建築材料学概論野口貴文

103号室（建築事務室の隣）

2019/11/11 建築材料学概論（６）ー石材・タイル・メーソンリユニット 1

１３．石材関東大震災石造建築の崩壊 構造形式：石造→鉄筋コンクリート造石材 内外装材（装飾的な役割）

成因による分類火成岩花崗岩、かんらん岩、石英斑岩、安山岩、玄武岩

堆積岩（水成岩）凝灰岩、砂岩、粘板岩、頁岩、石灰岩、チャート

変成岩大理石

マグマ→（併入・噴出・冷却・固結）→火成岩↑（溶融） ↓ （風化・侵食・運搬・堆積）

変成岩←←←（再結晶・変形）←←←堆積岩

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１３．石材岩種による分類花崗岩類（みかげ石）磨くと光沢、比重大、耐久性大、耐摩耗性大、吸水性小、耐火性小（200℃で亀裂、500℃で崩壊）

稲田みかげ（茨城）、北木石（岡山）、インペリアルレッド（スウェーデン）、マホガニーレッド（アメリカ）

用途：壁・床・外構（板石）、石垣・階段・基礎（割石、角石）

安山岩類光沢なし、重量大、緻密堅硬、吸水性小、耐久性大、耐摩耗性大、耐火性大

新小松石（神奈川）、白河石（福島）、鉄平石（長野）

用途：壁・床（板石）、石垣・階段・基礎（割石、角石）

砂岩類光沢なし、耐火性大（珪酸質は小）、吸水性大、耐摩耗性小、汚れやすく風化しやすい

銚子石（千葉）、サンドストーンホワイトレッド（インド）、出雲石（島根）

用途：壁・床・外構（板石）、石垣・外構（割石、切石）

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１３．石材岩種による分類粘板岩類（含天然スレート）やや光沢、吸水性小、耐火性大、曲げ強度大、人工軽量骨材の原材料

雄勝石（宮城）

用途：壁・床・屋根（薄板）

凝灰岩類粗質、軟質、軽量、吸水性大、強度小、風化しやすく加工仕上げ容易、焼成

加工可

大谷石（栃木）、房州石（千葉）

用途：壁（板石）、石垣・基礎（角石）

大理石及び蛇紋岩類（＋石灰岩）磨くと光沢、堅硬質、吸水性小、耐摩耗性小、耐火性小（600℃で崩壊）、風化しやすく酸に弱い

ビアンコカララ（イタリア）、トラバーチンアロマナ（イタリア）

用途：壁・床（板石）、砕石（テラゾーの種石）

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１３．石材形状・寸法による分類角石幅が厚さの3倍未満厚さ×幅×長さ

板石厚さ15cm未満、幅が厚さの3倍以上幅×厚さ×長さのみ切板 表面をのみ切り、四周を加工並たたき板 表面5枚びしゃんたたき、小たたき1回、四周のみ切り上たたき板 表面6枚びしゃん以上たたき、小たたき1回、四周のみ切りひき板 切断機でひいたもの

間知石面が方形、控えは四方落とし、控え長が面の最小辺の1.5倍以上控長×表面積

割石面が方形、控えは二方落とし、控え長が面の最小辺の1.2倍以上控長×表面積

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１３．石材欠点寸法の不正確反り 表面・側面の曲がり亀裂 表面・側面のひび割れむら 表面の部分的な色調の不揃いくされ 簡単に削り取れる異質部分欠け 見え掛かり面の稜角部の小さい破損へこみ 表面のくぼみ斑点 表面の部分的な斑点状の色むら穴 表面・側面の穴しみ 他材料の色素付着

等級1等品 欠点のほとんどないもの2等品 欠点の甚だしくないもの3等品 欠点が実用上支障のないもの

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１３．石材密度（乾燥時の見かけ密度）・吸水率緻密な岩石花崗岩・大理石密度：2.6～2.8吸水率：小、0～0.5%砂岩密度：2.2～2.4吸水率：2.5～3.0%

