JPH11116357A

JPH11116357A - 耐火被覆構造体

Info

Publication number: JPH11116357A
Application number: JP27744597A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Watanabe; 一雄渡邊; Shinji Kawabe; 伸二河辺
Original assignee: Kikusui Kagaku Kogyo KK; Kowa Chemical Industry Co Ltd; Nippon Kasei Chemical Co Ltd; Fujikawa Kenzai Kogyo Ltd; Onoda Co Ltd; Suzuka Fine Co Ltd; Nihon Kasei Co Ltd
Current assignee: Kikusui Kagaku Kogyo KK; Kowa Chemical Industry Co Ltd; Nippon Kasei Chemical Co Ltd; Fujikawa Kenzai Kogyo Ltd; Onoda Co Ltd; Suzuka Fine Co Ltd; Nihon Kasei Co Ltd
Priority date: 1997-10-09
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】高強度コンクリートの爆裂を効果的に防止す
ることができる耐火被覆材を備えた耐火被覆構造体を提
供すること。【解決手段】耐火被覆構造体の高強度コンクリートの
表面を覆う実施例１−７の耐火被覆材は、無機質結合材
としてポルトランドセメント１００重量部、吸熱物質と
して水酸化アルミニウム４９重量部、無機質軽量骨材と
してパーライト３６．５重量部及び膨張バーミキュライ
ト２７．５重量部、有機質軽量骨材として発泡スチレン
１６重量部、その他粉末エマルション３．７重量部、水
溶性樹脂及びガラス繊維の合計量５．０重量部からなる
耐火被覆材である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度コンクリー
トを用いて製造された建築物等を火災等から保護する耐
火被覆構造体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、建築材料として、例えば普通
コンクリートや軽量コンクリートと呼ばれる通常のコン
クリートが多く使用されている。この通常のコンクリー
トの強度レベル（設計基準強度）は、普通コンクリート
で２７０ｋｇｆ／ｃｍ²以下、軽量コンクリートで２４
０ｋｇ／ｃｍ²以下である。

【０００３】また、前記の通常のコンクリートに対し
て、近年では、より圧縮強度の大きな高強度コンクリー
ト及び超高強度コンクリート（以下高強度コンクリート
と総称する）を用いて建物を建築する研究が行われてい
る。この高強度コンクリートは、通常のコンクリートよ
り非常に緻密であり、その圧縮強度は普通コンクリート
の数倍と大きなものである。例えば高強度コンクリート
の強度は４００〜６００ｋｇｆ／ｃｍ²、超高強度コン
クリートの強度は６００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ²にも
達する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この高強度コンクリー
トを採用すると、従来より高層の建築物に対してもコン
クリートが使用できるので、鉄骨の負担が軽減され、工
期の短縮、低コスト化等の利点があるが、解決すべき課
題もある。

【０００５】つまり、従来の通常のコンクリートの場合
は、内部に水分を多く含んでいるが、それほど緻密では
ないため、火災時に高温に晒されたときでも、温度上昇
に伴ってコンクリートから水分が抜け出ることができ
る。そのため、高温となった水分によるコンクリートの
爆裂の恐れがないので、通常はコンクリートの表面に耐
火被覆は施されていない。

【０００６】それに対して、高強度コンクリートの場合
は、非常に緻密であるので、火災時に高温に晒されたと
きには、コンクリートから水分が抜け出る速度が遅い。
そのため、例えば４００〜５００℃の温度範囲に加熱さ
れると爆裂する恐れがあるので、耐火被覆を施す必要が
あるが、適当な耐火被覆の研究がなされていないのが現
状である。

【０００７】本発明は、高強度コンクリートの爆裂を効
果的に防止することができる耐火被覆材を備えた耐火被
覆構造体を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の請求項１の発明は、高強度コンクリートの表面に、耐
火被覆材を備えた耐火被覆構造体であって、前記耐火被
覆材が、少なくとも水硬性セメントを含む無機質結合材
１００重量部に対し、吸熱物質１５重量部〜５００重量
部，無機質軽量骨材１０重量部〜２００重量部，有機質
軽量骨材２重量部〜２０重量部からなることを特徴とす
る耐火被覆構造体を要旨とする。

【０００９】請求項２の発明は、前記無機質結合材が、
水硬性石灰、天然セメント、ポルトランドセメント、ア
ルミナセメント、石灰混合セメント、エトリンジャイ
ト、混合ポルトランドセメント、及び高硫酸塩スラグセ
メント等の水硬性セメントから選択される１種以上を含
むことを特徴とする前記請求項１記載の耐火被覆構造体
を要旨とする。

【００１０】請求項３の発明は、前記無機質結合材が、
更に、石膏、マグネシアセメント、及びドロマイト等の
気硬性セメントから選択される１種以上を含むことを特
徴とする前記請求項２記載の耐火被覆構造体を要旨とす
る。

