JP2007290946A - 断熱材組成物とその製造方法および断熱構造体の施工方法。 - Google Patents
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Abstract
【課題】各断熱材組成物の製造方法、その断熱構造体の施工方法を提供する。
【解決手段】セメントの密度が０．２〜１．０ｇ／ｃｍ3、混和材の密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ3、吸水性を有する中空骨材の密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ3、補強材の密度が０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3、混和剤および水を含む密度が０．００１〜０．０４ｇ／ｃｍ3であり、且つ前記吸水性を有する中空骨材が容積比で５５％〜９０％含むことを特徴とする請求項２に記載の断熱材組成物。セメントの密度が０．４５〜０．９ｇ／ｃｍ3、混和材の密度が０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ3、吸水性を有しない中空骨材の密度が０．００５〜０．０２ｇ／ｃｍ3、補強材の密度が０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3、混和剤および水を含む密度が０．０１〜０．０４ｇ／ｃｍ3であり、且つ前記吸水性を有しない中空骨材が容積比で３０％〜６０％含むことを特徴とする請求項５に記載の断熱材組成物。
【選択図】図１
【解決手段】セメントの密度が０．２〜１．０ｇ／ｃｍ3、混和材の密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ3、吸水性を有する中空骨材の密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ3、補強材の密度が０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3、混和剤および水を含む密度が０．００１〜０．０４ｇ／ｃｍ3であり、且つ前記吸水性を有する中空骨材が容積比で５５％〜９０％含むことを特徴とする請求項２に記載の断熱材組成物。セメントの密度が０．４５〜０．９ｇ／ｃｍ3、混和材の密度が０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ3、吸水性を有しない中空骨材の密度が０．００５〜０．０２ｇ／ｃｍ3、補強材の密度が０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3、混和剤および水を含む密度が０．０１〜０．０４ｇ／ｃｍ3であり、且つ前記吸水性を有しない中空骨材が容積比で３０％〜６０％含むことを特徴とする請求項５に記載の断熱材組成物。
【選択図】図１
Description
本発明は、主に船舶の床に配設する断熱材組成物とその製造方法および断熱構造体の施工方法に関するものである。
船舶においてエンジンルームに面する居住区（人が航海中生活する場所）は、エンジン火災などから人の安全を守るために、船舶構造・機関・設備関係法令の船舶防火構造規則（FTP Code（Fire Test Procedures Code））のA60級仕切り材の評価試験（以下、A60試験）に合格した防火構造体を設置する規定になっている。当試験は、実際の床構造体（断熱材+鋼板）と同じ断面寸法の供試体に対して、下面より１時間で約９５０℃に達するような規定の温度で加熱した際に、温度やひび割れに関する基準を満足しなければならないが、この試験では温度のみならず鋼板の反りによる応力も加わるためかなり過酷な条件といえる。また、この防火構造体に使用できる材料は予め不燃性試験によって燃焼せず、有毒ガスが発生しないことを確かめたものでなければならない。
既存の一般的な船舶艤装床材は、床鋼板上面側において鋼板に耐火・断熱材であるケイ酸カルシウムボードを貼り付け、その上に金属網を貼り、さらにその上にモルタルを塗るというものである。船舶の場合、家具や棚などの全てのものが事前に固定されているため、狭い場所の施工が複雑で施工が難しい上、ケイ酸カルシウムボードを細かく切り込む必要があり、それによる多くの粉塵が舞い散る中での作業となり、作業環境も劣悪である。さらに、多くの廃棄物が発生しているといった問題を抱えている。
既存の一般的な船舶艤装床材は、床鋼板上面側において鋼板に耐火・断熱材であるケイ酸カルシウムボードを貼り付け、その上に金属網を貼り、さらにその上にモルタルを塗るというものである。船舶の場合、家具や棚などの全てのものが事前に固定されているため、狭い場所の施工が複雑で施工が難しい上、ケイ酸カルシウムボードを細かく切り込む必要があり、それによる多くの粉塵が舞い散る中での作業となり、作業環境も劣悪である。さらに、多くの廃棄物が発生しているといった問題を抱えている。
このような問題を解決するには、床上面のみにおいて流し込みによる施工が可能な高断熱材料の開発が必要である。そのような材料であれば作業工程が短縮され、ケイ酸カルシウムボードなどを使用しないことで産業廃棄物を発生させないばかりでなく、粉塵の発生も少なく、作業環境の改善が可能である。しかし、床厚や重量の増加は船舶重量の増加から輸送コストの増加を招き、床厚及び単位面積あたりの重量を既存の工法よりも抑えたものでなければならない。また、使用する材料は加熱時に燃焼せず、有毒ガスを発生しないようなものを選定しなければならない。
本発明は前記課題を解決するものでありその特徴とする技術的手段は次の(1)〜(9)の発明のとおりである。
(1)、セメント、混和材、吸水性を有する中空骨材、補強材、混和剤および水を含む密度が０．６〜１．２ｇ／ｃｍ3、であり、且つ前記吸水性を有する中空骨材が容積比で５５％〜９０％含むことを特徴とする断熱材組成物。
