乾式壁
背景
乾式壁は、石膏ボードの薄いパネルで構成される建築材料です。ボードは、2層の特殊紙の間に挟まれた石膏岩の層で構成されています。乾式壁は、石膏ラスに湿った石膏を塗布する一般的な以前の技術よりもはるかに効率的な建設方法になります。
乾式壁は、設置が簡単であることに加えて、建物の防火対策を提供します。石膏には、結晶形で結合した大量の水が含まれています。 10平方フィート（1.0平方メートル）の石膏ボードには、2クォート（2 1）を超える水が含まれています。火にさらされると、石膏ボードの水が蒸発します。パネルの温度は、すべての水が放出されるまで212°F（100°C）のままで、下にある木のフレームワークを保護します。すべての水が蒸発した後でも、石膏自体は燃えず、実質的な防火を提供し続けます。
石膏で作られた石膏は、何千年もの間建設資材として使用されてきました。実際、エジプトの大ピラミッドの内部の壁に少なくとも4、000年前に塗られた石膏は、まだ良好な状態です。今日、乾式壁パネルは世界中の現代建築で広く利用されています。
原材料
乾式壁の主成分はミネラル石膏です。これは、世界中の豊富な鉱床に見られる高密度の岩石です。石膏（または二水和硫酸カルシウム）の各分子は、2つの水分子（H 2 ）で構成されています。 0）および硫酸カルシウムの1つ（CaSO 4 ）。化合物は重量で21％の水ですが、体積ではほぼ50％の水です。
石膏に含まれる水は結晶形であるため、材料は乾燥しています。結晶水の別の形態である氷は室温で液体になりますが、石膏分子に結合した水は、212°F（100°C）に加熱されない限り固体のままです。この時点で、氷は気体状態に変化して蒸発します。 。
石膏と呼ばれる石膏 古代ギリシャ人によって、人に知られている最も有用な鉱物の1つです。純粋な形では白ですが、不純物によって灰色、茶色、ピンク、黒などの色になることがよくあります。古代アッシリア人はそれをアラバスターと呼び、それから彫刻を作りました。今日、粉砕石膏はさまざまな用途に使用されています。一部のブランドの練り歯磨きの成分であり、塗料、化粧品、医薬品などの製品のフィラーとして使用されています。自動車の窓ガラスは、研磨されている間、石膏のベッドに固定されます。石膏は、肥料や土壌改良剤として農地に適用されます。カルシウムの優れた供給源であり、パンなどの食品を強化するために使用されます。映画でシミュレートされた吹雪を作成するためにも使用されます。
水分の75％を取り除くために粉砕および加熱された石膏は、パリの石膏として知られています。この微細な白色粉末に水を加えると、得られた材料を簡単に任意の形状に成形できます。乾燥すると、再構成された石膏は、望ましい形状を維持しながら、岩のような品質を取り戻します。石膏ボードの製造に使用されるほか、この材料は、彫刻、陶器、皿、浴室の備品、骨折用の鋳造物の製造にも使用されます。
純粋な形の石膏は白ですが、不純物によって灰色、茶色、ピンク、またはブラック。 75％を取り除くために粉砕および加熱された石膏 その水分含有量の石膏はパリの石膏として知られています。この微細な白色粉末に水を加えると、得られた材料を簡単に任意の形状に成形できます。
北米では毎年数百万トンの石膏が採掘されており、石膏ボードが主な製品として使用されています。新たに採掘された材料に加えて、乾式壁の製造に使用される石膏の最大20％は、製造工場または建設現場で発生する廃棄物からリサイクルできます。発電所での排煙脱硫プロセスの副産物として生成される石膏は、高品質の石膏ボードを製造するための経済的で環境に優しい原料を提供します。
2種類の紙 ほとんどの乾式壁の製造に使用されており、どちらのタイプもリサイクルされた新聞から作られています。 アイボリーマニラフェイスペーパーは、適切に下塗りすると、ほとんどの塗料やその他のタイプの壁仕上げ製品を容易に受け入れます。灰色の裏紙をアルミホイルでラミネートして、浴室などの環境での水蒸気の流れに抵抗する特殊なタイプの乾式壁を作成できます。特殊な種類の石膏ボードは、さまざまな種類の紙で作られている場合があります。たとえば、一部の紙はさまざまな程度の耐湿性を持つように作られていますが、別のタイプの高吸収性紙は、取り付け後に石膏ベニヤの薄いコートを受け入れるように設計されています。
製造
プロセス
乾式壁の製造は、石膏コア材料を2層の紙の間に配置し、製品を乾燥させ、標準サイズのパネルに仕上げることで構成されます。
添加剤のブレンド
