JP3683727B2 - 貫通部閉鎖方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、建築物の壁、床等の区画部に形成された貫通孔の内周面と、そこに貫通支持される配管や電気配線等の外周面との間に形成される隙間を充填閉鎖するための貫通部閉鎖方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8に示すように、従来、貫通部閉鎖装置37は、区画部32に形成された貫通孔34に管33を貫通させ、その外周面と貫通孔34の内周面との隙間にモルタル、ロックウール等の不燃材料35を充填していた。そして、管33内に被貫通体としてケーブル36等を通していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、貫通孔34の内周面と、管33の外周面との間の隙間に不燃材料35を充填する作業は、管33等を所望位置となるように人手により保持しながら行わなければならず、非常に面倒かつ困難であった。さらに、不燃材料35が完全に硬化するのに2〜3日間必要とし、その間はケーブル36等を通すことができず、施工において時期的制約を受けるものであった。
【0004】
また、貫通孔34の内周面と、管33の外周面との間の隙間に不燃材料35を充填した後であっても、不燃材料35が硬化する前に、管33等の自重により不燃材料35が沈み込むおそれがあった。その場合には、管33と不燃材料35の間に新たに隙間が生じてしまうとともに、管33を貫通孔34に強固に固定することができないという問題があった。さらに、その隙間を埋めるために不燃材料35を再度充填する作業が必要となり、作業効率が低下するとともに、施工コストの上昇を招くという問題もあった。
【0005】
この発明は、このような従来技術に存在する問題に着目してなされたものである。その目的とするところは、区画部の貫通孔の内周面と、その内側に挿通される貫通筒体の外周面との間に形成される隙間を確実に充填閉鎖するとともに、貫通孔に貫通筒体を強固に貫通支持することができるようにすることにある。その他の目的は、作業効率を向上させることができるとともに、施工コストの低減を図ることができるようにすることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の貫通部閉鎖方法は、建築物の壁、床等の区画部に形成された貫通孔に貫通筒体を挿通し、前記貫通孔の内周面と貫通筒体の外周面との間に形成される隙間に設けられた耐火充填形成材を膨張させ、前記隙間を埋めて貫通筒体を貫通孔に貫通支持させるものである。
【0022】
請求項2に記載の貫通部閉鎖方法は、請求項1に記載の発明において、前記耐火充填形成材は、貫通筒体の外周面に予め被覆形成されるものである。
請求項3に記載の貫通部閉鎖方法は、請求項1又は2に記載の発明において、耐火充填形成材として加熱により膨張する材料を使用するものである。
【0023】
請求項4に記載の貫通部閉鎖方法は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記貫通筒体を直接加熱して耐火充填形成材を膨張させるものである。
請求項5に記載の貫通部閉鎖方法は、請求項4に記載の発明において、耐火充填形成材の膨張は、前記貫通筒体の内側からの加熱によるものである。
【0025】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、この発明の第1実施形態について詳細に説明する。
【0026】
図1及び図2に示すように、区画部12は、建築物等の壁、床、天井等である。貫通孔13は、区画部12に貫通形成され、区画部12を施工する際、ボイド管14により形成される。前記ボイド管14は、紙により円筒状に形成され、その外周面には、断面山形状をなす金属リング15が複数個嵌着されている。
【0027】
そして、一対の型枠17が所定間隔をおいて配置され、その間にコンクリートが打設される。その際、ボイド管14が、型枠17間にセットされる。
コンクリート硬化後に、型枠17を取り外し、ボイド管14及び金属リング15を除去する又はボイド管14のみを除去することにより、区画部12に貫通孔13が形成されるとともに、金属リング15により貫通孔13の内周面に複数の環状凹部18が形成される。
【0028】
