JPH01278439A - 耐火被覆材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は湿式吹付は工法耐火被覆材、詳しくはロックウ
ールを主材とするひび割れ、だれ、はがれが生じなく、
厚吹き可能な湿式１法に用いられる断熱性に優れた耐火
被覆材に関し、建築物の金属製構造部材を火災時の高温
から保護することを目的とする。

〔従来の技術〕

建築物、特にビル建築において、高層化に対応するため
と施工性の良さから、鉄骨による建築物が増加している
。鉄骨は４５０℃以上の温度になると急激に強度が減少
する。ビルの構造材として使用されている鉄骨が火災時
にこの温度以上になると建物の保全性に問題が起こる。

これを防止するため鉄骨の表面を耐火断熱性のある材料
で被覆することが建築基準法により義務づけられている
。

耐火被覆材として現在使用されている無機断熱材はロッ
クウールを原料とするものが大半である。

その施工方法には大別して湿式吹付工法と乾式吹付工法
の２種がある。本発明は湿式吹付工法に用いられる耐火
被覆材に関するものである。

湿式吹付工法はロックウールとポルトランドセメント、
石膏などの水硬性無機質結合剤、増粘剤、クレー、ベン
トナイト等の粘土、鉱物、バーライト、蛭石などの耐火
性混和材等を配合した材料に水を加えてミキサーで混練
しペースト状とし、ポンプでホース中を圧送しノズル部
分で圧縮空気を吹き込み、その噴出する空気の力によっ
てペースト状の耐火被覆材料を鉄骨面に吹付は耐火被覆
層を形成するものである。このペースト状物は、ポンプ
により１００〜２００ｎ％もホース中を圧送する必要が
ある為、流動性が良く、圧送中に水と固体材料が分離し
ないという性質が必要である。また、その他要求される
性質として、吹付けられて鉄骨を被覆しているペースト
状物がその水硬性無機結合剤が硬化する前にペースト状
物中の水分が移動し、いわゆる「ダレ」を生じたり、は
がれ落ちることがなく、硬化乾燥後は収縮が少なく耐火
被覆層にひび割れが入ったり、ひび割れの進行により被
覆層がはがれ落ちたりすることのないことが必要である
。

これらの問題点を解決するため、第１の方法として特公
昭５０−２４９７３号公報および、特公昭５３−３８５
２５号公報では界面活性剤と増粘剤を配合し、界面活性
剤による起泡力によってペースト状物の中に気泡を混入
させベアリング効果によりペーストの流動性を良（し、
増粘剤によって被覆材の保水性及び気泡の安定性を高め
、水の分離を防ぎ、鉄骨への付着性を向上させることが
提案されている。また第２の方法として、乾燥によるひ
び割れ防止のために特開昭５６−６３８８０号公報に開
示されているごとく耐アルカリ硝子繊維を耐火被覆層に
混入することにより、たとえ乾燥収縮が起きても、ガラ
ス繊維の強力な引張り強度によってひび割れが表面に表
れることをおさえてしまう方法や、第３の方法として吹
付ける下地に鋼製のラス網を入れ、乾燥収縮が集中的に
現れることを防ぎ、耐火性に影響のないこまかいひび割
れに分散させる方法等がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１の方法で得られた耐火被覆材は流動性が良く圧送ホ
ース中で詰ったり、水分がホース中で分離しない点では
満足できるものであるが、吹付けた層内の水の移動は、
まだ大きく、乾燥収縮量が大きいためひび割れが生じや
すいという欠点を持っている。第２のひび割れ防止方法
は、乾燥収縮量が大きくても耐アルカリ繊維によりひび
割れが防止される点では優れた性質を発揮するが、流動
性が不足し易く、吹付層内の水分の移動が大きく「だれ
」易い。

又、耐アルカリ硝子繊維はペースト混線中にからみ合っ
て粒状の塊りとなり易く、耐火被覆材吹付ノズル先端の
吐出口に詰り、能率的な吹付作業ができないし、その価
格も高いという欠点を持っている。第３のラス網を入れ
る方法はラス網施工の手間が大変でほとんど使われてい
ない。

本発明は従来の湿式ロックウール耐火被覆材の欠点であ
る、乾燥収縮量が大きい、流動性が不足する、吹付けた
耐火層内での水分移動が大きく、吹付層が「だれ」易く
、−度に吹付ける層を厚くできないという欠点を克服し
、安価で、施工性の良い製品を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、これらの課題を一挙に解決すべく鋭意研
究を重ねた結果、界面活性剤としてアルファオレフィン
スルホン酸ナトリウム塩、直鎖アルキルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム塩、脂肪酸セラクン等のうち一種及びセ
ビオライト、アタパルジャイトのうち少な（とも一種を
同時に使用することにより、耐火被覆材料を混練する時
必要な水の量を流動性を損うことな（激減させることが
できることを見出し、この発明を完成させたものである
。なお本明細書中亀チ〃とあるのは特に限定しない限り
「重量％」を表す。