【００１１】請求項４の発明は、前記吸熱物質が、水酸
化アルミニウム、ギブザイトミネラル、ボーマイト、及
びジアスポール等の酸化アルミニウムの水和物、斜方沸
石、ヒューランダイト、及びモルデナイト等のゼオライ
ト物質、アロファン、ハロイサイト、非発泡ひる石、及
び発泡ひる石等のシリカ−アルミナ物質、ブルサイト及
びアタパルジャイト等のマグネシア物質、サテンホワイ
ト、エトリンジャイト、ドロマイト、及び硼酸等の他の
物質から選択される１種以上であることを特徴とする前
記請求項１〜３のいずれか記載の耐火被覆構造体を要旨
とする。

【００１２】請求項５の発明は、前記無機質軽量骨材
が、膨張バーミキュライト、パーライト、膨張頁岩、軽
石、シラスバルーン、シリカゲル発泡物、スラグの造粒
発泡物、ガラス肩の造粒発泡物、粘土粉体を利用した造
粒発泡物から選択される１種以上であることを特徴とす
る前記請求項１〜４のいずれか記載の耐火被覆構造体を
要旨とする。

【００１３】請求項６の発明は、前記有機質軽量骨材
が、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレン−酢酸
ビニル共重合物、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリ
塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、天然ゴム、及び合成
ゴム等の発泡物から選択される１種以上であることを特
徴とする前記許請求項１〜５のいずれか記載の耐火被覆
構造体を要旨とする。

【００１４】請求項７の発明は、前記有機質軽量骨材の
粒径範囲が、０．３〜２．５ｍｍであることを特徴とす
る前記許請求項１〜６のいずれか記載の耐火被覆構造
体。請求項８の発明は、高強度コンクリートの表面に、
耐火被覆材を備えた耐火被覆構造体であって、前記耐火
被覆材が、少なくとも水硬性セメントを含む無機質結合
材１００重量部に対し、吸熱物質１５重量部〜５００重
量部，無機質軽量骨材と有機質軽量骨材を２：１〜２
０：１の割合により配合した軽量骨材１２重量部〜２２
０重量部からなり、かつ、前記無機質結合材及び吸熱物
質を合計した１００容積部に対し前記軽量骨材が１００
〜３００容積部であることを特徴とする耐火被覆構造体
を要旨とする。

【００１５】請求項９の発明は、高強度コンクリートの
表面に、耐火被覆材を備えた耐火被覆構造体であって、
前記耐火被覆材が、少なくとも水硬性セメントを含む無
機質結合材１００重量部に対し、吸熱物質１５重量部〜
５００重量部，無機質軽量骨材と有機質軽量骨材を２：
１〜２０：１の割合により配合した軽量骨材１２重量部
〜２２０重量部，及び無機質充填材３００重量部以下を
加えるとともに、前記無機質結合材，吸熱物質，及び無
機質充填材を合計した１００容積部に対し前記軽量骨材
が１００〜３００容積部であることを特徴とする耐火被
覆材を要旨とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】

ａ）以下、上述した発明のうち、請求項１〜７の発明の
各構成要素について、詳しく説明する。（１）高強度コンクリートの定義としては、通常使用さ
れる建築用のコンクリートを大きく上回る圧縮強度を有
するものを採用できる。例えば高強度コンクリートと呼
ばれる強度の範囲は、実強度で４００〜６００ｋｇｆ／
ｃｍ²であり、超高強度コンクリートと呼ばれる範囲
は、６００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ²であることが、研
究者の間では定説となっているが、ここでは、３６０ｋ
ｇｆ／ｃｍ ²以上の圧縮強度を有するコンクリートを高
強度コンクリートと定義する。

【００１７】この高強度コンクリートを製造する場合に
は、ＪＡＳＳ５で定める単位水量１８５ｋｇ／ｍ³を
満足するためにも、優れた減水性をもつ高性能ＡＥ減水
剤が使用される。また、強度的見地から見た場合、高性
能ＡＥ減水剤の使用を除くセメント・骨材等には、ＪＩ
Ｓ又はＪＡＳＳ５に規定するものを用いればよい。具
体的には、高強度コンクリートの材料としては、通常、
ＪＡＳＳ５に規定するセメント（例えばセメント量が
５００ｋｇ／ｍ³を上回る富調合のセメント）、化学混
和剤（例えば２０％近い高減水率をもつ高性能ＡＥ減水
剤）、混和剤（例えばシリカファーム、高炉水砕スラグ
微粉末）、骨材（石灰岩、硬質砂岩等）が用いられる。

【００１８】特に本発明では、高強度コンクリートの表
面を、本発明独自の耐火被覆材で覆うので、例えば火災
によって高強度コンクリートが加熱されても、所定の期
間は高強度コンクリートが爆裂する様な温度（例えば爆
裂する温度である４００〜５００℃）になることを防止
することができる。

【００１９】つまり、一般的に、水セメント比が小さく
なるほど、コンクリートが緻密になるので爆裂し易いと
考えられるし、含水量、昇温速度、壁厚が大きくなるほ
ど、爆裂し易いと考えられるが、本発明では、耐火被覆
材で高強度コンクリートの表面を覆っているので、（所
定の期間は）高強度コンクリートの温度は爆裂が発生す
る温度に至ることはない。

