JP2007177548A

JP2007177548A - 耐火構造

Info

Publication number: JP2007177548A
Application number: JP2005378413A
Authority: JP
Inventors: Morio Yamamoto; 盛男山本
Original assignee: Taiheiyo Materials Corp
Current assignee: Taiheiyo Materials Corp
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】下地構造を被覆している発泡性耐火材が加熱時に割れ難く、発泡性耐火材の被覆厚が同一であっても、より耐火性能が優れた耐火構造を提供すること。
【解決手段】本発明は、本発明は、構造の下地表面に発泡性耐火材を配置した耐火構造であって、該発泡性耐火材と隣接して構造の下地表面に非発泡材を配置し、これらの発泡性耐火材及び非発泡材により構造の下地表面を被覆してなることを特徴とする耐火構造である。この発泡性耐火材は、直ちに全てが焼失することなく、熱により発泡し、内部に多数の気泡を有する断熱層を形成するものである。また、非発泡材は、発泡性耐火材の発泡開始前に、１００℃〜３５０℃までの加熱により、発泡せず且つ焼失，融解，気化及び下地と剥離することのない固形の材料である。
【選択図】図３

Description

本発明は、耐火構造に関し、詳しくは優れた耐火性を有する耐火構造に関する。

トンネル、地下空間、ビル、タンク等の構造物の多くはコンクリート、鋳鉄、鋼材又はこれらの二種以上を組み合わせた構造からなるものが多くある。これらの構造物の内部又は近傍で火災が発生すると、火災により発生する熱により構造の強度が低下する虞があり、場合によっては長期間使用ができなくなる虞もある。このため、構造の表面に発泡性耐火塗料を塗布することや発泡性耐火シートを設置することで、構造の下地の表面温度、即ち構造の下地と発泡性耐火塗料や発泡性耐火シート等の発泡性耐火材との界面の温度を、構造の下地を構成するコンクリート、鋳鉄や鋼材等の耐熱温度未満にすることが知られている（例えば特許文献１及び特許文献２参照。）。しかし、柱や梁等の露出面全てを発泡性耐火材で覆うと、加熱時に発泡した発泡性耐火材に割れが生じ構造の下地が露出することがあった。この場合、割れにより露出した下地の温度が許容範囲を超えてしまうという問題が起ることがあった。このため、加熱時に割れが生じても構造の下地が露出しないように、過度に、発泡性耐火材を厚く被覆することで、加熱時に割れが生じても発泡性耐火材で覆われるようにする必要があった。
特開２００５−３１４６９３号公報特開２００４−３０８３５０号公報

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、構造の下地表面を被覆している発泡性耐火材が加熱時に割れ難く、発泡性耐火材の被覆厚みが同一であっても、より耐火性能が優れた耐火構造を提供することを目的とする。

即ち、本発明は、構造の下地表面に発泡性耐火材を配置した耐火構造であって、該発泡性耐火材と隣接して構造の下地表面に非発泡材を配置し、これらの発泡性耐火材及び非発泡材により構造の下地表面を被覆してなることを特徴とする耐火構造である。

本発明によれば、構造の下地表面を被覆している発泡性耐火材が加熱時に割れ難く、発泡性耐火材の被覆厚みが同一であっても、より耐火性能の優れた耐火構造が得られる。本発明の耐火構造は、火災が起こっても、少なくとも３０分間は構造の下地の温度が充分低いので構造が維持され、その間に避難及び消火活動することができ、また、消火後は早期に再使用可能である。

本発明の耐火構造は、構造の下地表面に発泡性耐火材を配置した耐火構造であって、該発泡性耐火材と隣接して構造の下地表面に非発泡材を配置し、これらの発泡性耐火材及び非発泡材により構造の下地表面を被覆してなることを特徴とする。ここで用いる発泡性耐火材は、直ちに全てが焼失することなく、熱により発泡し、内部に多数の気泡を有する断熱層を形成するものであれば良く、１００℃以上３５０℃未満で発泡を開始するものが好ましい。このようなものとしては、発泡性耐火塗料や発泡性耐火シート等があり、また、パテ状の発泡性耐火材でも良い。また、構造の下地としては、コンクリート、鋳鉄、鋼材又はこれらの二種以上を組み合わせたもの等が例示できる。

