JPH03215336A - 耐火被覆構造 - 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】 発明の技術分野 本発明は、建築物等に用いられる鋼材の周囲を耐火材料
により被覆する構造に関し、さらに詳しくは、現場施工
が容易で、しかも断熱性能に優れるとともに防火性能お
よび耐水性にも優れた耐火被覆構造に関する。

発明の技術的背景 耐火被覆構造とは、鋼構造の建築物等が火災によって梁
や柱の鋼材温度が上昇し、弾性係数や降伏点強度が低下
して建築物が崩壊することがないように、鋼材の周囲を
耐火材料により被覆した構造であり、建築物の部位およ
び階数の違いによって所用耐火性能が建築基準法により
定められている。この耐火被覆構造は、施工法で分類す
ると、不定形材料を現場で混合して施工する現場打工法
、予め工場等で成形品を製造し、これを現場で取り付け
るプレハブ工法、および各種材料を組へみ合わせて施工
する複合工法に分類され、これらの工法は、鋼材の構造
、設計計画の諸条件、現場の施工条件、およびコスト等
を加味して選択されるが、施工が比較的容易で汎用性に
富み、かつコスト的にも有利であることから現場打工法
が広く用いられている。

一方、従来の耐火材料としては、アスベストとセメント
との混合物を用いていたが、人体に対する有害性が明ら
かとなったため、近年においては、岩綿、セメント、そ
の他ひる石、シリカアルミナ等の耐火材料を調合した混
合物が一般的である。

このような耐火材料を現場打工法にて吹付施工する場合
は、使用する岩綿とセメントとを予め混合しておき、圧
縮空気の吹付時に霧吹きの原理を利用してノズル先で水
と合わせて吹き付ける方法が広く用いられているが、岩
綿とセメントミルクとをノズル先で吹付時に合わせる方
法も知られている。

ところが、このようにして施工された鋼材の耐火被覆層
は、所望の耐火性あるいは防火性を得るために耐火材料
を所定の厚さにする必要があり（たとえば、１５ｍ＋ｓ
以上）、このため上述した岩綿とセメント等の混合物に
、さらに発泡材を混入して現場で発泡させることにより
所定の厚みの被覆層を形成していたが、現場での発泡率
の制御が困難であるという問題があった。

また、このような耐火被覆層では十分な断熱性を得るこ
とができないという問題もあった。

発明の目的 本発明は、このような従来技術が有する不都合を解消す
るためになされたもので、現場施工が容易で、しかも断
熱性能に優れるとともに防火性能および耐水性にも優れ
た耐火被覆構造を提供することを目的とする。

発明の概要 上記目的を達成するための本発明は、鋼材などの周囲を
耐火材により被覆する耐火被覆工法であって、前記耐火
材は、セメント中に、少なくとも岩綿と、無機充填材を
含有する塩化ビニル系樹脂又は塩素化塩化ビニル系樹脂
を主成分とする準不燃性以上の材料、好ましくは発泡体
からなる粒状断熱材とを混入してなることを特徴とする
耐火被覆構造である。

本発明に係る耐火被覆構造によれば、セメント中に、岩
綿と、無機充填材を含有する塩化ビニル系樹脂又は塩素
化塩化ビニル系樹脂を主成分とする準不燃性以上の材料
、好ましくは発泡体を細かく粉砕した粒状断熱材とを混
入したので、耐火被覆層を所定の厚みにすることが容易
であり、火災による熱は、粒状断熱材を混入した耐火被
覆層によって確実に阻止され、鋼材等の弾性係数、降伏
点強度の低下を防止することができる。また、発泡剤を
用いなくとも所定の厚さの耐火被覆層が得られ、この被
覆層によって所定の耐火性および断熱性を有することか
ら、現場施工が極めて容易となる。さらに、本発明に係
る粒状断熱材は、耐水性に優れていることから、鋼材の
防錆性能を高めることができる。

また、鋼材などの周囲を耐火材により被覆する耐火被覆
構造で、あって、前記耐火材は、セメント中に、少なく
とも岩綿と、無機充填材を含有する塩化ビニル系樹脂又
は塩素化塩化ビニル系樹脂を主成分とする準不燃性以上
の材料からなる粒状断熱材とを混入してなることを特徴
とする耐火被覆構造によっても、上記目的を達成するこ
とができる。

かかる耐火被覆構造によれば、上記効果に加えて、粒状
断熱材が耐火被覆層の骨材として機能することから、岩
綿を省略することができ、コストダウンを図ることがで
きる。

