JPH0632664A - 水ガラス及び水酸化化合物による耐火被覆材 - Google Patents

水ガラス及び水酸化化合物による耐火被覆材

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JPH0632664A
JPH0632664A JP4189720A JP18972092A JPH0632664A JP H0632664 A JPH0632664 A JP H0632664A JP 4189720 A JP4189720 A JP 4189720A JP 18972092 A JP18972092 A JP 18972092A JP H0632664 A JPH0632664 A JP H0632664A
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hydraulic cement
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 より高い耐火性能を有する耐火被覆材を提供
する。 【構成】 耐火被覆材の組成として、水硬性セメント,
水ガラス,水酸化化合物を必須成分とし、水硬性セメン
ト100重量部に対して、水ガラス40〜300重量
部、水酸化化合物20〜800重量部を配合する。好ま
しくはさらに任意要素として無機質軽量骨材、無機質繊
維、再乳化合成樹脂粉末を添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐火性能を向上させた
耐火被覆材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、吹き付け工法による耐火被覆材は
石綿、岩綿系耐火被覆材が大半を占めていたが、近年に
なりアスベスト公害などの社会問題により非石綿、非岩
綿系の耐火被覆材が開発されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】建設省告示第2999
号、JIS A1304 により、鉄骨建築物に用いる
耐火被覆材は梁、柱において耐火構造となり得る耐火性
能基準が定められている。その基準は、梁部、柱部に対
して通常1時間耐火試験、2時間耐火試験、及び3時間
耐火試験を行うもので、1000℃程に加熱した炉内に
おける耐火被覆材を施工した梁、柱の内部鉄骨温度が、
所定時間に平均温度350℃を越えてはならないという
ものである。
【0004】現在の非石綿、比岩綿系の耐火被覆材の一
般的な性能は、柱部における1時間耐火試験で耐火被覆
材の厚みは20mm、2時間耐火試験では30mm、3
時間耐火試験では40mm程である。すなわち3時間耐
火試験を満たす厚みは40mm程となり、この厚みでは
一度に所定厚みまで吹き付けることが出来ず、2回吹き
しなくてはならないため吹き付け工事における作業効率
がかなり悪くなるものである。
【0005】本発明は、より薄い厚みで、要求される耐
火性能を満足する高い耐火性能を有する耐火被覆材を提
供することをその目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による耐火被覆材
は、加熱時において水酸化化合物が脱水反応を起こし発
生する水蒸気ガスを、水ガラスにより長時間耐火被覆材
の間にとめておくことによって、加熱による熱伝導を遅
らせることを特徴とし、これによってより高い耐火性能
を実現するものである。
【0007】それは、水硬性セメント100重量部に対
して、水ガラス40〜300重量部、水酸化化合物20
〜800重量部である組成を有することをその要旨とす
る。さらに無機質軽量骨材を5〜500重量部含むこと
が望まれる。また更に無機質繊維を1〜50重量部含む
ことが望まれる。また更に再乳化合成樹脂粉末を1〜3
00重量部含むことが望まれる。
【0008】(具体的な構成の説明)水硬性セメント
は、具体例としてポルトランドセメント、アルミナセメ
ント、シリカセメント、高炉セメント、フライアッシュ
セメント、耐硫酸セメント等が挙げられる。水硬性セメ
ントは高温状態時における耐火被覆材の鉄骨ヘの接着強
度の向上と、耐火被覆材の機械的強度の向上を目的とし
て使用するものである。水酸化化合物とは、具体例とし
て水酸化アルミニウム((Al(OH)3 ))、ギブサ
イト等が挙げられる。水酸化化合物は耐火時の加熱によ
り分解することによる吸熱作用と水蒸気ガス層の形成に
よる熱伝導の遅れの作用が期待できる。またその配合率
は、水硬性セメント100重量部に対して、20〜80
0重量部であるが、望ましくは100〜500重量部で
ある。水酸化化合物の配合率が下限値以下であると耐火
時の加熱による分解吸熱作用、水蒸気ガス層の形成によ
る熱伝導の遅れの作用が期待できず、また上限値以上で