(2)、セメントの密度が０．２〜１．０ｇ／ｃｍ3、混和材の密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ3、吸水性を有する中空骨材の密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ3、補強材の密度が０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3、混和剤および水を含む密度が０．００１〜０．０４ｇ／ｃｍ3であり、且つ前記吸水性を有する中空骨材が容積比で５５％〜９０％含むことを特徴とする前記(1)に記載の断熱材組成物。
(3)、セメントを１０〜５０Ｗ％と、混和材を２〜４０Ｗ％と、吸水性を有する中空骨材を１５〜４０Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を０．１〜２Ｗ％と、水を２５〜５０Ｗ％を混練した後、この混練物を流し込んで前記 (2)の断熱材組成物を成形することを特徴とする断熱材組成物の製造方法。
(4)、セメントを１０〜５０Ｗ％と、混和材を２〜４０Ｗ％と、吸水性を有する中空骨材を１５〜４０Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を０．１〜２Ｗ％と、水を２５〜５０Ｗ％を混練した後、この混練物を金属板の上に流し込んで前記(1)(2)の断熱材組成物層を成形し、この断熱材組成物層の上に補強仕上材層を積層することを特徴とする断熱構造体の施工方法。
(5)、セメント、混和材、吸水性を有しない中空骨材、補強材、混和剤および水を含む密度が０．８〜１．４ｇ／ｃｍ3、であり、且つ前記吸水性を有しない中空骨材が容積比で３０％〜６０％含むことを特徴とする断熱材組成物。
(6)、セメントの密度が０．４５〜０．９ｇ／ｃｍ3、混和材の密度が０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ3、吸水性を有しない中空骨材の密度が０．００５〜０．０２ｇ／ｃｍ3、補強材の密度が０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3、混和剤および水を含む密度が０．０１〜０．０４ｇ／ｃｍ3であり、且つ前記吸水性を有しない中空骨材が容積比で３０％〜６０％含むことを特徴とする前記(5)に記載の断熱材組成物。
(7)、セメントを３０〜６５Ｗ％と、混和材を１０〜３５Ｗ％と、吸水性を有しない中空骨材を０．５〜３Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を１〜３Ｗ％と、水を２０〜３０Ｗ％を混練した後、この混練物を流し込んで断熱材組成物を成形することを特徴とする前記 (5)に記載の断熱材組成物の製造方法。
(8)、セメントを３０〜６５Ｗ％と、混和材を１０〜３５Ｗ％と、吸水性を有しない中空骨材を０．５〜３Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を１〜３Ｗ％と、水を２０〜３０Ｗ％を混練した後、この混練物を金属板の上に流し込んで前記 (5)に記載の断熱材組成物層を成形し、この断熱材組成物層の上に補強仕上材層を積層することを特徴とする断熱構造体の施工方法。
(9)、補強仕上材層は、金属製、合成樹脂製またはガラス繊維製の網を装填した樹脂モルタル層とすることを特徴とする前記(4)又は前記(8)に記載の断熱構造体の施工方法。
(1)、セメント、混和材、吸水性を有する中空骨材、補強材、混和剤および水を含む密度が０．６〜１．２ｇ／ｃｍ3、であり、且つ前記吸水性を有する中空骨材が容積比で５５％〜９０％含むことを特徴とする断熱材組成物。
(2)、セメントの密度が０．２〜１．０ｇ／ｃｍ3、混和材の密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ3、吸水性を有する中空骨材の密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ3、補強材の密度が０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3、混和剤および水を含む密度が０．００１〜０．０４ｇ／ｃｍ3であり、且つ前記吸水性を有する中空骨材が容積比で５５％〜９０％含むことを特徴とする前記(1)に記載の断熱材組成物。
(3)、セメントを１０〜５０Ｗ％と、混和材を２〜４０Ｗ％と、吸水性を有する中空骨材を１５〜４０Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を０．１〜２Ｗ％と、水を２５〜５０Ｗ％を混練した後、この混練物を流し込んで前記 (2)の断熱材組成物を成形することを特徴とする断熱材組成物の製造方法。
(4)、セメントを１０〜５０Ｗ％と、混和材を２〜４０Ｗ％と、吸水性を有する中空骨材を１５〜４０Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を０．１〜２Ｗ％と、水を２５〜５０Ｗ％を混練した後、この混練物を金属板の上に流し込んで前記(1)(2)の断熱材組成物層を成形し、この断熱材組成物層の上に補強仕上材層を積層することを特徴とする断熱構造体の施工方法。
(5)、セメント、混和材、吸水性を有しない中空骨材、補強材、混和剤および水を含む密度が０．８〜１．４ｇ／ｃｍ3、であり、且つ前記吸水性を有しない中空骨材が容積比で３０％〜６０％含むことを特徴とする断熱材組成物。
(6)、セメントの密度が０．４５〜０．９ｇ／ｃｍ3、混和材の密度が０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ3、吸水性を有しない中空骨材の密度が０．００５〜０．０２ｇ／ｃｍ3、補強材の密度が０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3、混和剤および水を含む密度が０．０１〜０．０４ｇ／ｃｍ3であり、且つ前記吸水性を有しない中空骨材が容積比で３０％〜６０％含むことを特徴とする前記(5)に記載の断熱材組成物。
