JP2015010317A - 押出成形セメント板 - Google Patents

Abstract

【課題】引き割れ等の不具合を解消するとともに、耐火性能の向上を図ることができる中空部を二段形状とした押出成形セメント板を提出する。
【解決手段】帯板状の板体１に、その長手方向の両端面に開口する断面四角形状の中空部２が複数形成された押出成形セメント板１０であって、各中空部２は、互いに平行に配置され、板体１の厚み方向に横リブ部３を介して二段設けられるとともに、その板体１の短手方向に縦リブ部４を介して複数設けられており、板体１の厚み方向に沿う側壁部５の厚みＡが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされ、板体１全体の厚みＤが８０ｍｍ以上１１０ｍｍ以下とされ、側壁部５の厚みＡと横リブ部３の厚みＣとの関係がＣ≧Ａを満足するとともに、側壁部５の厚みＡと縦リブ部４の厚みＦとの関係が（Ａ＋５）ｍｍ≧Ｆ≧（Ａ−５）ｍｍを満足する構成とされる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、建築物の非耐力の外壁等に使用する中空構造を有した押出成形セメント板に関する。

建築物の非耐力の外壁等に使用される押出成形セメント板は、主としてセメントと珪酸質原料及び繊維質原料を主原料とし、中空を有する板状に押出成形されたオートクレーブ養生したパネルであり、力学的性能、耐久性能、耐火性能、耐震性能に優れ、また、乾式工法のため施工性に優れるなどの特長を有している。

この押出成形セメント板を建築物に使用するためには、建築基準法に定められた耐火認定を取得することが法律上義務付けられている。そして、「外壁非耐力壁１時間耐火構造」の認定を取得する場合は、ＩＳＯ８３４「建築構造要素の耐火試験」に定められた標準加熱温度曲線に沿うように押出成形セメント板を加熱し、非加熱面の温度が所定温度（最高温度：１８０℃＋初期温度、平均温度：１４０℃＋初期温度）以下である必要がある。このため、その耐火基準を満たすために、軽量化、中空部への断熱材充填、耐火シートの接着等といった様々な手段が講じられている。

例えば、押出成形セメント板としては、特許文献１に記載されるように、長手方向に延在する複数の平行な中空部を設けたものが多く用いられている。このような押出成形セメント板は、中空部を形成した横断面形状の特性により、軽量化されているとともに、建築物の壁面を構成した場合の曲げ強度を高くできる。また、中空部に不燃断熱遮音材を充填して壁の性能を向上することができる等の利点がある。
一方、特許文献２には、パネル（押出成形セメント板）の厚み方向に多段（二段や三段）をなし、長手方向に沿って並列する複数の中空部が設けられ、その少なくとも一方の表面寄りの中空部に断熱性材料を充填したものが提案されている。また、特許文献２には、中空部を二段形状とすることにより、中空部の輻射熱を低減できることが記載されている。

特開平６‐２９８５８０号公報 特開平４‐３３９９４７号公報

ところが、中空部を多段形状とした押出成形セメント板の製造は必ずしも容易ではなく、断面の形状によっては引き割れ、亀裂等の不具合が生じ、これらの不具合は耐火性能を低下させる要因となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、引き割れ等の製造時の不具合を解消するとともに、耐火性能の向上を図ることができる中空部を二段形状とした押出成形セメント板を提出することを目的とする。

本発明は、帯板状の板体に、その長手方向の両端面に開口する断面四角形状の中空部が複数形成された押出成形セメント板であって、各中空部は、互いに平行に配置され、前記板体の厚み方向に横リブ部を介して二段設けられるとともに、該板体の短手方向に縦リブ部を介して複数設けられており、前記板体の厚み方向に沿う側壁部の厚みＡが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされ、前記板体全体の厚みＤが８０ｍｍ以上１１０ｍｍ以下とされ、前記側壁部の厚みＡと前記横リブ部の厚みＣとの関係がＣ≧Ａを満足するとともに、前記側壁部の厚みＡと前記縦リブ部の厚みＦとの関係が（Ａ＋５）ｍｍ≧Ｆ≧（Ａ−５）ｍｍを満足する構成とされていることを特徴とする。