あると耐火時の加熱による分解吸熱作用、水蒸気ガス層
の形成による熱伝導の遅れの作用のそれ以上の効果は得
られないものである。
【0009】水ガラスは、具体例としてメタけい酸ナト
リウム1種、2種に属し粉末または顆粒状であるものな
どが挙げられる。水ガラスは、水硬性セメントと同様に
高温状態時における耐火被覆材の鉄骨ヘの接着強度の向
上、機械的強度の向上、表面強度の向上を目的として使
用するものである。また更に、水ガラスは、本発明の特
徴である、水酸化化合物の分解吸熱反応により発生する
不燃性ガスである水蒸気ガスを長時間耐火被覆材の間に
留めておくことにより、熱伝導の遅れの作用が期待され
る。その配合率は、水硬性セメント100重量部に対し
て、40〜300重量部であるが、望ましくは50〜2
00重量部である。更には100〜200重量部である
ことが最好適である。水ガラスの配合率が下限値以下で
あると、上記の作用は期待できず、また上限値以上であ
ると上記作用のそれ以上の効果は期待できないだけでな
く、粘性が高くなって塗工作業性が悪くなる。
【0010】次に無機質軽量骨材とは、具体例として黒
曜石パーライト、真珠岩パーライト、更に特殊な例とし
ては未焼成のバーミュライトなどが挙げられる。未焼成
バーミキュライトを用いる場合は耐火時の加熱により耐
火被覆材が膨張するため脱落、剥離を防止する目的で無
機質繊維も合わせ用いることが望ましい。無機質軽量骨
材は本発明における耐火被覆材の軽量化、熱伝導率の低
減を目的として使用するものである。またその配合率
は、水硬性セメント100重量部に対して、5〜500
重量部であるが、望ましくは30〜120重量部であ
る。無機質軽量骨材の配合率が下限値以下であると耐火
被覆材の軽量化、熱伝導率の低減は期待できず、また上
限値以上であると耐火被覆材の機械的強度が劣化してし
まうことになる。 また無機質繊維とは、具体例として
耐アルカリガラス繊維、セラミックファイバー等が挙げ
られる。無機質繊維は本発明における耐火被覆材の耐火
時の脱落、剥離を防止することを目的として使用するも
のである。無機質繊維を添加する場合その配合率は、水
硬性セメント100重量部に対して、1〜50重量部で
あるが、望ましくは2〜10重量部である。配合率が下
限値以下であると耐火被覆材の耐火時の脱落、剥離を防
止することが期待できず、また上限値以上になるとそれ
以上の脱落、剥離の防止効果は得られない。
【0011】更に再乳化合成樹脂粉末とは、好適な具体
例として酢酸ビニル共重合系再乳化合成樹脂粉末などが
挙げられる。再乳化合成樹脂粉末は常温時における耐火
被覆材の鉄骨への接着強度の向上と耐火被覆材の表面強
度の向上が期待できる。再乳化合成樹脂粉末を添加する
場合その配合率は、水硬性セメント100重量部に対し
て、1〜300重量部であるが、望ましくは5〜50重
量部である。再乳化合成樹脂粉末の配合率が下限値以下
であると耐火被覆材の鉄骨への接着強度の向上は期待で
きなく、上限値以上に添加してもそれ以上の効果はな
く、むしろ耐火被覆材の耐火性能を害する。
【0012】本発明においては上記成分の他に、必要に
応じて炭酸カルシウム、硅砂粉、粘度鉱物をそれぞれ5
0〜300重量部の範囲で加えるものとしても良い。
【0013】
【作用】本発明の耐火被覆材の耐火原理は、加熱時にお
いて水酸化化合物が分解吸熱反応を起こすが、この吸熱
作用と、これにより発生する水蒸気ガスによる不燃性ガ
ス層の形成による熱伝導の遅れの作用より成るものと考
えられる。
【0014】本発明において特筆すべきは、水ガラスを
適量、即ち水硬性セメント100重量部に対して40〜
300重量部という特定量配合することにより、従来水
ガラスの配合量がこの範囲外であったときにおいては得
られなかった、水蒸気ガスという不燃性ガスを水ガラス
による緻密なガラス膜により長時間耐火被覆材の間に留
めておくことができ、これにより、熱伝導の遅れの作用
をより高めることができることである。またさらに、6
50℃以上においては水蒸気ガスにより水ガラスは、無
水ケイ酸ナトリウムから水塩ケイ酸ナトリウムという粘
性を有する水和物に変化するため、さらに耐火被覆材よ
り水蒸気ガスの抜けることを遅らせ、これによっても耐
火性能は向上されるものであると考えられる。
【0015】
【実施例】以下、実施例、比較例を挙げて本発明を詳細
に説明する。なお、実施例及び比較例において、水硬性
セメントとしては白色セメント、水ガラスとしてはメタ
けい酸ナトリウム1種、水酸化化合物としては水酸化ア
ルミニウム、無機質軽量骨材としては黒曜石パーライ
ト、無機質繊維としては耐アルカリガラス繊維、再乳化
合成樹脂粉末としては酢酸ビニル共重合系再乳化合成樹
脂粉末を用いた。これらの配合率を各実施例、及び各比
較例毎に変え、これら材料を加水混練し得られた混合物
を、鉄骨を想定した100×100×1.5mmの鉄板
