JPH0692752A - 無機発泡体用組成物 - Google Patents
無機発泡体用組成物Info
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- JPH0692752A JPH0692752A JP27089292A JP27089292A JPH0692752A JP H0692752 A JPH0692752 A JP H0692752A JP 27089292 A JP27089292 A JP 27089292A JP 27089292 A JP27089292 A JP 27089292A JP H0692752 A JPH0692752 A JP H0692752A
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
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- Ceramic Engineering (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 不燃性かつ無発煙性の建築資材等として有用
である無機発泡体について、特定ウィスカーを所定の割
合で配合することにより、低密度とくに250kg/m3以
下の密度においても、高い圧縮強度と曲げ強度を有する
不燃性かつ無発煙性の品質の良い無機発泡体を形成する
ことができる、無機発泡体用組成物を提供する。 【構成】 無機発泡体用組成物は、アルカリ金属珪酸
塩水溶液20〜65重量部、無機固体成分15〜65重
量部、および充填材3〜65重量部よりなる主材100
重量部と、アスペクト比20以上のウィスカー3〜30
重量部と、発泡剤2〜30重量部とよりなるものであ
る。
である無機発泡体について、特定ウィスカーを所定の割
合で配合することにより、低密度とくに250kg/m3以
下の密度においても、高い圧縮強度と曲げ強度を有する
不燃性かつ無発煙性の品質の良い無機発泡体を形成する
ことができる、無機発泡体用組成物を提供する。 【構成】 無機発泡体用組成物は、アルカリ金属珪酸
塩水溶液20〜65重量部、無機固体成分15〜65重
量部、および充填材3〜65重量部よりなる主材100
重量部と、アスペクト比20以上のウィスカー3〜30
重量部と、発泡剤2〜30重量部とよりなるものであ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば不燃性かつ無
発煙性の建築資材として有用であるとともに、高い圧縮
強度と曲げ強度を有する無機発泡体を形成することがで
きる無機発泡体用組成物に関するものである。
発煙性の建築資材として有用であるとともに、高い圧縮
強度と曲げ強度を有する無機発泡体を形成することがで
きる無機発泡体用組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、この種の無機発泡体では、その
品質のうち圧縮強度と曲げ強度が重要視される。
品質のうち圧縮強度と曲げ強度が重要視される。
【0003】従来の無機発泡体としては、アルカリ金属
珪酸塩水溶液、無機固体成分、充填材、および発泡剤よ
りなるものがあり、軽量かつ低熱伝導率を有していて、
例えば断熱材等の建築資材に用いられていた。
珪酸塩水溶液、無機固体成分、充填材、および発泡剤よ
りなるものがあり、軽量かつ低熱伝導率を有していて、
例えば断熱材等の建築資材に用いられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の無機発
泡体は、低密度とくに250kg/m3以下の密度において
は、この種の建築資材としては、致命的ともいえる圧縮
強度、および曲げ強度の低下が起こるという問題があっ
た。
泡体は、低密度とくに250kg/m3以下の密度において
は、この種の建築資材としては、致命的ともいえる圧縮
強度、および曲げ強度の低下が起こるという問題があっ
た。
【0005】この発明者らは、上記の問題を解決するた
めに、鋭意研究を重ねた結果、上記無機発泡体に、特定
のウィスカーを所定の割合で配合することにより、低密
度とくに250kg/m3以下の密度において、圧縮強度、
および曲げ強度を改善し得ることを見いだし、この発明
を完成するに至った。
めに、鋭意研究を重ねた結果、上記無機発泡体に、特定
のウィスカーを所定の割合で配合することにより、低密
度とくに250kg/m3以下の密度において、圧縮強度、
および曲げ強度を改善し得ることを見いだし、この発明
を完成するに至った。
【0006】この発明の目的は、高い圧縮強度と曲げ強