図3に示すように、貫通部閉鎖具19は、前記区画部12の貫通孔13に挿通される貫通筒体20と、貫通筒体20の外周面に付着され、膨張状態において前記貫通孔13の内周面と貫通筒体20の外周面との間に形成される隙間を充填する耐火充填形成材21とよりなる。貫通筒体20は、金属材料により円筒状に形成され、図1に示すように、その内側に被貫通体としてのケーブル22を通すことができる。
【0029】
耐火充填形成材としての無機発泡材21(株式会社常盤電機製 GRANDEX FJ515)は、貫通筒体20の中央部外周に付着されている。この無機発泡材21は、合成膨潤性雲母をアルカリ塩の水溶液に分散したものを主成分としたものである。前記合成膨潤性雲母は固相反応によって合成された微粉ナトリウム・フッ素雲母であり、平均粒径は1〜5μm、層厚さが10オングストローム(Å)のものである。そして、層間に無機・有機物をインターカレートして複合体を形成する特性を有する。アルカリ塩としては珪酸ソーダが使用される。
【0030】
次に、無機発泡材21の製造方法について説明する。合成膨潤性雲母を珪酸ソーダの水溶液に分散すると、合成膨潤性雲母は水分を層間に吸着して膨潤し、層間のナトリウムイオンあるいはリチウムイオンなどの陽イオンが水中に溶解して、微細にへき開し始める。このため、合成膨潤性雲母の結晶は層間部分が陰イオンに帯電し、鱗片の反対側の面が陽イオンに帯電する。この状態で、珪酸ソーダのナトリウムイオンが合成膨潤性雲母の陰イオンに帯電している層間に電気的に吸引されてインターカレートされ複合化し、液状の無機発泡材21が得られる。
【0031】
次に、合成膨潤性雲母と珪酸ソーダの混合液を乾燥して水分を蒸発させると、濃縮によって合成膨潤性雲母の結晶鱗片相互が水を内部に包含しながら接近し、ゲル化する。このとき、へき開した合成膨潤性雲母の結晶鱗片は層間部分が陰イオン、反対面が陽イオンに帯電しているので、相互が静電気的に引き寄せられ、結晶鱗片の平面部と端面部とがランダムに当接してカードハウス状に組み立てられた構造で結合し、ゲル状の無機発泡材21が得られる。
【0032】
そして、ゲル状の無機発泡材21を貫通筒体20の外周面に塗布した後、乾燥させて固化させることにより貫通部閉鎖具19を得ることができる。この無機発泡材21は、150℃〜200℃、必要であればそれ以上の温度に加熱することにより、その体積が加熱前の3〜5倍に発泡し、数十分後に硬化する。
【0033】
そのため、貫通筒体20を貫通孔13に強固に固定することができ、その抜け落ちを防止することができる。また、無機質材料により形成されているため、加熱等により炭化することはない。
【0034】
無機発泡材21と対応するように、貫通筒体20の外周面にはローレット等により凹凸(図示しない)が形成されている。貫通筒体20の両端には耐火材25が充填される。この耐火材25は、パテ等の難燃性材料よりなり、例えば、クロロプレンゴムに含水ケイ酸ソーダ(水ガラス)を含ませたものが使用される。
【0035】
さて、図3に示すように、貫通筒体20の外周面に予め無機発泡材21が付着された貫通部閉鎖具19を、貫通孔13に挿通し、無機発泡材21を貫通孔13の内周面に対応させる。そして、貫通筒体20の内側にバーナー29等を挿入して加熱する。その結果、熱が貫通筒体20の内側から貫通筒体20全体に伝達し、無機発泡材21が加熱される。
【0036】
このとき、無機発泡材21の結晶間に残留していた水分が完全に蒸発し、結晶間が急激に膨張して、水分の飛散後に連続的に連なる微細な空隙が残る。このような無機発泡材21の均等な連続発泡により、図4に示すように、貫通孔13の内周面及び複数の環状凹部18と貫通筒体20との間の隙間が無機発泡体により充填閉鎖され、数十分後に硬化して耐火充填材23となり、貫通部閉鎖装置11が構成される。そのため、少量の無機発泡材21により耐火充填材23を形成し、貫通孔13の内周面及び複数の環状凹部18と貫通筒体20との間の隙間を充填することができ、施工コストの低減を図ることができる。
【0037】
このとき、貫通孔13の内周面には、複数の環状凹部18が形成されているため、耐火充填材23の引き抜き強度を向上させることができる。また、貫通筒体20の外周面にも凹凸が形成されているため、貫通筒体20の引き抜き強度を向上させることができる。
【0038】