本発明に使用する耐火被覆材の原料は、ロックウール２
５〜５０係、水硬性無機結合材料２５〜６０％、耐火性
混和剤５〜３０９Ｇ、増粘剤０．１〜１．５係、界面活
性剤０．０１〜０．１チ、及び複鎖型構造を持つ粘土鉱
物１〜１５％からなる。

あらかじめこれらの原料の全部又は一部を工場で混合し
、使用する建築現場に搬入し適量の水を加えて、ミキサ
ーで混練し、ポンプによりホース中を圧送し、希望する
吹付場所に吹付ける。

材料のうちロックウールはＪＩＳ　−Ａ−９５０１ニ規
定する粒状綿を原料として使用し、その粒度は使用目的
によって被覆層表面を硬くしたい場合は粒度を小さく断
熱性が要求される所では大きくという様に適宜変えるこ
とができる。ロックウールの量が２５１未満では被覆層
の密度が上り、吹付けた耐火被覆材のペーストが重くな
りすぎて、吹付けた場所からはがれやすくなり一度に厚
く吹付けられないので、工事の能率が上がらなくなる。

また、重くなるので材料が多く必要となり経済的でない
。５０チ以上ではペーストの流動性が悪く、水分が分離
し易（なる。水硬性無機結合剤としてはポルトランドセ
メント又は石膏、又はこれらの混合物が用いられる。

水硬性無機結合剤の量が２５１未満になると耐火被覆層
の強度が不足し、６０１以上になるとペーストの密度が
上がり、厚吹ぎかできなくなる。

耐火性混和剤のうち、ヒル石、パーライト等の軽量骨材
は、被覆材の軽量化、乾燥収縮量の減少に役立ち、その
量が５−未満では効果がなく、３０１以上では、耐火被
覆が軽量となりすぎるため、所定の強度がでない。その
他の混和剤としてクリソタイル石綿、ウオラストナイト
、カオリンクレー。

微粒子炭カルがペーストからの水の分離の防止や流動性
の改善、吹付けられたペーストの付着性の向上のために
適宜用いられる。

本発明に使用する複鎖凰の結晶構造を持つ粘土鉱物とし
てはセピオライト、アタパルジャイト、パリゴルスカイ
トが特に好適である。これらの特殊な構造を有する粘土
はペースト中の界面活性剤及び水の量を減少させること
ができるという効果を有する。しかしながら１１未満で
は、乾燥収縮によるヒビ割れ防止、水の分離の防止のい
ずれにも効果がなく、１５慢以上では混線に大量の水が
必要となり、吹付けた時はがれ落ち易くなる。

増粘剤はホース内を圧送する際の流動性を向上させ、水
の分離を防止し、界面活性剤の気泡を安定化させるため
に使用する。使用可能な増粘剤としては、メチルセルロ
ーズ、ヒドロキシエチルセルローズ、ヒドロキシプロピ
ルセルローズ、ポリビニルアルコールセルローズ、ヒド
ロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、ｙ
ｌ＜ＩＪエチレンオキサイド、ポリ燐酸ソーダ等がある
。配合量が０．１％未満では効果がなく、１．５−以上
入れると乾燥収縮が大きくなり、乾燥後のヒビ割れの原
因となる。

本発明に使用する界面活性剤としては、原料に入れて水
と一緒に撹拌することにより大量の安定した気泡を発生
させることができ、水硬性無機結合剤の硬化を妨害しな
いものであれば良く、例えばアルファオレフィンスルホ
ン酸ナトリウム塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナ
トリウム塩、脂肪酸セラクン等があげられる。

界面活性剤の量は０．０２％未満では起泡性が小さくな
り、混合する水の量が減少させる効果がない。逆に０．
１−以上添加しても気泡効果に変りがないばかりか、界
面活性剤の量が増すと水の表面張力が下るのでペースト
からの水の分離が起り易くなり、吹付面から自重によっ
て落下したり、「だれ」たりする望ましくない現象が生
じ易くなる。

作用 セピオライト、アタパルジャイト等を配合した耐火被覆
材料を混練したペーストは、界面活性剤の食を著しく減
少させることができる。それと同時にペーストの流動性
を出すために必要な水の量が他の粘土鉱物、例えばクリ
ソタイル石綿、カオリンクレー、ベントナイトを配合し
たものに比べて少なくて良いという効果があるので、吹
付時における「ダレ」が生じにぐく、厚吹きが可能であ
る。なぜこれらの効果が得られるか充分明らかでないが
、およそ以下のような理由によると思われる。

