JPH09314726A

JPH09314726A - 建築用耐火ボード

Info

Publication number: JPH09314726A
Application number: JP13231596A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Sakai; 正左海
Original assignee: STYLITE KOGYO KK
Current assignee: STYLITE KOGYO KK
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1996-05-27
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【目的】防火性能に優れ建築用耐火ボードの提供を目
的とする。【構成】建築用耐火ボードは、無機質系基板２の表面
に、エトリンジャイトを主たる成分とする耐火被覆層３
が積層されてなることを特徴とする。また、前記耐火被
覆層３は、エトリンジャイトの他に、１００〜１０００
℃で不燃性ガスを放出する無機化合物および／または酸
化チタンを含有するものであることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建築物の内外壁材、
床材、天井材等として使用される建築用耐火ボードに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】建築物の内外壁、床、天井等の材料の一
つとして、施工作業が簡単なセメントボード等の乾式材
料が用いられる。

【０００３】このようなボードを建築物の内外壁材、床
材、天井材等の不燃構造部材として使用するときには、
施工箇所に応じて建築基準法に定められた防火性能に関
する認可を受ける必要がある。例えば、木造建築の外壁
は、ＪＩＳＡ１３０２「建築物の不燃構造部分の防火
試験方法」の２級加熱試験に合格するように形成しなけ
ればならない。具体的には、外壁の一面側を所定温度に
３０分間加熱したとき、他面側が２６０℃を越えてはな
らないという条件を満たす必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
セメントボードでは材質的に防火性能が低いため、所定
の防火性能を満たすには必然的にボードを厚くする必要
があった。そのため、ボードは重くなって、施工作業に
手間がかかるとともに施工スペースの縮小化を図ること
ができないという問題点があった。勿論、施工したボー
ドの表面にさらにモルタル等を厚く塗工すれば、薄いボ
ードを使用しても所定の防火性能基準を満たすことはで
きるが、壁としての高重量化や施工スペースの縮小化へ
の困難性は依然として解消されないばかりか、高い熟練
度が必要で面倒な左官作業を必要とするため、施工作業
は全く簡素化されない。

【０００５】この発明は、上記従来技術の問題を解消
し、防火性能に優れ、ひいては従来のボードよりも厚さ
が薄くても所定の防火性能を備えた建築用耐火ボードの
提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の建築用耐火ボ
ードは、前記目的を達成するために、基本的に、無機質
系基板の表面に、エトリンジャイトを主たる成分とする
耐火被覆層が積層されてなることを特徴とするものであ
る。さらに、前記耐火被覆層は、エトリンジャイトと、
該エトリンジャイト１００重量部に対して、１００〜１
０００℃で不燃性ガスを放出する無機化合物５〜５００
重量部および／または酸化チタン０．０１〜５０重量部
を含有するものである。

【０００７】前記建築用耐火ボードにおいて、無機質系
基板の材質は、不燃性材料であってボードとしての強度
を有する限り特に限定されず、窯業系、非窯業系等のボ
ートを例示できる。無機質系基板の厚さは、薄すぎると
耐火ボードとしての強度が不足し、厚すぎると高重量化
を来すため、３〜１８ｍｍが好ましく、特に１０〜１５
ｍｍが好ましい。

【０００８】ここで、この発明の建築用耐火ボードの耐
火被覆層の耐火性能に関して説明する。

【０００９】一般に、耐火材の一面側を高温に加熱した
ときの、加熱経過時間と他面側の表面温度との関係は、
図２のグラフのように表される。すなわち、領域（ａ）
に示すように、加熱が開始されるとまず１００℃まで立
上がり、続いて領域（ｂ）に示すように耐火材に含まれ
る水分がすべて水蒸気ガスとなって放出されるまでの
間、水の気化によって水の沸点である１００℃で停滞
し、その後、領域（ｃ）に示すように時間の経過ととも
に温度が上昇していくこととなる。この事情から理解で
きるように、耐火材は、立上がり領域（ａ）および１０
０℃停滞領域（ｂ）が長いものほど、さらに温度上昇領
域（ｃ）の勾配が小さいものほど、耐火時間が長くなっ
て防火性能が優れているといえる。