【００２０】従って、本発明では、高強度コンクリート
を使用した場合における爆裂の問題を解決することがで
きるので、高強度コンクリートを使用して高層の建物を
建築することができ、その場合には、鉄骨の負担を軽減
し、短い工期で、しかも低コストで建設することができ
る。特に、本発明で使用する耐火被覆材は、薄くても十
分な耐火性を有しているので、無駄なスペースを省いて
建物内部に広い空間を利用できるという利点がある。

【００２１】（２）本発明における必須構成成分の配合
割合は、次の通りである。無機質結合材１００重量部吸熱物質１５〜５００重量部無機質軽量骨材１０〜２００重量部有機質軽量骨材２〜２０重量部前記無機質結合材１００重量部に対する吸熱物質の配合
量は、１５〜５００重量部の範囲において選択される
が、１５重量部より少ない場合には、吸熱による鋼材温
度上昇の鈍化の程度が小さく耐火性に劣る。５００重量
部を越える時は、相対的に結合材の配合量が少なくな
り、実用上必要となる強度が得られない。

【００２２】同様にして無機質軽量骨材の量は、１０〜
２００重量部の範囲の中から選択されるが、１０重量部
未満の時は、作業性及び耐火性能が劣り、２００重量部
を越える時は、モルタルの強度が得られない。有機質軽
量骨材の量は、２〜２０重量部の範囲より選択される。
有機質軽量骨材の量がこの範囲の場合には、下記の様に
作用して耐火性能を向上することができると推定され
る。

【００２３】即ち、例えば後述する図１に示す様に、有
機質軽量骨材が適量含まれている場合に、耐火被覆材を
加熱したときには、その加熱によって受ける熱量は、有
機質軽量骨材の溶融等の変化のために使用されるので、
その変化に使用された熱量分だけ、耐火被覆材の温度上
昇が抑えられると推定される。

【００２４】そして、この有機質軽量骨材の量が２重量
部未満の時は、上述した作用を十分に発揮できないの
で、耐火性能に劣り、２０重量部を越える時は、それほ
ど強度のない素材の割合が増加するのであるから、モル
タルの強度が得られない。尚、これら４つの必須構成成
分以外では、必要に応じて増量材として、耐火粘土、耐
火性酸化物、珪砂、石灰等の粉体を採用でき、被覆硬化
層の亀裂防止や組成物の粘性調整材として、ガラス繊
維、岩綿繊維、パルプ繊維等の繊維状物や界面活性剤な
どを採用でき、組成物のタレ防止材や配合物の分離防止
材や粘度調整材として、セルロース系水可溶性樹脂や液
状の合成樹脂エマルションあるいは水に混ぜた時エマル
ションとなる合成樹脂粉末等を採用でき、それらは、耐
火性能を阻害せず、機械的強度や付着性に問題のない範
囲において適量配合できる。

【００２５】（３）前記無機質結合材として、水及び／
又は湿気により硬化する結合材では、水硬性石灰、天然
セメント、ポルトランドセメント、アルミナセメント、
石灰混合セメント、エトリンジャイト、混合ポルトラン
ドセメント，高硫酸塩スラグセメント等から選択される
水硬性セメントを必須成分とする。

【００２６】（４）そして、前記水硬性セメントに加え
て、石膏、ドロマイト、マグネシアセメント等から選択
される気硬性セメントを適宜添加して利用することがで
きる。（５）吸熱物質とは、加熱された時、熱分解が生じ水を
発生する物質として定義される。

【００２７】例えば、１００℃から６００℃へと加熱し
た時に、減量する物質の例としては、水酸化アルミニ
ウム、ギブザイトミネラル、ボーマイト、ジアスポール
などの酸化アルミニウムの水和物や、斜方沸石、ヒュ
ーランダイト、モルデナイトなどのゼオライト物質や、
アロファン、ハロイサイト、非発泡又は発泡ひる石な
どのシリカ−アルミナ物質や、ブルサイト、アタパル
ジャイトなどのマグネシア物質や、サテンホワイト、
エトリンジャイト、ドロマイト、硼酸などの他の物質が
含まれる。

【００２８】このうち、水酸化アルミニウムが、吸熱物
質として特に適した物質であるのは、分子構造上の全分
子量中のＯＨ基の割合が、他の物質に比較して大きいこ
とや、生産量が多く入手しやすく、又安全であると考え
るからである。（６）無機質軽量骨材としては、天然鉱物の発泡又は膨
張した物質である膨張バーミキュライト、パーライト、
膨張頁岩、軽石、シラスバルーン等の他、シリカゲルを
発泡させた物、各種のスラグを造粒して発泡させた物、
ガラス屑を造粒して発泡させた物、粘土粉体を造粒して
発泡させた物等のような人工軽量骨材を含む。これらの
膨張又は発泡した物質のうち、結晶的にみてさほど「ガ
ラス化」が進んでいないもので且つかさ比重の小さいも
のが好ましく、例えば膨張バーミキュライト、パーライ
ト、軽石、シラスバルーンが望ましい。

