JPH11280174A

JPH11280174A - 壁構造

Info

Publication number: JPH11280174A
Application number: JP10172698A
Authority: JP
Inventors: Teruhisa Inoue; 照久井上; Shigeo Hayashimoto; 成生林本; Chieko Yahagi; 知恵子矢作; Kazuyuki Murata; 和幸村田
Original assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Current assignee: Nippon Kayaku Co Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】耐火性能に優れた壁構造を提供すること。【解決手段】構造躯体の片面もしくは両面に厚さ１０ｍ
ｍ以上２１ｍｍ未満の防火被覆材料を固定具で固定して
なる壁構造であって、防火被覆材料が潜在水硬性物質、
水溶性高分子、硬化刺激剤、及び水を含有して成る組成
物を混練、成形した成形物を湿潤養生硬化して成る硬化
体であり、かつその絶乾嵩比重が０．８〜２．４、断面
欠損中空率が０〜６０％であり、６０分外壁準耐火構造
性能または間仕切壁準耐火構造性能を満足する壁構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物の外壁また
は間仕切壁として有用な壁構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポルトランドセメントに代表されるセメ
ントを用いたモルタルやコンクリートは、安価であり、
比較的容易に、且つ短期間に強度発現できる等の理由か
ら、建設、建築分野を主体として多方面の分野で利用さ
れている。しかし、これらの材料は製造方法、強度の問
題よりクラックを生じ易く、実際の使用に関しては安価
な中実プレス成形板が用いられる場合が多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これまで建物の外壁も
しくは間仕切壁においては前記したようなセメント系の
中実板が多く用いられてきた。しかしながらこれらのも
のは性能的には充分とは言えず例えばクラック等の亀裂
が拡大しやすいため、経年使用においてその防耐火性能
の低下が著しくなる。また、上記の建設省告示の定める
準耐火構造６０分の規定を満たすような薄もの、軽量な
防火被覆材料は皆無である。近年の建物の個性化の時代
において、住宅の高性能高機能化の要求から軽量かつ安
定した防火被覆材料の要求が高まっている。そこで単位
面積当たりの重量のそれほど重くない防耐火性能の優れ
た防火被覆材料の出現が望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、潜在水硬
性材料を用いた押出成形板がが極めて高い準耐火性能と
強度を示す事を見出し本明を完成させた。即ち本発明
は、

【０００５】（１）構造躯体の片面もしくは両面に厚さ
１０ｍｍ以上２１ｍｍ未満の防火被覆材料を固定具で固
定してなる壁構造であって、防火被覆材料が潜在水硬性
物質、水溶性高分子、硬化刺激剤、及び水を含有して成
る組成物を混練、成形した成形物を湿潤養生硬化して成
る硬化体であり、かつその絶乾嵩比重が０．８〜２．
４、中空率が０〜４６％であり、６０分外壁準耐火構造
性能または間仕切壁準耐火構造性能を満足する壁構造、
（２）防火被覆材料の厚さが１２ｍｍ以上２１ｍｍ未
満、断面欠損率が０〜１０％であり、絶乾嵩比重が１．
０〜１．７である上記（１）記載の壁構造、（３）組成
物がシリカヒュームを含有した組成物である上記（１）
記載の壁構造、（４）組成物が潜在水硬性物質として高
炉水砕スラグを含有した組成物である上記（１）〜
（３）のいずれか１項に記載の壁構造、（５）組成物が
水溶性高分子として分子内にカルボキシル基および／ま
たはスルホン基および／またはアミド基を有する水溶性
高分子を含有した上記（１）〜（４）のいずれか１項に
記載の壁構造、（６）水溶性高分子がポリ（メタ）アク
リル酸及びその塩である上記（５）記載の壁構造、
（７）構造躯体が、防火被覆材料を固定する面に断熱材
としてグラスウールまたはロックウールを備えている上
記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の壁構造、
（８）構造躯体が断熱材上に防水紙としてアスファルト
フェルトを備えている上記（７）記載の壁構造、（９）
固定具２がビスまたは金具留ある上記（１）〜（８）の
いずれか１項に記載の壁構造を提供する。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて使用する防火被覆材料は、潜在水硬性物質、水溶
性高分子、潜在硬化性物質の硬化刺激剤となり得る塩基
性化合物、及び水等を含有して成る組成物を良く混練、
成形した板状成形板を湿潤養生硬化させる事により得ら
れる。

