JPH0811701B2 - 耐火被覆材 - Google Patents
耐火被覆材Info
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- JPH0811701B2 JPH0811701B2 JP5080335A JP8033593A JPH0811701B2 JP H0811701 B2 JPH0811701 B2 JP H0811701B2 JP 5080335 A JP5080335 A JP 5080335A JP 8033593 A JP8033593 A JP 8033593A JP H0811701 B2 JPH0811701 B2 JP H0811701B2
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- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
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- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高層ビル、駐車場等の
鉄骨構造物を火災等から保護するための耐火被覆材に関
する。
鉄骨構造物を火災等から保護するための耐火被覆材に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来鉄骨構造の高層ビル、駐車場等の鉄
骨等は、火災時高温により、軟化変形し、建物が崩壊す
るのを防ぐため、鉄骨の温度が高くならないように、耐
火被覆材で被覆することが規定されている。
骨等は、火災時高温により、軟化変形し、建物が崩壊す
るのを防ぐため、鉄骨の温度が高くならないように、耐
火被覆材で被覆することが規定されている。
【０００３】日本工業規格（ＪＩＳ）では、耐火試験法
を定めており、例えば１時間耐火試験法の場合、約１０
００℃に近い温度の炉中で１時間加熱し、被覆材で覆わ
れた鉄骨の温度が平均３５０℃以下、最高でも４５０℃
以下となるように規定されている。
を定めており、例えば１時間耐火試験法の場合、約１０
００℃に近い温度の炉中で１時間加熱し、被覆材で覆わ
れた鉄骨の温度が平均３５０℃以下、最高でも４５０℃
以下となるように規定されている。
【０００４】耐火被覆材として、単に断熱効果を奏する
材料、例えばロックウールを主体とする被覆材を用いた
場合には、定められた温度以下に鋼材を保つためには、
施工厚みを厚くせざるを得ないので、最近では、高温で
吸熱分解する材料を併用して、施工厚みを薄くする方法
が検討されている。
材料、例えばロックウールを主体とする被覆材を用いた
場合には、定められた温度以下に鋼材を保つためには、
施工厚みを厚くせざるを得ないので、最近では、高温で
吸熱分解する材料を併用して、施工厚みを薄くする方法
が検討されている。
【０００５】一般に耐火被覆材としては、次のような組
成のものが用いられている。 （１）無機結合材及び有機結合材 （２）吸熱分解する炭酸塩及び水酸化物 （３）断熱性を与えるための軽量骨材 （４）その他 無機結合材としては、ポルトランドセメント等の水硬性
セメントが、有機結合材としては高分子エマルジョン
が、吸熱分解する水酸化物としては水酸化アルミニウム
粉末が、炭酸塩としては、ＣａＣＯ3 、ＭｇＣＯ3 、Ｆ
ｅＣＯ3 、ＭｎＣＯ3 、ＣａＭｇ（ＣＯ3 ）2 等が、軽
量骨材としてはバーミキュライトやパーライトが用いら
れており、また、その他の成分としてはガラス繊維等が
用いられている（特公平２−２８５５５号公報）。
成のものが用いられている。 （１）無機結合材及び有機結合材 （２）吸熱分解する炭酸塩及び水酸化物 （３）断熱性を与えるための軽量骨材 （４）その他 無機結合材としては、ポルトランドセメント等の水硬性
セメントが、有機結合材としては高分子エマルジョン
が、吸熱分解する水酸化物としては水酸化アルミニウム
粉末が、炭酸塩としては、ＣａＣＯ3 、ＭｇＣＯ3 、Ｆ
ｅＣＯ3 、ＭｎＣＯ3 、ＣａＭｇ（ＣＯ3 ）2 等が、軽
