JP4124351B2

JP4124351B2 - 耐震用スリット材

Info

Publication number: JP4124351B2
Application number: JP2003205972A
Authority: JP
Inventors: 隆史海野; 重徳西田; 正倉島
Original assignee: 岡部株式会社; ドラーフタイト工業株式会社
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2023-08-05
Also published as: JP2005054371A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート建造物における柱部または梁部と壁部の間に埋設される耐震用スリット材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄筋コンクリートや鉄骨鉄筋コンクリート等のコンクリート建造物では、地震が作用したときの層間変位に対する力学的な不連続部を形成する目的で、各種の耐震用スリット材が使用されている。すなわち、腰壁、垂れ壁、袖壁等の壁部（非構造壁）と、これに連なる柱部との境界部付近には、垂直スリット材が設置される。また、建造物の上層階の壁部と下層階の梁部との間には、同様に水平スリット材が設置される。これらの耐震用スリット材は、適宜の支持部材を介して境界部分の壁部を貫通もしくは所定の壁厚を残した状態で埋設されることにより、柱部と壁部を構造力学的に分離するものである。そして、地震力に対して設定される骨組の全体降伏機構に非構造壁が影響しないようにしている。
【０００３】
この種の耐震用スリット材は、地震時に緩衝材として作用する必要があるため、例えば指で押して潰れる程度の適度な柔らかさと、地震が終わったときに元の形状に復元可能な適度な弾力性を有することが不可欠である。これに加え、火災時には延焼を防止するための防火隔壁としての機能も求められる。すなわち、火災により高温に曝されたとき、耐震用スリット材が溶融あるいは燃焼などにより消失し、上記境界部分に空隙部が形成されると、他側への延焼の重大な原因になるので、耐震用スリット材には十分な耐火性が要求されている。さらに、火災で加熱されたときに背面側が高温にならないように十分な断熱性能も求められる。
【０００４】
ところで、これらの各性能を単独で満足する適当な素材が存在しなかったことから、近年では発泡ポリエチレン板、発泡ポリスチレン板などの耐火能力を有さない熱可塑性樹脂からなる発泡合成樹脂板と、各種の耐火材を組み合わせて適用するのが主流になっている。具体的には、発泡合成樹脂板の中央部ないし端部に、セラミックファイバー、ロックウール、ケイ酸カルシウムおよび金属などの板状の耐火材を適宜の支持部材を介して添設したものがある（特許文献１，２参照）。また、発泡合成樹脂板の側面に熱膨張性材料層を積層し、それが火災時の熱で膨張することにより、嵩密度の低い耐火断熱層を形成して目地部を充填して遮蔽するものも知られている（特許文献３参照）。さらに、難燃性を付与した発泡ポリエチレン板と金属板の併用も提案されている（特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３５０７７９号公報（第３頁第４欄−第４頁第５欄、第１図）
【特許文献２】
特開２００１−１８２３２０号公報（第２頁、第６図）
【特許文献３】
特開２００１−１９３３０９号公報（第６頁第１０欄−第８頁第１３欄、第３図）
【特許文献４】
実用新案登録第３０５６７２７号公報（第７頁−第８頁、第３図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術において、特許文献１，２に記載のものは、壁厚方向の一部であってもケイ酸カルシウム板等の弾力性に欠ける耐火材が存在するので、地震の作用によりそれら耐火材が変形したまま元に戻らず、その結果、設置場所に隙間が生じやすく、所期の耐火機能を維持できない恐れがあった。さらに、ケイ酸カルシウム板等の無機材料からなる耐火材は、合成樹脂発泡体に比べて断熱性能が劣る欠点があった。また、耐火材と発泡合成樹脂板とを一体化するための手段として、特許文献１のものでは、施工時において型枠に固定する際に用いる硬質塩化ビニル樹脂等からなる支持部材（力骨）に挿入用の空隙部を形成し、特許文献２のものでは支持部材とは別に専用部材を使用している。すなわち、特許文献１，２に記載のものでは、発泡合成樹脂板とそれら耐火材とを一体化するための専用部材が必要であり、しかも耐火材を支持部材へ装着する作業が必要となるから、製造コストの低減が難しかった。
【０００７】
次に、特許文献３に記載の耐震用スリット材は、発泡合成樹脂板の側面に対する熱膨張性材料層の形成作業が面倒であるばかりか、その材料コストも加算されることから高価にならざるを得なかった。
【０００８】
