JPH0718197B2 - 鉄骨の耐火被覆工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は構造物の鉄骨に対する耐火被覆工法に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来の耐火被覆工法としては、以下のような工法があ
る。

（ａ） ロックウール吹付工法（第11図参照） セメントモルタルを結合材としてロックウール21を鉄骨
２に直接吹付ける方法であり、湿式現場施工となる。

耐火性能の決定要因は吹付ロックウール21の厚みであ
り、耐火２時間に必要とする厚みは45mmとされている。

（ｂ） ケイカル板張付工法（第12図参照） 硅酸カルシュウム成形板（ケイカル板）22をボルトナッ
ト、釘などで相互に結合する方法であり、乾式現場施工
となる。

耐火性能の決定要因はケイカル板22の厚みと密度であ
り、耐火２時間に必要とする厚みは35〜45mmとされてい
る。

（ｃ） セラミックフェルト貼付工法（第13図および第
14図参照） マット状のセラミックフェルト23を金網24とピン25で鉄
骨２に止める方法であり、乾式プレ施工となる。

耐火性能の決定要因はセラミックフェルト23の厚みと密
度であり、耐火２時間に必要とする厚みは60mmとされて
いる。

なお、特開昭61-156459号公報にはロックウールフェル
トまたはグラスフールフェルトとセラミック繊維フェル
トとを組み合わせたものが開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ロックウール吹付工法の場合、施工性に関しては、吹付
けの厚さが不均一になる、フランジなどの突出部でロッ
クウールが脱落しやすい、足場や養生を必要とするとい
った問題があり、経済性に関しては、材料費が安い代わ
りに、足場、養生費、さらに人件費が嵩むといった問題
がある。

ケイカル板張付工法の場合、施工性に関しては、ケイカ
ル板の現場での切断、張付けなどに工期を要し、省力化
が困難である、現場に切断場所、材料ストック場所を必
要とするなどの問題があり、経済性に関しては、材料
費、施工費とも高くつくといった問題がある。

セラミックフェルト貼付工法の場合、施工性に関して
は、材料が厚くなり細部の施工性が劣る、吸水材であ
り、建方時に降雨があると影響が大であるといった問題
があり、経済性に関しては、材料費が高いといった問題
がある。

本発明は従来技術における上述のような問題点の解決を
図ったものである。

〔課題を解決するための手段〕

本願の請求項１の耐火被覆工法は、断熱材としてのフェ
ルト材および金属箔を、金属箔が外側となるよう積層
し、金属箔より内側に熱可溶性材料により密封された吸
熱材を設けてなる耐火被覆材を、構造物の鉄骨に金属箔
が表側になるように押し当て、スタッドピンを金属箔の
外側から耐火被覆材を貫通させ、その先端を鉄骨表面に
抵抗溶接等で溶植し、固定することを特徴としたもので
ある。

本発明の耐火被覆工法に使用する耐火被覆材は、断熱材
と吸熱材と金属箔とから構成されるもので、基本的に
は、断熱材としてセラミック繊維フェルトを用い、これ
に水などの吸熱材を混入し（請求項２に対応）、または
積層し（請求項３に対応）、フェルト材の一方の面にス
テンレスなどの金属箔を無機接着剤などで接着積層した
ものである。

断熱材としては融点の高いセラミック繊維フェルトが最
も望ましいが、グラスウールでもよく、また適用される
構造物の雰囲気温度が低い場合には、ロックウールでも
よい。

吸熱材としては、気化熱量の大きい水がよく、澱粉など
含水率の高いゲル状のものでもよい。吸熱材である水
は、長期間にわたって常温で保持される際に、気散しな
いように有機材料で作られたカプセル（請求項２に対
応）またはシート状セル内（請求項３に対応）に封入し
ておく。

性能および施工性の点からカプセル径は１〜20mm程度が
望ましい。有機カプセルまたはシート状セルは50〜200
℃の温度で融けて、封入された吸熱材を流出させるもの
であればよく、フェルト中に分散して保持するためには
前者を、フェルトと積層するためには後者を用いる。