【０００７】本発明で用いる潜在水硬性物質としては高
炉水砕スラグ、徐冷スラグ、フライアッシュ、もみがら
灰等が挙げられ、特に高炉水砕スラグが好ましい。

【０００８】用いる潜在水硬性物質は、ブレーン比表面
積１０００cm²／ｇ以上のものが好ましく、２５００cm
²／ｇ以上のものが更に好ましく、特に３０００cm²／
ｇ以上のものが好ましい。

【０００９】本発明における組成物には、押出成形時の
成形性等が向上する他、得られる防火被覆材料の機械的
強度が向上するなどの効果が顕著なことからシリカヒュ
ームを含有させることは特に好ましい。シリカヒューム
の使用量は、潜在水硬性物質の大きさ（粒径）や種類、
必要に応じて添加する他の種々の混和材の種類や量によ
っても異なるが、通常、潜在水硬性物質１００重量部に
対して２〜５０重量部、好ましくは５〜２５重量部であ
る。

【００１０】本発明で用いる水溶性高分子は、混練時間
内に混練系に均一に、且つ迅速に溶解する必要があるの
で微粒子状、微粉状または水溶液になっていることが好
ましい。

【００１１】用いうる水溶性高分子の具体例としてはヒ
ドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシメチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシ
メチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリアクリル
アマイド、ポリ（メタ）アクリル酸及びその塩、ポリ
（メタ）アクリル酸及びその塩の、アクリルアマイドと
（メタ）アクリル酸またはそのアルカリ金属塩との共重
合体または（Ａ）アクリルアマイド及び／または（メ
タ）アクリル酸のアルカリ金属塩と（Ｂ）（メタ）アク
リル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル等の（メタ）
アクリル酸エステル、もしくはスチレン、エチレン、プ
ロピレン等の疎水性モノマーとの共重合体で水溶性であ
るポリアクリル酸系誘導体、メラミンスルホン酸ホルム
アルデヒド縮合物の塩、ナフタリンスルホン酸ホルムア
ルデヒド縮合物の塩、高分子量のリグニンスルホン酸塩
等が挙げられるが本発明はこれら水溶性高分子に限定さ
れるものではない。又、これら水溶性高分子は単独使用
だけでなく、２種以上を併用することも出来る。

【００１２】これらの内、分子内にカルボキシル基およ
び／またはスルホン基および／またはアミド基を有する
ものが好ましく、ポリ（メタ）アクリル酸、ポリ（メ
タ）アクリル酸ナトリウム、ポリ（メタ）アクリル酸カ
リウム、ポリ（メタ）アクリル酸リチウム等のポリ（メ
タ）アクリル酸およびその塩やカルボキシメチルセルロ
ースが更に好ましく、ポリアクリル酸ナトリウムが特に
好ましい。

【００１３】また、これら水溶性高分子は組成物の混練
物の成形に適した分子量のものを選定する事が好まし
く、特に限定されるものではないが、ポリアクリル酸ナ
トリウムを例にとると、その分子量は５０００以上が好
ましく、更に好ましくは５００００以上、特に好ましく
は１０００００以上である。

【００１４】水溶性高分子の使用量は防火被覆材料が要
求される特性、成形方法等によって異なり、押出成形等
の高分子量の水溶性高分子を使用する場合は、潜在水硬
性物質と任意成分として用いるシリカヒュームの合計量
１００重量部に対して、通常０．３〜１０重量部、好ま
しくは０．４〜７重量部、特に好ましくは０．５〜５重
量部である。水溶性高分子の使用量が少なすぎると、添
加する水量にもよるが、混練が困難になるか、又は困難
でないとしても後工程での成形加工性が悪くなる傾向が
ある。また、水溶性高分子の量が多すぎると養生硬化し
にくくなったり、硬化したとしても硬化体の水に対する
安定性が悪くなる傾向がある。

【００１５】硬化刺激剤としては種々のアルカリ性物質
が使用できる。例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸化物、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム等のアルカリ金
属炭酸塩、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸
リチウム等のアルカリ金属重炭酸塩、更に水酸化カルシ
ウム、水酸化マグネシウム等のアルカリ土類金属の水酸
化物、ピロ燐酸ナトリウム、ピロ燐酸カリウム、燐酸二
カリウム、燐酸三カリウム、燐酸三ナトリウム、（メ
タ）ケイ酸ナトリウム、（メタ）ケイ酸カリウム、ポル
トランドセメント等が挙げられる。これらの硬化刺激剤
のうち、（メタ）ケイ酸ナトリウム、アルカリ金属水酸
化物が好ましく、中でも水酸化ナトリウムが特に好まし
い。