空隙の多い岩石凝灰岩密度：1.4～1.5（大谷石）吸水率：15～20%吸水率大＝耐久性（風化・凍害抵抗性）小＝比重小＝強度小

硬さ圧縮強度と相関耐摩耗性に影響大 花崗岩→安山岩→大理石→（堆積岩系） 小

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１３．石材圧縮強度分類硬石圧縮強さ50N/mm2以上花崗岩（150N/mm2）、大理石（120N/mm2） 、安山岩（100N/mm2）

準硬石圧縮強さ10～50N/mm2

石灰岩（50N/mm2）、軟質砂岩（45N/mm2）

軟石圧縮強さ10N/mm2未満凝灰岩（9N/mm2）

曲げ強度・引張強度・せん断強度小引張強度＝圧縮強度の1/10～1/30影響因子均質性、成因による異方性層理・節理・石目直角方向に加圧した場合の強度＞平行方向に加圧した場合の強度

含水率含水率が高くなると強度低下（吸水率の高い砂岩・凝灰岩・抗火岩）

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１３．石材耐火性一般的に良質な不燃材、耐火性大（安山岩、砂岩、凝灰岩）火災時岩石内部の熱膨張率の差→内部応力の発生→崩壊花崗岩：石英の変態（575℃：α石英→β石英）→体積膨張による組織のゆるみ

材質の変形・分解→崩壊大理石・石灰岩：CaCO3の熱分解（700℃以上）

耐久性大気中や雨水中の有害物質（CO2、SO2など）→溶解→表面劣化温度変化→伸縮の繰返し→表面劣化→凍結融解の繰返し→表面劣化風・砂の吹き付け→すり減り→表面劣化耐酸性小：大理石・石灰岩

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１３．石材汚れ経年劣化による表面の汚れ大気汚染汚れの表面付着微小亀裂に汚れが入り込む

コケ類の発生鉄粉・油類の付着汚れの除去洗剤（石材に無害、色調不変、他部材に影響なし、施工容易）による清掃

エフロレッセンス目地部分からの雨水浸入→裏込モルタルのエフロレッセンス目地割れ箇所→弾性シーリング材による補修汚れの除去ナイロンブラシ・弾性研磨材による石面研磨、弱酸類による酸洗い

目地シーリング材による汚れ（目地周辺の暗灰色の汚れ）2成分形シリコンシーラント→撥水現象（施工後2～3ヶ月後）

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１３．石材仕上げ機械仕上げ磨き仕上げ本磨き：#800～#1500のカーボランダム砥石・ダイヤモンド砥石→つや出し粉水磨き：#400～#800のカーボランダム砥石・ダイヤモンド砥石粗磨き：粗目のカーボランダム砥石・ダイヤモンド砥石

ジェットバーナー仕上げ表面のはじけ具合に大むらのないもの

挽肌大鋸で挽いたままの状態

手仕上げのみ切り大のみ：100mm角にのみ跡5個中のみ：100mm角にのみ跡25個小のみ：100mm角にのみ跡40個

びしゃん荒びしゃん：30mm角の16目びしゃん

細びしゃん：30mm角の25目びしゃん

小たたき 1～4枚刃でたたき仕上げ

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１３．石材人造石種石（大理石・安山岩・花崗岩などの砕石）＋白色セメント＋顔料→硬練り成形仕上げ研出し表面をグラインダで平滑に仕上げたもの

