JP4287384B2

JP4287384B2 - 貫通部閉鎖具

Info

Publication number: JP4287384B2
Application number: JP2005014368A
Authority: JP
Inventors: 昭八清水
Original assignee: Mirai Kogyo KK
Current assignee: Mirai Kogyo KK
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: JP2005201042A

Description

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具に関するものである。

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。

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。

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。

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。

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具は、建築物の壁、床等の区画部に形成された貫通孔に挿通され、ケーブル等の被貫通体を挿通させる貫通筒体と、貫通筒体の外周面にのみ予め被覆形成されている耐火充填形成材とを備え、該貫通筒体を前記貫通孔に貫通させた状態で、前記耐火充填形成材を加熱することで該貫通筒体の外周面から前記貫通孔の内周面に向けて膨張させて硬化した耐火充填材により、該貫通筒体の外周面と前記貫通孔の内周面との隙間を埋めるように支持させるものである。

請求項２に記載の貫通部閉鎖具は、請求項１に記載の発明において、前記貫通筒体は、金属材料により形成されたものである。
請求項３に記載の貫通部閉鎖具は、請求項１又は２に記載の発明において、貫通筒体の外周面であって、被覆形成される耐火充填形成材と対応する位置には凹凸を形成したものである。

請求項４に記載の貫通部閉鎖具は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記耐火充填形成材は、加熱により膨張する材料よりなるものである。
請求項５に記載の貫通部閉鎖具は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記耐火充填形成材は、無機発泡材である。

請求項６に記載の貫通部閉鎖具は、請求項５に記載の発明において、前記無機発泡材は、加熱により発泡する材料よりなるものである。
請求項７に記載の貫通部閉鎖具は、請求項６に記載の発明において、前記無機発泡材は、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するものである。

請求項８に記載の貫通部閉鎖具は、請求項６に記載の発明において、前記無機発泡材は、合成膨潤性雲母をアルカリ塩の水溶液に分散し、固化させたものを主成分とするものである。

本発明の貫通部閉鎖具によれば、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。また、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。

（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。
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。

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。

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。

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ＧＲＡＮＤＥＸＦＪ５１５）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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

・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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

・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。

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。

・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。

・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。

・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。

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。

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。

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。

・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。

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。

・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具。
・建築物等の壁、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。この方法によれば、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。

第１実施形態の貫通部閉鎖装置を示す断面図。区画部にボイド管を貫通支持させた状態を示す断面図。貫通孔に貫通部閉鎖具を挿通した状態を示す断面図。無機発泡材を発泡させた状態を示す断面図。貫通孔に無機発泡材を充填した状態の断面図。第３実施形態の貫通部閉鎖具を示す断面図。（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。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

建築物の壁、床等の区画部に形成された貫通孔に挿通され、ケーブル等の被貫通体を挿通させる貫通筒体と、貫通筒体の外周面にのみ予め被覆形成されている耐火充填形成材とを備え、該貫通筒体を前記貫通孔に貫通させた状態で、前記耐火充填形成材を加熱することで該貫通筒体の外周面から前記貫通孔の内周面に向けて膨張させて硬化した耐火充填材により、該貫通筒体の外周面と前記貫通孔の内周面との隙間を埋めるように支持させることを特徴とする貫通部閉鎖具。
前記貫通筒体は金属材料により形成されたものである請求項１に記載の貫通部閉鎖具。
貫通筒体の外周面であって、被覆形成される耐火充填形成材と対応する位置には凹凸を形成した請求項１又は請求項２に記載の貫通部閉鎖具。
前記耐火充填形成材は、加熱により膨張する材料より形成されるものである請求項１〜３のいずれかに記載の貫通部閉鎖具。
前記耐火充填形成材は、無機発泡材である請求項１〜４のいずれかに記載の貫通部閉鎖具。
前記無機発泡材は、加熱により発泡する材料よりなる請求項５に記載の貫通部閉鎖具。
前記無機発泡材は、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するものである請求項６に記載の貫通部閉鎖具。
前記無機発泡材は、合成膨潤性雲母をアルカリ塩の水溶液に分散し、固化させたものを主成分とするものである請求項６に記載の貫通部閉鎖具。