KR950002916B1 - 내화 피복재 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내화 피복재

제1도는 본 발명이 내화피복재를 경화하여 형성된 내화피복판의 내화시험의 결과를 나타내는 그라프.

제2도는 내화시험에 있어서 내화피복판의 온도를 측정하는 위치를 나타내는 설명도이다.

발명의 분야

본 발명은 시멘트를 매트릭스로 하는 내화피복재에 관한 것이다.

선행기술

일반적으로 건출물은 그 각각의 부분에 대하여 건축 기준법에 의하여 일정한 내화성능이 요구되고 있다.

그런데, 내화성능을 향상하는 데에는, 종래, 철골, 꺽은판 천정등의 구조체를 내화피복재로 피복하는 것이 행하여지고 있다.

이와 같은 내화피복재로서는 종래 비용의 면에서 암면(rook wool)과 시멘트와의 혼합물이 많이 사용되고 있다.

이 암면과 시멘트와의 혼합물로 되는 내화피복재는 구조체의 표면에 불어 붙이어져서 사용된다.

그러나, 이와 같은 내화피복재를 사용하여 구조체에 형성된 내화피복층은 강도가 작고, 흡수율, 투습계수가 크고, 접착력이 약하기 때문에 내구성이 결여된다고 하는 문제가 있었다.

즉, 암면 내화피복재를 예를 들어 철골이나 꺽은판 천정등의 구조체에 붙어 붙임으로써 구조체의 표면에 내화피복층이 형성되나, 이 내화피복층은, 내부결로와 흡수에 의하여 박리, 박락이 생길 우려가 있었다.

또한, 이와 같은 암면 내화피복재는 일응 내화기준을 넘어서고 있으나, 현재로서는 보다 높은 내화성능이 요구되어 지고 있다.

본 발명의 개요

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 된 것으로서, 청구범위 제1항 기재의 내화피복재는 내화성능을 대폭적으로 향상시킬 수가 있는 내화피복재를 제공하는 것을 목적으로 하고, 청구범위 제2항 기재의 내화피복재는 내화성능 및 내구성을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 내화피복재를 제공하는 것을 목적으로 한다,

청구범위 제1항 기재의 내화피복재는, 시멘트 100중량부에 대하여 석회 5∼35중량부와, 석고 5∼35중량부와, 알루미노 규산(alumino 珪酸)겔 5∼35중량부와를 혼합하여 되는 것이다.

이와 같은 내화피복재는 예를 들어 종래와 동일하게 암면과 혼합하여 수화(水和)시켜 이것을 예를 들어 철골, 꺽은판 천정등의 구조체에 불어 붙여 사용된다.

구조체의 표면에 형성된 내화피복층은, 석회, 석고, 알루미노 규산겔의 수화반응에 의하여 24H₂O와 32H₂O등의 고함수(高含水)의 칼슘 설포 알루미네이트(Calcium Sulfo Aluminate)계의 수화 생성물이 생성되고, 이들의 수화생성물이 가열시에 발열 저감효과가 발휘한다.

또한, 석회, 석고, 알루미노 규산겔 자체도 분자구조 층에 수분을 가지고 있으므로, 내화피복층이 가열되는 경우에는 발열저감효과를 발휘한다.

청구범위 제2항 기재의 내화피복재는, 시멘트 100중량부에 대하여 석회 5∼35중량부와, 석고 5∼35중량부와, 알루미노 규산 겔 5∼35중량부와를 혼합하여 되는 분체 100중량부에 대하여 세라믹 벌룬 50∼300중량부와, 세라믹 화이버 10∼40중량부와, 합성수지 에멀전 고형분 환산 5∼20중량부와를 혼합하여 되는 것이다.

이와 같은 내화피복재는 습식시공과 건식시공에 의하여 구조체에 시공된다.

즉, 습식시공에 의한 구조체에의 시공은 점성유동체의 상태에서, 예를 들어 철골, 꺽은판 천정등의 구조체에 불어 붙인다거나, 흙손등에 의하여 구조체에 도포한다거나 하여 행하여진다.