量骨材としてはバーミキュライトやパーライトが用いら
れており、また、その他の成分としてはガラス繊維等が
用いられている（特公平２−２８５５５号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、吸熱材とし
てＭｇ（ＯＨ）2 を配合することにより耐火性に優れた
耐火被覆材を提供することを目的とする。
てＭｇ（ＯＨ）2 を配合することにより耐火性に優れた
耐火被覆材を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、水硬性セメン
ト、水酸化マグネシウム及びセメントの硬化遅延剤を必
須成分とし、必要に応じ軽量骨材、有機結合材及び繊維
状物質を加えてなる鉄骨構造物用耐火被覆材である。本
発明者等は、工業的に比較的安価に入手しうる吸熱材
（吸熱分解される物質）の分解温度と発生ガス及びその
発生割合について調査したところ、表１及び表２に示す
とおりであった。
ト、水酸化マグネシウム及びセメントの硬化遅延剤を必
須成分とし、必要に応じ軽量骨材、有機結合材及び繊維
状物質を加えてなる鉄骨構造物用耐火被覆材である。本
発明者等は、工業的に比較的安価に入手しうる吸熱材
（吸熱分解される物質）の分解温度と発生ガス及びその
発生割合について調査したところ、表１及び表２に示す
とおりであった。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】ところで、被覆材１の表面を１０００℃に
加熱した場合鋼材面２が３５０℃に達したときの温度勾
配は、図１に示すような形となるものと解される。図１
において１は耐火被覆材を２は鋼材を示す。一方、被覆
材中に吸熱材を配合した場合温度勾配は図２に示す如く
変化するものと考えられる。図２において、１は耐火被
覆材を２は鋼材を、３は吸熱材の分解温度を示す。即
ち、分解により発生したガスは、被覆材の高温の加熱面
を冷却しながら加熱面から吹き出すが吸熱分解の効果を
発揮する９００℃以上の部分は、図２の温度勾配から判
るように加熱面側の極く僅かな厚みだけであって、大部
分の炭酸カルシウムは９００℃以下、即ち吸熱分解を生
起する温度以下にあり、温度勾配は熱伝導率に支配さ
れ、鋼材温度は短時間に３５０℃に達してしまい、吸熱
効果を発揮することができない。従って吸熱材の分解温
度は、３５０℃に出来るだけ近いものが好ましいことと
なる。
加熱した場合鋼材面２が３５０℃に達したときの温度勾
配は、図１に示すような形となるものと解される。図１
において１は耐火被覆材を２は鋼材を示す。一方、被覆
材中に吸熱材を配合した場合温度勾配は図２に示す如く
変化するものと考えられる。図２において、１は耐火被
覆材を２は鋼材を、３は吸熱材の分解温度を示す。即
ち、分解により発生したガスは、被覆材の高温の加熱面
を冷却しながら加熱面から吹き出すが吸熱分解の効果を
発揮する９００℃以上の部分は、図２の温度勾配から判
るように加熱面側の極く僅かな厚みだけであって、大部
分の炭酸カルシウムは９００℃以下、即ち吸熱分解を生
起する温度以下にあり、温度勾配は熱伝導率に支配さ
れ、鋼材温度は短時間に３５０℃に達してしまい、吸熱
効果を発揮することができない。従って吸熱材の分解温
度は、３５０℃に出来るだけ近いものが好ましいことと
なる。
【００１１】また、吸熱分解により発生するガスの量の
面から考えた場合、発生するガスの量が多い程好ましい
こととなるが、同じ重量のガスを発生する場合、Ｈ2 Ｏ
の分子量はＣＯ2 の半分以下であるところから容量とし
てＨ2 Ｏが約２倍以上の量発生することになるので、吸
熱材としては水酸化物が好ましいことになる。このよう
な考えに基いて、吸熱材を選択すると表２に示す水酸化
物は分解温度が低くかつＨ2 Ｏガスを発生するので有利
である。
面から考えた場合、発生するガスの量が多い程好ましい
こととなるが、同じ重量のガスを発生する場合、Ｈ2 Ｏ
の分子量はＣＯ2 の半分以下であるところから容量とし
てＨ2 Ｏが約２倍以上の量発生することになるので、吸