側壁部の厚みＡが１０ｍｍ未満では、引き割れが生じて成形が難しくなる。また、厚みＡが２０ｍｍを超える場合は、中空部の高さが狭くなるため、外装仕上げパネル等の取付けに用いる取付金具を中空部内に挿入することが難しくなる。
板体の厚みＤが８０ｍｍ未満では、やはり中空部の高さが狭くなるため、取付金具を挿入することが難しくなる。また、１１０ｍｍを超えると、１ｍ^２当たり１００ｋｇを超える重量となり、軽量化の面で不利になる。
そして、横リブ部の厚みＣは、側壁部の厚みＡより薄くすると、引き割れを生じ易くなり、成形が難しくなる。また、縦リブ部の厚みＦは、側壁部の厚みＡに対して±５ｍｍ以上の異なる厚みとすると、引き割れを生じ易くなり、成形が難しくなる。
一方、上記のように各寸法を最適化することで、引き割れ等の製造上の不具合及び取り付けが困難であるという施工上の不具合を解消した中空部を二段形状とした押出成形セメント板を形成することができ、耐火性の向上を図ることが可能となる。

本発明の押出成形セメント板において、前記中空部は、前記板体の厚み方向に沿う高さＢが１５ｍｍ以上とされ、前記板体の短手方向に沿う幅Ｅが３５ｍｍ以上７０ｍｍ以下とされているとよい。
中空部の断面四角形状の高さＢが１５ｍｍ未満、幅Ｅが３５ｍｍ未満の寸法では、取付金具を挿入することが難しくなる。また、幅Ｅが７０ｍｍを超えると、押出成形時に縦リブ部の間に設けられる中空部の上面部分が自重で垂れ下がりやすくなり、所望の形状を形成することが難しくなる。

本発明によれば、中空部を二段形状とした押出成形セメント板の断面の各寸法を最適化することで、引き割れ等の製造上の不具合及び取り付けが困難であるという施工上の不具合を解消し、耐火性能の向上を図ることができる。

本発明に係る押出成形セメント板の一実施形態を示す横断面図である。 図１の押出成形セメント板の要部断面図である。 耐火試験方法を説明する模式図である。 図３に示す小型試験体の要部断面図である。 図３に示す小型試験体の平面図であり、非加熱面の温度測定位置を示す。

以下、本発明に係る押出成形セメント板の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の押出成形セメント板の横断面図である。この押出成形セメント板１０は、帯板状の板体１に、その長手方向の両端面に開口する断面四角形状の中空部２が複数形成されたものである。また、板体１の幅方向の両端部の一方には、その外側方に向けて突出する一対の凸条１１が長手方向（押出方向）に沿って形成され、幅方向の他方には、隣接する押出セメント板１０を突き合わせたときに凸条１１を係合する溝部１２が長手方向に沿って形成されている。

なお、押出成形セメント板１０は、建築物の梁などの躯体に取り付けられ、長手方向を鉛直方向とする縦張り工法、又は長さ方向を水平方向とする横張り工法のいずれかにより施工され、建築物の非耐力の外壁等に使用される。
また、本実施形態の押出成形セメント板１０は、主としてセメントと珪酸質原料及び繊維質原料を主原料とし、中空を有する板状に押出成形されたオートクレーブ養生したパネルであり、その材料は、特に限定されるものではない。

