JPH11166320A

JPH11166320A - 不燃被覆工法

Info

Publication number: JPH11166320A
Application number: JP33299397A
Authority: JP
Inventors: Toru Oishi; 大石　　徹; Makoto Saito; 誠斉藤
Original assignee: Tonen Corp; Nippon Steel Chemical Co Ltd
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK; Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】維強化プラスチックにより土木・建築用構造
物を補修・補強する工法において、繊維強化プラスチッ
クの表面を火災時の高温から保護する、施工が容易でか
つ耐久性のある被覆層を形成することができる不燃被覆
工法を提供する。【解決手段】土木・建築用構造物に補強繊維を施工樹
脂で接着して繊維強化プラスチック層を形成したのち、
その表面にロックウールシートを被覆して不燃被覆層を
形成する不燃被覆工法。不燃被覆層を形成するロックウ
ールシートは、ロックウールを主体とするニードリング
シートが好ましく、特に脱ショットされたロックウール
１００重量部に対し有機繊維５〜２５重量とガラス繊維
２０〜５０重量部を含有する繊維材料を層状に集積し、
ニードリングしたロックウールシートがより好ましく、
その厚さは５〜２０ｍｍがよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、不燃被覆工法に関
し、さらに詳しくは繊維強化プラスチックにより土木・
建築用構造物を補修・補強する工法において、繊維強化
プラスチックの表面を不燃材で被覆し、火災時の高温か
ら保護する不燃被覆工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高架道路、高架鉄道、橋梁の橋脚
などの土木構築物を繊維強化プラスチックにより補修・
補強することが行われている。この補修・補強工事に使
用される繊維強化プラスチックは、炭素繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維等の強化繊維を一方向に配列してなる
強化繊維シートを、補強工事現場でエポキシ樹脂等の施
工用樹脂により接着するものである（特開平３−２２２
７３４号公報）。

【０００３】このエポキシ樹脂等の高分子系材料を用い
た繊維強化プラスチックは、防火性がなく、火災時に高
温を発生して燃焼して延焼したり、また黒煙や有毒ガス
を発生する。高架道路、高架鉄道、橋梁の橋脚などのよ
うに、密閉されていない構築物にあっては、火災による
繊維強化プラスチックの延焼のおそれが少なく、また延
焼しても煙はすぐ流され、防災上の心配はほとんどな
い。しかしながら、土木構築物でも地下道、自動車トン
ネル、地下共同溝のように密閉されている構築物の補修
・補強や、建築物の屋内の柱・梁の補修・補強には、防
災の面から可燃性である繊維強化プラスチックの使用に
は問題があった。

【０００４】このような問題の解決策としては、繊維強
化プラスチックに用いる施工用樹脂に難燃剤を配合した
り、あるいは施工後の繊維強化プラスチックの表面を耐
火性又は防火性の材料で被覆することが考えられる。し
かし、施工用樹脂に難燃剤を配合しても、多量に使用す
る難燃剤で著しいコストを増加を招くにもかかわらず火
災時の燃焼を多少抑える程度でしかなく、発煙や有毒ガ
ス発生に対してはほとんど効果が期待できない。

【０００５】また、繊維強化プラスチックの表面に防火
性の優れたセメントモルタルを吹き付けて被覆する工法
は、比較的簡便な工法ではあるが、施工用樹脂とセメン
トとのなじみがよくないので、吹付に先立って下地処理
の必要があり、さらに所定の防火性能を出すにはかなり
厚塗りしなけれずならず、トンネル等の天井部に施工に
はかなりの困難がある。

【０００６】さらに、上記のセメントモルタル吹付工法
において、モルタルの骨材である砂の代わりにロックウ
ール等の軽量防火性繊維材料を用いた湿式吹付ロックウ
ール工法も考えられる。この工法では、現場施工で軽量
の防火性被覆層を形成することができるが、狭い工事現
場に吹付用施工機械を据えつけ、吹付材料と供給水を搬
入しなければならず、その上施工時にかなり発塵し、落
下材料の清掃などに時間がかかるという難点がある。し
かも、振動の多い地下道やトンネルの天井部に施工した
場合は、吹付被覆層が剥離するおそれがある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、繊維強化プラスチックにより土木・建築用構造
物を補修・補強する工法において、繊維強化プラスチッ
クの表面を火災時の高温から保護する、施工が容易でか
つ耐久性のある被覆層を形成することができる不燃被覆
工法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、繊
維強化プラスチックにより土木・建築用構造物を補修・
補強する工法において、土木・建築用構造物に補強繊維
を施工樹脂で接着して繊維強化プラスチック層を形成し
たのち、その表面にロックウールシートを被覆して不燃
被覆層を形成することを特徴とする不燃被覆工法であ
る。この不燃被覆層を形成するロックウールシートは、
好ましくはロックウールを主体とするニードリングシー
トであり、より好ましくは脱ショットされたロックウー
ル１００重量部に対し有機繊維５〜２５重量部とガラス
繊維２０〜５０重量部を含有する繊維材料を層状に集積
し、ニードリングしたロックウールシートであり、その
厚さは５〜２０ｍｍがよい。また、ロックウールシート
の被覆の方法としては、接着剤で接着してもよいし、ス
ピンドル釘などで固定してもよいし、あるいはこの２つ
の方法を併用してもよい。