(7)、セメントを３０〜６５Ｗ％と、混和材を１０〜３５Ｗ％と、吸水性を有しない中空骨材を０．５〜３Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を１〜３Ｗ％と、水を２０〜３０Ｗ％を混練した後、この混練物を流し込んで断熱材組成物を成形することを特徴とする前記 (5)に記載の断熱材組成物の製造方法。
(8)、セメントを３０〜６５Ｗ％と、混和材を１０〜３５Ｗ％と、吸水性を有しない中空骨材を０．５〜３Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を１〜３Ｗ％と、水を２０〜３０Ｗ％を混練した後、この混練物を金属板の上に流し込んで前記 (5)に記載の断熱材組成物層を成形し、この断熱材組成物層の上に補強仕上材層を積層することを特徴とする断熱構造体の施工方法。
(9)、補強仕上材層は、金属製、合成樹脂製またはガラス繊維製の網を装填した樹脂モルタル層とすることを特徴とする前記(4)又は前記(8)に記載の断熱構造体の施工方法。
１、断熱材組成物の製造方法発明(3)は、優れた耐火断熱効果を有する前記（1）と(2)の断熱材組成物を確実に得られる作用効果を呈する。
２、断熱材組成物の製造方法発明(7)は、優れた耐火断熱効果を有する前記（5）と(6)の断熱材組成物を確実に得られる作用効果を呈する。
３、前記（1）と(2)の断熱材組成物及び前記（5）と(6)の断熱材組成物は、流し込み均厚成形性に優れしかも耐火温度が９５０℃以上、熱拡散率が０．４ｍｍ２／ｓ以下の優れた耐火断熱効果を呈する。
４、前記（1）と(2)の断熱材組成物の製造方法発明(3)を用いた施工方法発明(4)は、図１に示す断熱構造体を確実に得て、金属板側からの９５０℃以上の高温加熱に対して前記優れた耐火断熱効果を発揮し補強仕上材層側への伝熱を長時間遮断し火災を確実に防止するものである。
５、前記（5）と(6)の断熱材組成物の製造方法発明(7)を用いた施工方法発明(8)も、図１に示す断熱構造体を確実に得て、金属板側からの９５０℃以上の高温加熱に対して前記優れた耐火断熱効果を発揮し補強仕上材層側への伝熱を長時間遮断し火災を確実に防止するものである。
２、断熱材組成物の製造方法発明(7)は、優れた耐火断熱効果を有する前記（5）と(6)の断熱材組成物を確実に得られる作用効果を呈する。
３、前記（1）と(2)の断熱材組成物及び前記（5）と(6)の断熱材組成物は、流し込み均厚成形性に優れしかも耐火温度が９５０℃以上、熱拡散率が０．４ｍｍ２／ｓ以下の優れた耐火断熱効果を呈する。
４、前記（1）と(2)の断熱材組成物の製造方法発明(3)を用いた施工方法発明(4)は、図１に示す断熱構造体を確実に得て、金属板側からの９５０℃以上の高温加熱に対して前記優れた耐火断熱効果を発揮し補強仕上材層側への伝熱を長時間遮断し火災を確実に防止するものである。
５、前記（5）と(6)の断熱材組成物の製造方法発明(7)を用いた施工方法発明(8)も、図１に示す断熱構造体を確実に得て、金属板側からの９５０℃以上の高温加熱に対して前記優れた耐火断熱効果を発揮し補強仕上材層側への伝熱を長時間遮断し火災を確実に防止するものである。
本発明の前記発明(1)〜(9)の技術構成の定義および意義について以下に詳述する。
＜本発明における主要材料等の定義＞
本発明においてセメントとは、ＪＩＳＲ５２１０に規定される普通ポルトランドセメント、ＪＩＳＲ５２１１に規定される高炉セメント、ＪＩＳＲ５２１２に規定されるシリカセメント、ＪＩＳＲ５２１３に規定されるフライアッシュセメント及びＪＩＳＲ５２１４に規定されるエコセメントを言う。
本発明において混和材とは、石炭火力発電所から発電に伴う副産物として発生する、ＪＩＳＡ６２０１に規定されるフライアッシュおよび特許出願２００５−１８４１３８に示されるような装置などで未燃炭素を除去して改質されたフライアッシュを言う。
本発明において吸水性を有する中空骨材とは、シラス、白土または軽石など火山性ガラス質堆積物を焼成発泡させたものを言う。
本発明において吸水性を有しない中空骨材とは、ビーズ法ポリスチレンフォーム（発泡ポリスチレン）を言う。
本発明において補強材とは、モルタルやコンクリートを補強するために使用されているガラス繊維を言う。
本発明において混和剤とは、ＪＩＳＡ６２０３に規定されるセメント混和用ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂やＪＩＳＡ６２０４に規定されるコンクリート用化学混和剤を言う。
本発明において補強仕上材層の具体例は金属製、合成樹脂製またはガラス繊維製の網を装填した樹脂モルタル層を言い、樹脂モルタルとはＪＩＳＡ６２０３に規定されるセメント混和用ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂により接着性及び強度を増加させたモルタルを言う。
＜本発明における主要材料等の定義＞
本発明においてセメントとは、ＪＩＳＲ５２１０に規定される普通ポルトランドセメント、ＪＩＳＲ５２１１に規定される高炉セメント、ＪＩＳＲ５２１２に規定されるシリカセメント、ＪＩＳＲ５２１３に規定されるフライアッシュセメント及びＪＩＳＲ５２１４に規定されるエコセメントを言う。
本発明において混和材とは、石炭火力発電所から発電に伴う副産物として発生する、ＪＩＳＡ６２０１に規定されるフライアッシュおよび特許出願２００５−１８４１３８に示されるような装置などで未燃炭素を除去して改質されたフライアッシュを言う。
本発明において吸水性を有する中空骨材とは、シラス、白土または軽石など火山性ガラス質堆積物を焼成発泡させたものを言う。
本発明において吸水性を有しない中空骨材とは、ビーズ法ポリスチレンフォーム（発泡ポリスチレン）を言う。
本発明において補強材とは、モルタルやコンクリートを補強するために使用されているガラス繊維を言う。
本発明において混和剤とは、ＪＩＳＡ６２０３に規定されるセメント混和用ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂やＪＩＳＡ６２０４に規定されるコンクリート用化学混和剤を言う。