洗出し洗い出して種石を浮き出させたもの

種類テラゾー種石：大理石内装材テラゾーブロック、テラゾータイル：工業製品、内壁材現場塗り仕上げのテラゾー：床仕上げ

擬石種石：大理石以外（安山岩・花崗岩など）外壁（コンクリート製カーテンウォール）

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１３．石材石張り工法湿式工法総とろ工法

モルタルを全充填で張付、張り石間は緊結金物

対外力強度 大

躯体変位への追従性 小（剛性が高い）

工期 長（とろを一度に充填できない）

帯とろ工法

横目地部分にモルタルを充填で張付

躯体変位への追従性 小（剛性が高い）

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１３．石材石張り工法乾式工法空積み工法だんごモルタルで張付石材の種類制限あり対外力強度 小（局部的なだんごモルタル）緊結金物の耐久性・安定性 小（だんごモルタルの剥離）施工実績・信頼性 小

カーテンウォール工法（単材方式）ファスナ（アングルプレート）で張付石材の種類制限あり対外力強度 小（裏が空洞のため）躯体精度の条件 高精度が要求される施工性 良（いくらでも上に張り上げられる）

カーテンウォール工法（複合材方式）ファスナ（アングルプレート）で張付対外力強度 大（総とろ工法と同程度）施工性 良

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１４．タイル歴史B.C.3500頃 エジプト、施釉タイル（？）

B.C.1000頃 メソポタミア、装飾材としてのタイル（素地に浮き彫り、錫釉）

6世紀頃 イスラム世界、モスク・宗教建築、彩釉タイル・モザイクタイル

17世紀 マジョリカタイル、10～15世紀にイスラムからスペインに

瀬戸市定光寺の敷瓦に陶板、本業敷瓦：タイルに近い

1863年 長崎グラバー邸、イギリスよりの輸入タイル

1871年 大阪造幣寮「泉布観」の暖炉、装飾タイル

1908年 乾式成形法による硬質陶器質タイルの製造

1922年 名称統一「タイル」、（敷瓦、腰瓦、壁瓦、張付化粧煉瓦）

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１４．タイル特徴長所色彩の種類 任意の色耐候性 変色・退色がない傷付き易さ 硬い耐熱性 高い防火性 不燃防水性 高い

不溶・膨潤なし清掃 汚れがつきにくい

落としやすい衛生 薬品使用可

種類

短所吸音性 反響性大加工性 脆い結露性 しやすい

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素地 吸水率 焼成温度 素地の特徴 釉 用途

Ⅰ類 磁器質 1.0%以下1200～1300℃

緻密で硬い、清音

有・無外装、床、モザイク、（内装）

Ⅱ類 せっ器質 5.0%以下 1200℃前後 硬い 有・無 外装、床、（内装）Ⅲ類 陶器質 22.0%以下 1000℃以上 多孔質、濁音 有 内装

１４．タイル製法乾式製法（プレス成形）粉末原料→乾燥（含水率7～9%）→油圧プレス成形→（内装タイル：素焼き）→施釉→本焼き高寸法精度（面・形状）クールな硬さ内装タイル、モザイクタイル、床タイル、外装タイルの一部

湿式製法（押出成形）粉末原料→混練（含水率20～25%）→押出成形→乾燥→施釉→本焼き→タイル割り面・形状に柔らかさクラフト感覚外装タイル、床タイル、モザイクタイルの一部

焼成方法酸化焼成釉中・素地中の酸化金属と酸素を結合→別の化合物・呈色安定した呈色

還元焼成釉中・素地中の酸化金属から酸素を還元→呈色意図的な色幅が可能、焼きものとしての味わい

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１４．タイル面状乾式製法模様面 模様を付けた金型でプレス割り肌面 成型乾燥後の未焼成品を割裂磨き面 鏡面状に研磨

湿式製法平面 抜き型から抜いたものセミ面 添加物を入れた素地を抜き型から抜いたものラフ面 素地の表面をピアノ線で一皮剥いだものローラー面 模様付きのローラースクラッチ面 釘などで表面を引っ掻いたもの割り肌面 成型乾燥後の未焼成品を割裂はつり面 乾燥素地の表面をノミなどで荒くはつったもの磨き面 焼成品の表面を鏡面状に研磨ブラスト面 焼成後のタイル表面に小さな硬球を打ち当て荒らしたもの