【００２９】（７）有機質軽量骨材としては、合成樹脂
又はゴムの発泡物等が利用され、その例としては、ポリ
スチレン、ポリエチレン、ポリエチレン−酢酸ビニル共
重合物、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、天然ゴム、合成ゴム等の発泡
物などがある。尚、軽量であれば必ずしも発泡である必
要はなく、繊維状や不織布状の物質も採用できる。

【００３０】また、これらの有機質軽量骨材は、粒径範
囲として０．３〜２．５ｍｍにあるものを用いる時、よ
り効果的となる。これは、この範囲にある有機質軽量骨
材を用いた時に、作業性や平滑性が良くなる為である。
この有機質軽量骨材が０．３ｍｍより小さい粒径のもの
である時、所定のフロー値を得るための水量が多くなり
作業性が低下する。逆に、２．５ｍｍより大きなものを
用いた時には表面の平滑性が低下する。

【００３１】（８）尚、前記発明の耐火被覆材を使用す
るに際しては、適当量の水と混合し、塗装手段に合せた
モルタルを調整し、例えば吹付け（噴霧）あるいはコテ
塗り等の手段により被覆すべき対象下地に被覆すればよ
い。（９）また、前記発明の耐火被覆材からなるモルタル
を、高強度コンクリートの表面に吹き付け等によって塗
布した後に硬化させることにより、高強度コンクリート
の表面に耐火被覆層を備えた、優れた耐火性能を有する
耐火被覆構造体を得ることができる。

【００３２】ｂ）次に、上述した発明のうち、請求項
８，９の発明の各構成要素について、詳しく説明する。
なお、この請求項８，９の発明においては、高強度コン
クリートの定義は前記請求項１〜７と同様であり、その
耐火被覆材を用いた場合の作用に関しても、前記請求項
１〜７と同様である。

【００３３】（１）本発明の必須構成成分の配合割合
は、次の通りである。請求項１の発明無機質結合材１００重量部吸熱物質１５〜５００重量部軽量骨材１２〜２２０重量部無機質軽量骨材と有機質軽量骨材の割合２：１〜２０：１また、必須構成成分の容積部は、次の通りである。

【００３４】無機質結合材と吸熱物質１００容積部軽量骨材１００〜３００容積部請求項２の発明無機質結合材１００重量部吸熱物質１５〜５００重量部軽量骨材１２〜２２０重量部無機質充填材３００重量部以下無機質軽量骨材と有機質軽量骨材の割合２：１〜２０：１また、必須構成成分の容積部は、次の通りである。

【００３５】無機質結合材と吸熱物質と無機質充填材１００容積部軽量骨材１００〜３００容積部ここで、前記無機質結合材１００重量部に対する吸熱物
質の配合量は、１５〜５００重量部の範囲において選択
されるが、１５重量部より少ない場合には、吸熱による
鋼材温度上昇の鈍化の程度が小さく耐火性に劣る。５０
０重量部を越える時は相対的に結合材の配合量が少なく
なり、実用上必要となる強度が得られない。

【００３６】同様にして軽量骨材の量は、１２〜２２０
重量部の範囲の中から選択されるが、１２重量部未満の
時は、作業性及び耐火性能が劣り、２２０重量部を越え
る時は、モルタルの混練水量が多くなり、モルタル強度
が低下し、ひび割れ発生の原因となる。

【００３７】また、請求項９では、無機質充填材の量
は、３００重量部以下から選択されるが、３００重量部
を越えるときは、相対的に結合材および吸熱材の配合量
が少なくなり、実用上必要となる強度が得られないとと
もに、耐火性に劣る。無機質軽量骨材と有機質軽量骨材
の割合は、２：１〜２０：１の範囲から選択されるが、
２：１未満の時は、１００℃近傍の低温域での断熱効果
に優れるものの、多量の有機質軽量骨材が燃焼するため
発熱量が増大し、鋼材温度が上昇する結果となり、２
０：１を越えるときには、比較的低温部での断熱効果が
期待できる。

【００３８】無機質結合材と吸熱物質と（請求項９で
は）無機充填材とが１００容積部に対し、軽量骨材が１
００〜３００容積部の範囲において選択されるが、１０
０容積部より少ない場合は、断熱性，吹付け作業性，ひ
び割れ抵抗性に劣り、３００容積部を越えると、モルタ
ルの強度、耐火性能・平滑性に劣る。

【００３９】なお、上述した成分以外では、必要に応じ
て硬化体である耐火被覆層の亀裂防止や組成物の粘性調
整材として、ガラス繊維・岩綿繊維・パルプ繊維等の繊
維状物や界面活性剤など、組成物のタレ防止材や配合物
の分離防止材や粘度調整材として、セルロース系水可溶
性樹脂や液状の合成樹脂エマルションあるいは水に混ぜ
た時エマルションとなる合成樹脂粉末等も、耐火性能を
阻害せず、機械的強度や付着性に問題のない範囲におい
て適量配合できる。