本発明において補強仕上材層の具体例は金属製、合成樹脂製またはガラス繊維製の網を装填した樹脂モルタル層を言い、樹脂モルタルとはＪＩＳＡ６２０３に規定されるセメント混和用ポリマーディスパージョン及び再乳化形粉末樹脂により接着性及び強度を増加させたモルタルを言う。
＜発明(1)と(2)の断熱材組成物における各技術構成の意義＞
セメント、混和材、吸水性を有する中空骨材、補強材、混和剤および水を含む密度を０．６〜１．２ｇ／ｃｍ3、とする意義。
本断熱性組成物は、高い断熱性と軽量化が要求されるため、極力、軽量である方が好ましいが、通常運用時に金属板と剥離しない接着力が要求される。下記の吸水性を有する中空骨材の容積比がその両者を満足するための範囲であり、その結果、密度は上記の範囲になる。
前記吸水性を有する中空骨材の容積比を５５％〜９０％とする意義。
軽量の吸水性を有する中空骨材は、軽量且つ内部に保水するため、加熱時にその水分の蒸発熱により上面の温度上昇を抑えることができ、これを多量に混入するほど高断熱化及び軽量化につながる。上記の範囲はそのための必要な範囲であり、これ以上多く混入することは物理的に不可能であり、これ以下では充分な断熱性を持たない。
セメントの密度を０．２〜１．０ｇ／ｃｍ3とする意義。
前記吸水性を有する中空骨材の容積比を５５％〜９０％としたときに充分な接着力を満足するためであり、吸水性を有する骨材に練混ぜ水の一部が取り込まれ、セメントが硬化したのちに上記の値をとる。
混和材の密度を０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ3とする意義。
耐火性を有し、産業副産物であるフライアッシュはポゾラン活性を有しており、水酸化カルシウムと反応することで硬化する。それをセメントと置き換えることで環境負荷を低減し、且つ低コスト化が図れるが、セメントと比較して強度は低下することになる。前記吸水性を有する中空骨材の容積比を５５％〜９０％とし、且つ前記のセメント密度としたときに充分な接着力を満足するために上記の値をとる。
吸水性を有する中空骨材の密度を０．３〜０．６ｇ／ｃｍ3とする意義。
吸水性を有する中空骨材を前記の容積比とした場合、その密度は上記の値をとる。
補強材の密度を０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3とする意義。
補強材は火災時に断熱組成物のひび割れを防止するためのものであり、これ以上多ければ適度な作業性を確保できず、これ以下では充分な補強効果が得られない。
混和剤および水を含む密度を０．００１〜０．０４ｇ／ｃｍ3とする意義。
混練時に吸水性を有する中空骨材に一部の水が吸収されるが、その水量に適度な作業性を確保し、且つ必要な接着力を満足するための水量を加えた値と、前記セメント量に対して材料分離をしない程度の粘性を持たせるために必要な混和剤量を合計したときの値。
＜発明(1)と(2)の断熱材組成物を得るための発明(3)の製造方法における技術構成の意義＞
セメントを１０〜５０Ｗ％とする意義。
前記吸水性を有する中空骨材の容積比を５５％〜９０％としたときに充分な接着力を満足するために上記の値をとる。
混和材を２〜４０Ｗ％とする意義。
耐火性を有し、産業副産物であるフライアッシュはポゾラン活性を有しており、水酸化カルシウムと反応することで硬化する。それをセメントと置き換えることで環境負荷を低減し、且つ低コスト化が図れるが、セメントと比較して強度は低下するため、充分な接着力を満足するために上記の値をとる。
吸水性を有する中空骨材を１５〜４０Ｗ％とする意義。
軽量の吸水性を有する中空骨材は、軽量且つ内部に保水するため、加熱時にその水分の蒸発熱により上面の温度上昇を抑えることができ、これを多量に混入するほど高断熱化及び軽量化につながる。上記の範囲はそのための必要な範囲であり、これ以上多く混入することは物理的に不可能であり、これ以下では充分な断熱性を持たない。
補強材を０．１〜２Ｗ％とする意義。
補強材は火災時に断熱組成物のひび割れを防止するためのものであり、これ以上多ければ適度な作業性を確保できず、これ以下では充分な補強効果が得られない。
混和剤を０．１〜２Ｗ％とする意義。
吸水性を有する中空骨材を上記の範囲で混入した場合、水量の調整だけでは適度な作業性を確保できないために、上記の量を混入する。
水を２５〜５０Ｗ％とする意義。
混練時に吸水性を有する中空骨材に一部の水が吸収されるが、その水量に適度な作業性を確保し、且つ必要な接着力を満足するための水量を加えた値。
セメントを１０〜５０Ｗ％とする意義。
前記吸水性を有する中空骨材の容積比を５５％〜９０％としたときに充分な接着力を満足するために上記の値をとる。
混和材を２〜４０Ｗ％とする意義。
耐火性を有し、産業副産物であるフライアッシュはポゾラン活性を有しており、水酸化カルシウムと反応することで硬化する。それをセメントと置き換えることで環境負荷を低減し、且つ低コスト化が図れるが、セメントと比較して強度は低下するため、充分な接着力を満足するために上記の値をとる。
吸水性を有する中空骨材を１５〜４０Ｗ％とする意義。
軽量の吸水性を有する中空骨材は、軽量且つ内部に保水するため、加熱時にその水分の蒸発熱により上面の温度上昇を抑えることができ、これを多量に混入するほど高断熱化及び軽量化につながる。上記の範囲はそのための必要な範囲であり、これ以上多く混入することは物理的に不可能であり、これ以下では充分な断熱性を持たない。
補強材を０．１〜２Ｗ％とする意義。
補強材は火災時に断熱組成物のひび割れを防止するためのものであり、これ以上多ければ適度な作業性を確保できず、これ以下では充分な補強効果が得られない。
混和剤を０．１〜２Ｗ％とする意義。
吸水性を有する中空骨材を上記の範囲で混入した場合、水量の調整だけでは適度な作業性を確保できないために、上記の量を混入する。
水を２５〜５０Ｗ％とする意義。
混練時に吸水性を有する中空骨材に一部の水が吸収されるが、その水量に適度な作業性を確保し、且つ必要な接着力を満足するための水量を加えた値。
＜発明(5)と(6)の断熱材組成物における各技術構成の意義＞
セメント、混和材、吸水性を有しない中空骨材、補強材、混和剤および水を含む密度を０．８〜１．４ｇ／ｃｍ3、とする意義。
