JP7098915B2 - 繊維状物質含有セメント系部材の除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、繊維状物質含有セメント系部材の除去方法に関する。

既設建築物などにおいて、金属製の基材（例えばＨ形鋼）の耐火被覆として、当該基材の表面に石綿（アスベスト）を含有する石綿耐火被覆（繊維状物質含有セメント系部材の一例）が施されていることがある。石綿耐火被覆を基材から除去する際には、皮スキ（スクレーパー）などの工具を用いて徐々に除去している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－８４０４９号公報

石綿耐火被覆は、石綿繊維とセメントとの複合体であり、セメントに石綿繊維が緻密に絡まり合っている。このため、石綿耐火被覆（繊維状物質含有セメント系部材）を基材から除去するのは困難であり、時間や労力を要していた。また、作業者の負担を低減させるため、例えば、電動チッパーを使用すると音や振動が発生する問題があった。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、繊維状物質含有セメント系部材を剥がしやすくして、簡易に除去することにある。

かかる目的を達成するため、本発明の上記目的を達成するための繊維状物質含有セメント系部材の除去方法は、
基材の表面に設けられた繊維状物質含有セメント系部材に削部を形成する削部形成工程と、
前記削部に凍結膨張材を充填する凍結膨張材充填工程と、
前記凍結膨張材を凍結して膨張させる凍結膨張工程と、
前記凍結膨張工程の後、前記基材から前記繊維状物質含有セメント系部材を除去する除去工程と、
を有する繊維状物質含有セメント系部材の除去方法であって、
前記除去工程は、凍結膨張工程で凍結した前記凍結膨張材が溶融した後に行う
ことを特徴とする。
このような繊維状物質含有セメント系部材の除去工方法によれば、繊維状物質含有セメント系部材を剥がしやすくすることができ、簡易に除去することができる。

かかる繊維状物質含有セメント系部材の除去方法であって、前記凍結膨張材は、前記繊維状物質含有セメント系部材の内部に浸透することが望ましい。
このような繊維状物質含有セメント系部材の除去方法によれば、凍結膨張材の膨張変形によって、繊維状物質含有セメント系部材と基材の界面で剥離させたり、繊維状物質含有セメント系部材に亀裂を生じさせたりすることができる。

かかる繊維状物質含有セメント系部材の除去方法であって、前記凍結膨張材は、前記基材と前記繊維状物質含有セメント系部材の界面に浸透することが望ましい。
このような繊維状物質含有セメント系部材の除去方法によれば、繊維状物質含有セメント系部材を基材との界面で剥離しやすくすることができる。

本発明によれば、繊維状物質含有セメント系部材を簡易に除去することが可能である。

表面に耐火被覆３０を施した鉄骨梁１０の構成を示す断面図である。 本実施形態の耐火被覆除去方法のフロー図である。 各工程における状態を示す断面図である。 各工程における状態を示す断面図である。 各工程における状態を示す断面図である。 各工程における状態を示す断面図である。 各工程における状態を示す断面図である。 図４Ａは、工具１００の斜視図であり、図４Ｂは、工具１００の使用状態を示す概念図である。 図５Ａは大型試験体の切り込みの説明図であり、図５Ｂは、小型試験体の切り込みの説明図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下の実施形態では、鉄骨梁（基材）の表面に施された石綿耐火被覆（繊維状物質含有セメント系部材）を除去する場合について説明する。

＝＝＝実施形態＝＝＝
＜＜鉄骨梁の構成について＞＞
図１は、表面に耐火被覆３０を施した鉄骨梁１０の構成の一例を示す断面図である。

図１に示すように、本実施形態の鉄骨梁１０（基材に相当）は、スラブ２０の下に設けられたＨ形鋼であり、上下に間隔を隔てるとともに互いに対向する板状の上フランジ１２及び下フランジ１４と、上フランジ１２と下フランジ１４とを、幅方向の中央にて上下に繋ぐ板状のウェブ１６とを有している。この鉄骨梁１０のうちスラブ２０との接続面（上フランジ１２の上面）を除く各表面には、耐火被覆３０が吹付けなどによって設けられている。本実施形態の耐火被覆３０は、石綿（アスベスト）を含有する石綿耐火被覆であり、石綿繊維とセメントの複合体である。すなわち、耐火被覆３０は、繊維状物質含有セメント系部材に相当する。