この発泡性耐火材の厚みは、発泡性耐火材の耐火性能及び耐火構造として必要な耐火性能により適宜選定すれば良いが、好ましくは０．１〜３０ｍｍ、より好ましくは０．５〜１０ｍｍである。発泡性耐火材の厚みが０．１ｍｍ未満であると耐火性能が確保できない虞がある。一方、３０ｍｍを超えると、本発明の耐火構造により形成されたトンネル等の構造物をより大きなものとすることになるので、コストが高くなり好ましくない。

本発明に用いる非発泡材は、上記発泡性耐火材の発泡開始前に、１００℃〜３５０℃までの加熱により、発泡せず且つ焼失，融解，気化及び下地と剥離することのない固形の材料であればよい。例えば、非発泡性耐火塗料、耐熱塗料、モルタル、不燃又は準不燃の材料からなる板、不燃又は準不燃の材料からなる棒、不燃又は準不燃の材料からなる布等が挙げられる。この非発泡材が構造の下地表面の突起状部分でも良い。

発泡性耐火材と該発泡性耐火材に隣接して構造の下地表面に非発泡材を配置する方法は、特に限定されず、例えば構造の下地表面に棒状の非発泡材を一定間隔で耐熱性接着剤により貼り付け、各非発泡材の間に発泡性耐火材を塗布する方法、多数孔の開いた非発泡材を構造の下地表面に耐熱性接着剤により貼り付けた後、発泡性耐火材を塗布し、非発泡材表面に付着した発泡性耐火材をふき取る方法、発泡性耐火材と非発泡材を隣接させたものからなる板又はシートを構造の下地表面にボルト及びナットにより取り付ける方法等が例示できる。

隣接する非発泡材を挟んで、発泡性耐火材と隣り合う発泡性耐火材との距離は、発泡性耐火材が加熱時に割れ難く且つ非発泡材と構造の下地表面との界面の温度を低くすることができることから、好ましくは０．５〜２０ｍｍ、更に好ましくは２〜１５ｍｍとする。

本発明において、発泡性耐火材は、１００℃以上３５０℃未満で発泡を開始する。該発泡性耐火材に非発泡材が隣接しているので、発泡した発泡性耐火材が非発泡材の表面を覆うように発泡する。このことにより、発泡時の力が外側に逃げることになる。発泡した発泡性耐火材は熱が伝わり難い。この発泡した発泡性耐火材が非発泡材を覆うので、例え非発泡材が金属でも、構造の下地の温度が低く抑えられる。

［実施例１］
構造の下地として長さ２０ｃｍの角型鋼管１（２００×２００×１２ｍｍ）を用い、この角型鋼管１の表面即ち構造の下地表面５に、幅２ｍｍ×長さ２００ｍｍに加工し上面をマスキングした非発泡材３（２ｍｍ厚ステンレス鋼板、市販品）を図１及び図２に示すように、角型鋼管の角部４から非発泡材３までの距離６が５０ｍｍの位置に角型鋼管１の長さ方向に耐熱性接着剤で貼り付けた。図１は非発泡材３を配置した角型鋼管１の模式的な正面図を示し、図２は同じ角型鋼管１の模式的なＡ−Ａ断面図を示す。但し、図１及び図２にはマスキング材及び耐熱性接着剤は図示せず省略してある。非発泡材３を配置した角型鋼管１の表面に発泡性耐火材２として発泡性耐火塗料（ＣＡＦＣＯ社製、商品名「ＳＰＲＡＹＦＩＬＭＷＢ３」）を厚み２ｍｍとなるまで塗布した。塗布終了後にマスキング材を剥がした。塗布した発泡性耐火材２が充分に乾燥・硬化してから、鋼管の開口部から熱が伝わらないように鋼管の上下をセラミックスブランケットで被覆した。その上でこの角型鋼管１を、耐火炉でＩＳＯ８３４に規定される加熱曲線により３０分間加熱した後に取り出した。炉内温度の最高温度は約８４０℃である。角型鋼管に被覆し発泡した加熱後の発泡性耐火材２を目視観察し、加熱による割れの有無を確認した。また、構造の下地表面５（角型鋼管の表面）には予め熱電対を設置しておき、加熱中の角型鋼管１の温度を測定した。発泡した発泡性耐火材２の目視観察の結果及び角型鋼管１の最高温度を表１に示す。また、図３に加熱直前の発泡性耐火材２を塗布した角型鋼管１の模式的なＡ−Ａ断面図を示す。

