JP2009228371A - 外断熱構造とその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】工期を長くすることなく、ひび割れのない厚さの厚いセメントモルタル層６を断熱材２の表面に備えた外断熱構造を得る。
【解決手段】コンクリート壁１と、その外壁面に取り付けた断熱材２と、その外側に塗布したモルタルセメント層８とを少なくとも備えてなる外断熱構造において、前記セメントモルタル層７の外側表面には第１のメッシュ状物８を埋設する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンクリート壁を有する構造物における該コンクリート壁の外壁面に樹脂発泡体のような断熱材を取り付けてなる外断熱構造とその施工方法に関する。

コンクリート壁を有する構造物の外断熱構造として、コンクリート壁の外壁面に樹脂発泡体のような断熱材を取り付ける構造はよく知られる。通常、断熱材の外側にモルタルセメント等を塗布して下地層を形成し、その外側にタイルなどを貼り付けて仕上層が形成される。また、断熱材をコンクリート壁に強固に固定するために、断熱材を貫通してコンクリート壁にその一部が埋め込まれるアンカーボルトなどの固定具が用いられる。

そのような外断熱構造の一例が特許文献１に記載されている。この外断熱構造、コンクリート壁の外面にアンカーボルトによって固定された断熱材と、該断熱材の表面に配置されたネットと、該ネットを前記アンカーボルトの頭部に固定するネット固定金具と、前記断熱材表面に、前記ネット及びネット固定金具を覆うように形成されたモルタル層と、その表面に貼り付けられたタイル（仕上材）とを備える。この外断熱構造では、断熱材の表面に配置されたネットがその上から塗布するモルタル層に対してアンカー作用を発揮し、モルタル層の断熱材に対する接着強度を向上させる。

外断熱構造の他の例が特許文献２に記載されており、そこでは、外壁断熱用ボードの表面（室外側面）を耐アルカリ性ガラス繊維等からなる衝撃抵抗の大きい補強メッシュで被覆し、その上から、アクリル系エマルジョンにセメントを混ぜた樹脂モルタルを補強メッシュを介して塗り付け、塗り付けたモルタルの表面に、シリコン変性アクリル合成エマルジョン塗料等の外装材（仕上材）を吹き付け又はコテ仕上げにより塗着するようにしている。ここでも、外壁断熱用ボードの表面に配置した補強メッシュの存在により、塗り付けた樹脂モルタル層の外壁断熱用ボードに対する接着強度は向上する。

特開２００４−４４０９２号公報 特開２００４−２４４９２４号公報

特許文献１あるいは特許文献２に記載のように、従来の外断熱構造において、仕上材に対する接着剤層として機能するモルタル層を断熱材側に安定して固着するために、断熱材とモルタル層との間にネットあるいは補強メッシュ等を配置することは行われている。一方、実際の施工現場において、多数枚の断熱材を断熱材の継ぎ目部分を平滑に並べることは難しく、継ぎ目部分に目違い段差が発生することがある。また、コンクリート外壁の表面に湾曲や波うち等がある場合、そこに貼り付けた断熱材の表面にも湾曲や波うちが発生する。

施工現場では、そのような目違い段差や湾曲を表面に塗布するモルタル層の厚みにて調整するようにしており、部分的に厚塗りしなければならなくなる箇所が発生する。モルタルを厚塗りした場合、塗布されたモルタルが断熱材側と仕上材側で硬化中に発生する乾燥収縮の差異により、仕上材側表面にひび割れが発生する恐れがある。ひび割れの発生したモルタルは衝撃性、耐久性に劣るため、それを補修する作業が必要となる。ひび割れを抑えるため、各層の養生期間を取りながら薄塗りを複数回繰り返すことが行われるが、工期が長くなるという問題を有している。

さらに、近年の外断熱構造では、外壁として耐久性を確保するためにモルタル層の厚みを３ｍｍ程度以上に厚くすることが求められてきているが、前記したひび割れが発生するのを抑えるため、薄塗りを複数回繰り返すことが必要となり、各層毎に養生を行うことから、工期が長くなりつつある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、外断熱構造において、断熱材層の表面の一部または全部にモルタルの厚塗りを行うことが必要な場合でも、基本的に一回の塗布でそれを行うことで工期の長期化を招くことがなく、かつ塗布したモルタル層にひび割れも生じさせない、外断熱構造とその施工方法を開示することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明による外断熱構造は、コンクリート壁と、その外壁面に取り付けた断熱材と、その外側に塗布したモルタルセメント層とを少なくとも備えてなる外断熱構造であって、前記セメントモルタル層の外側表面には第１のメッシュ状物が埋設されていることを特徴とする。