このような耐火被覆３０を鉄骨梁１０から除去する場合、一般的に、作業者が皮スキ（スクレーパー）などの鋭利な除去工具を耐火被覆３０の表面に差し込んで、そこから除去工具を移動させて徐々に耐火被覆３０を剥離除去している。しかし、耐火被覆３０は、セメントに石綿が緻密に絡み合って構成されているので、上述したような方法で取り除くのは困難であり、時間と労力を要し作業効率が悪かった。また、電動チッパーなどの工具を用いると、作業の際に音や振動が発生する問題があった。

そこで、本実施形態では、耐火被覆３０を剥がしやすくし、簡易に除去できるようにしている。

＜＜耐火被覆の除去方法について＞＞
図２は、本実施形態の耐火被覆除去方法のフロー図であり、図３Ａ～図３Ｅは、各工程における状態を示す断面図である。

本実施形態では、後述するように、耐火被覆３０を切削して切り込み（溝３２）を形成する。そこで、まず、耐火被覆３０に切り込みを入れる箇所の見極めを行う（図２：Ｓ１０）。切り込みを入れる箇所は、耐火被覆３０を塊（ブロック）で除去できるような場所とすることが望ましい。また、切り込みの間隔は、後述の実施例のような評価を行って定めておくことが望ましい。図３Ａの破線は、本実施形態おける切り込みの箇所（塊の境界部分）の一例を仮想的に示したものである。切り込みを入れる箇所にはマーカーなどで場所を示すようにするとよい。

次に、切削工具（例えば、円形カッターや引っ掻き工具）を用いて、耐火被覆３０を深さ方向に切削する（図２：Ｓ１１）。こうして、図３Ｂに示すように、耐火被覆３０に溝３２（削部に相当）を形成する。本実施形態では、鉄骨梁１０の表面（換言すると、耐火被覆３０と鉄骨梁１０の界面）に達するように溝３２を形成している。この切削の際に用いる切削工具は、耐火被覆３０の硬度に応じて選定するとよい。例えば、硬度が所定値より低い場合（柔らかい場合）には円形カッター（丸鋸）を用いて耐火被覆３０を押し切り、硬度が所定値より高い場合（硬い場合）には引っ掻き工具を用いて耐火被覆３０を引っ掻く（引き裂く）などすればよい。このように、耐火被覆３０に切削部を形成する際に用いる切削工具を、耐火被覆３０の硬度に応じて適宜選定することにより、容易に溝３２を形成することができ、作業効率を向上させることができる。

溝３２を形成した後、図３Ｃに示すように、溝３２に水を充填する（図２：Ｓ１２）。なお、水は常温では液体であり、凍ると（液体から固体に変化すると）体積が膨張する特性を有している。すなわち、水は凍結膨張材に相当し、溝３２に水を充填するステップＳ１２は凍結膨張材充填工程に相当する。本実施形態では、溝３２に水を充填する際に、図４Ａ、図４Ｂに示す工具１００を使用している。図４Ａは、工具１００の斜視図であり、図４Ｂは、工具１００の使用状態を示す概念図である。なお、ここでは図に示すように前後方向を定めている。

工具１００は、スクレーパー形状の工具であり、刃部１１０と、把持部１２０とを有している。

刃部１１０は先端側（前側）が薄板形状に形成されている。また、刃部１１０の前側の端面には噴射口１１１が長手方向に沿って細長く設けられている。

把持部１２０は、作業者が把持する部位であり刃部１１０の後側に設けられている。把持部１２０の後側の端面には、供給口１２１が設けられている。

また、工具１００の内部には、噴射口１１１と供給口１２１を連通する流路（不図示）が設けられている。

溝３２に水を充填する際には、図４Ｂに示すように、工具１００の刃部１１０の先端部分を、溝３２に沿わせて挿入する。そして、不図示のポンプ等で工具１００の供給口１２１に水を供給する。これにより、刃部１１０の噴射口１１１から水が噴射されて溝３２に注入される。このようなスクレーパー形状の工具１００を用いることで、溝３２の広い範囲に水を充填させることができ、作業効率を高めることができる。