［実施例２］
非発泡材として２ｍｍ厚セメント繊維強化板（市販品）を用いた以外は、実施例１と同様に試験を行った。発泡した発泡性耐火材の目視観察の結果及び角型鋼管の最高温度を、実施例１の結果とともに表１に示す。

［比較例１］
非発泡材として２ｍｍ厚アクリル板（市販品）を用いた以外は、実施例１と同様に試験を行った。発泡した発泡性耐火材の目視観察の結果及び角型鋼管の最高温度を、実施例１の結果とともに表１に示す。

［比較例２］
非発泡材を用いず、角型鋼管の表面を発泡性耐火材のみで被覆した以外は、実施例１と同様に試験を行った。発泡した発泡性耐火材の目視観察の結果及び角型鋼管の最高温度を、実施例１の結果とともに表１に示す。

本発明の実施例は、何れも、加熱後の発泡した発泡性耐火材に割れは生じておらず、且つ構造の下地である角型鋼管の最高温度も３５０℃未満であったので耐火性有りと判断した。非発泡材としてアクリル板を用いた比較例１は、加熱後の発泡した発泡性耐火材に割れは生じていなかったが、非発泡材のアクリル板が焼失し、角型鋼管の最高温度が７８５℃と実施例に比べて高い温度であった。また、非発泡材を用いなかった比較例２は、加熱後の発泡した発発泡性耐火材に割れが生じ、角型鋼管の最高温度も炉内の最高温度に近い８２４℃であった。比較例１及び比較例２ともに、最高温度が角型鋼管の耐熱温度５００℃を大幅に越えたので、耐火性無しと判断した。

［電気炉試験］
上記実施例及び比較例で用いた非発泡材及び発泡性耐火材を用い、鋼板（１００×５０×４ｍｍ）に、非発泡材を幅２ｍｍ×長さ８０ｍｍで鋼板の略中央に耐熱性接着剤で貼り付け、各非発泡材の電気炉用試験体を作製した。発泡性耐火材を同じ大きさの鋼板の略中央に幅２ｍｍ×長さ８０ｍｍで厚み２ｍｍとなるように塗布し、発泡性耐火材の電気炉用試験体を作製した。作製した各試験体を炉内温度３５０℃にした電気炉内に３０分間入れた後に取り出し、目視観察により、発泡の有無、並びに焼失，融解，気化及び下地と剥離していないかを確認した。その結果、発泡性耐火材は発泡していた。実施例で用いた非発泡材は何れも変化無く鋼板に貼り付いたままであったが、比較例で用いた非発泡材は変形し鋼板から剥離していた。

本発明の耐火構造は、耐火性に優れているので、ビル、家屋、タンク、パイプライン、化学プラント、橋脚又はトンネル等に好適に用いることができる。とりわけ、タンク、パイプライン、化学プラント、道路トンネル、ビル及び家屋等の火災の発生する可能性が高い構造物に好適に用いることができる。

非発泡材を配置した角型鋼管の模式的な正面図である。非発泡材を配置した角型鋼管の模式的なＡ−Ａ断面図である。加熱直前の発泡性耐火材を塗布した角型鋼管の模式的なＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１角型鋼管
２発泡性耐火材
３非発泡材
４角型鋼管の角部
５構造の下地表面（角型鋼管の表面）
６角型鋼管の角部４から非発泡材３までの距離

Claims

構造の下地表面に発泡性耐火材を配置した耐火構造であって、該発泡性耐火材と隣接して構造の下地表面に非発泡材を配置し、これらの発泡性耐火材及び非発泡材により構造の下地表面を被覆してなることを特徴とする耐火構造。