本断熱性組成物は、高い断熱性と軽量化が要求されるため、極力、軽量である方が好ましいが、通常運用時に金属板と剥離しない接着力が要求される。下記の吸水性を有しない中空骨材の容積比がその両者を満足するための範囲であり、その結果、密度は上記の範囲になる。
前記吸水性を有しない中空骨材の容積比を３０％〜６０％とする意義。
軽量の吸水性を有する中空骨材を多量に混入することで高断熱、且つ軽量化を図るための範囲であり、これ以上多く混入すると気泡が連続するため充分な断熱性を得ることができず、これ以下では充分な断熱性を持たない。
セメントの密度を０．４５〜０．９ｇ／ｃｍ3とする意義。
本発明で使用するセメントは、セメントクリンカーの化合物の構成比並びに粉末度の調整によってＪＩＳに規定された規格を満足するように製造されており、そのときの密度は上記の値をとる。
混和材の密度を０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ3とする意義。
本発明で使用する混和材は、石炭火力発電所で発電に伴う副産物として発生するフライアッシュを言うが、その主な化学成分はＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３であり、その密度は上記の値をとる。
吸水性を有しない中空骨材の密度を０．００５〜０．０２ｇ／ｃｍ3とする意義。
本発明で使用する吸水性を有しない中空骨材の密度は、ビーズ法ポリスチレンフォーム（発泡ポリスチレン）を言うが、ＪＩＳ Ａ ９５１１「発泡プラスチック系保温材」に規定されているように断熱材として幅広く利用されており、その密度は上記の値をとる。
補強材の密度を０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3とする意義。
補強材は火災時に断熱組成物のひび割れを防止するためのものであり、これ以上多ければ適度な作業性を確保できず、これ以下では充分な補強効果が得られない。
混和剤および水を含む密度を０．０１〜０．０４ｇ／ｃｍ3とする意義。
必要な接着力を満足するための水量と、前記セメント量に対して材料分離をしない程度の粘性を持たせるために必要な混和剤量を合計したときの値。
セメント、混和材、吸水性を有しない中空骨材、補強材、混和剤および水を含む密度を０．８〜１．４ｇ／ｃｍ3、とする意義。
本断熱性組成物は、高い断熱性と軽量化が要求されるため、極力、軽量である方が好ましいが、通常運用時に金属板と剥離しない接着力が要求される。下記の吸水性を有しない中空骨材の容積比がその両者を満足するための範囲であり、その結果、密度は上記の範囲になる。
前記吸水性を有しない中空骨材の容積比を３０％〜６０％とする意義。
軽量の吸水性を有する中空骨材を多量に混入することで高断熱、且つ軽量化を図るための範囲であり、これ以上多く混入すると気泡が連続するため充分な断熱性を得ることができず、これ以下では充分な断熱性を持たない。
セメントの密度を０．４５〜０．９ｇ／ｃｍ3とする意義。
本発明で使用するセメントは、セメントクリンカーの化合物の構成比並びに粉末度の調整によってＪＩＳに規定された規格を満足するように製造されており、そのときの密度は上記の値をとる。
混和材の密度を０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ3とする意義。
本発明で使用する混和材は、石炭火力発電所で発電に伴う副産物として発生するフライアッシュを言うが、その主な化学成分はＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３であり、その密度は上記の値をとる。
吸水性を有しない中空骨材の密度を０．００５〜０．０２ｇ／ｃｍ3とする意義。
本発明で使用する吸水性を有しない中空骨材の密度は、ビーズ法ポリスチレンフォーム（発泡ポリスチレン）を言うが、ＪＩＳ Ａ ９５１１「発泡プラスチック系保温材」に規定されているように断熱材として幅広く利用されており、その密度は上記の値をとる。
補強材の密度を０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3とする意義。
補強材は火災時に断熱組成物のひび割れを防止するためのものであり、これ以上多ければ適度な作業性を確保できず、これ以下では充分な補強効果が得られない。
混和剤および水を含む密度を０．０１〜０．０４ｇ／ｃｍ3とする意義。
必要な接着力を満足するための水量と、前記セメント量に対して材料分離をしない程度の粘性を持たせるために必要な混和剤量を合計したときの値。
＜発明(5)と(6)の断熱材組成物を得るための発明(7)の製造方法における技術構成の意義＞
セメントを３０〜６５Ｗ％とする意義。
前記吸水性を有しない中空骨材の容積比を３０％〜６５％としたときに必要な接着力を満足するための範囲。
混和材を１０〜３５Ｗ％とする意義。
耐火性を有し、産業副産物であるフライアッシュはポゾラン活性を有しており、水酸化カルシウムと反応することで硬化する。それをセメントと置き換えることで環境負荷を低減し、且つ低コスト化が図れるが、セメントと比較して強度は低下するため、充分な接着力を満足するために上記の値をとる。
吸水性を有しない中空骨材を０．５〜３Ｗ％とする意義。
軽量の吸水性を有する中空骨材を多量に混入することで高断熱、且つ軽量化を図るための範囲であり、これ以上多く混入すると気泡が連続するため充分な断熱性を得ることができず、これ以下では充分な断熱性を持たない。
補強材を０．１〜２Ｗ％とする意義。
補強材は耐火試験時に断熱組成物のひび割れを防止するためのものであり、これ以上多ければ適度な作業性を確保できず、これ以下では充分な補強効果が得られない。
混和剤を１〜３Ｗ％とする意義。
吸水性を有しない中空骨材であるビーズ法ポリスチレンフォームを上記の範囲で混入した場合、骨材の強度は無いに等しいものであるため、水セメント比を抑え、セメントペースト部分の強度をある程度確保する必要が有る。一方、その骨材は密度が非常に小さく、セメントモルタルと混合する場合、特許公開２００１−３１６１５９にその混合方法が提案されているように他の材料との密度差により材料分離を生じ、均一な分散が難しい。セメントペーストの粘性を高めることでそれを解消することができ、その場合、上記の混和剤量が必要となる。