金属箔は美観および耐熱性の点でステンレス箔が望まし
く、アルミ箔、亜鉛メッキ鋼箔でもよい。箔の厚さは、
加工および施工がしやすいように、30〜50μｍ程度がよ
い。

本願の請求項４の鉄骨の耐火被覆工法は、吸熱材として
の液体を多数のセルに密封した熱可溶性シートを用いる
場合において、請求項３の場合のようにあらかじめ熱可
溶性シートと断熱材および金属箔を積層して一体化して
おくのではなく、構造物の鉄骨に対し、現場または工場
において吸熱材としての液体を多数のセルに密封した熱
可溶性シート、断熱材としてのフェルト材、および金属
箔を、金属箔が外側となるよう積層し、その後にスタッ
ドピンを金属箔の外側から断熱材および吸熱材を密封し
た熱可溶性シートを貫通させ、先端を鉄骨表面に溶植
し、固定するものである。熱可溶性シートと、断熱材を
別個に扱えるため、個々の取扱いは容易となる。

〔作用〕 断熱材の機能 断熱材の低熱伝導率を利用して火災発生時の断熱効果を
得ることができる。

吸熱材の機能 吸熱材の吸熱反応を利用し、火災発生時、鉄骨表面温度
の昇温を遅延させることができる。

第10図は定熱量試験（ガス流量一定）として、セラミッ
ク繊維フェルトの表面にステンレス箔を積層し、そのま
ま鉄板に取付けたものと、そのセラミック繊維フェルト
に重量で４倍の水を含浸させたたものとを、火炎であぶ
り、時間と鉄板表面の温度とを座標軸にとり、比較した
ものである。図より、水を含むことによって温度上昇が
100℃前後で停滞することが分かる。

金属箔の機能 金属箔は吸熱材の流出または水蒸気吹き出しを鉄骨部材
側に規制する。また、火災発生時に、断熱材の落下を防
止する。さらに、表層をクリーンに保ち、粉塵などの発
生も防止する。

施工の容易性および施工における損傷の防止 吸熱材、断熱材、金属箔は特殊な切断工具を用いなくと
も、ナイフ、包丁、ハサミなどの簡単な工具で容易に切
断することができる。

吸熱材はカプセルまたはシート状セル内に封入されてお
り、断熱材も薄くなるため、鉄骨の端部、角部、曲面
部、屈曲部などへの被覆が効率よく行える。

本発明の工法では、スタッドピンを金属箔の外側から貫
通させて断熱材等を固定するが、耐火被覆材全体が薄く
なることと、耐火被覆材を鉄骨に押し当てた状態でスタ
ッドピンを刺せばよいことから、金属箔に生ずる孔も小
さく、破れもないため、火災時等の金属箔側からの吸熱
材の流出や水蒸気吹き出しを最小限に抑えることができ
る。

また、吸熱材はカプセルまたはシート状セル内に封入さ
れているため、スタッドピンを金属箔の外側から貫通さ
せる際、カプセルまたはシート状セルの一部を突き破っ
たとしても、吸熱材の漏出は微量であり、耐火性能上問
題は生じない。

さらに、耐火被覆材の施工は、鉄骨加工時、建方時、建
方後のいずれの工程でも可能で、乾式であり、養生も不
要である。また、表面が金属箔に覆われ、施工時に粉塵
の発生がなく、作業者の健康を害する恐れもない。耐火
被覆材はマット状に形成されるため、作業が簡単であ
り、特殊な技能を必要としない。

〔実施例〕

次に、図示した実施例について説明する。

第１図および第２図は本発明の耐火被覆工法における耐
火被覆材１の取付けの様子を示したもので、第３図およ
び第４図にはそれぞれ吸熱材４の封入をカプセル方式と
した場合と、シート状セル方式とした場合の構造を断面
として示してある。第１図および第２図中、２は建築構
造物の柱または梁を構成する鉄骨であり、３はスラブ、
11は耐火被覆材１を固定するためのスタッドピンであ
る。