耐火充填材23の形成後、図1に示すように、貫通孔13に貫通支持された貫通筒体20の内側に被貫通体としてのケーブル22等を通す。そして、貫通筒体20の両端内側面とケーブル22との間に耐火材25を充填し、貫通筒体20の内周面とケーブル22の外周面との間の隙間を充填する。
【0039】
その結果、貫通孔13と貫通筒体20との間の隙間には耐火充填材23が、貫通筒体20とケーブル22との間の隙間には耐火材25が充填される。そのため、上記貫通部閉鎖装置11が設置された建築物に万一火災が発生した場合、貫通孔13や貫通筒体20が、延焼や煙の経路となるのを防止することができる。
【0040】
第1実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
・ 区画部12の貫通孔13の内周面と、貫通筒体20の外周面との間の隙間は、耐火充填材23により充填閉鎖されている。そのため、前記隙間を確実に充填閉鎖することができる。
【0041】
・ 貫通孔13と、貫通筒体20との間の隙間に充填された無機発泡材21は加熱と同時に発泡し、それが急速に硬化する。そのため、作業効率を向上させることができるとともに、施工コストの低減を図ることができる。しかも、貫通筒体20の自重により、耐火充填材23と貫通筒体20の間に新たに隙間が生じるのを未然に防止することができる。その結果、再度隙間に無機発泡材21を充填する必要がなく、前記と同様に作業効率の向上及び施工コストの低減を図ることができる。
【0042】
・ 貫通筒体20は金属材料により形成されている。そのため、貫通筒体20をその内側から加熱したとき、熱が貫通筒体20を介して無機発泡材21に効率良く伝達される。その結果、無機発泡材21が効率良く発泡し、隙間を耐火充填材23により確実に充填閉鎖することができる。
【0043】
・ 貫通筒体20の両端内側とケーブル22との間の隙間には耐火材25が充填されている。そのため、貫通部閉鎖装置11が設置された建築物に万一火災が発生しても、延焼経路や煙の経路になるのを防止することができる。
【0044】
・ 無機発泡材21の連続発泡により無機発泡体を形成し、貫通孔13の内周面及び複数の環状凹部18と貫通筒体20との間の隙間が無機発泡体により充填閉鎖され、数十分後に硬化して耐火充填材23となる。そのため、少量の無機発泡材21により、耐火充填材23を形成して貫通孔13の内周面及び複数の環状凹部18と貫通筒体20との間の隙間を充填することができ、施工コストの低減を図ることができる。
【0045】
・ 無機発泡材21が発泡した無機発泡体により形成される耐火充填材23は、100%無機質材料により形成されている。そのため、貫通部閉鎖装置11が設置された建築物に万一火災が発生しても、耐火充填材23は炭化せず所要の防火機能を維持することができる。
【0046】
・ 無機発泡材21は、加熱したとき、貫通筒体20の全周にわたってほぼ均等に連続発泡するため、貫通筒体20は無機発泡材21の発泡により貫通孔13の中央に自然に配置される。そのため、貫通筒体20が貫通孔13の中央に位置するように人手で保持する手間を省くことができ、作業効率を向上させることができる。
【0047】
・ 無機発泡材21は合成膨潤性雲母を珪酸ソーダに分散してゲル化し、さらに乾燥して固化したものを主成分としているため、加熱により確実に発泡する。
・ 貫通部閉鎖具19は、貫通筒体20の外周面に無機発泡材21を付着して構成されている。そのため、貫通部閉鎖具19は部品点数が少なく、取り扱いが容易である。
【0048】
・ 無機発泡材21は、貫通筒体20の外周面に予め付着されている。そのため、無機発泡材21を、貫通孔13と貫通筒体20との間に充填する作業が不要となり、作業時間の短縮を図ることができる。
【0049】
・ 無機発泡材21は加熱されることにより、体積が約3〜5倍に、数十分後に硬化する。その結果、貫通筒体20内にケーブル22を通す作業を即座に行うことができ、作業時間の短縮を図ることができる。
【0050】
・ 貫通孔13の内周面には、複数の環状凹部18が形成されている。そのため、耐火充填材23の引き抜き強度が向上する。
・ 貫通筒体20の外周面には凹凸が形成されている。そのため、耐火充填材23の引き抜き強度が向上する。
【0051】
(第2実施形態)
以下の各実施形態では、前記第1実施形態と異なる部分を主に説明する。