【００４０】（２）前記無機質結合材としては、水及び
／又は湿気により硬化する結合剤では、水硬性石灰，ポ
ルトランドセメント，アルミナセメント，石灰混合セメ
ント，混合ポルトランドセメント，高硫酸塩スラグセメ
ント等から選択される水硬性セメントを必須成分とす
る。あるいは水硬性セメントに加えて、石膏，ドロマイ
ト，マグネシアセメント等から選択される気硬性セメン
トを添加して利用することができる。

【００４１】（３）前記吸熱物質としては、前記ａ）の
（５）項に記載したものと同様なものを使用できる。（４）前記軽量骨材とは、無機質軽量骨材と有機質軽量
骨材をいう。無機質軽量骨材としては、前記ａ）の（６）項に記載
したものと同様なものを使用できる。

【００４２】有機質軽量骨材としては、前記ａ）の
（７）項に記載したものと同様なものを使用でき、特
に、これらのうち、ポリスチレン，ポリエチレン，ポリ
エチレン−酢酸ビニル共重合物，ポリウレタン，ポリ塩
化ビニルが望ましく、その形状は、粒状物、発泡体など
が利用できる。尚、軽量であればよく、発泡物でなくと
も、例えば繊維状や不織布状の物質も採用できる。

【００４３】また、これらの有機質軽量骨材は、粒径範
囲として０．１〜３．０ｍｍにあるものを用いる時、よ
り効果的となる。これは、この範囲にある有機質軽量骨
材を用いた時に、作業性や平滑性が良くなる為である。
この有機質軽量骨材が０．１ｍｍより小さい粒径のもの
である時、所定のフロー値を得るための水量が多くなり
作業性が低下する。逆に、３．０ｍｍより大きなものを
用いた時には表面の平滑性が低下する。

【００４４】これらの有機質軽量骨材を用いることによ
り、鋼材温度が１００℃近傍の低温域での断熱効果に優
れ、またそれ以後の昇温の程度が緩やかになる。（５）無機質充填材とは、耐火粘土，耐火性酸化物，珪
砂，石灰等の粉体から選択される物質であり、適宜配合
することにより吹付作業性やひび割れ性の改良や表面の
平滑性が得られる。

【００４５】（６）前記発明の耐火被覆材を使用するに
際しては、適当量の水と混合し、塗装手段に合せたモル
タルを調整し、例えば吹付け（噴霧）あるいはコテ塗り
等の手段により被覆すべき対象下地に被覆すればよい。（７）硬化体の気乾比重は、０．６〜１．５の範囲にお
いて選択できるが、０．６より小さい場合は、モルタル
の強度，耐火性能，平滑性に劣り、１．５を越える場合
は、断熱性，吹付け作業性，ひび割れ抵抗性に劣る。

【００４６】（８）また、前記耐火被覆材からなるモル
タルを、高強度コンクリートの表面に吹付け等によって
塗布した後に硬化させることにより、高強度コンクリー
トの表面に耐火被覆層を備えた、優れた耐火性能を有す
る耐火被覆構造体を得ることができる。

【００４７】

【実施例】以下、本発明の耐火被覆構造体を実施例によ
り説明する。（第１の実施例）ここでは、請求項１〜７の発明に対応
する第１の実施例として、図１に示す様に、高強度コン
クリートからなる基体１の表面を、耐火被覆材からなる
厚さ３５ｍｍの耐火被覆層２で覆った耐火被覆構造体を
製造した。

【００４８】ここで、高強度コンクリートとしては、下
記の材料を調合して用いた。水１６５［ｋｇ／ｍ³］普通ポルトランドセメント（セメント）５５０［ｋｇ／ｍ³］丘砂（細骨材）６５０［ｋｇ／ｍ³］石灰石、石英砕石（粗骨材）１０２３［ｋｇ／ｍ³］高強度用高性能ＡＥ減水剤１４［ｋｇ／ｍ³］（マイティ２０００ＷＨ：花王（株）製）また、耐火被覆材としては、後述する表１に示すものを
用いた。

【００４９】そして、この耐火被覆構造体の性能を確認
するために下記の試験を行い、それぞれの性能を求め
た。（１）まず、その一に耐火試験として、ＪＩＳＡ１３０
４の「建築構造部分の耐火試験方法」にある、（床用，
柱用）２時間耐火と類似の耐火試験を行った。耐火試験
では、ＪＩＳの加熱曲線にならい加熱し、２時間で火を
止め、試験体の爆裂の有無を確認した。また、昇温時の
高強度コンクリート温度（図２〜図４参照）または加熱
終了時の高強度コンクリート温度（表３，表４参照）も
併せて記録した。

【００５０】（２）作業性試験では、壁用軽量セメント
を吹付け施工する時に使用される、スネーク式圧送機と
吹付けガンを使用し、吹付け作業を５時間行い、機械に
詰まり、過負荷がなく、問題なく使用できることを確認
した。（３）平滑性の試験では、高強度コンクリートの上に４
０ｍｍの厚さが得られる広さ３０ｃｍ角の型枠を設置
し、その中へフロー値１６０±２０ｍｍに調整したモル
タルを充填し、その後金ごてにより表面を押さえ、うま
く押さえられるかどうか、硬化後の表面の状態を観察し
た。