度を有しかつ優れた断熱性を有する不燃性かつ無発煙性
の品質の良い無機発泡体を形成することができる、無機
発泡体用組成物を提供することにある。
度を有しかつ優れた断熱性を有する不燃性かつ無発煙性
の品質の良い無機発泡体を形成することができる、無機
発泡体用組成物を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、アルカリ金属珪酸塩水溶液20〜6
5重量部、無機固体成分15〜65重量部、および充填
材3〜65重量部よりなる主材100重量部と、アスペ
クト比20以上のウィスカー3〜30重量部と、発泡剤
2〜30重量部とよりなる無機発泡体用組成物を要旨と
している。
を達成するために、アルカリ金属珪酸塩水溶液20〜6
5重量部、無機固体成分15〜65重量部、および充填
材3〜65重量部よりなる主材100重量部と、アスペ
クト比20以上のウィスカー3〜30重量部と、発泡剤
2〜30重量部とよりなる無機発泡体用組成物を要旨と
している。
【0008】ここで、アルカリ金属珪酸塩水溶液として
は、珪酸カリウムもしくは珪酸ナトリウム、またはこれ
らの混合物の水溶液を使用する。
は、珪酸カリウムもしくは珪酸ナトリウム、またはこれ
らの混合物の水溶液を使用する。
【0009】このような水溶液の組成は、SiO2とK2
O、SiO2とNa2O、またはSiO2とK2O+Na2
Oであって、それぞれのモル比が1.0〜3.0であ
り、かつ水溶液の濃度は、30〜60%の範囲が好適で
ある。
O、SiO2とNa2O、またはSiO2とK2O+Na2
Oであって、それぞれのモル比が1.0〜3.0であ
り、かつ水溶液の濃度は、30〜60%の範囲が好適で
ある。
【0010】また上記無機固体成分としては、無定形の
SiO22〜98重量%と、Al2O398〜2重量%を
含有する酸化混合物が用いられる。
SiO22〜98重量%と、Al2O398〜2重量%を
含有する酸化混合物が用いられる。
【0011】なお、このような酸化混合物としては、例
えばメタカオリン、コランダム、あるいはムライトの製
造時に発生するダスト、粉砕焼成ボーキサイト、フライ
アッシュ等を用いることができる。
えばメタカオリン、コランダム、あるいはムライトの製
造時に発生するダスト、粉砕焼成ボーキサイト、フライ
アッシュ等を用いることができる。
【0012】例えば、コランダム製造時のダストの場合
は、無定形のSiO220〜80重量%とAl2O380
〜20重量%とよりなる酸化混合物が50重量%以上含
まれているものであり、残部はFe2O3、TiO2等で
ある。
は、無定形のSiO220〜80重量%とAl2O380
〜20重量%とよりなる酸化混合物が50重量%以上含
まれているものであり、残部はFe2O3、TiO2等で
ある。
【0013】また上記充填材としては、粉砕または細分
された形の無機物、例えば岩石粉末、玄武岩、雲母、珪
砂、ガラス粉、アルミナ、水酸化アルミニウム、タル
ク、炭酸カルシウム、カオリン等の粘土、繊維材料、そ
の他の不活性または水不溶性の各種鉱物等が使用可能で
ある。これらの充填材は、無機発泡体の用途に応じて適
宜選択され、単独で、あるいは混合して使用される。
された形の無機物、例えば岩石粉末、玄武岩、雲母、珪
砂、ガラス粉、アルミナ、水酸化アルミニウム、タル
ク、炭酸カルシウム、カオリン等の粘土、繊維材料、そ
の他の不活性または水不溶性の各種鉱物等が使用可能で
ある。これらの充填材は、無機発泡体の用途に応じて適
宜選択され、単独で、あるいは混合して使用される。
【0014】また、発泡剤としては、いわゆる過ホウ酸
ナトリウム、過酸化水素水、または不活性化された形あ
るいは不活性化されていない形のアルミニウム粉末が有
利である。発泡剤の量は、得ようとする発泡体の密度、
発泡体の強度、および発泡剤の種類により適宜選択決定
されるものである。
ナトリウム、過酸化水素水、または不活性化された形あ
るいは不活性化されていない形のアルミニウム粉末が有
利である。発泡剤の量は、得ようとする発泡体の密度、
発泡体の強度、および発泡剤の種類により適宜選択決定
されるものである。
【0015】上記ウィスカーとしては、無機物、金属あ
るいは非金属の針状単結晶で、アスペクト比20以上
で、長さ5μm〜500μm程度のものである。例え
ば、チタン酸カリウム、硼酸アルミニウム、炭化珪素、
窒化珪素、炭化硼素、アルミナ、アスベスト等のウィス
カーを挙げることができる。また、これらウィスカー
は、単独または2種以上混合して使用してもよい。これ
らウィスカーはカップリング剤によって表面処理された
ものも使用できる。ここで、ウィスカーはそのアスペク
ト比が20未満では、形成される無機発泡体が、充分な