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１４．タイル釉施釉タイル：釉が施されているもの施釉方法幕がけ全面均質内装タイル

スプレーがけぼかし可能外装タイル、床タイル、モザイクタイル

無釉タイル：釉が施されていないもの

デザインタイルスクリーン印刷（プリント）上絵付け 施釉・焼成→スクリーンによるプリント→焼成下絵付け 素地→油性プリント顔料→施釉→焼成

転写紙施釉・焼成→絵付けシールの転写→低温焼き付け

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１４．タイル用途内装タイル陶器質タイル高寸法精度

釉 吸水性のカバー、意匠性

磁器質・せっ器質寒冷地の凍害防止用

寸法・形状100mm角

100mm角二丁

1500mm角

200mm角

36角（実寸109×109mm、目地共寸法111×111mm）

平、片面取、両面取、内幅木、特殊役物

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１４．タイル用途外装タイル磁器質タイル、せっ器質タイル低吸水率、凍害防止

裏足あり足形状、高さ1.5ｍｍ以上

寸法・形状小口平（実寸108×60mm）

二丁掛（227×60mm）

三丁掛（227×90mm）

四丁掛（227×120mm）

53角（150×90mm）

ボーダー（227×30mm）

小口曲、小口屏風曲、標準曲、二丁曲、二丁屏風曲

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１４．タイル用途床タイル磁器質・せっ器質高耐候性、滑りにくさ、耐摩耗性、耐衝撃性、汚れにくく清掃しやすい

無釉タイルノンスリップ効果、摩耗しても変色なし公共施設、歩道、公園

施釉タイル多色、汚れにくく清掃しやすい住宅・店舗

寸法・形状100mm角100mm角二丁150mm角200mm角300mm角36角たれ付段鼻、たれ付段鼻隅

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１４．タイル用途モザイクタイル平物の表面積50cm2以下

浴室・トイレの床タイル

水勾配などの複雑施工に適、ノンスリップ効果

テラコッタ

引金物で構造体に固定する大型タイルで表面に彫刻があり、施釉されているもの

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１４．タイル割付け内装タイル通し目地（いも目地）

馬踏み目地（破れ目地）

四半目地

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１４．タイル割付け外装タイル

馬踏み目地

通し目地

たて馬踏み目地

たて通し目地

たて張り千鳥目地

やはず張り

イギリス張り

フランス張り

アメリカ張り（フランス型）

アメリカ張り（イギリス型）

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１４．タイル割付け床タイル

通し目地

馬踏み目地

やはず張り（網代張り）

ガーデン網代

フランス網代

バスケット

二丁網代

三目市松

重ね網代

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１４．タイル施工法湿式工法（手張り工法）

積上げ張り（だんご張り）

張付けモルタルをタイル側に塗布

内壁タイル張り

下地の精度をあまり必要としない

接着力のむらが少ない

収縮による影響が少ない

タイル工の熟練が必要

能率が悪い

白華が生じやすい

マスク張り

張付けモルタルをマスクをかぶせたモザイクタイル側に塗布

ばらつきの小さい良好な接着力

精度のよい下地が必要

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１４．タイル施工法湿式工法（手張り工法）圧着張り

混和剤入り張付けモルタルを下地側に塗布

内装タイルでは200mm角以下、外装タイルでは二丁掛程度以下

外装では下地の水湿し、タイルの十分なたたき込みが必要

張付けモルタルが軟らかい間に施工

改良圧着張り

張付けモルタルを下地側・タイル側に塗布

比較的広い外壁面の外装タイル張り

手張り工法では最良、作業性は圧着張りに劣る

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１４．タイル施工法湿式工法（手張り工法）

密着張り

張付けモルタルを下地側に塗布

外装タイルの小口平から四丁掛程度のタイル

振動工具を用いて、タイル面に振動衝撃を与えて張付ける

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１４．タイル施工法先付け工法

型枠先付け工法

タイルシート法

多数個のタイルを合成樹脂シートで連結、釘・ステープルで型枠に取り付け

モザイクタイルから外装タイルの四丁掛程度まで

目地ます法

型枠に取り付けた発泡スチロール製の目地ますにタイルをはめ込む

小口平タイルから二丁掛まで

桟木法

桟木を型枠に取り付け、ゴム片を介して頭なし釘でタイルを固定

大型タイル、特殊形状タイル

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１４．タイル施工法先付け工法PC板先付け工法タイルシート法