カプセル方式は、例えば第５図に示すように、直径１〜
20mm程度の有機材料からなる球状カプセル材７に、吸熱
材４としての水を封入したもので、これを必要量（例え
ば、断熱材５の重量の２倍または４倍程度）、断熱材５
としての厚さ10〜30mmのセラミック繊維フェルト内に混
入する。

断熱材５の外側には金属箔６としての厚さ30〜50μｍの
ステンレス箔が無機接着剤で接着剤積層されており、主
として火災時の吸熱材４の流出および発生蒸気の逸散を
防止する。

吸熱材４としては、コスト面等において水が最適である
が、水の代わりにカプセル材７への封入が容易なゲル状
澱粉などを使用してもよい。

カプセル材７は50〜200℃の温度で融ける熱可溶性の有
機材料で形成され、上述の球状のものに限らず、第６図
〜第８図に示すような種々の容器形状のものも使用する
ことができる。この場合、カプセル材７の蓋８は溶着式
でもよいし、ネジ式でもよい。

第３図の例では、上述のように構成した吸熱材４を密封
した熱可溶性粒状体７′を断熱材４の厚み内に混入し、
外側に金属箔６を貼付した耐火被覆材１を鉄骨２表面に
押し当て、スタッドピン11で固定している。スタッドピ
ン11は金属箔６の外側から耐火被覆材１を貫通させ、抵
抗溶接などにより、先端が鉄骨２表面に溶植される。

シート状セル方式は、例えば第９図（ａ），（ｂ）に示
すように、有機材料からなる２枚の薄いシート９の間に
水などの吸熱材を封入したもので、縦横格子状に溶着さ
せることにより、一辺が数十mm程度の多数の矩形のセル
10を形成している。シート状セルの吸熱材４を封入した
状態での厚さは１〜20mm程度が望ましい。

多数のセル10を形成し、各セル10に吸熱材４を封入する
形式としたことにより、任意の大きさに分割することが
でき、鉄骨２の表面に貼付する場合も、寸法合わせが容
易である。

また、あらかじめ、断熱材５および金属箔６と積層し、
一体化してある場合も、任意の位置で切断した場合の吸
熱材４の流出量が少なく、特に性能を損なうことなく、
施工性のよい耐火被覆材１が得られる。

第４図の例では、上述のように構成した吸熱材４を密封
した熱可溶性シート９′と、断熱材５および金属箔６
を、無機接着剤を用いて接着積層してなる耐火被覆材１
を鉄骨２に金属箔６が表側になるように貼付し、スタッ
ドピン11の溶植により固定している。

なお、吸熱材４、断熱材５および金属箔６は必ずしも、
耐火被覆材１として一体化されたものを固定する必要は
なく、現場または工場で順次貼付または固定してもよ
い。

また、吸熱材４を密封した熱可溶性シート９′と、断熱
材５はサンドイッチ状に積層し、外表面に金属箔６を設
けてもよい。

〔発明の効果〕 耐火被覆材が吸熱材、断熱材、金属箔とで構成さ
れ、吸熱材の昇温停滞効果により、従来の工法における
被覆材に比べ、薄く、しかも均一なものとなる。

外側の金属箔は、火災時等に吸熱材の流出または水
蒸気吹き出しを鉄骨部材側に規制する機能も有し、本願
発明の工法では、スタッドピンを金属箔の外側から貫通
させて断熱材等を固定するため、その際に金属箔に生ず
る孔が小さく、破れも生じないため、金属箔側からの吸
熱材の流出や水蒸気吹き出しを最小限に抑え、吸熱材の
効果を最大限に発揮させることができる。

吸熱材はカプセルまたはシート状セル内に封入され
ており、断熱材も薄くなるため、鉄骨の端部、角部、曲
面部、屈曲部などへの被覆が効率よく行える。また、吸
熱材、断熱材、金属箔は特殊な切断工具を用いなくと
も、簡単な工具で容易に切断することができる。