また、この工具１００は、耐火被覆３０の硬度が低い場合（軟らかい場合）に、溝３２を形成する切削工具として使用することも可能である。

なお、本実施形態では、溝３２に水を充填する際に、工具１００の刃部１１０の先端を溝３２に挿入していたが、挿入しなくてもよい。例えば、溝３２の開口付近から水を噴射、あるいは、噴霧して、溝３２に水を充填してもよい。この場合においても、溝３２を形成しているので、溝３２に沿って鉄骨梁１０との界面部分まで湿潤させることができる。また、溝３２に水を充填する工具は工具１００には限られない。例えば、工具１００と同様の形状において、先端に円形の噴射口が複数並んでいてもよい。また、例えば、注射器形状の工具を用いて溝３２に水を充填するようにしてもよい。

溝３２に充填された水は、耐火被覆３０の内部に浸透する。特に、本実施形態では、溝３２が耐火被覆３０と鉄骨梁１０の界面に達しているので、この界面部分の耐火被覆３０の内部にも確実に水が浸透する。これにより、溝３２の周囲（特に、鉄骨梁１０との界面部分）の耐火被覆３０が湿潤する。なお、本実施形態では耐火被覆３０を湿潤させるのに水を用いているが、水には限られず、凍結したときに膨張する液体であればよい。例えば、後述するグリコール酸水溶液のような水溶液を用いてもよい。

耐火被覆３０に水が十分浸透したら、図３Ｄに示すように、冷媒を吹付け、あるいは、流入させて水を凍結させる（図２：Ｓ１３）。なお、本実施形態では、冷媒として液体窒素を用いている。そして、そのまま数時間放置する。液体窒素によって耐火被覆３０に含まれる水が凍結すると、水の体積（換言すると耐火被覆３０の体積）が膨張するので、耐火被覆３０と鉄骨梁１０の界面において相間剥離（界面剥離）が起こる。

これにより、図３Ｅに示すように、鉄骨梁１０から耐火被覆３０を塊（ブロック）として除去できる（図２：Ｓ１４）。耐火被覆３０が自然に剥離しない場合は、溝３２に除去工具（皮スキなど）を挿入して耐火被覆３０を除去すればよい。本実施形態では、前述したステップＳ１３で、耐火被覆３０に含まれる水が膨張して鉄骨梁１０との界面にて剥離が生じやすくなっているため、除去工具を切削部に挿入して僅かな力を加えるだけで、耐火被覆３０を鉄骨梁１０から剥離除去することができる。このように、本実施形態では、耐火被覆３０を簡易に除去することができる。なお、除去工具を用いて耐火被覆３０を除去する作業は、凍結した水（耐火被覆３０）が溶融するまで待った後に行なうことが望ましい。これにより、耐火被覆３０をより簡易に除去することができる。

以上、説明したように、本実施形態の耐火被覆除去方法は、鉄骨梁１０の表面に設けられた耐火被覆３０に溝３２を形成するステップＳ１１（削部形成工程）と、溝３２に水を充填するステップＳ１２（凍結膨張材充填工程）と、水を凍結して膨張させるステップＳ１３（凍結膨張工程）と、鉄骨梁１０から耐火被覆３０を除去するステップＳ１４（除去工程）とを有している。これにより、耐火被覆３０を塊として簡易に剥離することができ、作業効率の向上を図ることができる。また、騒音や振動の発生を最小限にすることができる。