【０００９】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の不燃被覆工法は、土木・建築用構造物を補修・補
強（以下、単に補強という）するため形成された繊維強
化プラスチックの表面にロックウールシートを被覆す
る、いわゆる乾式工法によって不燃被覆層を形成するも
のである。

【００１０】このロックウールシートとしては、ロック
ウールを主体とする繊維材料をシート状に成形したもの
であれば特に制限はなく、例えば乾式ロックウールシー
トでもよいし、湿式ロックウールシートでもよい。

【００１１】ロックウールシートの原料は、ロックウー
ルのみでもよいし、これにグラスファイバー、セラミッ
クファイバー等の無機繊維を混合したものでもよいし、
これに各種有機繊維、例えば、ポリエステル繊維、ポリ
エチレン繊維、ポリプロピレン繊維等の合成繊維や、木
綿等の天然繊維や、レーヨン等の人造繊維などを混合し
たものでもよいし、あるいは無機繊維と有機繊維の両者
を混合したものでもよい。いずれにしても、ロックウー
ルは全繊維の６５重量％以上、好ましくは７５重量％以
上がよい。

【００１２】主原料として用いられるロックウールは、
高炉スラグ、電気炉スラグ等の各種冶金スラグや、玄武
岩、輝緑岩等の天然岩石や、あるいはこれらの混合物
を、電気炉やキュポラなどで溶解し、これを遠心力及び
／又は加圧気体で製綿して得られるものである。

【００１３】乾式ロックウールシートには、ロックウー
ルを層状に集積したロックウールマットをそのままある
いは層状に折り畳んで、これをニードリングしたもの
（ニードリングシート）、金網を被せたもの（ワイヤー
ドブランケット）、フェノール樹脂等の高分子系バイン
ダーで繊維同士を結合させたもの（樹脂加工ロックウー
ル）などが挙げられる。

【００１４】また、湿式ロックウールシートとしては、
ロックウールを水中で開繊したものを、澱粉等の天然糊
剤や、ポリ酢酸ビニルエマルジョン等の高分子系接着材
料やセメント等の水硬性材料と共に抄造したものなどが
挙げられる。

【００１５】これらのロックウールシートのうち、軽量
で加工しやすく、不燃性が優れたものは、乾式ロックウ
ールシートであり、特に加工性と不燃性の観点からニー
ドリングシートが好ましい。ニードリングシートは、ロ
ックウールを層状に集積したロックウールマットを、多
数のかぎ針をマット面に対し垂直方向に上下させること
により、ロックウール繊維同士を絡ませたものである。
また、このかぎ針に長繊維を伴わせてロックウールマッ
トを縫い合わせるようにしたものでもよい。ニードリン
グするロックウールマットは、ロックウールを集積した
ものでもよいし、これを層状に折り畳んだものでもよ
い。

【００１６】特に、脱ショットされたロックウール１０
０重量部に対し有機繊維５〜２５重量部とガラス繊維２
０〜５０重量部を含有する繊維材料を層状に集積し、こ
れをニードリングしたロックウールシートは、有機繊維
がニードリング効果を高めて強度があり、またガラス繊
維が延焼防止効果を高めて不燃性が優れており、本発明
の不燃被覆工法に用いるロックウールシートとしてより
好ましい材料である。なお、脱ショットされたロックウ
ールは、原料ロックウールに含まれるショット（粒子）
を可及的に除去し、ショット含有率を２０重量％以下、
好ましくは１０重量％以下、より好ましくは５重量％以
下にしたものである。このような脱ショットされたロッ
クウールは、原料ロックウールを解繊機などにかけるこ
とで製造することができる。また、上記の有機繊維とし
てポリエステル繊維等の熱融着性繊維を用いて同様に製
造したニードリングロックウールシートを、さらに熱融
着性繊維の融解温度以上に加熱することにより得られた
熱融着ニードリングロックウールシートは、繊維同士が
熱融着性繊維バインダーにより接着され、極めて優れた
柔軟性と引っ張り強度を有し、本発明の不燃被覆工法に
有利に用いることができる。