水を２０〜３０Ｗ％とする意義。
吸水性を有しない中空骨材を上記の範囲で混入した場合、中空骨材の強度は無いに等しいものであるため、水セメント比を抑え、ペースト部分の強度をある程度確保する必要が有り、その場合上記の値をとる。
セメントを３０〜６５Ｗ％とする意義。
前記吸水性を有しない中空骨材の容積比を３０％〜６５％としたときに必要な接着力を満足するための範囲。
混和材を１０〜３５Ｗ％とする意義。
耐火性を有し、産業副産物であるフライアッシュはポゾラン活性を有しており、水酸化カルシウムと反応することで硬化する。それをセメントと置き換えることで環境負荷を低減し、且つ低コスト化が図れるが、セメントと比較して強度は低下するため、充分な接着力を満足するために上記の値をとる。
吸水性を有しない中空骨材を０．５〜３Ｗ％とする意義。
軽量の吸水性を有する中空骨材を多量に混入することで高断熱、且つ軽量化を図るための範囲であり、これ以上多く混入すると気泡が連続するため充分な断熱性を得ることができず、これ以下では充分な断熱性を持たない。
補強材を０．１〜２Ｗ％とする意義。
補強材は耐火試験時に断熱組成物のひび割れを防止するためのものであり、これ以上多ければ適度な作業性を確保できず、これ以下では充分な補強効果が得られない。
混和剤を１〜３Ｗ％とする意義。
吸水性を有しない中空骨材であるビーズ法ポリスチレンフォームを上記の範囲で混入した場合、骨材の強度は無いに等しいものであるため、水セメント比を抑え、セメントペースト部分の強度をある程度確保する必要が有る。一方、その骨材は密度が非常に小さく、セメントモルタルと混合する場合、特許公開２００１−３１６１５９にその混合方法が提案されているように他の材料との密度差により材料分離を生じ、均一な分散が難しい。セメントペーストの粘性を高めることでそれを解消することができ、その場合、上記の混和剤量が必要となる。
水を２０〜３０Ｗ％とする意義。
吸水性を有しない中空骨材を上記の範囲で混入した場合、中空骨材の強度は無いに等しいものであるため、水セメント比を抑え、ペースト部分の強度をある程度確保する必要が有り、その場合上記の値をとる。
＜発明(4)と(8)における技術構成の意義＞
金属板の上に断熱材組成物層を流し込み成形しその上に補強仕上材層を積層する意義。
補強仕上材層は、荷重や物の落下などから前記断熱材組成物層が圧壊、曲げ損傷、割れ傷損することを確実に防止するものであり、補強仕上材層内への前記装填材（物）は、主に補強仕上材層を補強するものである。
金属板の上に断熱材組成物層を流し込み成形しその上に補強仕上材層を積層する意義。
補強仕上材層は、荷重や物の落下などから前記断熱材組成物層が圧壊、曲げ損傷、割れ傷損することを確実に防止するものであり、補強仕上材層内への前記装填材（物）は、主に補強仕上材層を補強するものである。
実施例１は、本発明(3)の断熱材組成物製造方法例と、これで得た本発明 (2)の断熱材組成物例と、本発明(4)の施工例を紹介する。
表１には、断熱材組成物製造方法例を記載し、表２には表１の製造方法で得た断熱材組成物の特性を記載し、表３には表１に記載の製造方法を含んで施工した例を記載しその結果の断熱構造体の断面構成を図１に示す。図２は断熱構造体の耐火断熱試験炉例を示す。
表１には、断熱材組成物製造方法例を記載し、表２には表１の製造方法で得た断熱材組成物の特性を記載し、表３には表１に記載の製造方法を含んで施工した例を記載しその結果の断熱構造体の断面構成を図１に示す。図２は断熱構造体の耐火断熱試験炉例を示す。
＜表１の詳細説明＞
表１中の製造Ｎｏ１は、耐火試験をクリアできる最低の条件として設計したものであり、吸水性を有する中空骨材の配合割合が１７．５Ｗ％と最も少ない条件である。製造Ｎｏ３は、必要な接着力を満足する条件のうち、限界まで吸水性を有する中空骨材を増加させて設計したもので、その中空骨材の配合割合が３５．９Ｗ％である。製造Ｎｏ．２はその中間的な条件として設計したものである。
表１中の製造Ｎｏ１は、耐火試験をクリアできる最低の条件として設計したものであり、吸水性を有する中空骨材の配合割合が１７．５Ｗ％と最も少ない条件である。製造Ｎｏ３は、必要な接着力を満足する条件のうち、限界まで吸水性を有する中空骨材を増加させて設計したもので、その中空骨材の配合割合が３５．９Ｗ％である。製造Ｎｏ．２はその中間的な条件として設計したものである。
＜実施例１のまとめ（作用効果）＞
上記の３条件で施工を実施した結果、製造Ｎｏ．１の断熱組成物は、密度が１．１９ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が１６．６Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が６．３６Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．３２３ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が１２５℃であった。製造Ｎｏ．２の断熱組成物は、密度が０．７９ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が７．１５Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が２．７８Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．２９７ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が７８℃であった。製造Ｎｏ．３の断熱組成物は、密度が０．６４ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が５．２８Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が１．４９Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．２８７ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が７０℃であった。