【００１６】硬化刺激剤の使用量は、その塩基性度（ア
ルカリ性の強さ）、潜在水硬性物質の粒径、更に必要に
応じて添加する混和材（後述）の種類や量、及び水の量
によっても異なるが、概ね潜在水硬性物質と混和材の合
計量１００重量部に対して０．１〜７重量部、好ましく
は０．２〜５重量部である。

【００１７】硬化刺激剤の量が少なすぎると、充分な強
度を発現しなかったり、養生硬化に長時間を要する等、
工業的に不利となる。また多すぎると硬化速度が速くな
りすぎ混練工程や成形工程でのハンドリングが著しく阻
害されることがある。

【００１８】また、用いる硬化刺激剤の形状は固形でも
水溶液でも使用できるが固形であると混練物中に均一に
分散しない恐れがあるので、水溶液を用いることが好ま
しい。

【００１９】水の使用量は、使用する水溶性高分子の種
類と量、硬化刺激剤の種類と量、及び任意成分として用
いるシリカヒュームの種類と量、及び必要により添加す
る繊維状物質や微粒子骨材（後述）等の種類と量によっ
て異なり、混合物が良好な混練性を示す様に決めなけれ
ばならないが、概ね潜在水硬性物質と任意成分として用
いるシリカヒュームの合計量１００重量部に対して８〜
６０重量部、好ましくは１０〜５０重量部、より好まし
くは１２〜４５重量部であである。

【００２０】本発明において使用する組成物には、更に
必要に応じて種々の混和材を使用することが出来る。混
和材としては、例えば粉砕された徐冷スラグ、フェロク
ロムスラグ、ウォラストナイト、シリカ、アルミナ、フ
ライアッシュ、タルク、硅砂、硅石粉、クレー、カオリ
ン、炭酸カルシウム、陶磁器粉砕物、チタニア、ジルコ
ニア、砂利等の無機混和材、グルコース等の硬化遅延
剤、シランカップリング剤のような表面処理剤、顔料等
が挙げられる。

【００２１】これら種々の混和材を用いる場合、その使
用量は、無機混和材の場合には潜在水硬性物質１００重
量部に対して通常１０〜３００重量部、又分散減水剤、
表面処理剤、顔料等の混和材の場合には潜在水硬性物質
１００重量部に対して通常０．１〜２０重量部である。

【００２２】また、本発明において用いる組成物を押出
成形法で成形する場合、成形体が硬化するまでの保形性
を向上させる等の目的で、繊維状物質や微粒子骨材を組
成物に添加することが出来る。繊維状物質の具体例とし
ては、ビニロン、パルプ、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン、カーボンファイバー、アラミドファイバー等の長さ
１〜２０ｍｍ程度の短繊維状物質を挙げることが出来
る。繊維状物質の使用量は潜在水硬性物質と任意成分と
して用いるシリカヒュームの合計量１００重量部に対し
て０．１〜１０重量部が好ましい。また、微粒子骨材と
してはウォラストナイト、珪砂、珪石粉、徐冷スラグ
粉、フェロクロムスラグ粉、陶磁器粉砕品、レンガ粉砕
品、抗火石を挙げることが出来る。これら微粒子骨材
は、一般的に１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ
以下、より好ましくは３００μｍ以下で２０μｍ以上の
平均粒径を有するものを用いる。微粒子骨材の使用量
は、潜在水硬性物質と任意成分として用いるシリカヒュ
ームの合計量１００重量部に対して１０〜２００重量部
が好ましい。

【００２３】次に組成物を混練、成形する方法について
説明を行う。先ず、潜在水硬性物質、細かく粉砕され
た、及び／または水に溶解された水溶性高分子、並びに
必要により種々の混和材、繊維状物質及び微粒子骨材を
例えばオムニミキサー（千代田技研工業製）の様な揺動
型ミキサー、アイリッヒミキサーやプラネタリーミキサ
ーに入れて粉体混合する。

【００２４】次いでこの混合物に硬化刺激剤と所定量の
水、または硬化刺激剤を水に溶解したアルカリ水溶液を
所定量添加し、更に混合（粗混練）を行う。次いで粗混
練物を更に強い剪断力を与える事の出来る機器例えばロ
ールニーダー、バンバリーミキサー、湿式バンバリーミ
キサー、ミキシングロール、バッグミル、加圧ニーダ
ー、スクリュー押出し機、ニーダールーダー型ミキサー
等を用いて充分な混練を行い混練物を得る。