- 1製造されるウォールボードの種類に応じて、乾式壁のコアを形成するパリの石膏と特定の添加剤がブレンドされます。追加の各成分は、石膏粉末の量の1パーセントの半分未満になります。でんぷんは、紙の表面がコアに付着するのを助けるために追加され、紙パルプは、コアの引張強度（縦方向の圧力に対する耐性）を高めるために追加されます。耐火グレードの石膏ボードを製造する場合は、未膨張のバーミキュライトが追加されます。場合によっては粘土も加えられます。
- 2パリの混合物の石膏に水を加えて、適切な濃度のスラリーを形成します。 アスファルト エマルジョンおよび/またはワックスエマルジョンを添加して、最終製品に望ましいレベルの耐湿性を実現します。洗剤などの発泡剤が含まれており、混合プロセス中に空気が材料に同伴されます。完成した石膏パネルは50％以上の空気になります。これにより、ボードの重量が最小限に抑えられ、フレームへの切断、取り付け、釘打ちまたはネジ止めが容易になります。焼成石膏ボードを作るとき、ガラス繊維がウェットコア材料に追加されます。
サンドイッチを作る
- 3石膏スラリーは、ロングボードマシンで展開されている紙の層に注がれます。紙の別の層がスラリーの上に広がります。次に、サンドイッチは、石膏コアを適切な厚さに圧縮するローラーのシステムを通過します。最も一般的な厚さは、0.37インチ（9.5 mm）、0.5インチ（12.7 mm）、および0.62インチ（15.7 mm）です。
エッジの仕上げ
- 4石膏ボードプラントの自動組立ラインは、長さが300〜800フィート（93〜247 m）の範囲です。乾式壁がコンベヤーベルトに沿って続くと、エッジが形成されます。パネルの最終用途に応じて、さまざまな形状のエッジが可能です。オプションには、従来の正方形のエッジ、舌と溝のタイプ、テーパーおよび/または斜角のエッジ、さらには丸みのあるエッジが含まれます。
- 5表紙を各端にぴったりと巻き付け、裏紙にシールします。
パネルの切断
- 6エッジが成形されるまでに、石膏コアは、ナイフが連続ストリップを標準のパネルサイズにスライスするのに十分な状態になっています。ボードは、通常、幅48インチ（1219 mm）または54インチ（1572 mm）で、通常、長さ8フィート（2400 mm）または12フィート（3600 mm）のパネルにカットされます。
乾燥プロセス
- 7パネルはコンベヤーラインに移され、長い乾燥オーブンに送られます。たとえば、あるプラントでは、ガス焚きオーブンの長さは470フィート（143 m）です。パネルは500°F（260°C）でオーブンに入り、システム内を移動する35〜40分間、徐々に減少するレベルの熱にさらされます。湿度と温度はドライヤーで注意深く管理されています。
完成品
- 8乾燥オーブンから出た後、乾式壁パネルは目視検査されてから、30枚または40枚のボードの「リフト」に束ねられ、倉庫に移されて出荷されます。各ボードには、小売レベルでの倉庫の在庫、請求、価格スキャンに使用されるUPCバーコードのラベルが付いています。
製品の進化
世紀の変わり目に石膏ボードが発明されて以来、性能特性を向上させながら軽量化が徐々に進んでいます。 1950年代後半、標準の石膏ボード（耐火性ではない）の重量は1平方フィートあたり2ポンド（平方メートルあたり9.8 kg）でした。現在、さまざまな種類の標準石膏ボードの平均は1平方フィートあたり約1.6ポンド（1平方メートルあたり8 kg）です。これにより、取り扱いと設置が容易になるだけでなく、輸送コストも削減されます。
耐火性および耐湿性の石膏ボードは、1950年代後半から1960年代初頭に開発されました。もう1つの革新は、1988年に制御密度（CD）天井板の開発によってもたらされました。この製品では、コアは、標準密度のコアの両側に石膏の薄くて密度の高い層を作成するように圧縮されています。 CDボードの厚さは0.5インチ（12.7 mm）ですが、0.62インチ（15.7 mm）の厚さの従来の石膏ボードよりもたるみに強いです。
調査の別の領域には、ウォールボード廃棄物を処分するためのより良い方法が含まれます。建物の建設中に、必要な形状に合うようにカットされたパネルからのトリミングとして、および使用できない損傷したパネルとして、乾式壁のスクラップが生成されます。 1990年に米国では推定170万トン（15億kg）の石膏ボード廃棄物が埋め立て地に堆積しました。この材料を単に廃棄するのではなく、粉砕して土壌処理として使用する分野で研究が開始されました。 。その効果は、農業用に特別に製造された石膏製品で達成される効果と非常に似ているようです。
製造プロセス