押出成形セメント板１０の各中空部２は、互いに平行に配置され、板体１の厚み方向に横リブ部３を介して二段設けられるとともに、その板体１の短手方向に縦リブ部４を介して複数設けられている。
また、図２に示す板体１及び中空部２の各寸法Ａ〜Ｆは、以下のように設定される。
まず、板体１全体の厚みＤが８０ｍｍ以上１１０ｍｍ以下とされ、板体１の厚み方向に沿う側壁部５の厚みＡが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされる。
側壁部５の厚みＡが１０ｍｍ未満では、押出成形時に引き割れが生じて成形が難しくなる。また、厚みＡが２０ｍｍを超える場合は、中空部２の高さが狭くなるため、外装仕上げパネル等の取付けに用いる取付金具を中空部２内に挿入することが難しくなる。
そして、板体１全体の厚みＤが８０ｍｍ未満では、やはり中空部２の高さが狭くなるため、取付金具を挿入することが難しくなる。また、厚みＤが１１０ｍｍを超えると、１ｍ^２当たり１００ｋｇを超える重量となり、軽量化の面で不利になる。

次に、板体１の側壁部５の厚みＡと横リブ部３の厚みＣとの関係がＣ≧Ａを満足するとともに、側壁部５の厚みＡと縦リブ部４の厚みＦとの関係が（Ａ＋５）ｍｍ≧Ｆ≧（Ａ−５）ｍｍを満足する構成とされる。
横リブ部３の厚みＣを側壁部５の厚みＡより薄くすると、押出成形時に引き割れを生じ易くなり、成形が難しくなる。また、縦リブ部４の厚みＦを側壁部５の厚みＡに対して±５ｍｍ以上より大きく厚みが異なる形状とすると、やはり押出成形時に引き割れを生じ易くなり、成形が難しくなる。

また、板体１に断面四角形状に形成された中空部２は、板体１の厚み方向に沿う高さＢが１５ｍｍ以上とされ、板体１の短手方向に沿う幅Ｅが３５ｍｍ以上７０ｍｍ以下とされる。そして、中空部２の四隅部は断面円弧状に設けられており、その四隅部の円弧半径Ｒが２ｍｍ以上７ｍｍ以下に形成される。
中空部２の四隅部を２ｍｍ以上の円弧半径Ｒに設けることにより、側壁部５と縦リブ部４、及び横リブ部３と縦リブ部４とのそれぞれの接続部分が補強されるので、中空部２の四隅部における応力集中が緩和され、亀裂の発生を防止することができる。一方で、円弧半径Ｒが７ｍｍを超えると、中空部２内部に取付金具を取り付ける際に使用する平面部を確保することが難しくなる。
また、同様に、中空部２の高さＢが１５ｍｍ未満で、幅Ｅが３５ｍｍ未満の寸法では、取付金具を挿入することが難しくなる。そして、幅Ｅが７０ｍｍを超えると、押出成形時に縦リブ部４の間に設けられる中空部２の上面部分が自重で垂れ下がりやすくなり、所望の形状を形成することが難しくなる。

このように、中空部２を二段形成した押出成形セメント板１０においても、各寸法を最適化することで、耐火性能を低下させる原因となる引き割れ・亀裂の発生等の製造上の不具合及び、取付金具等の取付けが困難であるという施工上の不具合を解消することができる。そして、成形時における引き割れ・亀裂の発生を防止することができるので、耐火性の向上を図ることが可能となる。

次に、本実施形態の押出成形セメント板について、本発明の効果を確認するために行った試験結果について説明する。
図３，４及び表１に示すように、各寸法を変更して作製した小型試験体２０の試料１〜１３を作製し、成形時の状況や引き割れの有無、耐火性能についての評価を行った。
各小型試験体２０の試料１〜１３は、普通ポルトランドセメント、シリカ微粉末、パルプ、増粘剤及び水等を所定の配合で練り混ぜ、これによって得られた素地を押出成形機を用いて各形状に成形し、オートクレーブ養生を行うことにより形成したものであり、厚みＤ８０〜１００ｍｍ×幅３２９〜４６５ｍｍ×長さ３８０ｍｍとされる。