【００２５】以上の混練物の内、押出成形用として混練
されたものは、押出成形機等により成形される。これら
の成形機による成形の場合、特に減圧下で成形できる方
法、例えば真空押出成形機等を使用すると、養生硬化後
に、より高い強度を有し、更に強度のバラツキの少ない
防火被覆材料が得られることから好ましい。

【００２６】成形物の養生硬化は、少なくとも成形物中
の水分が蒸発しない高湿度雰囲気下で行うことが必要で
ある。一般的には相対湿度８０％以上、好ましくは９０
％以上、更に好ましくは１００％の雰囲気下で湿潤養生
を行う。また、この様な高湿度雰囲気下において更に、
水分を通さない容器や袋等に成形物を入れたり、プラス
チック板やプラスチックフィルム、金属板に成形物を挟
む方法等、成形物中の水分の蒸発が防止出来る様な方法
で湿潤養生を行っても良い。また、湿潤養生初期の成形
物を水に浸漬して水中で養生を行うことも出来る。養生
硬化温度としては一般的には、１０〜１００℃である。
また、水蒸気を用いて１００℃以上の温度でオートクレ
ーブ処理を行っても良い。

【００２７】養生硬化の時間は、使用する硬化刺激剤の
種類と量、及び温度、相対湿度等の養生硬化条件に依っ
て大きく左右されるが、概ね半日〜７日間である。

【００２８】続いて、本発明における壁構造について説
明する。具体的な壁構造としては伝統的な木造下地軸組
（在来工法）の壁構造、木造下地枠組工法（２×４工
法）の壁構造、鉄骨または軽量鉄骨または軽量形鋼から
なる不燃下地工法等により製造される壁構造が挙げられ
る。

【００２９】木造下地軸組工法により得られる壁構造の
場合、構造躯体としての柱及び間柱の間もしくは屋外側
に断熱材を施しても良く、また、その更に屋外側に防水
紙を施しても良く、更に屋外側に防火被覆材料を施す。
屋内側には屋外側と同様の仕様にしても良く一般の内装
材等を用いても良い。

【００３０】また木造下地枠組工法の壁構造の場合も前
記と同様に、柱の間もしくは屋外側に断熱材を施しても
良く、また、その更に屋外側に防水紙を施しても良く、
更に屋外側に防火被覆材料を施す。屋内側には屋外側と
同様の仕様にしても良く一般の内装材等を用いても良
い。

【００３１】不燃下地工法の壁構造の場合、Ｈ型鋼等の
間もしくは屋外側に断熱材を施しても良く、また、その
更に屋外側に防水紙を施しても良く、更に屋外側に防火
被覆材料を施す。屋内側には屋外側と同様の仕様にして
も良く一般の内装材等を用いても良い。

【００３２】続いて、本発明に用いる防火被覆材料につ
いて説明する。用いる防火被覆材料の厚みは１０ｍｍ以
上２１ｍｍ未満であり、１２以上２１ｍｍ未満が好まし
い。またその絶乾嵩比重は０．８〜２．４であり、１．
０〜１．７が好ましい。板状材料において、化粧目地や
表面意匠、軽量化の目的のブロック等に観られる中空形
状による断面部分の面積欠損率を断面欠損率というが、
本発明において用いる防火被覆材料の断面欠損率は０〜
６０％であり、０〜２０％が好ましい。

【００３３】防火被覆材料を留め付ける固定具としては
ビスおよび専用取付金具等が挙げられる。用いるビスと
してはドリルビスやセルフタッピングビスが好ましい。
取付金具等の形状は防火被覆材料の嵌合部形状と相関性
があるものが好ましい。ビスおよび金具の材質等につい
ては特に制限がないが一般的な金属材料からなるものが
好ましい。

【００３４】断熱材については必須ではないが、用いる
場合、具体的にはグラスウール、ロックウール、発泡ポ
リウレタン、発泡ポリエチレン等が挙げられ、グラスウ
ール、ロックウールが好ましい。これらは用途、使用環
境等により使い分けられる。

【００３５】また必要により用いる防水紙は特に限定は
無いがアスファルトフェルト、タイベック等通常用いら
れているものを用いることができ、中でもアスファルト
フェルトが好ましい。