熱材としては水酸化物が好ましいことになる。このよう
な考えに基いて、吸熱材を選択すると表２に示す水酸化
物は分解温度が低くかつＨ2 Ｏガスを発生するので有利
である。
【００１２】水酸化物の中ではＡｌ2 Ｏ3 ・３Ｈ2 Ｏ
は、２５０℃で２／３が分解し、５００℃で１／３が分
解するが２５０℃の温度は低過ぎ、また５００℃の温度
は高過ぎる。Ｃａ（ＯＨ）2 は空気中の炭酸ガスと反応
し、ＣａＣＯ3 に変化してしまうので好ましくなく、結
局水酸化マグネシウムが最も好ましいと考えられる。
は、２５０℃で２／３が分解し、５００℃で１／３が分
解するが２５０℃の温度は低過ぎ、また５００℃の温度
は高過ぎる。Ｃａ（ＯＨ）2 は空気中の炭酸ガスと反応
し、ＣａＣＯ3 に変化してしまうので好ましくなく、結
局水酸化マグネシウムが最も好ましいと考えられる。
【００１３】そこで次に示す配合割合で混合し適当量の
水を加えてペースト状にしたもので厚さ２０ｍｍの小試
験片を作成し、片面をＪＩＳ Ａ１３０４に定められた
方法で加熱し、その背面の昇温速度を比較した結果図３
に示すような結果が得られた。 バーミキュライト １０％ 吸熱材 ８０％ モビニール（樹脂粉末：ヘキスト（株）製） ９％ ガラス繊維 １％ 図３からわかるように水酸化マグネシウムが、背面の温
度が３５０℃の温度に達するまでの時間が最も長く有効
であることがわかった。
水を加えてペースト状にしたもので厚さ２０ｍｍの小試
験片を作成し、片面をＪＩＳ Ａ１３０４に定められた
方法で加熱し、その背面の昇温速度を比較した結果図３
に示すような結果が得られた。 バーミキュライト １０％ 吸熱材 ８０％ モビニール（樹脂粉末：ヘキスト（株）製） ９％ ガラス繊維 １％ 図３からわかるように水酸化マグネシウムが、背面の温
度が３５０℃の温度に達するまでの時間が最も長く有効
であることがわかった。
【００１４】耐火被覆材は鋼材に吹付又はコテ塗りで施
工されるため結合強度と共に鋼材への接着性が必要であ
る。しかしながら耐火性を与えるために使用される主原
料である吸熱材と軽量骨材は結合強度も鋼材への接着性
も殆んど無いので結合材が使用されるが、結合材を使用
した分だけ吸熱材と軽量骨材の使用量が少なくなるので
耐火性が低下するため結合材は補助的に使用する必要が
ある。
工されるため結合強度と共に鋼材への接着性が必要であ
る。しかしながら耐火性を与えるために使用される主原
料である吸熱材と軽量骨材は結合強度も鋼材への接着性
も殆んど無いので結合材が使用されるが、結合材を使用
した分だけ吸熱材と軽量骨材の使用量が少なくなるので
耐火性が低下するため結合材は補助的に使用する必要が
ある。
【００１５】結合材としては有機結合材と無機結合材が
用いられる。有機結合材としては合成樹脂エマルジョン
が用いられ、ポリアクリル酸エステル、ポリスチレン、
ポリ塩化ビニル、ポリ醋酸ビニル等の熱可塑性樹脂のエ
マジョンまたはこれらの粉末が用いられる。有機結合材
は稍弾力のある結合強度と接着性を付与するため耐火被
覆材が割れにくいという長所があるが、乾燥に伴い収縮
が大きくなることと、施工厚が厚くなる程水分が抜けに
くく硬化時間が長くなるという欠点がある。
用いられる。有機結合材としては合成樹脂エマルジョン
が用いられ、ポリアクリル酸エステル、ポリスチレン、
ポリ塩化ビニル、ポリ醋酸ビニル等の熱可塑性樹脂のエ
マジョンまたはこれらの粉末が用いられる。有機結合材
は稍弾力のある結合強度と接着性を付与するため耐火被
覆材が割れにくいという長所があるが、乾燥に伴い収縮
が大きくなることと、施工厚が厚くなる程水分が抜けに
くく硬化時間が長くなるという欠点がある。
【００１６】無機結合材としては、通常、ポルトランド
セメントやアルミナセメント等の水硬性セメントが用い
られ、硬い結合強度と接着性を与えるが、加熱された時
鋼材から剥離され易いという欠点がある。しかし耐火性
もあり、水和することにより収縮を小さくし、有機結合
材の硬化を促進するので、両者を適当に配合して用いる
ことが必要である。
セメントやアルミナセメント等の水硬性セメントが用い