また、特許文献４に記載のものは、スリット材の素材として難燃性の発泡ポリエチレン板を使用する点が他とは異なる。この場合、薄い金属板がその内側に隣接して配置された発泡ポリエチレン板を熱から保護することになるが、この発泡ポリエチレン板は難燃性ではあっても不燃性ではないから、高温に曝されたときには、内側の発泡ポリエチレン板が収縮あるいは融解することが避けられず、結果的には設置部分に空隙が生じて耐火性を満足できなくなるという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明者らは、かかる従来技術の問題点に鑑み、素材面を中心に探索を重ね、鋭意検討をした結果、ある種の合成樹脂発泡体がそれら課題を解決できるものであることを見出し、本発明に想到したのである。すなわち、本発明は、耐火機能に優れ、別途耐火材が不要で経済的な耐震用スリット材の提供をその目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明では、コンクリート建造物における梁部または柱部と壁部との間に埋設される合成樹脂板状体からなる耐震用スリット材において、その合成樹脂板状体にフェノール樹脂発泡体を適用するという技術手段を採用した。
【００１１】
本発明の耐震用スリット材は、熱硬化性樹脂に属するフェノール樹脂の発泡体を選択した点に大きな特徴がある。すなわち、フェノール樹脂発泡体は、熱可塑性樹脂からなる従来の発泡体と同様に適度な弾性と高い断熱性能を有するが、高温に曝されたときに融解や収縮することがなく、設置場所内でほぼそのままの形態で維持されることから、耐震用スリット材としての機能に変化が生じないという利点がある。特に、フェノール樹脂発泡体は、従来の耐震用スリット材に適用されている上記熱可塑性樹脂に比べて熱分解温度が高く、しかも加熱により表面層が炭化（グラファイト化）し、その炭化膜が酸素を遮断して内部への燃焼を抑制する特性がある。これにより、ケイ酸カルシウム板やロックウール等の耐火材が不要になると同時に、施工時において型枠間に耐震用スリット材を固定する際に用いる支持部材の簡略化あるいは小型化が可能であることから、製造コストの低減を図ることができる。
【００１２】
さらに、上記フェノール樹脂発泡体は、その少なくとも片面にシート状補強材が積層されたものであると好適である。シート状補強材としては、例えばアルミ箔等の金属箔、紙、硬質の合成樹脂シートなどを単独で、あるいはそれら素材を適宜組み合わせて使用することができる。この場合には、フェノール樹脂発泡体と一体になったシート状補強材が、曲げや剪断もしくは引張りに対する抵抗部材として機能するので、耐震用スリット材の剛性が大幅に高まる。このため、コンクリート打設中に突発的にコンクリート圧が急上昇したり、あるいは打設コンクリートの高さが高くなってコンクリート圧が上昇した場合においても、型枠間に設置された耐震用スリット材が変形したり、位置ずれを生じることがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
フェノール樹脂発泡体の一般的な製法は、フェノールとホルマリンをアルカリ性触媒により重合したレゾール樹脂と、発泡剤、界面活性剤、硬化触媒、その他添加剤を均一に混合した発泡性混合物を発泡硬化させるものである。本発明では、フェノール樹脂発泡体であればその製法や特性値に格段の限定はないが、その中でも、再公表特許ＷＯ００／１７６１号に記載された方法で得られるフェノール樹脂発泡体は、耐震用スリット材として特に好適な素材である。
【００１４】
すなわち、上記公報に記載のフェノール樹脂発泡体は、フェノール樹脂部分と、無数の微細な独立気泡から形成される気泡部分とで構成され、その密度が１０ｋｇ／ｍ^３〜１００ｋｇ／ｍ^３のものである。好ましくは、２０ｋｇ／ｍ^３〜５０ｋｇ／ｍ^３である。密度が２０ｋｇ／ｍ^３以下であると、機械的強度が低下して取扱い時に破損しやすく、表面脆性も増加する。それとは逆に、密度が５０ｋｇ／ｍ^３以上では、耐震用スリット材に求められる適度な柔らかさと弾力性が低下する恐れがある。発泡剤には主としてノルマルペンタン等の炭化水素が使用され、その平均気泡径が５〜２００μｍの範囲にあり、独立気泡率として８０％以上が好ましく、より好ましくは９０％以上である。独立気泡率が８０％未満であると、気泡中の発泡剤と空気との置換速度が上がり、断熱性能の経時的な低下が顕著になるばかりでなく、発泡体の脆性が増加して機械的実用性能を満足しなくなる恐れがある。このフェノール樹脂発泡体は、スチレン樹脂発泡体、ウレタン樹脂発泡体などに比べて断熱性能に優れ、しかも熱変形温度も高いという特性がある。そして、従来の製法で得られるフェノール樹脂発泡体と大きく異なる点は、ほとんどの気泡の気泡壁には、実質的に気泡壁を貫通する微細孔や凹みが存在せず、滑らかなフェノール樹脂部分として構成される特異な気泡構造を有することである。このように微細孔や凹みをなくした独立気孔性の多孔質構造により、フェノール樹脂発泡体は圧縮強度等の機械的強度に優れ、脆性も改善される。これにより、耐震用スリット材として板状体に成形した場合に折れ難いものとなる。さらに、フェノール樹脂発泡体は、その分子構造により高い耐燃焼性を備え、限界酸素指数としては２８〜３２である。すなわち、火炎が作用した時には、発泡体の表面が炭化して酸素遮断膜となり、その炭化膜によって内部の樹脂層は保護され、フェノール樹脂発泡体の多孔質構造に変化は生じない。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る耐震用スリット材１を垂直スリットとしてコンクリート建造物に適用したときの横断面図である。図示の耐震用スリット材１は、板状のフェノール樹脂発泡体からなり、柱部２と壁部（非構造壁）３の境界付近に埋設される。なお、耐震用スリット材１の両側端側には支持部材４，４が嵌着し、さらにそれら支持部材４，４の背面側、すなわち壁面側にはバックアップ材５，５を介してコーキング材６，６が充填されている。