【００１７】本発明の不燃被覆工法に用いるロックウー
ルシートの厚さは、繊維材料の構成や製法にもよるが、
不燃性能の観点から５ｍｍ以上であることが好ましい。
この厚さが５ｍｍより薄いと不燃性能が低く、火災時に
下層の繊維強化プラスチックを十分保護できないことが
ある。ロックウールシートが厚すぎると、施工時に折り
曲げなどの加工がしにくくなり、またコストが高く経済
性が損なわれるので、ロックウールシートの厚さは、好
ましくは５〜２０ｍｍ程度、より好ましくは７〜１０ｍ
ｍ程度がよい。

【００１８】次に、繊維強化プラスチック層の表面にロ
ックウールシートを被覆して不燃被覆層を形成する方法
としては、接着剤で接着してもよいし、スピンドル釘な
どで固定してもよいし、あるいはこの２つの方法を併用
してもよい。

【００１９】接着剤による接着方法としては、繊維強化
プラスチック層の表面に接着剤を塗布し、それにロック
ウールシートを貼りつけるか、あるいはロックウールシ
ートに接着剤を塗布し、それを繊維強化プラスチック層
の表面に貼りつけてもよい。この接着剤としては、例え
ばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル
樹脂、ゴム等の高分子系接着剤や澱粉、メチルセルロー
ズ、ＣＭＣ等の天然系接着剤や水ガラス等の無機系接着
剤など各種の接着剤を用いることができる。

【００２０】また、この接着剤として、繊維強化プラス
チックの施工用樹脂（マトリックス樹脂）と同種の接着
剤、好ましくは同一の接着剤を用いると、マトリックス
樹脂と接着剤が相溶し、ロックウールシートが繊維強化
プラスチックに強固に接着される。繊維強化プラスチッ
クのマトリックス樹脂としては、一般的にエポキシ樹脂
等の常温硬化型樹脂が用いられるので、これをロックウ
ールシートの接着剤として用いることがよい。同一の樹
脂を用いることにより、補強工事現場の材料管理が楽に
なる利点もある。

【００２１】本発明の不燃被覆工法は、土木・建築用構
築物の補強工法として従来から公知の繊維強化プラスチ
ック補強工法に適用するものである。このような補強工
法としては、あらかじめ施工用樹脂（マトリックス樹
脂）を含浸した一方向配列強化繊維シートを補強対象構
築物に貼りつけるか、あるいは補強対象構築物に施工用
樹脂を塗布し、それに一方向配列強化繊維シートを貼り
つけることでよい。

【００２２】このような一方向配列強化繊維シートに用
いられる強化繊維としては、例えばＰＡＮ系炭素繊維、
ピッチ系炭素繊維、ボロン繊維、炭化珪素繊維、ガラス
繊維、アルミナ繊維、スチール繊維、アラミド繊維、ポ
リエチレン繊維、ポリエステル繊維等の強度のある連続
長繊維が用いられる。これらの繊維は単独で用いてもよ
いし、２種類以上からなるハイリッド繊維として用いて
もよい。これらの連続繊維は、繊維径が３〜３０μｍ程
度の単繊維を集束剤で多数本集束したストランド又は軽
く撚りをかけて集束したストランドの形状で用い、これ
を並べて押しつぶし、一方向配列強化繊維シートとする
ことができる。

【００２３】この一方向配列強化繊維シートは、そのま
ま補強材料としてもよいし、一方向配列強化繊維シート
の幅方向に補助糸を織り込んだ織物状としてもよいし、
一方向配列強化繊維シートの幅方向に補助糸を接着（熱
融着）したものでもよいし、この補助糸に熱融着性樹脂
を用いるかあるいはホットメルト接着剤で処理したもの
などでもよい。

【００２４】また、補強対象構築物に一方向配列強化繊
維シートを貼りつけるのに用いられる施工用樹脂として
は、従来から繊維強化補強工法に用いられているエポキ
シ樹脂、アクリル樹脂等の常温硬化型樹脂でよい。

【００２５】なお、補強工事は、その目的（例えば曲げ
強度、剪断強度の向上）に応じて、強化繊維シート１６
をその繊維方向を０°又は９０°に選択し２層以上重ね
て行うとよい。マトリックス樹脂としては、常温硬化型
のエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル系
樹脂などを適宜用いることができる。