【００５１】（４）ひび割れ性の試験では、平滑性を調
べた試験体を２０℃，６５％ＲＨ条件下の恒温室に入
れ、１週間養生した時、試験体表面におけるひび割れ発
生の有無を確認した。（５）強度試験では、ＪＩＳＡ１１７２に準じた方法に
より試験体を作成し、圧縮試験を実施し、１０ｋｇｆ／
ｃｍ²以上を示すか確認した。

【００５２】下記表１に、実施例（実施例１−１〜１−
１０）となる耐火被覆材の配合を示す。

【００５３】

【表１】

【００５４】下記表２に、比較例（比較例１−１〜１−
８）となる耐火被覆材の配合を示す。

【００５５】

【表２】

【００５６】尚、前記表１，２において、単位は重量部
である。また、前記表１，２において、無機質結合材を
Ａ成分、吸熱成分をＢ成分、無機質軽量骨材をＣ成分、
有機質軽量骨材をＤ成分とすると、前記実施例１−１〜
１−１０及び比較例１−１〜１−８の成分の特徴は下記
の通りである。尚、比較例１−９は耐火被覆材がない例
である。・実施例１−１；Ｃ，Ｄ成分やや多め・実施例１−２；Ｃ，Ｄ成分中位・実施例１−３；Ｂ，Ｄ成分やや多め、Ｃ成分少なめ・実施例１−４；Ｂ成分やや多め・実施例１−５・実施例１−６；Ａ成分少なめ・実施例１−７；Ｂ成分やや少なめ・実施例１−８；Ｄ成分少なめ・実施例１−９；Ｄ成分やや多め・実施例１−１０；Ｃ成分やや少なめ、粉末エマルショ
ンなし・比較例１−１；Ｄ成分なし・比較例１−２；Ｂ，Ｃ成分なし・比較例１−３；Ｂ，Ｃ成分なし・比較例１−４；Ｄ成分なし・比較例１−５；Ｂ成分やや多め、Ｄ成分なし・比較例１−６；Ｄ成分少な過ぎ・比較例１−７；Ｃ成分やや少なめ、Ｄ成分多過ぎ・比較例１−８；Ｂ成分やや多め、Ｄ成分なし・比較例１−９；耐火被覆材がない場合以下、表３及び表４に、実施例と比較例の諸性能結果を
示すが、その判定の評価基準は、次の様にした。

【００５７】高強度コンクリートの爆裂の評価 ○ 爆裂なし × 爆裂あり耐火被覆材の作業性試験の評価 ○ 詰まり、過負荷なく施工できる × 詰まり又は過負荷があり施工に問題がある耐火被覆材の平滑性試験の評価 ○ 平滑に押さえられない × 平滑に押さえられる耐火被覆材のひび割れ性の評価 ○ ひび割れなし △ ヘアクラックが発生する × ひび割れが発生する耐火被覆材の強度の評価 ○ 圧縮強度が１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上 × 圧縮強度が１０ｋｇｆ／ｃｍ²未満

【００５８】

【表３】

【００５９】

【表４】

【００６０】この表３及び表４から明らかな様に、本実
施例の耐火被覆材を用いたものは、耐火試験において温
度の上昇が少なく、高強度コンクリートに爆裂が発生せ
ず、好適であった。また、この耐火被覆材は、作業性、
平滑性、ひび割れ性、圧縮強度の全ての点で優れてお
り、好適であった。それに対して比較例のものは、耐火
試験において温度の上昇が大きく、高強度コンクリート
に爆裂が発生したので、好ましくない。また、耐火被覆
材に関しても、作業性、平滑性、ひび割れ性、圧縮強度
のいずれかにおいて劣っており、好ましくない。更に、
耐火被覆材で覆われていない高強度コンクリートは、１
０００℃以上で爆裂が発生したので、好ましくない。

【００６１】また、昇温時の温度変化を図２〜３に示し
た。図１に示す様に、実施例１−７の組成のものは、温
度上昇が緩やかであり、１２０分後にも３５０℃以下で
あった。尚、この図２にて、１００℃近傍で長時間温度
上昇が停止しているのは、添加した有機軽量骨材が溶融
等の変質する際に、外部から多くの熱量を吸収するため
と思われる。それによって、以後の温度上昇も押さえら
れると判断される。

【００６２】図３に示す様に、比較例１−４の有機軽量
骨材を含まないものは、温度上昇が急であり、１２０分
後に３５０℃を上回った。図４に示す様に、比較例１−
７の有機軽量骨材を過度に含むものは、加熱初期は温度
上昇が緩やかであるが、その後急激な温度上昇に変化
し、１２０分後に３５０℃を上回るので好ましくない。
尚、この図４にて、１００℃近傍である程度温度上昇が
停止しているのは、添加した有機軽量骨材が溶融等の変
質する際に、外部から多くの熱量を吸収するためと思わ
れ、その後温度上昇が急変するのは、多量の有機軽量骨
材の燃焼によって、発熱量が増大するからと思われる。（第２の実施例）ここでは、請求項７，９の発明に対応
する第２の実施例による性能を確認するために前記第１
の実施例と同様な試験を行い、それぞれの性能を求め
た。