圧縮強度と曲げ強度を示さず、好ましくない。
るいは非金属の針状単結晶で、アスペクト比20以上
で、長さ5μm〜500μm程度のものである。例え
ば、チタン酸カリウム、硼酸アルミニウム、炭化珪素、
窒化珪素、炭化硼素、アルミナ、アスベスト等のウィス
カーを挙げることができる。また、これらウィスカー
は、単独または2種以上混合して使用してもよい。これ
らウィスカーはカップリング剤によって表面処理された
ものも使用できる。ここで、ウィスカーはそのアスペク
ト比が20未満では、形成される無機発泡体が、充分な
圧縮強度と曲げ強度を示さず、好ましくない。
【0016】この発明による無機発泡体用組成物の配合
割合は、アルカリ金属珪酸塩水溶液20〜65重量部、
無機固体成分15〜65重量部、および充填材3〜65
重量部よりなる主材100重量部と、ウィスカー3〜3
0重量部と、発泡剤2〜30重量部とよりなるものであ
る。
割合は、アルカリ金属珪酸塩水溶液20〜65重量部、
無機固体成分15〜65重量部、および充填材3〜65
重量部よりなる主材100重量部と、ウィスカー3〜3
0重量部と、発泡剤2〜30重量部とよりなるものであ
る。
【0017】ここで、無機発泡体の主材であるアルカリ
金属珪酸塩水溶液、無機固体成分および充填材の配合割
合は、無機発泡体の用途、密度に応じて適宜決定される
ものである。
金属珪酸塩水溶液、無機固体成分および充填材の配合割
合は、無機発泡体の用途、密度に応じて適宜決定される
ものである。
【0018】そして、この発明においては、とくにこの
無機発泡体の主材100重量部に対して、上記ウィスカ
ーが3〜30重量部の割合で配合される。
無機発泡体の主材100重量部に対して、上記ウィスカ
ーが3〜30重量部の割合で配合される。
【0019】ここでウィスカーの配合割合が、3重量部
未満であれば、添加量が少ないため、形成される無機発
泡体は、充分な圧縮強度と曲げ強度を示さず、好ましく
ない。
未満であれば、添加量が少ないため、形成される無機発
泡体は、充分な圧縮強度と曲げ強度を示さず、好ましく
ない。
【0020】またウィスカーの配合割合が、30重量部
を超えると、無機発泡体用組成物の粘度が高くなりすぎ
て、均質な気泡サイズをもつ無機発泡体を形成すること
ができないので好ましくない。
を超えると、無機発泡体用組成物の粘度が高くなりすぎ
て、均質な気泡サイズをもつ無機発泡体を形成すること
ができないので好ましくない。
【0021】この発明による無機発泡体用組成物から、
建築資材としての無機発泡体を製造するには、まず組成
物中の固体状の成分である無機固体成分、充填材、及び
ウィスカー、また必要に応じて適量の顔料を加えて混合
し、ついでこれに液状の成分であるアルカリ金属珪酸塩
水溶液を加え、固体状の成分が充分に分散するまで混練
する。その後、発泡剤を添加し、充分に分散するまで混
練する。
建築資材としての無機発泡体を製造するには、まず組成
物中の固体状の成分である無機固体成分、充填材、及び
ウィスカー、また必要に応じて適量の顔料を加えて混合
し、ついでこれに液状の成分であるアルカリ金属珪酸塩
水溶液を加え、固体状の成分が充分に分散するまで混練
する。その後、発泡剤を添加し、充分に分散するまで混
練する。
【0022】こうして得られた無機発泡体用原料混練物
を、ついで所定の型内に注入し、常温から100℃まで
1〜4時間加熱することにより、所定の形状の無機発泡
体を形成するものである。
を、ついで所定の型内に注入し、常温から100℃まで
1〜4時間加熱することにより、所定の形状の無機発泡
体を形成するものである。
【0023】
【作用】上記無機発泡体用組成物によれば、アルカリ金
属珪酸塩水溶液、無機固体成分、および充填材よりなる
無機発泡体の主材、並びに発泡剤に対して、ウィスカー
を所定割合で配合することにより、良好な無機発泡体を
形成することができて、その圧縮強度、および曲げ強度
を大幅に改善することができるものである。
属珪酸塩水溶液、無機固体成分、および充填材よりなる
無機発泡体の主材、並びに発泡剤に対して、ウィスカー
を所定割合で配合することにより、良好な無機発泡体を
形成することができて、その圧縮強度、および曲げ強度
を大幅に改善することができるものである。
【0024】
【実施例】次に、この発明の実施例を、比較例と共に説
明する。
明する。
【0025】実施例1〜8 K2Oが15.3重量%、Na2Oが7.7重量%、Si
O2が24.9重量%、H2Oが52.1重量%の組成で
ある珪酸カリ・ソーダ水溶液44.6重量部、コランダ
ム製造時のフィルター・ダスト35.7重量部、タルク
11.8重量部、マイカ7.9重量部、ガラス繊維1.