【００２６】上記のようにロックウールシートで被覆す
ることにより、繊維強化プラスチック層を不燃化するこ
とができるが、さらにロックウールシート表面に珪酸カ
ルシウム板、スレートボード、石膏ボード等の不燃性板
材を貼り付けることにより、耐火性能（外界温度が２０
０℃になっても維強化プラスチック層の性能を保持する
性能）を付与することも可能である。

【００２７】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を更に
具体的に説明する。

【００２８】〔供試体の作製〕供試体ベースとして、２
２０ｍｍ×２２０ｍｍ×４０ｍｍのセメントモルタル
板、一方向配列強化繊維シートとして、東燃株式会社の
トウシートＦＴＳ−Ｃ１−２０（高強度炭素繊維製、目
付量２００ｇ／ｍ²）、プライマーとして、東燃株式会
社製のＦＰプライス−ＦＰ−ＮＳ（エポキシ樹脂系）、
施工用樹脂として、東燃株式会社製のＦＲレジン−ＦＲ
−Ｅ３Ｐ（エポキシ樹脂系）をそれぞれ用いた。供試体
ベースの上にプライマー０．２５Ｋｇ／ｍ²を塗布し、
施工用樹脂を順次塗布しながら（総塗布量０．６Ｋｇ／
ｍ²）、その上に一方向配列強化繊維１枚を貼りつけ、
さらに繊維方向を９０°換えてもう１枚貼りつけ、養生
して供試体を作製した。

【００２９】実施例１この供試体に、ロックウールニードリングシート（ロッ
クウール１００重量部にガラス繊維２０重量部、ポリエ
ステル繊維１０重量部を混合開繊し、層状に集積し、ニ
ードリングしたもの。厚さ７ｍｍ、目付量１．５Ｋｇ／
ｍ²）を、接着剤として上記の施工用樹脂０．３Ｋｇ／
ｍ²を用いて接着し、耐火性能試験用供試体を作製し
た。

【００３０】この耐火性能試験用供試体について、建築
基準法施行令に基づく不燃材料の表面試験（建設省告示
第１８２８号）を実施した。表面試験は、主熱源に電熱
線、副熱源に都市ガスバーナーを備えた試験装置の一側
壁に、耐火性能試験用供試体を２２ｃｍ角の内１８ｃｍ
角部分を炉内の露出面となるように設置し、熱源により
加熱して試験し、次の項目に注目して判定した。試験結
果を表１に示す。（１）有毒ガス発生の有無（２）排気温度の上昇度合い（３）排煙量（４）加熱終了後の残炎時間（５）加熱終了後の有害な変形の有無

【００３１】比較例１実施例１で用いたロックウールニードリングシートの代
わりに、湿式ロックウール吹付耐火被覆材（施工厚さ１
０ｍｍ、重量４．５Ｋｇ／ｍ²）を供試体の表面に吹き
付けて形成した。この耐火性能試験用供試体について、
実施例１と同様に不燃材料の表面試験を実施した。試験
結果を表１に示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、繊維強化プラスチック
により土木・建築用構造物を補強する工法において、そ
の表面にロックウールシートを被覆して不燃被覆層を形
成することにより、繊維強化プラスチックの表面を火災
時の高温から保護することができる。また、本発明の不
燃被覆工法は、施工が容易であり、材料費用、施工費用
も低廉であり、振動などに強い耐久性のある被覆層を形
成することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維強化プラスチックにより土木・建築
用構造物を補修・補強する工法において、土木・建築用
構造物に補強繊維を施工樹脂で接着して繊維強化プラス
チック層を形成したのち、その表面にロックウールシー
トを被覆して不燃被覆層を形成することを特徴とする不
燃被覆工法。
【請求項２】ロックウールシートが、ロックウールを
主体とするニードリングシートである請求項１記載の不
燃被覆工法。
【請求項３】ロックウールを主体とするニードリング
シートが、脱ショットされたロックウール１００重量部
に対し有機繊維５〜２５重量部とガラス繊維２０〜５０
重量部を含有する繊維材料を層状に集積し、ニードリン
グしたロックウールシートである請求項２記載の不燃被
覆工法。
【請求項４】ロックウールシートが、厚さ５〜２０ｍ
ｍである請求項２又は３記載の不燃被覆工法。
【請求項５】ロックウールシートの被覆が、補強繊維
の施工樹脂と同じ接着剤により行われる請求項１〜４の
いずれかに記載の不燃被覆工法。