図5に示すように、第2実施形態では、耐火充填形成材としての無機発泡材21が貫通筒体20の外周面に付着されていない状態で貫通孔13内に挿通される。その後、貫通孔13の内周面と貫通筒体20の外周面との間の隙間に、充填器26等によりゲル状又は液状の無機発泡材21が充填される。
【0052】
さらに、バーナー29等を貫通筒体20の内側に挿入し、貫通筒体20を加熱するとともに、無機発泡材21を加熱して発泡させる。このため、前記隙間が無機発泡材21が発泡して形成された無機発泡体により充填閉鎖され、数十分後に硬化して耐火充填材23になる。その結果、貫通筒体20を貫通孔13に貫通支持することができる。
【0053】
第2実施形態によれば、ゲル状又は液状の無機発泡材21が貫通孔13の内周面と貫通筒体20の外周面との間の隙間に充填される。そのため、前記隙間の大きさに対応させて充填される無機発泡材21の量を調節することができる。従って、貫通孔13の内周面と貫通筒体20の外周面との間の隙間を、耐火充填材23により確実に充填閉鎖することができる。また、無機発泡材21の浪費を防止して施工コストの低減を図ることができる。
【0054】
また、無機発泡材21が貫通筒体20の外周面に予め付着されていることに基づく効果を除いて、前記第1実施形態と同様な効果を発揮する。
(第3実施形態)
第3実施形態では、図6に示すように、貫通筒体20を貫通孔13内に挿通したとき、貫通孔13の両開口部に対応する貫通筒体20の外周面に2箇所に耐火充填形成材としての無機発泡材21を予め付着した。
【0055】
従って、第3実施形態によれば、無機発泡材21を節約して製造コストの低減を図ることができる。
(第4実施形態)
第4実施形態では、図7(a)、(b)に示すように、耐火充填形成材としてゴム等の軟質材料を含有する熱膨張材27を使用した。そして、筒状に形成された熱膨張材27を貫通筒体20の外周面に予め嵌着する若しくは施工時に熱膨張材27を貫通筒体20の外周に嵌着しても良く、又は施工時に板状の熱膨脹材27を貫通筒体20の外周面に巻装しても良い。熱膨張材27の両側において、貫通筒体20の外周面には、連結体としてのビス30により、断面L字状をなす金属製の固定筒体28が固定されている。
【0056】
そして、熱膨張材27を備えた貫通筒体20が貫通孔13に挿通される。次いで、固定筒体28をビス30により、区画部12に固定する。さらに、貫通筒体20及び固定筒体28を加熱し、熱膨張材27を膨張させて耐火充填材23を形成し、隙間を充填閉鎖させる。
【0057】
その結果、熱膨張材27及び固定筒体28の協働により、貫通筒体20を貫通孔13に強固に貫通支持させることができる。
尚、前記各実施形態を次のように変更して具体化することも可能である。
【0058】
・ 第1〜第3実施形態において、耐火充填形成材としての液状又はゲル状の無機発泡材21を、施工時に貫通筒体20の外周面に塗布した後、乾燥し、固化させて無機発泡材21を形成すること。
【0059】
このように構成した場合も、貫通筒体20の外周面に付着された耐火充填形成材としての無機発泡材21を発泡させて、貫通孔13の内周面と貫通筒体20の外周面との隙間を耐火充填材23により充填閉鎖することができる。
【0060】
・ 第2実施形態において、無機発泡材21を貫通孔13の内周面に塗布すること。このとき、無機発泡材21を直接加熱する。
・ 各実施形態において、ボイド管14の外周面の金属リング15を省略すること。
【0061】
・ 各実施形態において、無機発泡材21に対する加熱を、同発泡材21に対して直接行うこと。
・ 第1〜第3実施形態において、ゲル状又は液状の無機発泡材21を筒状に乾燥固化して形成された無機発泡材21を貫通筒体20の外周面に予め嵌着する若しくは施工時に前記無機発泡材21を貫通筒体20の外周に嵌着しても良い。又はゲル状又は液状の無機発泡材21を板状に乾燥固化して形成された無機発泡材21を貫通筒体20の外周面に巻装すること。
【0062】
・ 各実施形態において、耐火充填形成材21として、例えば気泡コンクリートのように化学反応により膨張、硬化する材料を使用すること。
まず、ポルトランド・セメント、生石灰、硅石、水、アルミニウム、泡安定剤及び屑を混合、攪拌する。そして、得られたスラリーを貫通筒体20の外周面と貫通孔13との間の隙間に充填する。
【0063】