5重量部、ウィスカーとして、チタン酸カリウムウィス
カー(大塚化学株式会社製、商品名「ティスモD」 ア
スペクト比40〜50 長さ10〜20μ)(実施例1
〜4)、および硼酸アルミニウムウィスカー(四国化成
工業株式会社製、商品名「アルボレックスY」 アスペ
クト比20〜30 長さ10〜30μ)(実施例5〜
8)を表1の割合で配合し、組成物用配合物を調整し
た。
O2が24.9重量%、H2Oが52.1重量%の組成で
ある珪酸カリ・ソーダ水溶液44.6重量部、コランダ
ム製造時のフィルター・ダスト35.7重量部、タルク
11.8重量部、マイカ7.9重量部、ガラス繊維1.
5重量部、ウィスカーとして、チタン酸カリウムウィス
カー(大塚化学株式会社製、商品名「ティスモD」 ア
スペクト比40〜50 長さ10〜20μ)(実施例1
〜4)、および硼酸アルミニウムウィスカー(四国化成
工業株式会社製、商品名「アルボレックスY」 アスペ
クト比20〜30 長さ10〜30μ)(実施例5〜
8)を表1の割合で配合し、組成物用配合物を調整し
た。
【0026】そしてこの組成物用配合物を、それぞれハ
ンドミキサーを用いて、容積が10リットルの容器内で
充分に混練した。その後、発泡剤として10重量%濃度
の過酸化水素水9.2重量部を添加して混合し、この発
明による無機発泡体用組成物を得た。また実施例5〜8
においては、不活性化されていないアルミニウム粉末を
0.5重量部添加した後、250mmx250mmx1
50mmの寸法の型内に素早く注型した。
ンドミキサーを用いて、容積が10リットルの容器内で
充分に混練した。その後、発泡剤として10重量%濃度
の過酸化水素水9.2重量部を添加して混合し、この発
明による無機発泡体用組成物を得た。また実施例5〜8
においては、不活性化されていないアルミニウム粉末を
0.5重量部添加した後、250mmx250mmx1
50mmの寸法の型内に素早く注型した。
【0027】ここで、コランダム製造時のフィルター・
ダストは、無定形のSiO240重量%と、Al2O35
0重量%と、残部Fe2O3およびTiO2等とよりなる
ものである。
ダストは、無定形のSiO240重量%と、Al2O35
0重量%と、残部Fe2O3およびTiO2等とよりなる
ものである。
【0028】つぎに、この無機発泡体用組成物の発泡が
完全に終了した後、50℃のオーブン中で4時間加熱す
ることにより、成分を硬化せしめた。
完全に終了した後、50℃のオーブン中で4時間加熱す
ることにより、成分を硬化せしめた。
【0029】硬化完了後、形成された無機発泡体を容器
内で室温まで冷却し、型から取り出した。得られた無機
発泡体を50mmx50mmx50mmサイズに切り出
し、密度を測定し、さらに50℃のオーブン中で充分乾
燥した後、圧縮強度(JISA 9514に準じる)を
測定し、それぞれ得られた結果を表1にまとめて示し
た。
内で室温まで冷却し、型から取り出した。得られた無機
発泡体を50mmx50mmx50mmサイズに切り出
し、密度を測定し、さらに50℃のオーブン中で充分乾
燥した後、圧縮強度(JISA 9514に準じる)を
測定し、それぞれ得られた結果を表1にまとめて示し
た。
【0030】さらにまた、得られた発泡体を30mmx
50mmx250mmのサイズに切り出し、50℃のオ
ーブン中で充分乾燥した後、曲げ強度(JIS A 1
106に準じる)を測定し、同じく得られた結果を表1
にまとめて示した。
50mmx250mmのサイズに切り出し、50℃のオ
ーブン中で充分乾燥した後、曲げ強度(JIS A 1
106に準じる)を測定し、同じく得られた結果を表1
にまとめて示した。
【0031】比較例1〜6 比較例1〜3では、上記実施例1〜4の場合とほゞ同様
であるが、異なる点は、ウィスカーとしての硼酸アルミ
ニウムウィスカーの添加量を、この発明の範囲外とする
(比較例1と2)か、または添加しない(比較例3)点
にある。また、比較例4〜6では、ウィスカーとして、
アスペクト比がこの発明の範囲外である酸化亜鉛ウィス
カー(松下産業機器株式会社製 アスペクト比5〜10
長さ10〜20μ)を表1の割合で配合したものであ
る。
であるが、異なる点は、ウィスカーとしての硼酸アルミ
ニウムウィスカーの添加量を、この発明の範囲外とする
(比較例1と2)か、または添加しない(比較例3)点
にある。また、比較例4〜6では、ウィスカーとして、
アスペクト比がこの発明の範囲外である酸化亜鉛ウィス
カー(松下産業機器株式会社製 アスペクト比5〜10
長さ10〜20μ)を表1の割合で配合したものであ
る。
【0032】比較例1〜6では、各成分を実施例の場合
と同様に混練したところ、比較例2では、配合物が粘調
となりすぎ、混練不可能となった。比較例1と3および
比較例4〜6については、その後、実施例の場合と同様
にして、無機発泡体を作成した。
と同様に混練したところ、比較例2では、配合物が粘調
となりすぎ、混練不可能となった。比較例1と3および
比較例4〜6については、その後、実施例の場合と同様
にして、無機発泡体を作成した。
【0033】硬化完了後、形成された無機発泡体を容器
内で室温まで冷却し、型より取り出した。この無機発泡
体を所定のサイズに切り出し、密度を測定した後、50
