JPH05191911A - 建物耐火スラブの貫通部防火構造及び耐火材の充填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐火スラブの貫通孔に形成された防火空間内
に容易にかつ気密に充填することができ、その延焼防止
処理の作業性に優れていると共に、火災時には優れた延
焼防止性能及び漏煙防止硬化を発揮でき、さらには、ケ
ーブル等の増設時に防火空間内の顆粒状耐火充填材が四
散することのない建物耐火スラブの貫通部防火構造及び
耐火材の充填方法を提供することにある。 【構成】 防火空間内に顆粒状耐火充填材を充填する際
に、顆粒状耐火充填材と結合剤とを混合して充填する
か、または、顆粒状耐火充填材を予め防火空間内に充填
した後に結合剤を付着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一般ビル、マンショ
ン、病院、百貨店、工場等の比較的大きな建物におい
て、その建物を構成する壁、床等の耐火スラブを貫通し
て電気通信設備等のケーブル配線やその他の配線、配管
等を行う際に、この貫通孔の空間部において延焼や漏煙
を防止するために適用される建物耐火スラブの貫通部防
火構造及びこの防火構造内に充填する耐火充填材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、大きな建物においては、その建
物が出火した場合に建物全体に延焼するのを防止するた
め、建物の骨組みを建造する際にこの建物を適当な大き
さの幾つかの区画に区切り、それぞれの区画の境界に
壁、床等の耐火スラブを設けて防火区画とすることが行
われている。そして、この防火区画を構成する耐火スラ
ブを貫通して例えばケーブル配線を行う場合、この耐火
スラブの予め設計された位置に貫通孔を設け、この貫通
孔を利用してケーブル配線を行うようにしている。そし
て、この貫通孔については、これを利用して敷設される
ケーブルの増設等に対応できるように通常大きめに形成
されており、これをそのまま放置すると、火災が発生し
た際に貫通孔とケーブルとの間に生じた隙間やケーブル
の銅線を被覆するゴム、プラスチック等の可燃物を介し
て一方の防火区画から他方の防火区画へと延焼し、壁や
床等の耐火スラブを設けて防火区画を形成した意味を失
う結果となる。

【０００３】このため、従来においても、壁や床等の耐
火スラブにケーブル敷設用等の貫通孔を開設した場合に
は、ケーブル等の敷設後にこの貫通孔の空間部を無機繊
維等で塞いで延焼を防止するための延焼防止処理を行っ
ている。そして、この延焼防止処理としては、例えば、
貫通孔の開口面積より一回り大きい石綿珪酸カルシウム
板で形成された押え板を二つ割りし、その分割押え板の
分割縁には切り欠き溝を形成してこれら各分割押え板の
分割縁を互いに突合せた際に貫通孔を貫通して敷設され
たケーブルを納める開口が形成されるようにし、このよ
うにして形成された押え板を貫通孔の両側開口縁部に耐
火パテ、耐火シール等の耐火シール材を介して気密に取
付け、この押え板で仕切られた貫通孔内の空間部、すな
わち防火空間内にはロックウール等の無機繊維を密に充
填し、互いに突合せられた各分割押え板の分割縁の部分
やケーブルが貫通する各押え板の開校部分等を耐火シー
ル材で気密に閉塞し、一方の防火区画で発生した火災が
貫通孔周壁とケーブルとの間の隙間やケーブルの可燃物
を解して他方の防火区画へと延焼したり漏煙するのを防
止するようにしたものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の延焼
防止処理では、貫通孔内に形成された防火空間内にロッ
クウール等の無機繊維を密に充填するのが極めて面倒な
作業であり。また、貫通物が電気通信設備等のケーブル
であって火災が長時間にわたると、耐火スラブ一側方で
発生した火災時の熱がケーブル中心の熱伝導性の良い銅
線を伝わって防火空間内及び耐火スラブの他方側に伝わ
り、しかもこの際に防火空間内に充填された無機繊維が
保温材の役目をしてケーブル中心の銅線はますます高温
になり、耐火スラブの他方側でケーブルの銅線を被覆す
るゴム、プラスチック等の可燃物がその発火点以上に加
熱されて発火し、耐火スラブの他方側に延焼する場合が
ある。さらに、防火空間内においてケーブルの可燃物が
燃焼すると防火空間内に充填された無機繊維とケーブル
の銅線との間に隙間が生じてそこから漏煙したり、防火
空間内でこのケーブルを確保するという作用がなくなっ
て、火災時に切断されたケーブルが階下に摺り落ちる場
合がある、等のおそれがあった。