このとき、スラリー中では、生石灰(CaO)の水和及びポルトランド・セメント中の硅酸三石灰(3CaO・SiO2)や硅酸二石灰(2CaO・SiO2 )の水和により消石灰{Ca(OH)2}が生成する。さらに、この消石灰、アルミニウム(2Al)及び水との反応又はアルミニウムと水との反応により水素ガス(H2 )が発生する。この水素ガスの発生により、スラリー中に気泡が生成され、所定の体積までスラリーが膨張する。
【0064】
また、発泡と同時に、ポルトランド・セメント中の硅酸三石灰や硅酸二石灰の水和により生成されるコロイド状鉱物質の膠(3CaO・2SiO2 ・3H2O)によりスラリーの硬化が生じる。
【0065】
その結果、貫通筒体20の外周面と貫通孔13との間の隙間を、化学反応により形成された気泡コンクリートにより充填閉鎖することができるとともに、貫通筒体20を貫通孔13に強固に貫通支持させることができる。
【0066】
・ 貫通筒体20を四角筒や三角筒状に変更すること。
・ 第1〜第3実施形態において、第4実施形態で用いた固定筒体28を、同様にして用いること。
【0067】
このように構成した場合、耐火充填材23及び固定筒体28の協働により、貫通筒体20を貫通孔13に強固に貫通支持させることができる。
さらに、前記実施形態より把握される技術的思想について以下に記載する。
【0068】
・ 前記耐火充填形成材は、化学反応により膨張する材料により構成されたものである請求項1に記載の貫通部閉鎖方法。
【0069】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項1に記載の発明の貫通部閉鎖方法によれば、貫通筒体を貫通孔に確実に貫通支持させることができるとともに、貫通部を容易に閉鎖することができる。
【0087】
請求項2に記載の発明の貫通部閉鎖方法によれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、耐火充填形成材を、貫通孔と貫通筒体との間に充填する作業が不要となり、作業時間の短縮を図ることができる。
【0088】
請求項3に記載の発明の貫通部閉鎖方法によれば、請求項1又は2に記載の発明の効果に加え、耐火充填形成材は加熱により、体積が約3〜5倍に、数十分後に硬化する。そのため、貫通筒体内にケーブルを通す作業を即座に行うことができ、作業時間の短縮を図ることができる。
【0089】
請求項4に記載の発明の貫通部閉鎖方法によれば、請求項1〜3のいずれかに記載の発明の効果に加え、耐火充填形成材を均等に加熱することができ、形成された耐火充填材の大きさを均等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施形態の貫通部閉鎖装置を示す断面図。
【図2】 区画部にボイド管を貫通支持させた状態を示す断面図。
【図3】 貫通孔に貫通部閉鎖具を挿通した状態を示す断面図。
【図4】 無機発泡材を発泡させた状態を示す断面図。
【図5】 貫通孔に無機発泡材を充填した状態の断面図。
【図6】 第3実施形態の貫通部閉鎖具を示す断面図。
【図7】 (a)は区画部に固定筒体を取り付けた状態を示す断面図、(b)は、第4実施形態の貫通部閉鎖装置を示す断面図。
【図8】 従来の貫通部閉鎖装置を示す断面図。
【符号の説明】
11…貫通部閉鎖装置、12…区画部、13…貫通孔、18…凹凸を構成する環状凹部、19…貫通部閉鎖具、20…貫通筒体、21…耐火充填形成材としての無機発泡材、22…被貫通体としてのケーブル、23…耐火充填材、25…耐火材、27…耐火充填形成材としての熱膨張材、28…固定具としての固定筒体。
Claims (5)
- 建築物の壁、床等の区画部に形成された貫通孔に貫通筒体を挿通し、前記貫通孔の内周面と貫通筒体の外周面との間に形成される隙間に設けられた耐火充填形成材を膨張させ、前記隙間を埋めて貫通筒体を貫通孔に貫通支持させる貫通部閉鎖方法。
- 前記耐火充填形成材は、貫通筒体の外周面に予め被覆形成される請求項1に記載の貫通部閉鎖方法。
- 耐火充填形成材として加熱により膨張する材料を使用するものである請求項1又は請求項2に記載の貫通部閉鎖方法。
- 前記貫通筒体を直接加熱して耐火充填形成材を膨張させる請求項1〜3のいずれかに記載の貫通部閉鎖方法。
- 耐火充填形成材の膨張は、前記貫通筒体の内側からの加熱によるものである請求項4に記載の貫通部閉鎖方法。
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