また、本発明による外断熱構造の施工方法は、コンクリート壁の外壁面に断熱材を取り付ける工程と、取り付けた断熱材の外側にモルタルセメントを塗布してモルタルセメント層を形成する工程と、形成したセメントモルタル層の外側表面に第１のメッシュ状物を埋設する行程と、を少なくとも備えることを特徴とする。

本発明によれば、形成したセメントモルタル層の外側表面には第１のメッシュ状物が埋設しており、塗布したセメントモルタル層の表面側の挙動は第１のメッシュ状物よって抑制される。そのために、塗布したセメントモルタル層の一部に厚塗りされた領域があっても、また全領域が厚塗り領域であっても、養生硬化中に乾燥収縮の差異によってひび割れが発生することはない。そのために、一度に厚塗りすることが可能であり、薄塗りと各層ごとの養生硬化を待つ従来法と比較して、工期を大幅に短縮することができる。また、後の実施例に示すように、厚塗りが可能なことから、外断熱構造の耐久性も向上する。

なお、本発明において、セメントモルタル層の外側表面への第１のメッシュ状物の埋設状態は、第１のメッシュ状物の全体がセメントモルタル層の外側表面に入り込み、セメントモルタル層が平坦面となっている状態が好ましいが、第１のメッシュ状物がセメントモルタル層の表面から飛び出ていてもよく、その状態も本発明の範囲である。

本発明による外断熱構造において、前記断熱材と前記セメントモルタル層との間に第２のメッシュ状物が配置されていてもよい。それにより、断熱材のセメントモルタル層に対する接着性を向上させることができる。

本発明による外断熱構造において、前記セメントモルタル層の厚さは好ましくは３ｍｍ以上である。前記のように一度に３ｍｍ以上の厚さに塗布してもひび割れは発生せず、かつ厚さが厚いことで外断熱構造の耐久性も向上する。上限値は１０ｍｍ程度である。

本発明による外断熱構造において、前記断熱材は固定具を用いて前記コンクリート壁に固定されていることが好ましい。この態様により、接着剤のみによる場合よりも、断熱材を確実にコンクリート壁に固定することができる。固定具の例として座金付きビスが挙げられる。

本発明による外断熱構造において、前記断熱材の前記セメントモルタル層に面する側の表面には凹凸加工が施されていてもよい。この態様では、断熱材表面のセメントモルタルに対する接着面積が増大し、断熱材とセメントモルタル層とはより強固に接着する。

本発明による外断熱構造の１態様において、前記セメントモルタル層の外側に仕上層を有する。

上記した各発明において、断熱材は、好ましくは合成樹脂系発泡体であり、樹脂材料としては、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、等が挙げられる。他に、グラスウール、ロックウール、炭酸カルシウムなどのボード状無機系断熱材などを使用することができる。樹脂発泡体を使用する場合の発泡倍率は、必要とされる断熱性能に応じて適宜に決定すればよい。より好ましくは、発泡ポリスチレンであって、密度が１０〜４０ｋｇ／ｍ^３の製品である。

断熱材の外側面に塗布するセメントモルタルは、例として、アクリル系樹脂をセメントに混ぜた樹脂セメントモルタルが挙げられる。他に、酢酸ビニル系樹脂やセルロース系樹脂のようなセメントモルタル用混和剤を用いることができる。

セメントモルタル層の外側表面に埋設する第１のメッシュ状物は、ガラス繊維、炭素繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、ポリチラノカルボシラン繊維、カルボシラン繊維などから選ばれた一種または２種類以上を織るまたは編むことにより、メッシュ状としたシートまたは帯状体が挙げられる。繊維自体に耐アルカリ処理されたものを用いることは、第１のメッシュ状物がセメントモルタルのアルカリ成分に侵されないため好ましい。第１のメッシュ状物の目開き寸法に特に制限はないが、使用するセメントモルタルに用いる骨材が通過できる寸法であることが好ましく、具体的には、密度が１００〜２００ｇ／ｍ^３程度であって、目開き寸法が縦横数ｍｍ程度、より具体的には、５〜１０ｍｍ程度のものが好ましい。

この第１のメッシュ状物を、前記した塗布し未硬化状態にあるセメントモルタル層の表面側にテコ等で擦りながら埋設し、その状態でセメントモルタル層が硬化することにより、本発明による外断熱構造となる。なお、用いる場合での断熱材とセメントモルタル層との間に配置される第２のメッシュ状物は、上記した第１のメッシュ状物と同じものであってよいが、密度は１００〜１５０ｇ／ｍ^３程度のものであってよい。