【０００５】本発明者らは、かかる従来の問題点を解決
するために鋭意検討を重ねた結果、耐火スラブの貫通孔
に形成された防火空間内に容易にかつ気密に充填するこ
とができ、その延焼防止処理に優れていると共に、火災
発生時には優れた延焼防止性能及び漏煙防止効果を発揮
することができる貫通部防火構造及び顆粒状耐火充填材
を開発し特願昭６２−３３５８８０号として出願した。
しかしながら、この貫通部防火構造及び顆粒状耐火充填
材は新規の工事にはその効果を発揮するものの、耐火ス
ラブの貫通孔に形成された防火空間内にケーブル等を増
設する場合には、この顆粒状耐火充填材を取り除くこと
が必要であり、この際に、防火空間内に充填した顆粒状
耐火充填材が落下し、周囲に四散することから、顆粒状
耐火充填材の落下防止対策が望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
更に検討を重ねた結果、顆粒状耐火充填材を結合材で固
めることに気付き本発明を完成した。すなわち、本発明
は、建物の耐火スラブに開設された貫通孔内に耐火材で
防火空間を形成し、この防火空間内に顆粒状耐火材を充
填してなる耐火充填構造であって、該顆粒状耐火充填材
が結合剤でおこし状に結合してなることを特徴とする建
物耐火スラブの貫通部防火構造及び該顆粒状耐火充填材
表面にあらかじめバインダー樹脂を付着させた状態で貫
通孔内に充填させるか、または、貫通孔内に該顆粒状耐
火充填材を充填した後に結合剤を付着させることを特徴
とする耐火材の充填方法である。本発明の目的は、建物
耐火スラブの貫通孔に施工される延焼防止処理の作業性
を向上させることができ、しかも、従来にもまして優れ
た延焼防止性能及び漏煙防止効果を発揮し得るであっ
て、さらには、ケーブル等を増設する場合にも対応でき
る耐火充填材を提供することにある。

【０００７】本発明で使用する顆粒状耐火材としては、
吸熱性耐火材粉末と熱膨張性耐火材粉末を単独で又は併
用して結合剤で顆粒状に形成する。具体的な吸熱性耐火
材としては、硼砂、水酸化アルミニウム、水和マグネシ
ウム、水和硅酸、明バン、水和硅酸カルシウム、二水石
膏、エトリンガイド、ベントナイト及び沸石から選ばれ
た１種又は２種以上の混合物であり、また、熱膨張性耐
火材としては硼砂、蛭石、含水雲母、黒曜岩及び真珠岩
から選ばれた１種又は２種以上の混合物である。なお、
硼砂は、加熱時に多量の熱を吸収して分解し、水蒸気を
発生すると共に体積膨張をするので、これを本耐火材の
主材として使用すると、吸熱性耐火材及び熱膨張性耐火
材の両者の役割を同時に果たすものである。

【０００８】また、これらの耐火材を顆粒状とするため
の結合剤としては、例えば、ポリ酢酸エマルジョン、ポ
リエチレン−酢酸ビニルエマルジョン、ポリビニルアル
コール、ポリアクリル酸系エマルジョン、ポリメタアク
リル酸系エマルジョン等の合成高分子系結合剤、澱粉
糊、ＣＭＣ、ＭＣ、膠、カゼイン、ゼラチン等の天然高
分子系結合剤、水ガラス、コロイダルシリカ等の無機質
結合剤等を挙げることができる。

【０００９】顆粒状耐火充填材を製造する方法について
は、特に制限はなく従来公知の方法を採用することがで
き、例えば、ヘンシェルミキサー等を使用し、吸熱性耐
火材と熱膨張性耐火材の混合物に結合剤の水溶液又は水
分散液を添加して混練し、顆粒状に造粒して乾燥すれば
よい。この顆粒状耐火充填材の粒径は、通常１〜２５ｍ
ｍ、好ましくは２〜１０ｍｍの範囲がよい。