吸熱材がカプセルまたはシート状セル内に封入され
ているため、スタッドピンを金属箔の外側から貫通させ
る際、カプセルまたはシート状セルの一部を突き破った
としても、吸熱材の漏出は微量であり、耐火性能上問題
は生じない。

耐火被覆材の施工は、鉄骨加工時、建方時、建方後
のいずれの工程でも可能で、乾式であり、養生も不要で
ある。

請求項２、３の場合、吸熱材、断熱材および金属箔
が耐火被覆材としてあらかじめ一体化され、外側が金属
箔で覆われているため、建方時等に降雨の影響を受ける
ことが少なく、施工時の粉塵の発生もなく、作業条件の
向上が図れる。

請求項４の場合、吸熱材を密封した熱可溶性シー
ト、断熱材、および金属箔を現場または工場において順
次積層するため、これらをあらかじめ一体のマット状に
形成した場合に比べ、個々の取扱いが容易であり、鉄骨
に密着させた取付けが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の耐火被覆工法の一実施例における耐火
被覆構造を示す斜視図、第２図は耐火被覆材の固定方法
の一例を示す鉛直断面図、第３図は吸熱材をカプセル方
式で混入した場合の要部の鉛直断面図、第４図は吸熱材
をシート状セル方式で取付けた場合の要部の鉛直断面
図、第５図は吸熱材を封入するためのカプセル材の一例
を示す鉛直断面図、第６図（ａ），（ｂ）はカプセル材
の他の例を示す鉛直断面図および水平断面図、第７図
（ａ），（ｂ）はカプセル材のさらに他の例を示す鉛直
断面図および水平断面図、第８図（ａ），（ｂ）はカプ
セル材のさらに他の例を示す鉛直断面図および水平断面
図、第９図（ａ），（ｂ）は吸熱材を封入するためのシ
ート状セルの一例を示す平面図および断面図、第10図は
定熱量試験結果を示すグラフ、第11図は従来例としての
ロックウール吹付工法を示す鉛直断面図、第12図は従来
例としてのケイカル板張付工法を示す鉛直断面図、第13
図および第14図は従来例としてのセラミックフェルト貼
付工法を示す鉛直断面図および斜視図である。 １……耐火被覆材、２……鉄骨、３……スラブ、４……
吸熱材、５……断熱材、６……金属箔、７……カプセル
材、７′……熱可溶性粒状体、８……蓋、９……シー
ト、９′……熱可溶性シート、10……セル、11……スタ
ッドピン

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断熱材としてのフェルト材および金属箔
   を、金属箔が外側となるよう積層し、該金属箔より内側
   に熱可溶性材料により密封された吸熱材を設けてなる耐
   火被覆材を、構造物の鉄骨に前記金属箔が表側になるよ
   うに押し当て、スタッドピンを前記金属箔の外側から前
   記耐火被覆材を貫通させ、先端を鉄骨表面に溶植し、固
   定することを特徴とする鉄骨の耐火被覆工法。
2. 【請求項２】前記耐火被覆材は、吸熱材としての液体を
   密封した熱可溶性粒状体を混入した断熱材としてのフェ
   ルト材と金属箔を、金属箔が外側となるよう積層したも
   のである請求項１記載の鉄骨の耐火被覆工法。
3. 【請求項３】前記耐火被覆材は、吸熱材としての液体を
   多数のセルに密封した熱可溶性シートと、断熱材として
   のフェルト材および金属箔を、金属箔が外側となるよう
   接着積層したものである請求項１記載の鉄骨の耐火被覆
   工法。
4. 【請求項４】構造物の鉄骨に対し、吸熱材としての液体
   を多数のセルに密封した熱可溶性シート、断熱材として
   のフェルト材、および金属箔を、金属箔が外側となるよ
   う積層し、さらにスタッドピンを前記金属箔の外側から
   前記断熱材および吸熱材を貫通させ、先端を鉄骨表面に
   溶植し、固定することを特徴とする鉄骨の耐火被覆工
   法。