必要に応じて備えられる仕上層は、接着モルタルや接着剤を用いて施工した天然石やタイル等を例として挙げることができる。さらに、水系塗料またはセメント、さらには砕石など無機骨材・顔料の一種または数種類を含む水系塗料を塗布してもよい。好ましい水系塗料は、アクリル樹脂エマルジョン、ポリウレタンエマルジョン、およびエポキシエマルジョンなどが挙げられる。

本発明による外断熱構造とその施工方法によれば、工期を長くすることなく、ひび割れのない厚さの厚いセメントモルタル層を断熱材の表面に備えた外断熱構造を得ることができる。それにより、外断熱構造の耐久性も向上する。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明による外断熱構造の一例を示す模式的断面図（図１（ａ））と部分的拡大断面図（図１（ｂ））、図２は本発明による外断熱構造の一例を示す模式的斜視図、図３は本発明による外断熱構造で好ましくは用いられる固定具の一例を説明する図、である。

図１および図２を参照して、本発明による外断熱構造の一例をその施工方法とともに説明する。図において、１は建造物のコンクリート壁であり、図１（ａ）で左側が屋内側である。最初に、コンクリート壁１の外壁面に例えば発泡樹脂製パネルのような断熱材２を取り付ける。取り付け方法は任意であるが、図示の例では接着用モルタル３をコンクリート面に塗布し、その上から断熱材２を圧着している。さらに、図３に示すような、アンカー１１と、ビス１２と、座金１３とからなる座金付きビス１０を用い、コンクリート壁１に打ち込んだアンカー１１に、座金１３を取り付けたビス１２を断熱材２を貫通してねじ込むことにより、断熱材２の取り付けを堅固にしている。

なお、この例において、断熱材２として、その表面に目開きａが６〜７ｍｍ程度の耐アルカリ性ガラス繊維の織物である帯状メッシュ（第２のメッシュ状物）４を貼り付けたものを用いており、図２に示すように、前記座金１３は帯状メッシュ４の上に置かれる。前記したように、帯状メッシュ４である第２のメッシュ状物は省略することかできる。

断熱材２を所要面積にわたって固定した後、例えば、セメント、珪砂、炭酸カルシウムおよび樹脂とからなる樹脂セメントモルタル６を全面に塗布して、セメントモルタル層を形成する。塗布厚さは、塗布後の表面が平坦面となることを条件に任意であるが、３〜１０ｍｍ程度が好ましい。

樹脂セメントモルタル６を塗布した後、モルタルが未硬化のうちに、目開きが６〜７ｍｍ程度の耐アルカリ性ガラス繊維の織物である布状メッシュ（第１のメッシュ状物）８を塗布したセメントモルタル６の上に置き、コテ等で擦りながら、セメントモルタル６の表面側に埋設する。図１（ｂ）に一部を拡大して示すように、布状メッシュ（第１のメッシュ状物）８の目開きａが６〜７ｍｍ程度であることにより、セメントモルタル６の骨材（珪砂）７は、その目開き部分を通過することができ、布状メッシュ８を埋め込んだ後のセメントモルタル６の表面は、目開き個所からセメントモルタル６がにじみ出る状態で、全体が平坦面となる。

この状態で、セメントモルタル６を養生硬化させることにより、外断熱構造は完成する。前記のように、セメントモルタル層の表面側は、埋め込んだ布状メッシュ８により移動が拘束された状態にあり、厚塗り箇所であっても、断熱材２に接する側と布状メッシュ８を埋設した側とで、硬化中に大きな乾燥収縮の差異が発生することはなく、ひび割れの発生は抑制される。セメントモルタル層が硬化したのち、タイル貼り等の適宜の仕上層９を形製した外断熱構造において、その耐久性も向上する。

以下、実施例と比較例により、本発明の優位性を示す。
［試験１］
表１に示す材料を用いて、表２に示す形態に順次積層した試験体を作り、乾燥収縮試験を行った。その結果を表２に示した。なお、乾燥収縮試験は、長さ５００ｍｍ×幅４００ｍｍ×断熱材厚さ４０ｍｍの試験体を作成後、温度２０℃、湿度６０％の状態の環境下に２週間放置したときの、幅０．１ｍｍかつ長さ３００ｍｍ以上のひび割れが発生しないものを合格品とした。その結果を表２の合否欄に○×で示した。