또한, 건식시공에 의한 구조체에의 시공은, 예를 들어 점성유동체의 내화피복재를 경화시켜서 성형판으로 하여 치구에 의하여 고정한다거나, 접착제등으로 접착함으로써 행하여 진다.

그리고, 이와 같은 내화피복재는 상기한 바와 같이, 가열시에 석회, 석고, 알루미노 규산 겔이 반응하여 생기는 고함수의 수화생성물에 의한 발열 감소효과, 석회, 석고, 알루미노 규산 겔의 개개의 발열감소효과에 의하여 철골등의 피복재의 내화성능이 대폭 향상한다.

또한, 내화피복재에는 세라믹 벌룬, 세라믹 화이버가 포함되고, 무기계의 재료가 다량으로 혼입되어 있기때문에, 내화성능만이 아니고, 단열성능이 더욱 향상한다.

또한, 이와 같은 내화피복재에는, 세라믹 벌룬, 세라믹 화이버가 포함되고, 무기계의 재료가 다량으로 혼입되어 있기 때문에 내화성능만이 아니고, 단열성능이 더욱 향상한다.

또한, 내화피복재에는 세라믹화이버, 합성섬유에멀전이 혼입되어 있어 구조체의 표면에 내화피복층을 형성하면, 세라믹화이버가 보강재료로서 효과를 발휘하고, 내화피복재의 내부결합이 강고하게 되어, 구조체에의 부착시와 가열시에 따라 금가하는 것이 발생이 유효하게 저지된다.

또한, 합성수지 에멀전에 의하여 구조체에의 부착과 가열시에 벗겨져 떨어지는 것이 방지된다.

또한, 종래의 내화피복재에 비하여 매트릭스(모체, 기재)가 밀도가 높게 집합되어 있고, 혼합된 세라믹벌룬도 완전 독립기포이기 때문에, 흡수와 투습계수가 작아지고, 내화피복층 내의 내부결로등의 발생등을 방지된다.

그리고, 내화피복층의 강도, 접착력의 향상, 투습계수를 저하시킬 수가 있고, 또한 세라믹 벌룬을 혼입함으로써 경량을 할 수가 있다. 더욱이 본 내화피복재는 종래의 것에 비하여 강도가 극히 크고, 그 외에도 표면을 평활하게 마감질 할 수 있으므로, 내화피복층 자체를 그대로 마감질 면으로 사용하고, 혹은 내화피복층을 바닥지로서, 이 위에 직접 도장, 불어 붙이기, 크로스 붙이기, 타일 붙이기 등의 꾸미기 마감질을 실시할 수가 있다.

특히, 세라믹 벌룬을 소량 혼입하면, 내화피복층의 표면이 미끄럽게 되어, 그대로 마감질면으로서 사용할수가 있다.

여기에서 시멘트 100중량부에 대하여 석회, 석고, 알루미노 규산겔을 각각 5∼35중량부로 한 것은, 5중량부 이하에서는 내화피복재의 가열시에 있어서, 발열저하 효과가 작기 때문에, 35중량부 이상에서는 구조체에 형성된 내화피복층의 강도가 저하하기 때문이다.

또한, 분체 100중량부에 대하여 세라믹 벌룬 50∼300중량부로 한 것은 50중량부 이하에서는 경량성, 단열성을 기대할 수 없기 때문이며, 300중량부 이상이 되면 강도가 저하하기 때문이다.

그리고, 강도도 크고, 마감질의 정확도도 양호한 세라믹 별문의 분량은 50중량부 정도가 최량이다.

또한, 분체 100중량부에 대하여 합성수지 에멀전의 고형분환산 5∼20중량부로 한 것은, 5중량부 이하에서는 접착력이 저하하기 때문이며, 20중량부 이상에서는 내화성능이 저하하기 때문이다.