られ、硬い結合強度と接着性を与えるが、加熱された時
鋼材から剥離され易いという欠点がある。しかし耐火性
もあり、水和することにより収縮を小さくし、有機結合
材の硬化を促進するので、両者を適当に配合して用いる
ことが必要である。
【００１７】ところで、吸熱材としては、前に述べたよ
うに水酸化マグネシウムが最も優れているが、結合材と
して用いられるセメントに対して硬化促進材としての性
質があるため、特に夏期高温時には、硬化が早過ぎて可
使時間が十分にとれないという問題がある。特に耐火被
覆材においては、吸熱材を大量に使用するため硬化促進
材としての性質を有する水酸化マグネシウムの使用は不
可能ではないかと考えられたが、セメントに対する硬化
遅延剤を少量用いることにより可使時間を十分にとりう
ることを見い出した。
うに水酸化マグネシウムが最も優れているが、結合材と
して用いられるセメントに対して硬化促進材としての性
質があるため、特に夏期高温時には、硬化が早過ぎて可
使時間が十分にとれないという問題がある。特に耐火被
覆材においては、吸熱材を大量に使用するため硬化促進
材としての性質を有する水酸化マグネシウムの使用は不
可能ではないかと考えられたが、セメントに対する硬化
遅延剤を少量用いることにより可使時間を十分にとりう
ることを見い出した。
【００１８】硬化遅延剤としては、グルコン酸、酒石
酸、硼酸等何れをも用い得るが硼酸の如き無機の硬化遅
延材を用いるのが好ましい。バーミキュライト１０重量
部、水酸化マグネシウム６０重量部、アルミナセメント
２０重量部、ガラス繊維１重量部、醋酸ビニル重合体の
乳化物（モビニール）９重量部（固形分として）の割合
で混合し水を加えた耐火被覆材の可使時間は３０分以下
であったが硼酸を０．５重量部配合した場合、１時間３
０分后でも施工可能であった。
酸、硼酸等何れをも用い得るが硼酸の如き無機の硬化遅
延材を用いるのが好ましい。バーミキュライト１０重量
部、水酸化マグネシウム６０重量部、アルミナセメント
２０重量部、ガラス繊維１重量部、醋酸ビニル重合体の
乳化物（モビニール）９重量部（固形分として）の割合
で混合し水を加えた耐火被覆材の可使時間は３０分以下
であったが硼酸を０．５重量部配合した場合、１時間３
０分后でも施工可能であった。
【００１９】また、耐火被覆材に微細な亀裂がはいるの
を防止するために、ガラス繊維、岩綿、パルプ繊維等を
少量配合するのが好ましく、また流動調節剤としての界
面活性剤等を配合してもよい。
を防止するために、ガラス繊維、岩綿、パルプ繊維等を
少量配合するのが好ましく、また流動調節剤としての界
面活性剤等を配合してもよい。
【００２０】本発明において用いる各成分の好ましい配
合割合を示すと次のとおりである。 水硬性セメント １５〜５０重量％ 水酸化マグネシウム ５０〜８５重量％ の混合物に対し、 軽量骨材 ５〜３０重量％ 繊維 １〜５ 重量％ 合成高分子エマルジョン ０．５〜１０重量％（固形分として） セメント硬化遅延剤 ０．１〜１ 重量％
合割合を示すと次のとおりである。 水硬性セメント １５〜５０重量％ 水酸化マグネシウム ５０〜８５重量％ の混合物に対し、 軽量骨材 ５〜３０重量％ 繊維 １〜５ 重量％ 合成高分子エマルジョン ０．５〜１０重量％（固形分として） セメント硬化遅延剤 ０．１〜１ 重量％
【００２１】
【実施例】以下、実施例を記載するが本発明は以下の実
施例により何等限定されるものではない。 実施例１ 次の表３に示す材料を表３に示す割合で混合した混合物
に適当量の水を加えてペースト状にしたものを鋼材上に
２０ｍｍの厚さに塗布し耐火性能及び作業性のテストを
行った。結果も表３に示す。
施例により何等限定されるものではない。 実施例１ 次の表３に示す材料を表３に示す割合で混合した混合物
に適当量の水を加えてペースト状にしたものを鋼材上に
２０ｍｍの厚さに塗布し耐火性能及び作業性のテストを
行った。結果も表３に示す。
【００２２】
【表３】
【００２３】表３に示す結果から本発明の耐火被覆材は
耐火性能において優れ、かつ、可使時間も十分であるこ
とがわかる。