【００１０】一方、この発明の建築用耐火ボードの耐火
被覆層の主成分であるエトリンジャイトとは、３ＣａＯ
・Ａｌ_２Ｏ_３・３ＣａＹ・ｘＨ_２Ｏ［Ｙ：ＳＯ_４，ＣＯ
_３、（ＮＯ_３）_２］なる化学式で示されるカルシウムと
アルミニウムの水和塩をいい、結晶骨格間に大きな空隙
を有し、かつその空隙に約４５〜５５重量％もの多量の
結晶水を含んだ水和度ｘの大きい鉱物性化合物である。
このようなエトリンジャイトは、天然に産出し、あるい
は人工的に合成することも可能であって、この発明にお
いてはそのいずれでも使用できる。また、産出状況また
は製法によって前記化学式の水和度ｘの値が異なり、い
かなる水和度のものでも、また水和度の異なるものを混
合しても使用できる。

【００１１】前記エトリンジャイトは、加熱されると前
記結晶水が６０℃付近で結晶骨格から遊離し始め、該結
晶水は不燃性の水蒸気ガスとして放出されるが、前述の
ように結晶水量が極めて多いために図２における１００
℃停滞域（ｂ）を延ばす効果がある。また、水とともに
練るとエナメル状になって硬化し、バインダとしても機
能する。

【００１２】また、１００〜１０００℃で不燃性ガスを
放出する無機化合物としては、該温度域で結晶水の放出
または分解反応により水蒸気ガスまたは炭酸ガスの不燃
性ガスを放出する無機化合物の水和物または無機炭酸
塩、あるいはこれらを主体とする鉱物を使用するが、そ
の重量の１０％以上を不燃性ガスとして放出するものが
好ましい。具体的には、２００〜２５０℃で水蒸気ガス
を生成する水酸化アルミニウム、約８００℃で炭酸ガス
を生成する炭酸カルシウム、約９００℃で水蒸気ガスを
生成するベントナイトおよびセピオライト、約１５０℃
で水蒸気ガスおよび炭酸ガスを生成する重曹、約４００
℃で水蒸気ガスを生成する水酸化マグネシウム等を例示
でき、これらのうちの１種を単独で使用しても良く、ま
た２種以上を併用しても良い。

【００１３】前記無機化合物においては、不燃性ガスが
生成している間はガス生成のために熱が奪われるために
温度上昇が抑制され、図２の温度上昇域（ｃ）における
温度勾配が小さくなる。このような無機化合物の配合量
は、前記エトリンジャイト１００重量部に対して５重量
部未満では前記温度勾配を小さくする効果が殆どなく、
また５００重量部を超えると相対的に前記エトリンジャ
イトの配合量が少なくなって１００℃停滞域（ｂ）の延
長効果が減少するとともに硬化も困難になる。したがっ
て、無機化合物の配合量は、エトリンジャイト１００重
量部に対して５〜５００重量部の範囲とする必要があ
る。特に好ましい配合量は５０〜４００重量部である。

【００１４】前記酸化チタンは、高温域においても非常
に安定で分解せず、輻射熱を遮断して耐火材の熱伝導率
を下げる効果がある。したがって、図２の１００℃まで
の立上がり域（ａ）以降の全領域で耐火時間を延ばす効
果がある。また、酸化チタンの粒度は特に限定されるも
のではないが、耐火被覆用組成物の均一混合を図るため
に平均粒径１．０ｍｍ程度以下のものが望ましい。この
ような酸化チタンの配合量は、前記エトリンジャイト１
００重量部に対して０．０１重量部未満では熱伝導率を
低下させる効果が殆どなく、また５０重量部を超えて配
合しても熱伝導率低下効果が飽和するため多量に配合す
る意味がない。したがって、酸化チタンの配合量はエト
リンジャイト１００重量部に対して０．０１〜５０重量
部の範囲とする必要がある。特に好ましい配合量は５〜
２０重量部である。