또한, 분체 100중량부에 대하여 세라믹화이버 10∼40중량부로 한 것은 10중량부 이하에서는 보강효과가 그다지 기대할 수 없기 때문이며, 40중량부 이상에서는 거꾸로 매트릭스로 되는 시멘트의 결합력, 즉 이른바 바인더 효과가 작아져서 부서지기 쉬워지기 때문이다.

본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 내화피복재는, 우선, 빨리 굳는 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 석회 14.3중량부와, 석고14.3중량부와, 알루미노 규산겔 14.3중량부와를 혼합하여 분체가 제조된다.

다음에, 이 분체 100중량부에 대하여 세라믹 벌룬 200중량부와, 세라믹 화이버 33.3중량부와, 에틸렌 초산 비닐계 에멀전(고형분 농도 9%)의 고형분 환산 15중량부와, 미량의 증점제, 소포제를 가하여 혼합 혼련하여 제조된다.

알루미노 규산은 예를 들어, 알로판석(allophane)등의 화산회로 된다.

세라믹 화이버는 예를 들어 섬유장 약 6mm로 되어 있다.

세라믹 벌룬의 입자직경은 예를 들어 5∼200μm로 되어 있고, 비중은 0.3∼0.7로 되어 있다.

또한, 증점제는 예를 들어, 메틸셀룰로즈, 폴리비닐알콜, 히드록시에틸 셀룰로즈 등의 수용성 고분자 화합물로 되어 있다.

이와 같이 하여 형성된 내화피복재를 경화시켜 성능시험을 한 결과, 굴곡(휨)의 강도가 14.4kgf/cm²압축강도 30.1kgf/cm², 비중, 0.55이었다.

실시예 2

빨리 굳는 포틀랜드 시멘트 100중량부에 대하여 석회 27.3중량부와, 석고 27.3중량부와, 알루미노 규산겔 27.3중량부를 혼합하여 분체가 제조된다.

이 분체 100중량부에 대하여 세라믹 벌룬 100중량부와, 세라믹 화이버 16.7중량부와, 에틸렌 초산 비닐계 에멀전(고형분 농도 9%)의 고형분 환산 7.5중량부와, 에틸렌 초산 비닐계 에멀전(고형분 농도 9%)의 고형분 환산 7.5중량부와, 미량의 수용성 수지를 가하여 혼합, 혼련하여 제조된다.

이와 같이 하여 형성된 내화피복재를 경화시켜서 성능시험으로 한 결과, 굴곡강도가 23.3kgf/cm², 압축강도가 62.4kgf/cm², 비중 0.65이었다.

이 실시예 2에 대하여 JIS-A-1304의 「건축구조 부분의 내화시험 방법」에 준하는 가열시험을 행하였다. 이 결과를 제 1도에 나타낸다.

도면에 었어서, 종축은 온도(℃)를 나타내고, 횡축은 경과시간(분)을 표시하고 있다.

또한 실선은 가열온도, 1점쇄선은 본 발명의 내화피복재를 경화한 내화피복판의 가열면으로부터 20mm, 즉, 제2도에 나타낸 내화피복판(11)의 A지점에서의 내부 온도, 2점 쇄선은 내화피복판(11)의 가열면으로부터 30mm, 즉, 제2도에서 내화피복판(11)의 B지점에서의 내부 온도, 파선은 종래품(건설성 인정품)의 무기섬유 혼입 규산 칼슘판(1호품)의 가열면으로부터 20mm의 내부온도를 나타내고 있다.

종래품인 무기섬유 혼입 규산 칼슘판의 성질은 비중 0.4이상 굴곡강도 25kgf/cm², 압축강도 30kgf/cm²이다.

내화피복판(11)의 형상치수는, 판두께 40mm, 폭 및 길이 500mm이다.

이와 같이 내화피복판(11)을, 가열장치(폭의 안길이 300mm, 깊이 500mm, 연료 : 도시가스)의 상부에 수평으로 설치하고, 1시간 이상 가열하였다.