【００６３】尚、（１）耐火試験、（２）作業性試験、
（３）平滑性の試験、（４）ひび割れ性の試験、（５）
強度試験は、前記第１の実施例にて行った方法と同様で
ある。下記表５に、実施例（実施例２−１〜２−１０）
となる耐火被覆材の配合を示す。尚、表中上段の数値は
重量部による配合割合を示し、下段の数値は、容積部に
よる配合割合を示す（但し容積比と気乾比重は除く）。

【００６４】この容積部を算出するに当り、各成分のか
さ比重を、ポルトランドセメント；１．２、ドロマイト
プラスター；０．７、水酸化アルミニウム；１．２、フ
ライアッシュ；０．９、炭酸カルシウム；１．４９、パ
ーライト；０．２、膨張バーミキュライト；０．１５、
発泡スチレン；：０．０６７として計算を行った。

【００６５】

【表５】

【００６６】下記表６に、比較例（比較例２−１〜２−
７）となる耐火被覆材の配合を示す。

【００６７】

【表６】

【００６８】また、前記表５，６において、無機質結合
材をＡ成分、吸熱成分をＢ成分、無機質軽量骨材をＣ成
分、有機質軽量骨材をＤ成分とすると、前記実施例２−
１〜２−１０及び比較例２−１〜２−７の成分の特徴は
下記の通りである。・実施例２−１；Ｃ，Ｄ成分やや多め・実施例２−２；Ｃ，Ｄ成分中位・実施例２−３；Ｂ，Ｄ成分やや多め、Ｃ成分少なめ・実施例２−４；Ｂ成分やや多め・実施例２−５・実施例２−６；Ａ成分少なめ・実施例２−７；Ｂ成分やや少なめ・実施例２−８；Ｄ成分少なめ・実施例２−９；Ｄ成分やや多め・実施例２−１０；Ｃ成分やや少なめ、粉末エマルショ
ンなし・比較例２−１；Ｄ成分なし・比較例２−２；Ｃ成分なし、容積比が３倍を上回る・比較例２−３；Ｄ成分なし・比較例２−４；Ｂ成分やや多め、Ｄ成分なし・比較例２−５；Ｄ成分少な過ぎ・比較例２−６；Ｃ成分やや少なめ、Ｄ成分多過ぎ・比較例２−７；Ｂ成分やや多め、Ｄ成分なし、容積比
が１倍未満以下、表７及び表８に、実施例と比較例の諸性能結果を
示すが、その判定の評価基準は、前記第１の実施例と同
様である。

【００６９】

【表７】

【００７０】

【表８】

【００７１】この表７及び表８から明らかな様に、本実
施例の耐火被覆材を用いたもの耐火試験において温度の
上昇が少なく、高強度コンクリートに爆裂が発生せず、
好適であった。また、この耐火被覆材は、作業性、平滑
性、ひび割れ性、圧縮強度の全ての点で優れており、好
適であった。それに対して比較例のものは、耐火試験に
おいて温度の上昇が大きく、高強度コンクリートに爆裂
が発生したので、好ましくない。また、耐火被覆材に関
しても、作業性、平滑性、ひび割れ性、圧縮強度のいず
れかにおいて劣っており、好ましくない。

【００７２】また、昇温時の温度変化を図５〜７に示し
た。図５に示す様に、実施例２−７の組成のものは、温
度上昇が緩やかであり、１２０分後にも３５０℃以下で
あった。尚、この図５にて、１００℃近傍で長時間温度
上昇が停止しているのは、添加した有機軽量骨材が溶融
等の変質する際に、外部から多くの熱量を吸収するため
と思われる。それによって、以後の温度上昇も押さえら
れると判断される。

【００７３】図６に示す様に、比較例２−３の有機軽量
骨材を含まないものは、温度上昇が急であり、１２０分
後に３５０℃を上回った。図７に示す様に、比較例２−
６の有機軽量骨材を過度に含むものは、加熱初期は温度
上昇が緩やかであるが、その後急激な温度上昇に変化
し、１２０分後に３５０℃を上回るので好ましくない。
尚、この図７にて、１００℃近傍である程度温度上昇が
停止しているのは、添加した有機軽量骨材が溶融等の変
質する際に、外部から多くの熱量を吸収するためと思わ
れ、その後温度上昇が急変するのは、多量の有機軽量骨
材の燃焼によって、発熱量が増大するからと思われる。

【００７４】尚、本発明は前記実施例になんら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述した様に、請求項１〜９の発明
は、高強度コンクリートの表面を本発明独自の耐火被覆
材で覆ったものである。そのため、火災等により高い温
度が加わった場合でも、高強度コンクリートの温度はそ
れほど上昇しないので、高強度コンクリートの爆裂を防
止することができる。その結果、高強度コンクリートを
使用して高層の建物を建築することができ、その場合に
は、鉄骨の負担を軽減し、短い工期で、しかも低コスト
で建設することができる。