発明の具体的説明 以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。

図は本発明の一実施例に係る耐火被覆構造を使用して施
工した鋼材（Ｈ鋼）の断面図である。

図に示すように、Ｈ鋼１の表面全域にわたり耐火被覆層
２を形成している。なお、本発明に係る鋼材はＨ鋼に限
定されることなく他の鋼材であっても良い。

本実施例の耐火被覆層２は、通常のモルタルを構成する
材料であるセメントと砂の中に、岩綿３と、無機充填材
を含有する塩化ビニル系樹脂又は塩素化塩化ビニル系樹
脂を主成分とする準不燃性以上の材料（好ましくは発泡
体）を細かく粉砕し゛た粒状断熱材４とを混入しこれを
混練したものである。岩綿３は、耐火被覆層２において
骨材として機能するが、粒状断熱材４も後述するように
機械的強度に優れていることから骨材としての機能を果
たすこととなる。

なお、本明細書において、粒状断熱材２ｏとは、特にそ
の形状を限定されるものではなく、たとえば略球状、直
方体状、立方体状、フレーク状あるいはこれらの混合物
であってもよい。

このような粒状断熱材４は、たとえば準不燃性以上の発
泡体製品を製造する際に生じる切断屑やこの発泡体の粉
砕品を骨材として含ませることもてきる。発泡体製品は
、前述した材質からなる予備成形品をます形成し、それ
を所定形状に切断して得られるか、その際に、多量の切
断屑と余剰断熱材が生じる。そこでこの切断屑と余剰断
熱材を粉砕して得られる粉砕分とを、粒状断熱材として
用いることは、材料の無駄をなくし、経済的でもある。

当然、これらのものにはフレーク状、略球状等の粉砕片
および粒状物の混合物となる。なお、必ずしも発泡体に
限定されることなく、非発泡体の粉砕屑であってもかま
わない。

このような粒状断熱材４の大きさは、その形状を球状と
みなした場合に、粒径が、０．０５〜１０關、好ましく
は０．１ｍｍ〜７讃■であり、さらに好ましくは０．３
關〜５　＋ａｍである。これは、同時に混合される砂あ
るいは岩綿３の大きさを考慮してこの砂あるいは岩綿３
と同径あるいはそれ以下にするためであり、また、エア
ーガンの口径あるいは通常塗布される耐火被覆層２の厚
みを考慮したことに基づく。なお、粒状断熱材４の粒径
を大きくした場合には、エアーガンによる塗布が困難と
なることもあるので、コテ塗りにより塗布することも可
能である。

またセメントとの混合比率は、好ましくは１ｍｍの粒径
のものを約２５％、３Ｉ１１ｍのものを約５０％、５　
ｍｍのものを約２５％の割合で混入し、粒径が０．　　
５＋Ｉ＋Ｉ１，　１．　　０ｗｍ，　３、Ｏｍ−である
場合には、０．５ｍｍの粒径のものを約２５％、ｌ．Ｏ
ｍｍのものを約５０％、３．０關のものを約２５％の割
合で混入することが好ましい。

かかる粒状断熱材４は、通常のモルタルを構成する材料
であるセメントと砂、および岩綿３の中にあって、外側
からの熱に対してセメント、砂および岩綿３とともに断
熱及び防火機能を発揮し、従来の耐火被覆層より薄膜で
あっても、火災による鋼材の弾性係数、降伏点強度の低
下を十分に防止することになる。また、耐水性に優れて
いることから、鋼材の腐食を防止することができるとい
う利点もある。

さらに詳述する。

前記粒状断熱材４における準不燃性以上とは、準不燃あ
るいは不燃であるという意味であり、それぞれ昭和５９
年建設省告示第１３７２号、昭和４５年建設省告示第１
８２８号で規定されているが、本発明では、準不燃性以
上の粒状断熱材として、無機充填材を含有する塩化ビニ
ル系樹脂又は塩素化塩化ビニル系樹脂を主成分とする樹
脂材料、好ましくは発泡体を細かく粉砕したものが用い
られる。

たとえば発泡体からなる粒状断熱材は、圧縮強さが、２
．３ｋｇ／ｃ一以上であり、曲げ強さが、３．０ｋｇ／
ｃ一以上であり、機械的強度に優れていると共に、 熱伝達率が、０．　０　４　ｋｃａｌ／ｍ−ｈｒ・”Ｃ
以下であり、断熱性にも優れ、 吸水率がＯ、Ｉｇ／１００ｃシ以下であり、耐水性にも
優れ、 透湿係数が０．０３ｇ／ｒｄ・ｈ『・ｍｍＨｇ以下であ
り、防湿性についても優れている。

ここに、準不燃性以上の材料として発泡ボリスチレン板
より燃えにくい本毛セメント板やフェノールフォーム板
等を用いることが考えられるが、木毛セメント板は軽量
性の面から、またフェノールフォーム板は強度面や酸性
による鉄等の腐蝕性の面から好ましくない。