【００１０】このようにして得られた顆粒状の耐火充填
材は前記したように、建物耐火スラブの貫通孔に施工さ
れる延焼防止処理の作業性を向上させることができ、し
かも、従来にもまして優れた延焼防止性能及び漏煙防止
効果を発揮し得るものではある。しかし、延焼防止処理
した建物耐火スラブの貫通孔にケーブル等を追加する場
合には、まず、顆粒状耐火充填材を保持する蓋部材や耐
火シール材を電気ドリル等によって取り除くことが行わ
れるが、この際に顆粒状耐火充填材が四散する。そこ
で、顆粒状の耐火充填材同士を結合剤によっておこし状
に結合するものである。したがって、ここに使用する結
合剤としては上記した耐火材を顆粒状とするための結合
剤を使用してもよいが、その外に公知の常温硬化性樹
脂、溶融した熱可塑性樹脂等を結合剤として使用するこ
とができるが、常温硬化性樹脂がより好ましい。この常
温硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、尿素
樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽
和ポリエステル樹脂等やアクリルエマルジョン型の樹脂
等を挙げることができる。さらに、例えば、酸性触媒で
硬化させる場合は、フェノール樹脂、フラン樹脂から選
ばれた少なくとも２種の併用も可能である。一方、塩基
性触媒で硬化させる場合は、例えば、ウレタン樹脂とエ
ポキシ樹脂の併用も可能である。これらの樹脂の添加量
は、顆粒状耐火充填材に対して０．５〜１０重量％が好
ましく、より好ましくは１〜５重量％である。添加量が
０．５重量％以下では顆粒状耐火充填材が部分的にしか
結合されず、１０重量％以上では顆粒状耐火充填材の内
部にまでこれらの樹脂の成分が浸透し、延焼防止性能及
び漏煙防止効果が低下するためである。フェノール樹脂
を使用する場合においては、常温で硬化させるために、
酸性触媒を必要とする。この場合の酸の種類はプロトン
酸であって、無機酸及び有機酸の中から選ばれた少なく
とも１種類であれば良く、例えば、塩酸、硫酸、リン酸
等の無機酸、パラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホ
ン酸、フェノールスルホン酸等の有機酸が挙げられる。
酸の添加量としては、フェノール樹脂１００重量部に対
して、１０〜９０重量部であり、より好ましくは３０〜
７０重量部である。また、酸は水あるいはアルコール等
で希釈したものを使用することが好ましく、その濃度は
２０〜８０％溶液として調製することが好ましい。

【００１１】結合剤を充填材表面に付着させる方法とし
ては、結合剤を噴霧させるか両者をブレンドして混合付
着させる。なお１液タイプのアクリルエマルジョン型の
樹脂にあっては現場で混合することになるが、貫通孔内
に顆粒状耐火充填材を充填後に添加する方法や顆粒状耐
火充填材を貫通孔内に充填する前に樹脂と混合して流し
込む方法があり、２液タイプの樹脂の場合には、現場で
顆粒状耐火充填材に硬化酸を添加混合し、次いで樹脂を
添加して貫通孔内に流し込む方法、顆粒状耐火充填材に
樹脂を添加混合し、次いで硬化酸を添加して貫通孔内に
流し込む方法、三者を同時混合して貫通孔内に流し込む
方法等が採りえる。また、工場で顆粒状耐火充填材に樹
脂を添加混合したものと顆粒状耐火充填材に硬化酸を添
加混合したものを別々に用意し、これを現場にて混合し
て貫通孔内に流し込む方法が採りえる。

【００１２】

【実施例】実施例１ 硼砂（吸熱性耐火材、熱膨張性耐火材）７０重量部と、
水酸化アルミニウム（吸熱性耐火材）２５重量部と、ベ
ントナイト（吸熱性耐火材、保形材）５重量部と、ポリ
アクリル酸系エマルジョン（結合剤）１．５重量部（固
形分として）と、０．５重量％ＭＣ（増粘剤）水溶液１
５重量部とを混練し、平均粒径３．５ｍｍの顆粒状に造
粒し、顆粒状耐火充填材を得た。この顆粒状耐火充填材
と硬化酸（パラトルエンスルホン酸５０％水溶液で樹脂
に対して、５０Ｗｔ％の割合とする）とを３０秒間混合
し、次いで、レゾール型フェノール樹脂（不揮発分７０
％、粘度２００ｃｐ／２５℃、水分１８％）を顆粒状耐
火充填材に対して５Ｗｔ％の割合でポリ袋に入れ３０秒
間振動させて取り出し放置したところ、約１時間で顆粒
状耐火充填材はおこし状に固まり、分離飛散しないこと
が確認された。なお、硬化酸の配合率によって、顆粒状
耐火充填材のおこし状に固まる時間を調整できることも
確認できた。そこで、試験設備としての建物の耐火スラ
ブに開設された貫通孔内に耐火板のボックスシール材と
無機繊維性耐火補助財とで形成された２種類の防火空間
を形成し、一方の防火空間の貫通ケーブルの周囲防火空
間内に上記した樹脂接着剤を付着させて未だ固まらない
状態の顆粒状耐火充填材を、他方の防火空間の貫通ケー
ブルの周囲防火空間内には樹脂接着剤を付着させていな
い同質の顆粒状耐火充填材を充填し前者の場合は、顆粒
状耐火充填材をおこし状に固まらせた後で、ケーブルの
貫通上下部分を耐火シール材でシールさせた２種類の試
験体を製作しＪＩＳ Ａ １３０４の耐火試験法に基づ
いて２時間耐火試験を行った。２時間の加熱中及び加熱
後において、２種類の試験体とも火炎側と反対面には何
等の異常も認められず、このときのケーブルの貫通上下
部分の耐火シール材の温度は３００°Ｃ以下であって、
区画貫通部の防火構造としての基準を充分満足しうるも
のであった。耐火試験後、底部耐火板に電気ドリルで貫
通孔を開けたところ、顆粒状耐火充填材をおこし状に固
まらせたものは殆ど落下、飛散は生じなかったが、他方
の顆粒状耐火充填材は、貫通孔からの落下、飛散が多く
作業性に支障を生じることが明らかになった。