上記の３条件で施工を実施した結果、製造Ｎｏ．１の断熱組成物は、密度が１．１９ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が１６．６Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が６．３６Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．３２３ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が１２５℃であった。製造Ｎｏ．２の断熱組成物は、密度が０．７９ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が７．１５Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が２．７８Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．２９７ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が７８℃であった。製造Ｎｏ．３の断熱組成物は、密度が０．６４ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が５．２８Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が１．４９Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．２８７ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が７０℃であった。
実施例２は、本発明(7)の断熱材組成物製造方法例と、これで得た本発明 (5)の断熱材組成物例と、本発明(8)の施工例を紹介する。
表４には、断熱材組成物製造方法例を記載し、表５には表４の製造方法で得た断熱材組成物の特性を記載し、表６には表４に記載の製造方法を含んで施工した例を記載しその結果の断熱構造体の断面構成を図１に示す。図２は断熱構造体の耐火断熱試験炉例を示す。
＜表４の詳細説明＞
表４中の製造Ｎｏ４は、耐火試験をクリアできる最低の条件として設計したものであり、吸水性を有しない中空骨材の配合割合が０．６Ｗ％と最も少ない条件である。製造Ｎｏ６は、必要な接着力を満足する条件のうち、限界まで吸水性を有しない中空骨材を増加させて設計したもので、その中空骨材の配合割合が２．１Ｗ％である。製造Ｎｏ．５はその中間的な条件として設計したものである。
表４には、断熱材組成物製造方法例を記載し、表５には表４の製造方法で得た断熱材組成物の特性を記載し、表６には表４に記載の製造方法を含んで施工した例を記載しその結果の断熱構造体の断面構成を図１に示す。図２は断熱構造体の耐火断熱試験炉例を示す。
＜表４の詳細説明＞
表４中の製造Ｎｏ４は、耐火試験をクリアできる最低の条件として設計したものであり、吸水性を有しない中空骨材の配合割合が０．６Ｗ％と最も少ない条件である。製造Ｎｏ６は、必要な接着力を満足する条件のうち、限界まで吸水性を有しない中空骨材を増加させて設計したもので、その中空骨材の配合割合が２．１Ｗ％である。製造Ｎｏ．５はその中間的な条件として設計したものである。
＜実施例２のまとめ（作用効果）＞
上記の３条件で施工を実施した結果、製造Ｎｏ．４の断熱材組成物は、密度が１．３９ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が２５．３Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が８．１５Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．３３７ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が１４１℃であった。製造Ｎｏ．５の断熱組成物は、密度が１．００ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が１１．２Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が４．６８Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．３１１ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が１０５℃であった。製造Ｎｏ．６の断熱組成物は、密度が０。８１ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が７．４４Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が２．９５Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．２９８ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が９５℃であった。