＜実施例＞
本発明の実施例として、水と液体窒素によるアスベストの除去性についての評価実験を行った。

（型枠）
大きさ形状の異なる２種類の型枠を使用
型枠Ａ・・・３００ｍｍ×３００ｍｍの矩形型枠
型枠Ｂ・・・直径１４０ｍｍの円形型枠

（試験体）
鋼板の上に上記の各型枠を設置し、型枠内に下記配合の模擬アスベストを５０ｍｍの厚さになるように流し込み試験体を作製した。下地処理には下記の下地処理材を用いた。
〔模擬アスベストの配合〕
太平洋マテリアル フネンシール（湿式材）（２０ｋｇ／袋）＋セメント５％添加、フネンシール２０ｋｇに対し、１７～２５ｋｇの清水を加えよく攪拌する。
〔下地処理材〕
アクリルエマルジョン溶液（刷毛にて型枠に塗布後、乳白色から透明になるまで養生）

なお、以下の説明において、型枠Ａを用いて作製した試験体（図５Ａ参照）を大型試験体といい、型枠Ｂを用いて作製した試験体（図５Ｂ参照）を小型試験体という。

試験体は、恒温恒湿室（２０℃、６５％）で２８日間強度を発現させ、その後、恒量に達していない場合は、恒量化するまでさらに乾燥させた。

そして、作製した各試験体に切り込み（溝）を設けた。図５Ａは大型試験体の切り込みの説明図である。図のように３０ｍｍ角と５０ｍｍ角のマス目になるようにのこぎりや回転カッターなどで切り込みを入れた。この切り込みは鋼板面（模擬アスベストと鋼板との界面）まで達するように形成した。また、図５Ｂは、小型試験体の切り込みの説明図である。小型試験体においても図５Ｂに示すように鋼板面に達する切り込みを入れた。

また、比較例として、切り込みを設けない試験体（大型試験体、小型試験体）も作製した。

（試験方法）
・試験体（模擬アスベスト）の周囲に枠を付け、試験体の上から下記の薬液１（水）、又は、薬液２（グリコール酸水溶液）を流し込んだ。なお、大型試験体には４５０～５００ｇ流し込み、小型試験体には１５０ｇ流し込んだ。
薬液１・・水＋界面活性剤（CapstoneFS-30）０．１ｗｔ％
薬液２・・水＋界面活性剤（CapstoneFS-30）０．１ｗｔ％＋グリコール酸１５ｗｔ％
・薬液が試験体に十分に浸透した後、さらに液体窒素を流し込み１時間ほど放置した。

（試験結果）
〔切り込みなし（比較例）の場合〕
・薬液は、模擬アスベストの表面から約２０～３０ｍｍの深さまで浸透したが、鋼板界面（５０ｍｍ）までは浸透しなかった。

・薬液２を浸透させた大型試験体及び小型試験体では、薬液の浸透深さ（表面から約２０ｍｍ）の位置に亀裂（クラック）が生じていた。この亀裂は、薬液の浸透部分が薬液の凍結により体積膨張して、薬液の浸透していない部分との間に応力が発生したことによるものであると考えられる。一方、薬液１を浸透させた大型試験体では、浸透深さの位置の亀裂は生じていなかった。薬液１を浸透させた小型試験体では浸透深さの位置に亀裂が生じていた。薬液１を浸透させた大型試験体で亀裂が生じなかったのは冷却不足が原因であると考えられる。

・何れにおいても、鋼板との界面には変化が無かった（界面での剥離はできなかった）。

〔切り込みありの場合〕
薬液１を浸透させた小型試験体は、鋼板と模擬アスベストの界面で剥離が生じており、容易に除去することができた。薬液２を浸透させた小型試験体は、薬液１の場合よりも剥離性が悪かった。

薬液１を浸透させた大型試験体は、小さいマス目（３０×３０ｍｍ）を入れた領域において鋼板との界面に剥離が生じており、容易に除去することができた。大きいマス目（５０×５０ｍｍ）を入れた領域では、やや剥離が進行していない様子であった。

この結果より、模擬アスベストに切り込みを入れることで、薬液の浸透を早めることができ、鋼板との界面で剥離しやすくなることが確認できた。特に、薬液１（水）の場合に浸透が顕著であり、剥離が容易であった。