【００１３】実施例２ 硼砂（吸熱性耐火材、熱膨張性耐火材）７０重量部と、
蛭石（熱膨張性耐火材）３０重量部と、ポリ酢酸ビニル
エマルジョン（結合剤）７重量部（固形分として）と、
水１０重量部とを混練し、平均粒径４．５ｍｍの顆粒状
に造粒し、顆粒状耐火充填材を得た。この顆粒状耐火充
填材をアクリルエマルジョン系一液型接着剤（セメダイ
ン社ＥＭ３６８改）液中に一旦浸漬した後に取り出し、
表面に該接着剤を付着させたまま容器に充填し放置した
ところ、約２０分で顆粒状耐火充填材はおこし状に固ま
り、分離飛散しないことが確認された。そこで、実施例
１と同様の試験設備の防火空間内に、顆粒状耐火充填材
の表面にアクリルエマルジョン系一液型接着剤を付着さ
せたまま充填しておこし状に固まらせた後で、ケーブル
の貫通上下部分を耐火シール材でシールさせた試験体を
製作しＪＩＳ Ａ １３０４の耐火試験法に基づいて２
時間耐火試験を行った。２時間の加熱中及び加熱後にお
いて、試験体の火炎側と反対面にも何等の異常も認めら
れず、このときのケーブルの貫通上下部分の耐火シール
材の温度は３００°Ｃ以下であって、区画貫通部の防火
構造としての基準を充分満足しうるものであった。耐火
試験後、底部耐火板に電気ドリルで貫通孔を開けたとこ
ろ、顆粒状耐火充填材をおこし状に固まらせたものは殆
ど落下、飛散は生じなかった。

【００１４】

【発明の効果】本発明の建物耐火スラブの貫通部防火構
造及び耐火材の充填方法によれば、耐火スラブの貫通孔
に形成された防火空間内等に対する顆粒状耐火充填材の
充填作業がきわめて容易であるだけでなく、後で貫通ケ
ーブルを増設する場合の顆粒状耐火充填材の落下、飛散
に伴う作業環境の悪化がなくなる。又防火空間内に充填
された顆粒状耐火充填材が火災時に冷却効果と隙間の発
生を防止する効果を発揮し、従来にもまして優れた延焼
防止性能を発揮するものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建物の耐火スラブに開設された貫通孔内に
   耐火材で防火空間を形成し、この防火空間内に顆粒状耐
   火材を充填してなる耐火充填構造であって、該顆粒状耐
   火充填材が結合剤でおこし状に結合してなることを特徴
   とする建物耐火スラブの貫通部防火構造。
2. 【請求項２】建物の耐火スラブに開設された貫通孔内に
   顆粒状耐火材を充填する耐火充填材の充填方法であっ
   て、あらかじめ該顆粒状耐火充填材表面に結合剤を付着
   させた状態で貫通孔内に充填させおこし状に固化させる
   ことを特徴とする耐火材の充填方法。
3. 【請求項３】建物の耐火スラブに開設された貫通孔内に
   顆粒状耐火材を充填する耐火充填材の充填方法であっ
   て、該貫通孔内に顆粒状耐火材をあらかじめ充填し、次
   いで、該顆粒状耐火充填材の上から結合剤を付着させお
   こし状に固化させることを特徴とする耐火材の充填方
   法。