なお、表１に示す試料１は、中空部を単段に形成し角筒状の形態としたものであり、横リブ部を有していないことから、横リブ部の厚みＣを示す寸法Ｃは「―」と表記した。また、試料２〜１３は、図４に示すように、中空部２２を二段、一列形成したものである。
そして、各小型試験体２０は、押出成形機を用いて各形状に成形し、オートクレーブ養生を行うことにより得た押出成形セメント板を、厚みＤ８０〜１００ｍｍ×幅３２９〜４６５ｍｍ×長さ３８０ｍｍの大きさに切断加工することにより形成した。
なお、図３に示す符号２９は、耐火レンガである。また、図４の符号２３は横リブ部、符号２４は縦リブ部、符号２５は側壁部を示す。

各小型試験体２０の成形時の状況、及び引き割れの有無の評価は、目視で観察することにより行った。
また、耐火性能の評価は、図３に示すように、小型試験体２０を小型水平炉に設置し、炉内温度がＩＳＯ８３４「建築構造要素の耐火試験」に定められた標準加熱温度曲線に沿うようにバーナー２８で小型試験体２０の加熱面２１ｆを中央から加熱し、小型試験体２０の非加熱面２１ｒの温度を熱電対により３０秒間隔で連続測定し、試験開始時からの温度上昇量を算出して行った。非加熱面２１ｒの温度測定位置は、図５に示すａ〜ｅの５箇所とし、測定位置ａ〜ｃは中空部２２上に配置し、測定位置ｄ，ｅは縦リブ部２４上に配置した。また、加熱時間は６０分とし、火炎が通る亀裂の発生の有無等を観察した。

これらの結果を表１に示す。なお、建築基準法による耐火基準（外壁非耐力壁１時間耐火構造）において、非加熱面の最大温度上昇量は１８０℃以下とされ、非加熱の平均温度上昇量は１４０℃以下とされる。

全ての小型試験体において、爆裂、表面剥離等の不具合は確認されなかった。
そして、中空部を二段で形成し、各寸法の条件を満足する実施例の試料２，３，８〜１３は、押出成形時に引き割れや亀裂が生じることがなく、耐火基準を満足することができた。また、中空部を単段で形成した試料１は、押出成形時の状況は良好であり、耐火基準を満足したが、実施例の試料２，３，８〜１３と比較して非加熱面の温度上昇量が大きくなった。
比較例４〜７については、いずれも押出成形時に引き割れ・亀裂が生じたため、熱の移動が顕著となり、耐火基準を満足することができなかった。
なお、実施例８は、耐火基準は満足したものの、成形時に中空部の上面が凹状に垂れ下がり、押出成形後の保形性が若干劣る結果となった。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１ 板体
２，２２ 中空部
３，２３ 横リブ部
４，２４ 縦リブ部
５，２５ 側壁部
１０ 押出成形セメント板
１１ 凸条
１２ 溝部
２０ 小型試験体
２１ 小型試験体の要部
２１ｆ 加熱面
２１ｒ 非加熱面
２８ バーナー
２９ 耐火レンガ

Claims (2)

1. 帯板状の板体に、その長手方向の両端面に開口する断面四角形状の中空部が複数形成された押出成形セメント板であって、各中空部は、互いに平行に配置され、前記板体の厚み方向に横リブ部を介して二段設けられるとともに、該板体の短手方向に縦リブ部を介して複数設けられており、前記板体の厚み方向に沿う側壁部の厚みＡが１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下とされ、前記板体全体の厚みＤが８０ｍｍ以上１１０ｍｍ以下とされ、前記側壁部の厚みＡと前記横リブ部の厚みＣとの関係がＣ≧Ａを満足するとともに、前記側壁部の厚みＡと前記縦リブ部の厚みＦとの関係が（Ａ＋５）ｍｍ≧Ｆ≧（Ａ−５）ｍｍを満足する構成とされていることを特徴とする押出成形セメント板。
2. 前記中空部は、前記板体の厚み方向に沿う高さＢが１５ｍｍ以上とされ、前記板体の短手方向に沿う幅Ｅが３５ｍｍ以上７０ｍｍ以下とされることを特徴とする請求項１記載の押出成形セメント板。

Images