［試験２］
１０００ｍｍ×１０００ｍｍ×１５０ｍｍ（厚さ）のコンクリート基盤の外壁面に、表１に示す材料を用いて、表３に示す形態に順次積層した外断熱構造体の試験体を作り、耐久性試験を行った。なお、耐久性試験は、ＪＳＴＭ Ｊ ７００１ 実大外壁等の日射熱による熱変形性及び耐久性試験方法に準拠して、１サイクル８時間とし、加熱４時間、冷却４時間とした。加熱時には試験体表面温度が８０℃となるように、冷却開始時には１Ｌ／ｍ^２／ｍｉｎで散水した。冷却時の気温は−２０℃とした。９０サイクル後での試験体のひび割れを目視で確認した。なお、室内側は１０〜２５℃で成り行きとした。ひび割れのないものを耐久性試験の合格品とした。その結果を表３の合否欄に○×で示した。

［評価］
表２に示すように、本発明品であるモルタルの表面にメッシュ（第１のメッシュ状物）を備えた実施例１〜４は、断熱材とモルタルとの間にメッシュ（第２のメッシュ状物）が存在してもしなくても、モルタルの厚さが３ｍｍおよび１０ｍｍの双方において、乾燥収縮試験によるひび割れが発生しなかった。比較例１ではモルタルの厚さが２ｍｍと薄いことから、ひび割れは発生は発生しなかったが、モルタル厚さが３ｍｍと１０ｍｍの比較例２および３ではひび割れが生じている。比較例４では、厚さが２ｍｍのモルタル表面に布状メッシュを備えたことから、やはりひび割れは生じていない。

一方、表３に示す耐久性試験においても、本発明品であるモルタルの表面にメッシュ（第１のメッシュ状物）を備えた実施例１〜４は、断熱材とモルタルとの間にメッシュ（第２のメッシュ状物）が存在してもしなくても、モルタルの厚さが３ｍｍおよび１０ｍｍの双方において、合格品なっている。しかし、比較例１ではモルタルの厚さが２ｍｍと薄く、耐久性は不合格である。モルタル厚さが３ｍｍと１０ｍｍの比較例２および３はモルタル厚さが厚く、耐久性は合格している。一方、比較例４では、モルタル表面に布状メッシュを備えてはいるが、モルタルの厚さが２ｍｍと薄いことから、耐久性は不合格である。

以上のことから、コンクリート壁と、その外壁面に取り付けた断熱材と、その外側に塗布したモルタルセメント層とを少なくとも備えてなる外断熱構造において、セメントモルタル層の外側表面に第１のメッシュ状物を埋設することにより、セメントモルタル層が３ｍｍ以上の厚さのものであっても、セメントモルタル層の硬化時にひび割れが生じることはなく、同時に、セメントモルタル層が３ｍｍ以上の厚さであることから、耐久性も向上していることがわかる。このことから、本発明による外断熱構造の容易性が示される。

一方、セメントモルタル層の外側表面に第１のメッシュ状物を埋設した構成であっても、セメントモルタル層の厚さが２ｍｍの場合には、十分な耐久性が得られない。従って本発明による外断熱構造において、セメントモルタル層の厚さが３ｍｍ以上であることは、好ましい耐用であることもわかる。

本発明による外断熱構造の一例を示す模式的断面図（図１（ａ））と部分的拡大断面図（図１（ｂ））。 本発明による外断熱構造の一例を示す模式的斜視図。 本発明による外断熱構造で好ましくは用いられる固定具の一例を説明する図。

符号の説明

１…建造物のコンクリート壁、２…断熱材、３…接着用モルタル、４…第２のメッシュ状物（帯状メッシュ）、６…セメントモルタル（層）、７…セメントモルタルの骨材、８…第１のメッシュ状物（布状メッシュ）、９…仕上層、１１…アンカー、１２…ビス、１３…座金、１０…座金付きビス

Claims (7)

1. コンクリート壁と、その外壁面に取り付けた断熱材と、その外側に塗布したモルタルセメント層とを少なくとも備えてなる外断熱構造であって、
   前記セメントモルタル層の外側表面には第１のメッシュ状物が埋設されていることを特徴とする外断熱構造。
2. 前記断熱材と前記セメントモルタル層との間に第２のメッシュ状物が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の外断熱構造。
3. 前記セメントモルタル層の厚さが３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の外断熱構造。
4. 前記断熱材は固定具を用いて前記コンクリート壁に固定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の外断熱構造。
5. 前記断熱材の前記セメントモルタル層に面する側の表面には凹凸加工が施されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の外断熱構造。
6. 前記セメントモルタル層の外側に仕上層を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の外断熱構造。
7. コンクリート壁の外壁面に断熱材を取り付ける工程と、
   取り付けた断熱材の外側にモルタルセメントを塗布してモルタルセメント層を形成する工程と、
   形成したセメントモルタル層の外側表面に第１のメッシュ状物を埋設する行程と、
   を少なくとも備えることを特徴とする外断熱構造の施工方法。

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