이 결과, 제1도에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 내화피복재를 경화한 내화피복판(11)은, 60분 경과시에, 허용 강재온도(최고 450℃, 평균 350℃)를 하회하고 있다.

또한, 무기섬유 혼입 균산 칼슘판의 경우에는, 60분 경과시에, 최고 허용 강재온도(450℃)는 하회하고 있으나, 평균허용 강재온도(350℃)를 상회하고 있다.

또한, 내화피복판(11)의 가열면으로부터 30mm, 즉, B지저에서의 내부온도는, 60분 경과시에, 간막이벽의 허용이면 온도 260℃를 하회하고 있다.

그리고, 종래 품의 무기섬유 혼입 규산칼슘판과 비교하면, 내부온도의 상승속도가 완만하고, 최고허용 강재온도 450℃, 평균허용 강재온도 350℃, 허용이면 온도 260℃에 달할때가지의 경과시간이 대폭적으로 연장되어 있기 때문에, 본 발명의 내화 피복재를 사용한 내화피복판(11)의 쪽이, 내화성능이 우수하다는 것을 알 수 있다.

또한, 내화피복판(11)의 A시점에서의 내부온도와, B지점에서의 내부온도를비교하면, A지점으로부터도 B지점에서의 내부온도의 상승속도가 극히 완만하다는 것으로부터, 본 발명의 내화피복재는 두꺼워지는 만큼, 내화성능이 향상하는 것을 알 수 있다.

그리고, 시멘트100중량부에대하여, 석회5∼35중량부, 석고5∼35중량부, 알루미노규산겔5∼35중량부의 범위 내에서 각 재료의 사용량을 변경하여도 상기 실시예와 거의 같은 효과를 얻을 수가 있다.

또한, 시멘트 100중량부에 대하여 석회 5∼35중량부, 석고 5∼35중량부, 알루미노규산겔 5∼35중량부를 혼합하여서 되는 분체 100중량부에 대하여, 세라믹벌룬50∼300중량부, 세라믹화이버10∼40중량부, 합성수지 에멀전의 고형분 환산 5∼20중량부의 범위내에서 각 재료의 사용량을 변경하여도 상기 실시예와 거의 같은 효과를 얻을 수가 있다.

이 경우에, 각종 재료의 비율을 변경함으로써, 강도와 마참질면의 상태등을 변화시킬 수가 있고, 목적에 대응한 내화성능과 강도와 마감질면을 갖춘 내화피복재를 얻을 수가 있다.

또한, 상기 실시예는, 미량의 증점제와 소포제등을 첨가한 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 증점제와 소포제 등을 첨가하지 않아도, 또한, 필요에 따라 다른 재료도 첨가하여도, 상기 실시예와 거의 같은 효과를 얻을 수가 있다.

산업상의 이용 가능성

청구범위 제1항 기재의 내화피복재는, 시멘트 100중량부에 대하여, 석회 5∼35중량부, 석고 5∼35중량부와, 알루미노규산겔 5∼35중량부를 혼합하였으므로, 내화성능을 대폭적으로 향상할 수가 있다.

즉, 이와 같은 내화피복재는, 예를 들어 종래와 같이, 암면과 혼합하여 수화시켜, 이것을 구조체에 불어붙여서 사용된다.

구조체의 표면에 형성된 내화피복층은 석회, 석고, 알루미늄규산겔의 수화반응에 의하여 24H₂O와 32H₂O등의 고함수의 칼슘설포알루미네이트(Calcium sulfo aluminate)계의 수화생성물이 생성되고, 이들의 수화생성물이 가열시에 발열 저하 효과를 발휘하고, 또한, 석회, 석고, 알루미노규산겔 자체도, 분자 구조중에 물분자를 가지고 있어, 내화 피복층이 가열되는 경우에는, 발열 저하 효과가 발휘되고, 철골등의 피복재의 내화성능을 대폭적으로 향상할 수가 있다.