【００７６】特に、本発明で使用する耐火被覆材は、薄
くても十分な耐火性を有しているので、無駄なスペース
を省いて広い空間を利用できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の耐火被覆構造体を示す説明図
である。

【図２】実施例１−７の実験結果を示すグラフであ
る。

【図３】比較例１−４の実験結果を示すグラフであ
る。

【図４】比較例１−７の実験結果を示すグラフであ
る。

【図５】実施例２−７の実験結果を示すグラフであ
る。

【図６】比較例２−３の実験結果を示すグラフであ
る。

【図７】比較例２−６の実験結果を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１…基体２…耐火被覆層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592067395 日本化成株式会社東京都新宿区西新宿７丁目21番１号 (71)出願人 000251277 スズカファイン株式会社三重県四日市市塩浜町１番地 (71)出願人 390025612 富士川建材工業株式会社神奈川県横浜市金沢区鳥浜町13番地 (72)発明者渡邊一雄岐阜県各務原市松本町二丁目457番地菊水化学工業株式会社技術開発部内 (72)発明者河辺伸二名古屋市千種区田代町四観音道西５

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高強度コンクリートの表面に、耐火被覆
材を備えた耐火被覆構造体であって、前記耐火被覆材が、少なくとも水硬性セメントを含む無
機質結合材１００重量部に対し、吸熱物質１５重量部〜
５００重量部，無機質軽量骨材１０重量部〜２００重量
部、有機質軽量骨材２重量部〜２０重量部からなること
を特徴とする耐火被覆構造体。
【請求項２】前記無機質結合材が、水硬性石灰、天然
セメント、ポルトランドセメント、アルミナセメント、
石灰混合セメント、エトリンジャイト、混合ポルトラン
ドセメント、及び高硫酸塩スラグセメント等の水硬性セ
メントから選択される１種以上を含むことを特徴とする
前記請求項１記載の耐火被覆構造体。
【請求項３】前記無機質結合材が、更に、石膏、マグ
ネシアセメント、及びドロマイト等の気硬性セメントか
ら選択される１種以上を含むことを特徴とする前記請求
項２記載の耐火被覆構造体。
【請求項４】前記吸熱物質が、水酸化アルミニウム、
ギブザイトミネラル、ボーマイト、及びジアスポール等
の酸化アルミニウムの水和物、斜方沸石、ヒューランダ
イト、及びモルデナイト等のゼオライト物質、アロファ
ン、ハロイサイト、非発泡ひる石、及び発泡ひる石等の
シリカ−アルミナ物質、ブルサイト及びアタパルジャイ
ト等のマグネシア物質、サテンホワイト、エトリンジャ
イト、ドロマイト、及び硼酸等の他の物質から選択され
る１種以上であることを特徴とする前記請求項１〜３の
いずれか記載の耐火被覆構造体。
【請求項５】前記無機質軽量骨材が、膨張バーミキュ
ライト、パーライト、膨張頁岩、軽石、シラスバルー
ン、シリカゲル発泡物、スラグの造粒発泡物、ガラス肩
の造粒発泡物、粘土粉体を利用した造粒発泡物から選択
される１種以上であることを特徴とする前記請求項１〜
４のいずれか記載の耐火被覆構造体。
【請求項６】前記有機質軽量骨材が、ポリスチレン、
ポリエチレン、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合物、ポ
リプロピレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデン、天然ゴム、及び合成ゴム等の発泡物から
選択される１種以上であることを特徴とする前記許請求
項１〜５のいずれか記載の耐火被覆構造体。
【請求項７】前記有機質軽量骨材の粒径範囲が、０．
３〜２．５ｍｍであることを特徴とする前記許請求項１
〜６のいずれか記載の耐火被覆構造体。
【請求項８】高強度コンクリートの表面に、耐火被覆
材を備えた耐火被覆構造体であって、前記耐火被覆材が、少なくとも水硬性セメントを含む無
機質結合材１００重量部に対し、吸熱物質１５重量部〜
５００重量部，無機質軽量骨材と有機質軽量骨材を２：
１〜２０：１の割合により配合した軽量骨材１２重量部
〜２２０重量部からなり、かつ、前記無機質結合材及び
吸熱物質を合計した１００容積部に対し前記軽量骨材が
１００〜３００容積部であることを特徴とする耐火被覆
構造体。
【請求項９】高強度コンクリートの表面に、耐火被覆
材を備えた耐火被覆構造体であって、前記耐火被覆材が、少なくとも水硬性セメントを含む無
機質結合材１００重量部に対し、吸熱物質１５重量部〜
５００重量部，無機質軽量骨材と有機質軽量骨材を２：
１〜２０：１の割合により配合した軽量骨材１２重量部
〜２２０重量部，及び無機質充填材３００重量部以下を
加えるとともに、前記無機質結合材，吸熱物質，及び無
機質充填材を合計した１００容積部に対し前記軽量骨材
が１００〜３００容積部であることを特徴とする耐火被
覆材。