【００１５】また、前述の各成分の他に耐火被覆層の機
能向上のための諸材料を、耐火性能を阻害しない範囲内
で任意に配合しても良い。例えば、強度向上およびコス
トダウンのために水硬性セメントを、軽量化を促進する
ために黒曜石パーライト、真珠岩パーライト、焼成バー
ミキュライト、シラスバルーン等の軽量骨材を、強度向
上のために水ガラスを、亀裂を防止するために耐アルカ
リガラス繊維、セラミックファイバー等の繊維類を、施
工作業性の向上のために保水剤等を配合することができ
る。また、エトリンジャイトは混練物を急硬させる作用
があるため、施工作業性の向上のために適宜硬化遅延剤
を添加することが好ましい。これらの任意配合材料は、
２種以上を併用することもできる。

【００１６】前記耐火被覆層の厚さは、薄すぎると防火
性能が不足し、また厚すぎると高重量化を来すため、
０．５〜１０ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。特に
好ましくは、３〜８ｍｍである。

【００１７】

【作用】この発明にかかる建築用耐火ボードは、耐火ボ
ードとしての必要な強度は無機質系基板によって得られ
る一方、該基板に積層された耐火被覆層によって優れた
防火性能が得られる。

【００１８】即ち、建築用耐火ボードが加熱されると、
耐火被覆層の構成成分であるエトリンジャイトの結晶水
が約６０℃という低温域で遊離し始め、水蒸気ガスが生
成され放出されている間は、その吸熱作用によって耐火
被覆層の温度上昇が抑制されて１００℃で停滞する。し
かも、エトリンジャイトの含水量はは４５〜５５重量％
と極めて大きいため、図２における１００℃停滞域
（ｂ）は長くなり耐火時間を延ばすことができる。

【００１９】また、無機化合物は１００〜１０００℃の
温度域で吸熱して結晶水の放出または分解反応を起こ
し、その吸熱作用により耐火被覆材の温度上昇が抑制さ
れ、構造部材の温度上昇は１００℃以上の温度域、すな
わち図２における温度上昇域（ｃ）における温度勾配を
小さくして耐火時間を延ばすことができる。このような
無機化合物をエトリンジャイトと併用することによっ
て、エトリンジャイトを単独で使用する場合に比べて相
乗的に優れた耐火性能を発現する。

【００２０】また、前記エトリンジャイトおよび無機化
合物に起因する不燃性ガスは、生成時の吸熱作用のみな
らず、不燃性ガス層を形成することによって熱伝導を遅
らせることとなり、この点でも耐火性能を向上させう
る。

【００２１】さらに、酸化チタンは輻射熱を遮断して熱
伝導率を下げるため、加熱直後から耐火時間を延ばす効
果がある。このような酸化チタンを配合することによ
り、エトリンジャイトを単独で使用する場合や、エトリ
ンジャイトおよび無機化合物の混合物を使用する場合に
比べて相乗的に優れた耐火性能を発現する。

【００２２】

【実施例】次に、この発明に係る建築用耐火ボードの具
体的実施例について説明する。

【００２３】耐火被覆層を構成する耐火材料として、含
水量４６重量％のエトリンジャイトと、不燃性ガスを放
出する無機化合物として平均粒径０．１ｍｍの水酸化ア
ルミニウム、平均粒径０．１ｍｍの炭酸カルシウム、平
均粒径０．２ｍｍのベントナイト、平均粒径１ｍｍのセ
ピオライト、平均粒径０．１ｍｍの重曹および平均粒径
０．１ｍｍの水酸化マグネシウムと、平均粒径１μｍの
酸化チタンとを用い、さらに耐アルカリガラス繊維を用
いた。

【００２４】また、無機質系基板は、ポルトランドセメ
ント１００重量部に対して細骨材５０重量部を混合して
混練し、所定寸法、所定厚さに成形したセメントボード
を用いた。