청구범위 제2항 기재의 내화피복재는, 시멘트 100중량부에 대하여, 석회 5∼35중량부와, 석고 5∼35중량부와, 알루미노규산겔 5∼35중량부와를 혼합하여서 되는 분체 100중량부에 대하여, 세라믹벌룬 50∼300중량부와 세라믹화이버 10∼40중량부와 합성수지 에멀전의 고형분 환산 5∼20중량부와를 혼합하였으므로, 내화성능 및 내구성을 대폭적으로 향상할 수가 있다.

즉, 석회, 석고, 알루미노규산겔을 혼입하였으므로, 수화 반응에 의하여 생긴 고함수의 수화생성물의 가열시에 있어서 발열 저감효과 및 개재의 발열 저감효과에 의하여, 철골 등의 피복재의 내화성능이 대폭적으로 향상된다.

또, 세라믹벌룬, 세라믹화이버가 혼입되고, 무기계의 재료를 다량으로 함유하고 있으므로, 내화성능 및 단열성능을 향상할 수가 있다.

그리고, 세라믹화이버, 합성수지 에멀전을 함유하고 있으므로, 세라믹 화이버가 보강재로서 효과를 발휘하고, 내화 피복재의 내부 결합이 강고하게 되어, 구조체에의 부착시와 가열시에 따라 금가는 것의 발생을 유효하게 저지할 수가 있다.

또한, 합성수지 에멀전에 의하여, 구조체에의 부착이 양호하게 되어, 구조체에의 부착시와 가열시에 박리되어 떨어지는 것을 확실하게 방지할 수가 있다.

그리고, 종래의 내화피복재에 비하여, 메트릭스가 밀도가 높게 밀집되어 있고, 혼합된 세라믹 벌룬도 완전 독립기포이기 때문에, 흡수와 투습계수가 작아지고, 내화피복층내에 생기는 내부결로등이 방지되어, 내화피복층이 박리되어 떨어지는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 내화피복재의 강도는 압축강도에서 30∼70kg/cm², 인장강도에서 10kgf/cm²이상, 또한 흡수율은 20∼30% 정도이다.

이것에 대하여, 일반적으로 사용되는 암면 내화피복재는 그 재료구성이, 이를테면 바인더 효과를 일으키는 시멘트양에 대하여, 암면의 비율이 많기 때문에, 퍼석퍼석한 상태에 가까워서, 압축강도, 인장강도 어느것도 1kgf/cm²이하, 흡수율도 포화의 상태까지 흡수할 정도로 크다.

투습저항도 거의 기대할 수 없다.

이와 같이, 내화피복재는, 내화 피복층의 강도, 접착력의 향상, 투습계수를 저감할 수가 있고, 또한, 세라믹벌룬을 혼합한 것이므로 경량으로 할 수가 있다.

이와 같은 이유로, 내화피복층 자체는 그대로 마감질면으로서 사용하고, 혹은 내화피복층을 바닥시로 하여, 이 위에 직접 도장, 불어 붙이기, 크로스 붙이기, 타일 붙이기 등의 꾸미기 마감작업을 실시할 수가 있다.

특히, 세라믹 벌룬을 소량 혼입하면, 내화 피복층의 포면이 매끈 매끈하게 되어 그대로 마감질면으로서 사용할 수도 있다.

Claims (2)

1. 시멘트 100중량부에 대하여, 석회 5∼35중량부와, 석고 5∼35중량부와, 알루미노규산겔 5∼35중량부와를 혼합하여서 되는 것을 특징으로 하는 내화피복재.
2. 시멘트 100중량부에 대하여, 석회 5∼35중량부와, 석고 5∼35중량부와, 알루미노규산겔 5∼35중량부를 혼합하여 되는 분체 100중량부에 대하여, 세라믹벌룬50∼300중량부, 세라믹화이버10∼40중량부와, 합성수지 에멀전의 고형분 환산 5∼20중량부와를 혼합하여서 되는 것을 특징으로 하는 내화피복재.