に15mm厚に塗布し、これを1000℃に加熱された
炉に曝し、内部鉄骨の平均温度が350℃に達するまで
の時間を求めた。
【0016】実施例 1〜7 表1に示すように、水ガラスの配合率をこの発明で規定
する範囲の下限値より上限値まで変化させ(実施例1〜
4)、またこの発明の必須成分以外の成分の添加量を変
化させた(実施例5〜7)ものである。実施例1〜7全
てにおいて、15mm厚耐火時間は60分を上回ってお
り、従来の60分耐火時間を達成するに必要とされた2
0mmを大きく下回る厚みで、十分な耐火性能が得られ
ることが分かる。
【0017】
【表1】 比較例 1〜2 表2に示すように、比較例1は実施例1と同様の配合率
で水酸化化合物のみを添加しない例である。この場合耐
火性能は著しく低下し、15mm厚耐火時間は31分で
あった。これにより、本発明による耐火被覆材の耐火原
理は水酸化化合物を欠くと成立しないことが分かる。ま
た、比較例2は、実施例1と同様の配合率で今度は水ガ
ラスのみを添加しないものとした例である。水酸化化合
物は実施例1と同量添加されているため、分解吸熱作用
及び水蒸気ガスの発生は同程度起こっているものと推測
されるが、15mm厚耐火時間は45分であった。これ
により、本発明による耐火被覆材の高い耐火性能は水酸
化化合物と水ガラスの相乗効果により得られているもの
であることが分かる。
【0018】
【表2】 また上記実施例より得られた耐火被覆材は、表面強度に
対してモルタルコンクリートに近いものであり、施工後
の飛散、剥離、脱落の恐れは全くないものであった。ま
た化粧性においては耐久性、耐候性に優れた白色系の耐
火被覆材が得られ、着色などを行う化粧作業にも適して
いるものであった。
【0019】
【発明の効果】本発明において特筆すべき点は、加熱時
において水酸化化合物が脱水反応を起こし発生する水蒸
気ガスを、適量添加された水ガラスによる緻密なガラス
膜により長時間耐火被覆材の間にとめておくことがで
き、これにより、熱伝導の遅れの作用をより高め、より
高い耐火性能を実現するものである。
【0020】従って耐火被覆材の施工厚みをより薄くす
ることが可能となり、従来二回吹きをしなければならな
かった吹き付け工事が、一回で済み、工期の短縮、作業
効率の向上、作業工程の簡略化、作業労働の軽減が可能
となるものである。
【0021】また水ガラス、再乳化合成樹脂粉末、水硬
性セメントを添加した場合はこれらの作用により表面強
度に対してモルタルコンクリートに近いものが出来るた
め、施工後の飛散、剥離、脱落の恐れは全くなく、柱部
において仕上げ作業にはセメント系フィラー等により表
面強度を補強する必要がない。このためセメント系フィ
ラーなどによる左官作業工程が省けるため、さらなる工
期の短縮、作業効率の向上、作業工程の簡略化、作業労
働の軽減が可能となる。また化粧性においては耐久性、
耐候性に優れた白色系の耐火被覆材であるため着色など
を行う化粧作業にも適しているものである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水硬性セメント100重量部に対して、
    水ガラス40〜300重量部、水酸化化合物20〜80
    0重量部の配合組成物からなることを特徴とする耐火被
    覆材。
  2. 【請求項2】 無機質軽量骨材を、水硬性セメント10
    0重量部に対して、5〜500重量部含むことを特徴と
    する請求項1記載の耐火被覆材。
  3. 【請求項3】 無機質繊維を、水硬性セメント100重
    量部に対して、1〜50重量部含むことを特徴とする請
    求項1または2に記載の耐火被覆材。
  4. 【請求項4】 再乳化合成樹脂粉末を、水硬性セメント
    100重量部に対して、1〜300重量部含むことを特
    徴とする請求項1ないし3のうちいずれか1に記載の耐
    火被覆材。
JP4189720A 1992-07-16 1992-07-16 水ガラス及び水酸化化合物による耐火被覆材 Expired - Lifetime JPH0825810B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10655670B2 (en) 2015-05-11 2020-05-19 Sri International Efficient bowden cable system

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US10655670B2 (en) 2015-05-11 2020-05-19 Sri International Efficient bowden cable system

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