クリソタイル石綿は繊維が細くて長いためペースト中で
分散しマット状となり、中に含まれる気泡は連続気泡と
なり易く、気泡同志つながり合って大きくなりつぶれ易
い。又、カオリンクレー、ベントナイトは粒子の径が小
さく、カオリンクレーは板状で２μｍ以下、ベントナイ
トは０．２μｍ以下のものが多いので粒子がつながり、
安定した薄膜トはなりにくく、ペースト中に含まれる気
泡をとり囲んで安定に保持することができないので気泡
がつぶれ易い。

これに比べてセピオライト、アタパルジャイトは他の粘
土鉱物が・層格子を基本単位とする構造グループに属し
ているのに反し、複鎖構造の結晶構造を持ち、厚さ１０
０Ａ前後、長さ数ミクロンの繊雄状の形態を示すものを
含んでいるので互いだつながって薄い膜を構成すること
が容易である。

このため、ペースト中の微細な気泡がセビオライト、ア
タパルジャイトの膜で囲まれた状態で存在する。その結
果、ペースト中に微細な気泡を多数混入することができ
、気泡の安定性も良くなって流動性のばらつきが少なく
、気泡のベアリング効果も良好となり、流動性を向上さ
せるために加える水を減少させることができると思われ
る。

実施例 以下実施例により本発明を説明する。

実施例（１−４） 第１表に示す配合により原料を調合し、ブレンダーで混
合した。

増粘剤としてはポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、メ
チルセルローズ（ＭＣ）を、界面活性剤としてはアルフ
ァオレフィンスルホン酸ナトリウムを使・　　用した。

上記の混合原料１１０〜’ｅとり、モルタルミキサーで
混合しながら所定の流動性のペーストとなるまで水を加
えて５分間混練した。このペーストをニジツク−製のモ
ルタルポンプによって圧送し、垂直に立てた鋼板に吹付
けて、水の分離、乾燥収縮及び吹付可能な厚さを測定し
た。

流動性はＪＩＳ　Ｒ−５２１Ｏｒセメントの物理試験方
法におけるフロー試験」に準拠し測定し、各実施例共は
ぼ同じ値になるように水分の量を決定した。

水の分離は垂直面に吹付けたペースト層から流下する水
の量を目視により判定した。

乾燥収縮はＪＩＳ　Ａ−１１２９ｒモルタル及びコンク
リートの長さ変化試験方法」に準拠し、４週間後の寸法
変化を測定し、その結果を第−表下欄に示した。

比較例 配合割合を第１表に示す。試験方法、測定方法は実施例
と全く同一であり、その結果は第１表下欄に示した。

比較例１．２．３は従来のペーストの流動性、付着性、
クラック防止の必要のある時用いられた配合の例である
。実施例１．２に比べて界面活性剤の量が多くても、本
発明品と同じ流動性を出すためには、混合する水の量を
減らすことができないことを示している。

以下余白 〔発明の効果〕 本発明では無機結合剤の硬化をさまたげない界面活性剤
と複鎖型結晶構造をもつ粘土鉱物とを同時に使用するこ
とにより０．１％未満の界面活性剤の使用量で、耐火被
覆材として使用するペーストの中に多量の気泡を含ませ
ることができ、流動性を確保しながら混合する水の量を
減少させることができた。当業界では、特公昭５０−２
４９７３号公報にも記載されているように、界面活性剤
の配合量を０．１％未満にすると気泡の混入が少なく、
ペーストが使用に耐えないものとなると言われていた。

界面活性剤の量を少なくし、しかもペースト中に気泡を
多量に含ませることができたため次のような効果が得ら
れた。

ａ）乾燥収縮率が小さくなり、乾燥後ひび割れが入らな
い。

ｂ）気泡が多く水が少ないのでペーストの密度が小さく
、厚吹きが可能となった。

Ｃ）水が少なく、界面活性剤の童が少ないので吹付けた
ペースト層中の水の移動が少なくなり、「だれ」やはが
れ落ちがない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロックウール２５〜５０重量％、水硬性無機質結合剤２
   ５〜６０重量％、耐火性混和剤５〜３０重量％、増粘剤
   ０．１〜１．５重量％、界面活性剤０．０１〜０．１重
   量％、及び複鎖型結晶構造を持つ粘土鉱物１〜１５重量
   ％からなる湿式吹付け工法用耐火被覆材料。