多数個のタイルを合成樹脂シート、フィルム、紙などで連結

タイルユニットは合成糊、粘着テープで固定後、配筋、コンクリー打設

50mm角モザイクタイルから二丁掛平まで

タイル単体法目地ます法型

◦ 枠ベッド面に取り付けたゴム製の目地ますにタイルをはめ込む

置き目地法

◦ タイルを型枠ベッド面に配列しながら仮目地材（発泡樹脂、ゴム、木）を設置

大型タイル絶縁工法

穴加工されたタイルに金物とボルトを設置し、弾性エポキシ系裏面処理材を介してコンクリート打設

600mm角を超える大型タイル

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１４．タイル施工法乾式工法

パネル工法

押出成形セメント板タイルパネル

押出成形したパネルに工場でタイル張り

躯体に取り付けたアングルにボルト接合でパネル取り付け

外壁

ALCタイルパネル

ALCパネルに工場でタイル張り

躯体に取り付けたアングルに専用金具でパネル取り付け

外壁

自立式タイルパネル

軽量鉄骨スタッド・ボード・タイルを一体にしたパネルだけで四方の壁を構成

内壁

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１４．タイル施工法による分類乾式工法

タイル単体法

引掛張り工法

ベースサイディングの凸部にタイルを引っ掛け、接着剤で固定

木造・鉄骨造住宅

ファスナー工法

上下こば面に溝加工を施した大型タイルをファスナーを用いて留付け

レール工法

こば面に溝加工を施した大型タイルをアルミレールに通し、弾性接着剤で張付け

内装

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１４．タイル施工法による分類乾式工法

タイル単体法

接着剤張り工法

下地の窯業系サイディング、モルタル、ボード類に接着剤でタイルを張る

弾性接着剤張り工法

大型タイルを荷重受け金物（ボード下地＋アルミ押出材、モルタル下地＋L型金具）と弾性接着剤で張付け

内装壁面

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１４．タイル剥離原因温度変化・乾湿繰り返し

→「コンクリート」－「下地モルタル」－「タイル」間の挙動差

→層間にずれ

防止方法挙動を吸収する弾性層の設置

挙動の拘束

接着強さの増大

機械的かみ合わせあり足形状のタイル

気泡緩衝材を取り付けたコンクリート・モルタル表面

変形の少ない躯体設計

伸縮目地の設置（タイルの割付けに調整）

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１５．メーソンリーユニット歴史1857年日本で初のれんが使用、長崎製鉄所（オランダ人ハルデス）

銀座れんが街（イギリス人ウォートルス）

1923年関東大震災

構造材料：れんが造→鉄筋コンクリート造

1988年以降日米大型耐震実験研究

中層構造用・高耐久性用の新型メーソンリーユニットの開発

自動化施工適合型の新メーソンリーユニットの開発

定義メーソンリーユニット

単体で組積する石・れんが・ブロックなどの総称

れんがモデュール長さが300mm未満のもの

粘土を主原料とし、砂・石灰などを混ぜて直方体に成形し、乾燥・

焼成したメーソンリーユニット

ブロック

両手で施工することを前提としたモデュール長さが300mm以上のもの

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１５．メーソンリーユニットコンクリートメーソンリーユニットJIS A 5406：建築用コンクリートブロック

