JPH0473342A - 鋼材の耐火被覆工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は丸型鋼管柱または角型鋼管柱等の鋼材の表面に
、耐火被覆層を形成するに際し、効率的かつ表面仕上が
り性に優れる施工方法に関するものである。

従来技術とその問題点 近年、建築構造物においては、高層建築物に対する構造
軽量化対応や、工期短縮化への強い要望により、鉄骨構
造物が増加している。そして、これら鉄骨は火災時に、
著しくその機械的強度を失い、ひいてはその鉄骨構造物
自体の機械的強度の低下につながるため、鉄骨に耐火被
覆材を施工して、火災時の鉄骨の強度維持を行うことが
法律上から義務付けられている。鉄骨の柱についても同
様であり、その耐火被覆工法にはこれまで数々の工法が
提案され施工されてきた。例えば、珪酸カルシウム板等
の成形板で覆う成形板工法や、岩綿等の吹付は工法、軽
量モルタルを塗り付ける左官工法、型枠内にコンクリー
トを流し込む打ち込み工法等がある。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、それら柱の中で特に丸型鋼管柱や角型鋼
管柱等、美観上表面を平滑に仕上げる必要がある場合に
は、従来の耐火被覆工法では各種の問題点があった。

例えば、成型板を用いる場合においては、従来の珪酸カ
ルシウム板等では、あらかじめ工場で、その現場の柱形
状に合った寸法、形状に成型する必要があるため、柱の
寸法、種類ごとに型をつくる必要があり高価となる。

また、成型体自体、耐火断熱性を付与する意味で軽量化
しているため、強度が比較的弱く、搬送中や工事現場で
の移動、施工時に欠けや割れ、破損を生じやすい欠点が
ある。

また曲面に加工した状態で、運ぶことになるため、大き
く嵩ぼり現場での材料揚げ下ろし工程上大きな負担とな
る。また、耐火上量も弱点となる目地部（板材つき合わ
せ部）が多くなり、その処理の手間が重要となる。さら
に、素材自体が材料的に弱く、吸水等も大きいため表面
に、塗装を施す場合には、その処理としてパテで処理す
る工程が多工数必要となる。

一方、岩綿等を吹き付ける耐火被覆工法を用いる場合で
は、これらの耐火材自体弱いものであるため表面を化粧
しようとすると、別に胴ぶち等を設け、それにボードを
打ちつけて化粧下地とする必要がある。また、一般にこ
れらの耐火被覆材料は、吹付は工事中に材料の飛散が大
きく、粉塵の発生により、作業環境が悪く、同フロア−
での他の業種の工事ができないといわれている。

左官工法は、下地にメタルラスを使用して左官がモルタ
ルやプラスターを塗る工法であるが、どのような形状の
ものに対しても施工でき、かつ、ジヨイント部がなく、
きれいに仕上がる半面、乾燥後モルタルにおいては亀裂
が発生しやすい欠点があり、かつ塗り厚が大きく工程が
かかり、族ニスピードが遅い。また近年、左官工事ので
きる職人の不足が目立ち、工法自体できない例もある。

次にコンクリート打ち込み工法は鉄骨の周りにコンクリ
ートを耐火被覆目的で打設するものであるが、この工法
の場合亀裂を防止するため、補強鉄筋を入れたりする必
要があり、また型枠補強を十分すること、さらに十分な
硬化を待ってから脱型する必要があるため、型枠脱型ま
での日数がかかること、また脱型表面が必ずしも平滑に
なるとは限らず、打設時の空気巻き込みによるピンホー
ル等ができやすく化粧下地として再調整を施す必要があ
る等の欠点がある。

問題点を解決するための手段 上記のような問題点を解決するため、本発明者らは鋭意
研究の後、厚みが薄く曲面加工が容易で、さらにそれ自
体が内部に注入する耐火被覆材の脱水及び硬化を向上さ
せる材料からなる仕上型枠と、耐火被覆材の初期硬化ま
での強度保持のための押さえ型枠を組み合わせた鋼材へ
の耐火被覆工法を発明した。

すなわち、本発明は丸型鋼管柱または角型鋼管柱等の鋼
材に耐火被覆材を施工するにあたって、（１）該鋼材表
面に耐火被覆材施工厚みのスペーサーを設置し、 ■次に仕上げ型枠として、繊維質に富む無機質板をスペ
ーサーに接して設置し、 （３）さらに該無機質板に接して押さえ型枠を設置し、 （４）仕上げ型枠と該鋼材の隙間に耐火被覆材を注入し
、 ■初期硬化後、仕上げ型枠を残したままで押さえ型枠を
取り除く、 という手順で鋼材の耐火被覆を行う方法である。

ここで、本発明に用いるスペーサーとしては、この工法
では耐火被覆材に埋め込まれるために、耐火性能を阻害
しない不燃性の材質のものが選定される。

ステンレス、鉄、アルミニウム等の金属製のものや、セ
ラミックボード、珪酸カルシウム板等の無機材から切り
出したものあるいは、注入される耐火被覆材を硬化させ
たもの等が例として挙げられる。

