発明の発明の耐火被覆材においては、
前記の効果に加えて、火災時の加熱の際には、結晶水を
具備する鉱物質粉末の結晶水や、層間水を具備する鉱物
質粉末の層間水による蒸発潜熱が利用できるので、その
耐火性能においてさらに優れた耐火被覆層が得られる。As is clear from the explanation based on the above-mentioned examples, the thickness of the fire-resistant coating layer constructed using the fire-resistant coating material of the invention of water bottle 1 and the second invention increases due to heating during a fire. This action provides excellent fire resistance and heat insulation properties. Therefore, in the fire-resistant coating material made of the aqueous paste of the actual invention, the thickness of the fire-resistant coating layer to be applied is 6 times smaller than that applied using the conventional aqueous paste, reducing material costs and labor. And construction time can be reduced. In particular, reducing the thickness of the fireproof coating layer applied to the structural parts of a building and reducing its weight will lead to a reduction in the weight of the entire building. This is an advantageous condition for the design of buildings. In addition, the fireproof coating material of the actual invention does not contain expanded vermiculite or foamed pearlite, which are factors that deteriorate the fluidity of the aqueous paste, in the composition of the aqueous paste, so it is not necessary to add extra water to the aqueous paste. is no longer necessary. Therefore, the aqueous paste applied to the beams and columns does not drip, and the shrinkage rate of the fireproof coating layer after drying is reduced, reducing the occurrence of cracks. Furthermore, in the fireproof covering material of the invention of water bottle 2,
In addition to the above-mentioned effects, when heating during a fire, the latent heat of vaporization due to the crystallized water of mineral powders containing crystallized water and the interlayer water of mineral powders containing interlayer water can be used, so the fire resistance is improved. A fire-resistant coating layer with even better performance is obtained.