℃のオーブン中で充分乾燥し、圧縮強度と曲げ強度を、
上記実施例の場合と同様に測定し、得られた結果を表1
にあわせて示した。
内で室温まで冷却し、型より取り出した。この無機発泡
体を所定のサイズに切り出し、密度を測定した後、50
℃のオーブン中で充分乾燥し、圧縮強度と曲げ強度を、
上記実施例の場合と同様に測定し、得られた結果を表1
にあわせて示した。
【0034】
【表1】 上記表1の結果から明らかなように、実施例1〜8で
は、高い圧縮強度と曲げ強度を有する無機発泡体を得る
ことができた。とくに実施例1、2、5では、無機発泡
体が250kg/m3以下の低密度であるが、この場合にお
いてもなお圧縮強度および曲げ強度を高く保持すること
ができるものである。これに対し、比較例1と3および
4〜6では、圧縮強度および曲げ強度が非常に低いもの
であった。
は、高い圧縮強度と曲げ強度を有する無機発泡体を得る
ことができた。とくに実施例1、2、5では、無機発泡
体が250kg/m3以下の低密度であるが、この場合にお
いてもなお圧縮強度および曲げ強度を高く保持すること
ができるものである。これに対し、比較例1と3および
4〜6では、圧縮強度および曲げ強度が非常に低いもの
であった。
【0035】
【発明の効果】この発明による無機発泡体用組成物は、
上述のように、アルカリ金属珪酸塩水溶液20〜65重
量部、無機固体成分15〜65重量部、および充填材3
〜65重量部よりなる主材100重量部と、アスペクト
比20以上のウィスカー3〜30重量部と、発泡剤2〜
30重量部とよりなるもので、この発明によれば、低密
度とくに250kg/m3以下の密度においても、圧縮強度
及び曲げ強度、あるいはまた断熱性の改善された不燃性
かつ無発煙性の無機発泡体を形成することができ、得ら
れた無機発泡体は建築資材等としてきわめて有利に使用
できるという効果を奏する。
上述のように、アルカリ金属珪酸塩水溶液20〜65重
量部、無機固体成分15〜65重量部、および充填材3
〜65重量部よりなる主材100重量部と、アスペクト
比20以上のウィスカー3〜30重量部と、発泡剤2〜
30重量部とよりなるもので、この発明によれば、低密
度とくに250kg/m3以下の密度においても、圧縮強度
及び曲げ強度、あるいはまた断熱性の改善された不燃性
かつ無発煙性の無機発泡体を形成することができ、得ら
れた無機発泡体は建築資材等としてきわめて有利に使用
できるという効果を奏する。
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 28/26 14:38 Z 2102−4G 14:20 A 2102−4G 18:14) Z 2102−4G
Claims (1)
- 【請求項1】アルカリ金属珪酸塩水溶液20〜65重量
部、無機固体成分15〜65重量部、および充填材3〜
65重量部よりなる主材100重量部と、アスペクト比
20以上のウィスカー3〜30重量部と、発泡剤2〜3
0重量部とよりなる無機発泡体用組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27089292A JPH0692752A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 無機発泡体用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27089292A JPH0692752A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 無機発泡体用組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0692752A true JPH0692752A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17492428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27089292A Pending JPH0692752A (ja) | 1992-09-14 | 1992-09-14 | 無機発泡体用組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0692752A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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AU2001294209B2 (en) * | 2001-02-20 | 2004-05-06 | Toyota Shatai Kabushiki Kaisha | Vehicle seat |
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1992
- 1992-09-14 JP JP27089292A patent/JPH0692752A/ja active Pending
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