【００１６】
耐震用スリット材１の前記境界部付近への埋設は、例えば対向して立設された型枠のそれぞれに目地棒を固定し、両側端側に支持部材４，４を嵌着した耐震用スリット材１を、支持部材４，４の背面側の溝を目地棒に嵌合させることにより固定する。次いで、型枠間にコンクリートを打設し、所定期間経過後に型枠を取り外す。そして、型枠とともに外された目地棒の跡に前記バックアップ材５，５を装着し、さらにコーキング材６，６を充填するという作業手順で行うことができる。本発明による耐震用スリット材１は、機械的特性に優れるため、コンクリート打設時に変形したり、所定位置から移動することはない。
【００１７】
図２は、本発明に係る耐震用スリット材の他の実施例であり、水平スリットとしてコンクリート建造物に適用したときの縦断面図である。図示の水平スリット材１０は、下層階の梁部１３側に配置される第一のスリット材１１と、上層階の壁部１４の下端側に配置される第二のスリット材１２からなり、いずれもフェノール樹脂発泡体からなる。この場合、第二のスリット材１２における外部側の側面はテーパ状に形成され、そのテーパ面側部分の直下に第一のスリット材１１が配置される位置関係となっている。このような配置により、上層階のコンクリートを打設する際に、型枠と第二のスリット材１２の目地部側側面との隙間にコンクリートが確実に充填されるから、第二のスリット材１２を壁部１４の外面に近い位置に配置した場合においては、矩形状断面のスリット材に比べて壁部１４の下端部でのクラックが生じにくくなると同時に、止水性も向上する。また、上層階の壁部１４の下端面に形成される傾斜部分に対して、その下方にある第一のスリット材１１が緩衝材として作用するので、構造上必要なスリット幅を確実に確保することができる。なお、第一のスリット材１１の外部側には、前記垂直スリットと同様にバックアップ材１５とコーキング材１６が設けられている。
【００１８】
因みに、フェノール樹脂発泡体としてネオマフォーム（登録商標、旭化成社製）を使用した上記各実施例について、ＪＩＳＡ１３０４−１９９４年（建築構造部分の耐火試験方法）に規定される加熱試験に準じた方法で２時間の耐火試験を行った。なお、試験体はフェノール樹脂発泡体の両面にポリエステル不織布が積層されたもので、その密度は２７ｋｇ／ｍ^３、熱変形温度は２００度、２０℃における熱伝導率は０．０２Ｗ／ｍ・Ｋである。そして、２時間加熱の結果、各試験体において、加熱中に耐火上有害な変形、破壊、脱落等の変化は認められなかった。また、加熱中に火炎の通る割れ目も認められず、加熱側の表面部分が炭化するに止まった。さらに、スリット部裏面温度については、平均温度および最高温度のいずれにおいても加熱中の規定値を大きく下回った。
【００１９】
図３は、耐震用スリット材の他の実施例である。図示の耐震用スリット材２０は、フェノール樹脂発泡体２１の両面に不織布２２とアルミ箔２３を順次積層したものである。この場合、フェノール樹脂発泡体２１は、それよりも強度または剛性の高い素材である不織布２２とアルミ箔２３で挟まれることにより補強されることになる。このため、フェノール樹脂発泡体２１は打設コンクリートの圧力を受けても変形することなく、位置ずれを生じることもない。なお、不織布２２とアルミ箔２３は、フェノール樹脂発泡体２１の片側のみの設けてもよい。
【００２０】
なお、耐震用スリット材の形状や設置方法などは、もちろん上記実施例に限定されるものではなく、この発明の技術思想内での種々の変更実施は可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による耐震用スリット材は、フェノール樹脂発泡体で構成されるから、適度な弾性と高い断熱性能を備え、しかも火災で高温に曝されたときに融解や収縮することがないので、ケイ酸カルシウム板やロックウール等の耐火材の併用が不要となり、それに伴い型枠間に固定する際の支持部材の簡略化が可能である。すなわち、部材コストの低減と装着作業の合理化などにより、製造コストの低減を図ることができ、その実用上の効果はきわめて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による耐震用スリット材の一実施例について、その適用状態を示す横断面図である。
【図２】本発明による耐震用スリット材の異なる実施例について、その適用状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明による耐震用スリット材の異なる実施例の断面図である。
【符号の説明】
１，１０，２０…耐震用スリット材、２…柱部、３，１４…壁部、４…支持部材、５，１５…バックアップ材、６，１６…コーキング材、１３…梁部、２１…フェノール樹脂発泡体、２２…不織布、２３…アルミ箔

Claims

コンクリート建造物における梁部または柱部と壁部との間に埋設される合成樹脂板状体からなる耐震用スリット材において、前記合成樹脂板状体がフェノール樹脂発泡体であることを特徴とする耐震用スリット材。
前記フェノール樹脂発泡体の少なくとも片面にシート状補強材が積層されていることを特徴とする請求項１に記載の耐震用スリット材。