これらスペーサーは、下地鋼材面に無機系接着剤、スタ
ットビン等で固定される。

スペーサーはその強度が許すかぎり小さいほうがよい。

それは注入する耐火被覆材の打設時の流動、充填を妨げ
ないようにするためである。また、強度が弱いと注入時
のバイブレータ−等に対して、こわれてしまうので望ま
しくない。

仕上げ型枠に用いられる繊維質に富む無機質板とは、ガ
ラス繊維、岩綿、石綿、カーボン繊維等の無機質繊維や
、一部パルプ、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維等の
有機系繊維を含んだ、セメント系、石膏系の板材を指し
、特のその中でも曲面加工が容易にできる板材が望まし
い。中でも、パルプ混入石膏板や繊維混入スラグ石膏板
等は、水を散布することで、曲面加工できる点で本工法
では望ましいが、これに限るものではない。繊維質の含
有量は、広い範囲から選択できるが、あまり多いと強度
面で、また少ないと吸収性などの面で好ましくない結果
を招く恐れがあるので、通常は５〜２０重量％重量％節
囲から適宜選択決定される。

この仕上げ型枠は、柱の形状に予め曲げ加工して、スペ
ーサー上にセットされる。柱の周りに、二つ割りや、三
つ割りでセットするとし易い。テープ等で仮止めするこ
とも有効である。

仮止めした仕上げ型枠の上から押さえる押さえ型枠は、
強度上問題がなければ、材質的には仕上げ型枠自体が、
耐火材注入時に変形を受１プないよう、仕上げ型枠に密
着させるように設置することが望ましい。例えば、丸型
鋼管柱の例では、曲面合板を使用したボイド型枠が適用
されやすい。これらは二つ割りの形で、仕上げ型枠の上
から設置される。

鋼管柱と仕上げ型枠との間に注入する耐火被覆材として
は、セメント系モルタルや、湿式ロックウール、プラス
ター、水酸化アルミニウム系耐火被覆材等、混練して注
入できる耐火被覆材料であれば基本的には適用可能であ
る。その中でも、特に下地鋼材および表面仕上げ型枠材
との付着に優れた材料がより好ましいことは言うまでも
ない。

実施例 本考案工法の一実施状況を添付図面に基づき説明する。

第１図は本発明工法を丸型鋼管柱（１）の耐火被覆に適
用した場合に一例を工程順に示す概略説明図である。実
施に際し、まず、直径６００＋＋＋ｍの丸型鋼管柱（１
）に対し、珪酸カルシウム板から切り出した、厚み３０
ＩｌｌＩ１１で３０Ｘ３０關の珪酸カルシウム板をスペ
ーサー（２）として、鋼材表面に仕上げ型枠１枚に対し
、６カ所の割り付けになるように、耐火接着剤で取り付
けた。次に、ガラス繊維、石綿、パルプを合計約１０重
量％含有する厚み６＋ａｍで９１０Ｘ１８２０ｍｍの石
膏板を準備し、それに水を散布し、丸型柱（１）より、
スペーサー（２）の厚み分だけ大きい円の曲率を持った
形に曲げ、半円分の長さに切断加工した。それをスペー
サーに合わせる形で２枚合わせて円周に合うようにし、
テープ（４）で仮止めし、仕上げ型枠（３）を構成した
。

そして、それの縦目地部の位置を合わせる形で３段セッ
トし、高さ２７３０ｍｍの仕上げ型枠（３）面ができた
。それに対し、はぼその曲率に合った、耐水紙を重ねて
作った二つ割りの円柱、押さえ型枠（５）を準備しくシ
ブボイド　厚み９１１１１）仕上げ型枠（３）の外側に
第２図のように密着して取り付け、帯鋼板（６）（第３
図参照）で型枠（５）が開かないように固定した。続い
て第３図のように押さえ型枠（５）にバイブレータ−（
７）を取り付け、振動させながら仕上げ型枠（３）と該
鋼管柱（１）との間の隙間にポンプ圧送により、水酸化
アルミニウム系耐火被覆材（８）を上部より注入した。

通常、水酸化アルミニウム系耐火被覆材の場合は、ＪＩ
Ｓ　　Ａ　　１１０１に規定されるスランプ値で１０ｃ
ｍ前後を使用する。これはこれ以上、水を多くすると硬
化において最終強度の発現が得られないからである。ま
た、このスランプ値では、注入速度１０ｋｇ／ｍｉｎ程
度以下が流れ落ちる限度である。これに対して、今回は
水を多めに入れてスランプ値を２２ｃｍに下げて注入し
たため、注入速度３０ｋｇ／ｍｉｎに上げても注入可能
であった。

さらに、翌日は水分を多く含む耐火被覆材を用いたにも
かかわらず、耐火被覆材の初期硬化は充分であり、第４
図のように仕上げ型枠（３）が崩れることもなく押さえ
型枠（５）を容易に脱型することができた。柱（１）の
下部床面には、仕上げ型枠（３）を通じかなりの水が排
出されていた。

これは、仕上げ型枠（３）が耐火被覆材の水分を吸収し
て外部に排出するフィルター効果によるものと考えられ
る。その後、乾燥後、仕上げ型枠目地部をパテ処理した
後、表面に水性ペイントをかけ表面化粧層（９）を形成
したところ、表面平滑な曲面をもった耐火性能２時間の
きれいな化粧円柱とすることができた。