耐火性能において優れ、かつ、可使時間も十分であるこ
とがわかる。
【図１】耐火被覆材の表面を１０００℃に加熱した場
合、鋼材表面が３５０℃に達するまでの温度勾配を示す
概念図。
合、鋼材表面が３５０℃に達するまでの温度勾配を示す
概念図。
【図２】吸熱材を配合した耐火被覆材の表面を１０００
℃に加熱した場合鋼材表面が３５０℃に達するまでの温
度勾配を示す概念図。
℃に加熱した場合鋼材表面が３５０℃に達するまでの温
度勾配を示す概念図。
【図３】吸熱材として消石灰、水酸化アルミニウム、及
び水酸化マグネシウムを用いた厚さ２０mmの試験片の片
面をＪＩＳ Ａ１３０４に定める方法で加熱した場合
の、各試験片の背面の昇温速度を比較した図。
び水酸化マグネシウムを用いた厚さ２０mmの試験片の片
面をＪＩＳ Ａ１３０４に定める方法で加熱した場合
の、各試験片の背面の昇温速度を比較した図。
１・・・耐熱被覆材、２・・・鋼材
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 14:38） Ｚ (72)発明者 林 徹浩 岡山県和気郡吉永町南方603 林ロザイ株 式会社内 (56)参考文献 特開 平４−317449（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−224837（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 水硬性セメント、水酸化マグネシウム及
びセメントの硬化遅延剤を必須成分とし、必要に応じ軽
量骨材、有機結合材及び繊維状物質を加えてなる鉄骨構
造物用耐火被覆材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5080335A JPH0811701B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 耐火被覆材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5080335A JPH0811701B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 耐火被覆材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06271365A JPH06271365A (ja) | 1994-09-27 |
| JPH0811701B2 true JPH0811701B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=13715396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5080335A Expired - Lifetime JPH0811701B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 耐火被覆材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0811701B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3019418B2 (ja) * | 1990-12-26 | 2000-03-13 | 日本曹達株式会社 | 難然剤および難然性樹脂組成物 |
| JP3143137B2 (ja) * | 1991-04-11 | 2001-03-07 | 電気化学工業株式会社 | 急硬材の凝結調整剤 |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5080335A patent/JPH0811701B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06271365A (ja) | 1994-09-27 |
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