断面形状空洞ブロック

長さ 300, 400, 450, 500, 600, 900mm高さ 100, 150, 200, 250, 300mm厚さ 100, 110, 120, 130, 140, 150, 190mm型枠状ブロック

長さ 300, 400, 450, 500, 600, 900mm高さ 100, 150, 200, 250, 300mm厚さ 140, 150, 190, 200, 250, 300mm

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１５．メーソンリーユニットコンクリートメーソンリーユニット外部形状基本形ブロック

異形ブロック（隅用、半切、横筋用）

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１５．メーソンリーユニットコンクリートメーソンリーユニット圧縮強さ08*, 12*, 16*, 20, 25, 30, 35, 40（N/mm2）（*：空洞ブロックのみ）

化粧の有無あり（着色、研磨、スプリット）

なし

寸法精度標準精度ブロック

高精度ブロック（薄目地工法用）

透水性防水性ブロック（透水性300ml/m2h以下）

普通ブロック

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１５．メーソンリーユニットセラミックメーソンリーユニットJIS A 5210：建築用セラミックメーソンリーユニット製造工程原料（岩石鉱物、粘土鉱物）調合→練混ぜ→成形（含水率20～25%、真空成形）→乾燥→焼成（トンネルキルンで1200～1350℃の酸化・還元焼成）→冷却→検査

寸法セラミックれんが モデュール長さが300mm未満のものセラミックブロック モデュール長さが300mm以上のもの標準形 225×75×109.5mmようかん 225×75×50mm圧縮強さ20, 30, 40, 50, 60N/mm2

寸法精度標準精度（±4.0mm）高精度（長さ：±2.0mm、高さ：±0.5mm、厚さ：±2.0mm）

釉薬の有無くすり無しくすり有り フェイスシェルの両面・片面にくすりがけ

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１５．メーソンリーユニットセラミックメーソンリーユニット外部形状基本形ユニット異形ユニット（隅用、半切、まぐさ用）

断面形状中実ユニットの実体積が見掛け体積の80%以上

穴あきユニットの実体積が見掛け体積の80%未満かつ各穴の断面積が300mm2未満

各穴の断面積が300mm2以上かつ各穴の短辺が10mm未満

空洞ユニットの実体積が見掛け体積の80%未満

各穴の断面積が300mm2以上かつ各孔の短辺が10mm以上

表面から穴までの肉厚10mm以上

横空洞ユニットの実体積が見掛け体積の80%未満

ユニットの長さ方向に空洞

型枠状フェイスシェルとウェブで構成

縦横の2方向に充填材が充填可能

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１５．メーソンリーユニット赤れんがJIS R 1250：普通れんが製造工程原土処理→成形→乾燥→焼成→出荷

寸法210×100×60mm形状中実孔あきおなま 210×100×60 mmようかん 210×50×60 mm半ようかん 105×50×60 mm七五 157.5×100×60 mm二五分 52.5×100×60 mm半ます 105×100×60 mm品質2種 吸水率15%以下、圧縮強さ15N/mm2以上3種 吸水率13%以下、圧縮強さ20N/mm2以上4種 吸水率10%以下、圧縮強さ30N/mm2以上

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１５．メーソンリーユニット耐火れんが用途

冶金工業等における炉の構造用ライニング、ピザ釜

性質

軟化点が高い、耐スポーリング、耐腐食性

規格JIS R 2101 耐火れんがの形状及び寸法

JIS R 2104 キュポラ用耐火れんがの形状及び寸法

JIS R 2301 クロムれんが

JIS R 2302 マグネシアれんが

JIS R 2303 けい石れんが

JIS R 2304 粘土質耐火れんが

JIS R 2305 高アルミナ質耐火れんが

JIS R 2611 耐火断熱れんが

寸法並れんが230×114×65mm標準横ぜり形れんが

標準縦ぜり形れんが

標準ばち形れんが

2019/11/11 建築材料学概論（６）ー石材・タイル・メーソンリユニット 43