薬液２（グリコール酸水溶液）が薬液１（水）よりも浸透が遅いのは、薬液２が模擬アスベストのセメント成分と反応し、発泡を伴うためと考えられる。このため、マス目にカットした試験体での剥離性が薬液１の場合に比べて良くないと考えられる。

＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

＜鉄骨梁１０について＞
前述の実施形態では、耐火被覆３０が設けられる対象物（基材）を鉄骨梁１０としていたが、これに限らない。例えば、柱や天井や壁体などでもよい。また、前述の実施形態の鉄骨梁１０はＨ形鋼であったが、Ｉ形鋼やＴ形鋼であってもよい。また、基材は鋼材には限られず、例えば、ステンレスやアルミニウム合金などの金属材料を用いた部材であってもよい。

＜耐火被覆３０について＞
前述の実施形態では、耐火被覆３０は吹付けで形成されていたが、吹付け以外の方法で施工された耐火被覆材であってもよい。

また、前述の実施形態では、耐火被覆３０は石綿（アスベスト）を含有していたが、石綿以外の繊維状物質を含有していてもよい。例えば、ロックウール、ガラス繊維、金属繊維などを含有していてもよい。

また、耐火被覆以外の用途の部材（例えば防音用に設けられた部材）に対して本実施形態の除去方法を適用してもよい。

＜溝３２について＞
前述の実施形態では、耐火被覆３０に直線状の溝３２を形成していたが、これには限らない。例えば、ドリル等を用いて耐火被覆３０に円形の削孔（削部に相当）を複数形成してもよい。この場合も、削孔は耐火被覆３０と鉄骨梁１０の界面まで形成することが望ましい。そして、各削孔にノズルなどを挿入して水を充填し（耐火被覆３０の内部に水を浸透させ）、液体窒素で水を凍結して膨張させてもよい。こうすることにより、耐火被覆３０と鉄骨梁１０とを界面で剥離させることができ、耐火被覆３０を簡易に除去することができる。

また、前述の実施形態では、溝３２は鉄骨梁１０の表面（耐火被覆３０と鉄骨梁１０の界面）に達していたが、これには限られず、溝３２が鉄骨梁１０と耐火被覆３０の界面に達していなくてもよい。この場合においても、溝３２を設けた部位の耐火被覆３０の厚さが薄くなるので、溝３２を設けていない部位と比べて、鉄骨梁１０との界面まで水が浸透しやすくなる。また、鉄骨梁１０との界面まで水が浸透していなくても、水を凍結して膨張させることで、界面に近い位置に亀裂を発生させることができ、耐火被覆３０の剥離性を高めることができる。

１０ 鉄骨梁（基材）
１２ 上フランジ
１４ 下フランジ
１６ ウェブ
３０ 耐火被覆（繊維状物質含有セメント系部材）
３２ 溝（削部）
１００ 工具
１１０ 刃部
１１１ 噴射口
１２０ 把持部
１２１ 供給口

Claims (3)

1. 基材の表面に設けられた繊維状物質含有セメント系部材に削部を形成する削部形成工程と、
   前記削部に凍結膨張材を充填する凍結膨張材充填工程と、
   前記凍結膨張材を凍結して膨張させる凍結膨張工程と、
   前記凍結膨張工程の後、前記基材から前記繊維状物質含有セメント系部材を除去する除去工程と、
   を有する繊維状物質含有セメント系部材の除去方法であって、
   前記除去工程は、凍結膨張工程で凍結した前記凍結膨張材が溶融した後に行う
   ことを特徴とする繊維状物質含有セメント系部材の除去方法。
2. 請求項１に記載の繊維状物質含有セメント系部材の除去方法であって、
   前記凍結膨張材は、前記繊維状物質含有セメント系部材の内部に浸透する
   ことを特徴とする繊維状物質含有セメント系部材の除去方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の繊維状物質含有セメント系部材の除去方法であって、
   前記凍結膨張材は、前記基材と前記繊維状物質含有セメント系部材の界面に浸透する
   ことを特徴とする繊維状物質含有セメント系部材の除去方法。

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