【００３６】本発明の壁構造は、準耐火性能を有する。
準耐火構造性能とは耐火性能に準ずる性能を有する構造
性能で平成５年建設省告示第１４５３号をもとに規定さ
れた構造性能であり、それらには防火被覆材料の性能に
より３０分、４５分、６０分とまた用途により外壁、間
仕切壁、柱等各々試験方法が異なる。本発明の壁構造は
６０分準耐火構造および６０分間仕切壁構造の性能認定
試験に合格できる壁構造である。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて更に具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００３８】製造例１混合機（アイリッヒ社製）にブレーン比表面積４０００
ｃｍ²/ ｇの高炉水砕スラグ９００重量部、シリカヒュ
ーム（日本重化学工業製）１００重量部、軽量骨材混合
物３００重量部、ポリアクリ酸ナトリウム（パナカヤ
ク：日本化薬（株）製））３０重量部、パルプ１０重量
部を入れて９０秒間撹拌混合した。続いて水酸化ナトリ
ウム１０重量部と水１４０重量部とから成る水溶液を添
加し、更に３０秒間撹拌混合した。次いでこれらの撹拌
混合によって得られた組成物をニーダールーダー型の混
練機に入れ５分間混練し粘土状の混練物を得た。更に、
この混練物を真空押出成形機で７０ｍｍＨｇの減圧下で
押出成形を行い、厚さ１２ｍｍ、幅５０ｃｍ、長さ３０
０ｃｍ、断面欠損率３％の板状成形物を得た。次いで、
この成形物を９０℃の飽和蒸気圧の雰囲気下で２４時間
養生硬化させ、防火被覆材（絶乾嵩比重１．３）を得、
以下の実施例において使用した。尚、防火被覆材料は養
生硬化の前後でその大きさ及び断面欠損率に変化は殆ど
ない。

【００３９】実施例１図１に本発明の防火被覆材料の取付方法の１例及び図２
に図１中のＡ部の拡大図を示す。構造躯体（図中省略）
の片面に製造例１で得られた防火被覆材料が、固定具と
してビスまたは金具を用いて固定されている。防火被覆
材料の嵌合部には通常止水材が設けられる。

【００４０】実施例２図３に木造下地軸組工法により得られた本発明の壁構造
の垂直断面図の１例及び図４に図３中のＢ部の拡大図を
示す。構造躯体としての柱及び間柱、土台の屋外側に防
火被覆材料が固定具としてビスを用いて固定されてい
る。柱、間柱の屋内側に内装材、また、内装材と防火被
覆材料の間にグラスウール及び防水紙がそれぞれ設けら
れている。柱と防火被覆材料の固定部はジョイナーとシ
ーリング材により止水処理されていることが好ましい。
防火被覆材料の下部には水切りジョイナーにより止水処
理されていることが好ましい。

【００４１】

【発明の効果】本発明の壁構造は、耐力性、防火性に非
常に優れており、建築、建設、景観材料等の広範な分野
で用いることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の壁構造における防火被覆材料の取付方
法の１例

【図２】図１中のＡ部の拡大図

【図３】木造下地軸組工法により得られた本発明の壁構
造の垂直断面図

【図４】図４に図３中のＢ部の拡大図

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構造躯体の片面もしくは両面に厚さ１０ｍ
ｍ以上２１ｍｍ未満の防火被覆材料を固定具で固定して
なる壁構造であって、防火被覆材料が潜在水硬性物質、
水溶性高分子、硬化刺激剤、及び水を含有して成る組成
物を混練、成形した成形物を湿潤養生硬化して成る硬化
体であり、かつその絶乾嵩比重が０．８〜２．４、断面
欠損率が０〜６０％であり、６０分外壁準耐火構造性能
または間仕切壁準耐火構造性能を満足する壁構造。
【請求項２】防火被覆材料の厚さが１２ｍｍ以上２１ｍ
ｍ未満、断面欠損率が０〜２０％であり、絶乾嵩比重が
１．０〜１．７である請求項１記載の壁構造。
【請求項３】組成物がシリカヒュームを含有した組成物
である請求項１または２記載の壁構造。
【請求項４】組成物が潜在水硬性物質として高炉水砕ス
ラグを含有した組成物である請求項１〜３のいずれか１
項に記載の壁構造。
【請求項５】組成物が水溶性高分子として分子内にカル
ボキシル基および／またはスルホン基および／またはア
ミド基を有する水溶性高分子を含有した請求項１〜４の
いずれか１項に記載の壁構造。
【請求項６】水溶性高分子がポリ（メタ）アクリル酸及
びその塩である請求項５記載の壁構造。
【請求項７】構造躯体が、防火被覆材料を固定する面に
断熱材としてグラスウールまたはロックウールを備えて
いる請求項１〜６のいずれか１項に記載の壁構造。
【請求項８】構造躯体が断熱材上に防水紙としてアスフ
ァルトフェルトを備えている請求項７記載の壁構造。
【請求項９】固定具がビスまたは金具である請求項１〜
８のいずれか１項に記載の壁構造。