上記の３条件で施工を実施した結果、製造Ｎｏ．４の断熱材組成物は、密度が１．３９ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が２５．３Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が８．１５Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．３３７ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が１４１℃であった。製造Ｎｏ．５の断熱組成物は、密度が１．００ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が１１．２Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が４．６８Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．３１１ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が１０５℃であった。製造Ｎｏ．６の断熱組成物は、密度が０。８１ｇ／ｃｍ3、耐圧強度が７．４４Ｎ／ｍｍ2、曲げ強度が２．９５Ｎ／ｍｍ2、熱拡散率が０．２９８ｍｍ2／ｓの物性値を示し、その断熱構造体の鋼鉄板側を９００℃で６０分加熱したときの補強仕上層の表面温度が９５℃であった。
本発明の断熱材組成物とその製造方法及び断熱構造体の施工方法は、船舶の艤装床材な、船舶その他の耐熱性を必要とするあらゆる構造物に好適に用いることができる。
A 金属板
B 断熱材組成物層
C 補強仕上材層
D 装填物（材）
B 断熱材組成物層
C 補強仕上材層
D 装填物（材）
Claims (9)
- セメント、混和材、吸水性を有する中空骨材、補強材、混和剤および水を含む密度が０．６〜１．２ｇ／ｃｍ3、であり、且つ前記吸水性を有する中空骨材が容積比で５５％〜９０％含むことを特徴とする断熱材組成物。
- セメントの密度が０．２〜１．０ｇ／ｃｍ3、混和材の密度が０．０１〜０．２ｇ／ｃｍ3、吸水性を有する中空骨材の密度が０．３〜０．６ｇ／ｃｍ3、補強材の密度が０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3、混和剤および水を含む密度が０．００１〜０．０４ｇ／ｃｍ3であり、且つ前記吸水性を有する中空骨材が容積比で５５％〜９０％含むことを特徴とする請求項２に記載の断熱材組成物。
- セメントを１０〜５０Ｗ％と、混和材を２〜４０Ｗ％と、吸水性を有する中空骨材を１５〜４０Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を０．１〜２Ｗ％と、水を２５〜５０Ｗ％を混練した後、この混練物を流し込んで断熱材組成物を成形することを特徴とする断熱材組成物の製造方法。
- セメントを１０〜５０Ｗ％と、混和材を２〜４０Ｗ％と、吸水性を有する中空骨材を１５〜４０Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を０．１〜２Ｗ％と、水を２５〜５０Ｗ％を混練した後、この混練物を金属板の上に流し込んで断熱材組成物層を成形し、この断熱材組成物層の上に補強仕上材層を積層することを特徴とする断熱構造体の施工方法。
- セメント、混和材、吸水性を有しない中空骨材、補強材、混和剤および水を含む密度が０．８〜１．４ｇ／ｃｍ3、であり、且つ前記吸水性を有しない中空骨材が容積比で３０％〜６０％含むことを特徴とする断熱材組成物。
- セメントの密度が０．４５〜０．９ｇ／ｃｍ3、混和材の密度が０．０５〜０．２ｇ／ｃｍ3、吸水性を有しない中空骨材の密度が０．００５〜０．０２ｇ／ｃｍ3、補強材の密度が０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ3、混和剤および水を含む密度が０．０１〜０．０４ｇ／ｃｍ3であり、且つ前記吸水性を有しない中空骨材が容積比で３０％〜６０％含むことを特徴とする請求項５に記載の断熱材組成物。
- セメントを３０〜６５Ｗ％と、混和材を１０〜３５Ｗ％と、吸水性を有しない中空骨材を０．５〜３Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を１〜３Ｗ％と、水を２０〜３０Ｗ％を混練した後、この混練物を流し込んで断熱材組成物を成形することを特徴とする断熱材組成物の製造方法。
- セメントを３０〜６５Ｗ％と、混和材を１０〜３５Ｗ％と、吸水性を有しない中空骨材を０．５〜３Ｗ％と、補強材０．１〜２Ｗ％と、混和剤を１〜３Ｗ％と、水を２０〜３０Ｗ％を混練した後、この混練物を金属板の上に流し込んで断熱材組成物層を成形し、この断熱材組成物層の上に補強仕上材層を積層することを特徴とする断熱構造体の施工方法。
- 前記補強仕上材層は、金属製、合成樹脂製またはガラス繊維製の網を装填した樹脂モルタル層とすることを特徴とする請求項４又は請求項８に記載の断熱構造体の施工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007038172A JP2007290946A (ja) | 2006-03-28 | 2007-02-19 | 断熱材組成物とその製造方法および断熱構造体の施工方法。 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006089069 | 2006-03-28 | ||
| JP2007038172A JP2007290946A (ja) | 2006-03-28 | 2007-02-19 | 断熱材組成物とその製造方法および断熱構造体の施工方法。 |
Publications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015010000A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 宇部興産株式会社 | 防熱性水硬性組成物、モルタル組成物及びモルタル硬化体 |
| CN108975802A (zh) * | 2017-06-01 | 2018-12-11 | 黄国城 | 轻量级墙体的制造方法 |
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-
2007
- 2007-02-19 JP JP2007038172A patent/JP2007290946A/ja active Pending
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