また、グラスウールやロックウール等の従来から知られ
ている繊維状の不燃性を有する断熱材は強度面や吸水、
吸湿面から好ましくない。

そこで、本発明では、準不燃性以上の材料として、無機
充填材を含有する塩化ビニル系樹脂又は塩素化塩化ビニ
ル系樹脂を主成分とする発泡体などの樹脂材料を用いて
いる。

前記準不燃性以上の粒状断熱材４に用いる塩化ビニル系
樹脂（以下、ＰｖＣと称す）とは、ポリ塩化ビニル単独
または塩化ビニルを５０重量％以上含有する塩化ビニル
系共重合体あるいはそれらと塩化ビニルー酢酸ビニル共
重合体、熱可塑性ポリウレタン、アクリロニトリルーブ
タジエン共重合体、塩素化塩化ビニル樹脂、塩素化ポリ
エチレン、メタクリル酸エステルーアクリル酸エステル
共重合体、エチレンー酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル
ー塩化ビニリデン共重合体などポリ塩化ビニルと相溶性
を有する樹脂の少なくとも１種以上との混合物であり、
該混合物中のポリ塩化ビニルが５０重量％以上であるよ
うな混合物があげられる。

一方、塩素化塩化ビニル系樹脂（以下、ｃｐｖｃと称す
）とは、前記ＰｖＣを塩素化した樹脂のみならず、この
ｃｐｖｃと相溶性を有するブレンド用樹脂、例えば、塩
化ビニル樹脂、塩化ビニルー酢酸ビニル共重合体、熱可
塑性ポリウレタン、アクリロニトリルーブタジエン共重
合体、塩素化ポリエチレン、メタクリル酸エステルーア
クリル酸エステル共重合体、エチレンー酢酸ビニル共重
合体、塩化ビニルー塩化ビニリデン共重合体、などの内
、少なくとも１種以上との混合物であり、該混合物中の
ブレンド用樹脂の量が５０重量％以下であるものをも含
む概念である。

塩素化される塩化ビニル系樹脂としては、前記のように
ＰｖＣの他、塩化ビニル系樹脂を５０重量％以上含有す
る共重合体を用いることもできる。

そして、塩素化の方法は従来公知のいずれの方法によっ
てもよく、例えば、紫外線照射下での光塩化法などが好
適に利用される。

また、無機充填材としてはたとえば無機繊維状物と無機
粒状物があげられる。

この内、無機繊維状物は高温化に晒したときの体積保持
効果が良好である。

これは、無機繊維状物は発泡体中で相互にからまってネ
ットワークを形成するため、優れた形状案安定性を有す
るものと推定される。

そして、無機繊維状物としては、平均繊維長が１μｍ以
上、好ましくは１０μｍ〜５０ｍｍ程度の石綿、ガラス
繊維、岩綿、グラスファイバー　セラミック繊維、アル
ミナ繊維、炭素繊維、石英繊維、ホウ素繊維、各種金属
繊維、各種ホイスヵ一等が挙げられ、これらの繊維は単
独でまたは２種以上を混合して用いられる。しかしなが
ら、これら無機材料を含む樹脂を発泡させる場合、発泡
成形のし易さ、得られる発泡体の諸特性、コスト等の点
から岩綿がもっとも好ましい。また無機粒状物としては
平均粒子径が０．０１〜３００μｍ、好ましくは、０．
１〜１００μｍ程度のタルク、炭酸カルシウム、水酸化
アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、雲母、
ベントナイト、クレー　シリカ等が好適である。

また、無機粒状物としてシラスバルーン等の中空体を用
いることもできる。

この無機充填材は単独で用いても、２種以上を併用して
も良い。

かかる無機充填材の含有量は、樹脂材料中に含有される
べき量およびその樹脂材料を発泡させる場合の発泡倍率
並びにコスト等を考慮してさだめられるが、通常ＰｖＣ
および／またはｃｐｖｃ１００重量部に対して、無機繊
維については２重量部以上、好ましくは５重量部以上、
さらに好ましくは１０重量部以上であることが望ましい
。無機粒状物については、１９８重量部以上、好ましく
は３００重量部以上である。無機充填材の含有量を多く
する程、得られる粒状断熱材は準不燃性から不燃性に近
づく。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）鋼材などの周囲を耐火材により被覆する耐火被覆構
   造であって、 前記耐火材は、セメント中に、少なくとも岩綿と、無機
   充填材を含有する塩化ビニル系樹脂又は塩素化塩化ビニ
   ル系樹脂を主成分とする準不燃性以上の材料からなる粒
   状断熱材とを混入してなることを特徴とする耐火被覆構
   造。 ２）鋼材などの周囲を耐火材により被覆する耐火被覆構
   造であって、 前記耐火材は、セメント中に、少なくとも無機充填材を
   含有する塩化ビニル系樹脂又は塩素化塩化ビニル系樹脂
   を主成分とする準不燃性以上の材料からなる粒状断熱材
   を混入してなることを特徴とする耐火被覆構造。