【００２５】［建築用耐火ボードの実施例］図１は、建
築用耐火ボード（１）の縦断面図である。この建築用耐
火ボード（１）は、幅９００ｍｍ×長さ１８００ｍｍ×
厚さ１２．５ｍｍのセメントボード（２）の一面側に、
厚さが１ｍｍの耐火被覆層（３）が積層されてなるもの
である。前記耐火被覆層（３）は、前記耐火材料を後掲
の表１の実験例８に示す割合で混合し、混合物２５ｋｇ
につき水１３リットルを加えて混練し、混練物を前記セ
メントボード（２）の片面に１ｍｍ厚に塗り、温度２５
℃、湿度７０％で２８日間養生硬化させたものである。

【００２６】［建築用耐火ボードの防火性能試験］次
に、本発明に基づく建築用耐火ボードの防火性能に関す
る実験例について説明する。

【００２７】まず、表１に示す厚さのセメントボードを
準備した。

【００２８】その一方で、前記耐火材料を表１の各例に
示す割合で混合し、各混合物２５ｋｇにつき水１３リッ
トルを加えて混練した。そして、混練物を前記セメント
ボードに表１に示す厚さに塗工し、温度２５℃、湿度７
０％で２８日間養生硬化させることにより試験体（耐火
ボード）を作製した。

【００２９】このようにして作製した各試験体に対し、
耐火被覆層側およびセメントボード側の両表面に熱電対
を取り付けて、耐火被覆層側の面を、ＪＩＳＡ１３０
２の「建築物の不燃構造部分の防火試験方法」の２級加
熱試験の温度条件にしたがって３０分間加熱し、そのと
きのセメントボード側表面の最高温度を測定した。

【００３０】その測定結果を、ＪＩＳＡ１３０２の合
否結果と併せて表１に示す。

【００３１】

【表１】表１の試験結果から明らかなように、各実施例はいずれ
もＪＩＳＡ１３０２の基準を満たすものであって、優
れた防火性能を有していることを確認し得た。また、耐
火被覆層の耐火性が優れているため、セメントボードの
みからなる比較例のボードと同等の防火性能を得るので
あれば、ボード厚さを薄くでき、ボードの軽量化を図る
ことができることも確認できた。また、１００〜１００
０℃で不燃性ガスを放出する無機化合物や酸化チタンを
併用することにより、最高温度が低下し、なお一層防火
性能が向上することを確認し得た。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明の建築用耐火ボ
ードは、無機質系基板の表面に、エトリンジャイトを主
たる成分とする耐火性能の優れた耐火被覆層が積層され
ており、耐火ボードとしての強度は無機質系基板によっ
て十分に得られるから、耐火被覆層は所定の防火性能に
必要な厚さに形成すればよく、従来のボードよりも薄く
形成することができる。そのため、所定の耐火性能を保
持しつつ、耐火ボードを薄肉軽量化することができ、施
工作業性を向上させるとともに、施工スペースの縮小化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例にかかる建築用耐火ボードの
縦断面図である。

【図２】耐火材の一面側加熱時において、加熱経過時間
と、耐火材の他面側の表面温度との関係を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１…建築用耐火ボード２…無機質系基板（セメントボード）３…耐火被覆層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機質系基板の表面に、エトリンジャイ
トを主たる成分とする耐火被覆層が積層されてなること
を特徴とする建築用耐火ボード。
【請求項２】無機質系基板の表面に、エトリンジャイ
トと、該エトリンジャイト１００重量部に対して１００
〜１０００℃で不燃性ガスを放出する無機化合物５〜５
００重量部とを含有する耐火被覆層が積層されてなるこ
とを特徴とする建築用耐火ボード。
【請求項３】無機質系基板の表面に、エトリンジャイ
トと、該エトリンジャイト１００重量部に対して酸化チ
タン０．０１〜５０重量部とを含有する耐火被覆層が積
層されてなることを特徴とする建築用耐火ボード。
【請求項４】無機質系基板の表面に、エトリンジャイ
トと、該エトリンジャイト１００重量部に対して１００
〜１０００℃で不燃性ガスを放出する無機化合物５〜５
００重量部および酸化チタン０．０１〜５０重量部とを
含有する耐火被覆層が積層されてなることを特徴とする
建築用耐火ボード。