第５図は本発明工法を角型鋼管柱（１１）の耐火被覆に
適用した場合の一例を概略的に示す説明図である。実施
に際し、−辺が５００　ｍｍの角型鋼管柱（１１）に対
し、２Ｉｌｌ＋１の径をもった長さ４０龍のスタットピ
ンを、スペーサー（１２）とじて鋼管柱（１１）に溶接
した。石綿、パルプ等を含有するスラグ石膏板を角柱コ
ーナ一部の形状に合わせる形で、水に濡らして曲げ加工
した。それを第５図に示すように４枚つなぎ合わせて１
周の仕上げ型枠（１３）を構成するように、スペーサー
（１２）に押しあてて設置仮止めした。それを同様に３
段セットし、高さ２７３０ａ＋ｍの仕上げ型枠（１３）
を柱（１）に設置した。その上の各４面に、合板製の本
型枠で押さえ型枠（１４）として固定した。あとは実施
例１と同様の工程で耐火被覆材を注入した。半日後押さ
え型枠（１４）を脱型したところ、コーナーが曲面の耐
火被覆された角柱が得られた。乾燥後、目地部をパテ処
理し、その表面にビニルクロスを貼って耐火性能３時間
の化粧柱とした。

効　　　　果 本発明によって次のような実用上、極めて有意義な効果
が得られた。

（１）これまでの吹付は被覆材と違い注入工法なので、
作業上材料の飛散がな（、作業環境上、衛生的かつ汚れ
が少ない。

■被覆材をして、更に胴ぶちして仕上げボードを貼ると
いうような従来工法では、鋼管柱面から仕上げ面までの
トータル厚みがかなり大きく、室内側に大きくせり出し
ていたが、本工法では仕上げボードをそのまま被覆材と
密着させるため、仕上げまでの厚みが極端に薄くなり、
その分室内を有効に広く使えるようになった。

■外側の押さえ型枠は、仕上げ型枠が中に有るため、早
期に脱型ができ十分な硬化までその脱型をまたなければ
ならないコンクリート等の打ち込み工法と比較して型枠
の工程サイクルを著しく早めることができた。

（４）成型板工法と違い、耐火被覆層は全く目地のない
一体物となっており、耐火被覆性能上、極めて有効であ
る。

■本発明は仕上型枠の上に押さえ型枠を設けたことによ
り、押さえ型枠が直接耐火被覆材に接触することがない
。このため耐火被覆材の表面が欠けて凹凸になったりし
ないばかりか、押さえ型枠で強度をもたせるため、仕上
型枠の厚みが薄く、強度の弱いものでよい。このため仕
上型枠を形成する際の曲げ加工や切断加工が行いやすく
、現場で仕上げ型枠を曲げ加工できるため、予め工場で
成型物をつくる珪酸カルシウム板と違い現場での即応性
に優れている。

０従来のモルタル左官仕上げのようなりランクが発生し
て仕上げ面を手直しするということがない。

（７）同時打ち込みされた仕上げ型枠面は押さえ型枠脱
型後の化粧下地面としての硬さと平滑性を有しており、
塗装仕上げやクロスはり仕上げまでの工程短縮がはかれ
る。

■仕上げ型枠を繊維質に富む材料を使用しているため注
入される耐火被覆材の水分を濾過するフィルター効果を
有している。その結果、中に注入された耐火被覆材の脱
水を早めるため、材料の硬化を早めて押さえ型枠の早期
脱型が容易にできる。

また、注入時多少多めの水で混練して流動性を与えて注
入を容易にすることができる。

■押さえ型枠は繰り返し再使用が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は丸型鋼管柱における本発明工法の工程を示す断
面図である。第２図、第３図、第４図は丸型鋼管柱にお
ける本発明工法の工程の一部を示す斜視図である。第５
図は角型鋼管柱における本発明工法の一部を示す断面図
である。 （１）・・・丸型鋼管柱 （２）・・・スペーサー （３）・・・仕上げ型枠 （４）・・・テープ （５）・・・押さえ型枠 （６）・・・帯鋼板 （７）・・・バイブレータ− （８）・・・耐火被覆材 （９）・・・表面化粧層 （以　上） 第５図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］丸型鋼管柱または角型鋼管柱等の鋼材に耐火被覆
   材を施工するにあたって、 （１）該鋼材表面に耐火被覆材施工厚みのスペーサーを
   設置し、 （２）次に仕上げ型枠として、繊維質に富む無機質板を
   スペーサーに接して設置し、 （３）さらに該無機質板に接して押さえ型枠を設置し、 （４）仕上げ型枠と該鋼材の隙間に耐火被覆材を注入し
   、 （５）初期硬化後、仕上げ型枠を残したままで押さえ型
   枠を取り除く、 ことを特徴とする鋼材の耐火被覆工法。 ［２］仕上げ型枠として、パルプを含むせっこう板を用
   いることを特徴とする請求項第１項記載の鋼材の耐火被
   覆工法。