JPS62270450A

JPS62270450A - ケ−ブル延焼防止用耐火充填材

Info

Publication number: JPS62270450A
Application number: JP11315186A
Authority: JP
Inventors: 三井　美明; 正大塚; 犬塚　克彦
Original assignee: Isolite Insulating Products Co Ltd
Current assignee: Isolite Insulating Products Co Ltd
Priority date: 1986-05-16
Filing date: 1986-05-16
Publication date: 1987-11-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】３、発明の詳細な説明〔産業上の利用分野〕本発明はコンクリート壁からなる防火区画貫通部のケー
ブル延焼防止用充填材に関する。

〔従来の技術〕

防火区画貫通部のケーブル延焼防止用耐火充填材として
は、ロックウール及び耐火モルタル等があり、ロックウ
ールは壁、原画貫通部に、又耐火モルタルは主に床貫通
部に使用される。

ロックウールを使用する場合、以下のような手順で施工
が行なわれる。ケーブルの防火区画部の開口部、ケーブ
ルラック及びケーブルに合わせてコンクリート壁のいず
れか一方の面、又はコンクリート床の下面に珪酸カルシ
ウム板をボルト及びナツトあるいは接着剤で固定し開口
部を塞ぎ、その反対側の面から決められた密度以上にロ
ックウールを詰め込んだ後、残った開口部を珪砂カルシ
ウム板で塞ぐ。更に、ケーブルと珪酸カルシウム板、ケ
ーブルとケーブルラックあるいは珪酸カルシウム板とケ
ーブルラックの隙間にパテ状の耐熱シール材を充填する
。

この工法においては、延焼防止のための充填材の厚さが
、ケーブル貫通部のほぼ壁あるいは床の厚さに限定され
、充填されたロックウールの熱伝導率が比較的大きく、
通気性もあるため、比較的太いケーブルが使用される場
合は、火災の場合にケーブルの延焼を防ぐことが困難に
なる。又、床貫通の場合には、床下から珪酸カルシウム
板を固定する必要があり、また必要な部数が多くなり、
作業は困難且つ煩雑になる。

耐火モルタル等の不定形耐火材を床のケーブルの防火区
画貫通部に充填する工法は以下の通りに行なわれる。ま
ず開口部に合わせて珪酸カルシウム板を切断し、ボルト
及びナツトまたは接着剤で床の下面に取付は開口部を塞
ぎ、次いでケーブルと珪酸カルシウム板、ケーブルとケ
ーブルラックあるいは珪酸カルシウム板とケーブルラッ
クの隙間をシールし耐火モルタルが漏れないようにする
。

更に床の上面に、開口部及びケーブルとケーブルラック
を囲むように仮枠または型枠を、施工箇所に合せて設置
し、仮枠あるいは型枠と他の部材の隙間から耐火モルタ
ル等が漏れないように必要な部分にシール材を充填する
。その後、耐火モルタルを仮枠あるいは型枠の中に注入
する。

この工法においては、耐火モルタルが施工箇所の隙間か
ら漏れないようにする必要があるが、一般にケーブル、
ケーブルラック等は複雑な形状をなし、これらと珪酸カ
ルシウム板の間は比較的大きな隙間が生じ易く、シール
材を充填しても完全に漏れを防ぐのは困難であり、可能
であるとしても非常に手数がか＼る。珪酸カルシウム板
の取付は及びモルタルの漏れを防止するためのシール材
の充填を床下から行なう必要があり作業し難い欠点があ
る。又、注入するモルタルの粘性を高くすればシール部
からの漏れは少なくなるが、ケーブル間等の狭少な隙間
には充填され難く、注入するモルタルの粘性を低くすれ
ば、モルタルはケーブルの間等の狭少な間隙にまで充填
され易くなるが、シール部から漏れ易くなり、また乾燥
時の収縮が大きくなり施工後、亀裂を生じ易くなりケー
ブルの延焼を防止する性能が低下するなどの問題がある
。その上、耐火モルタル等の硬化を、二液の混合によっ
て行なう場合には二液を均一に混合する必要があり、二
液混合で硬化するものは一般的に硬化時間が短く作業し
楚い欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上述の問題点に鑑み、水を加え練り土状にし、
必要とされる延焼防止用能力に応じた厚みに施工でき、
作業性を従来より著しく改善し、しかもケーブルの延焼
防止性に優れた耐火充填材を提供しようとするものであ
る。

（問題点を解決するための手段〕本発明は無機質繊維５〜９０重量部と、６００Ｃ以下で
熱分解し吸熱反応を起こす無機質粉末５〜８０重量部と
、水硬性セメント５〜９０重量部と、これらの合計１０
０重量部に対し有機糊剤０．１〜５．０重量部を含有す
るケーブル延焼防止耐火充填材を構成したものである。

本発明耐火充填材は使用される無機質繊維によって高度
な断熱性能を、無機質粉末によって高度な熱吸収能力を
、水硬性セメントによって適度な作業時間を、又これら
と有機糊剤の組合せによって良好な作業性を与えられる
。またこの耐火充填材は、水を加えて練ると練り土状に
なり、ケーブル、ケーブルラック、珪酸カルシウム板、
仮枠あるいは型枠及びコンクリートと良く密着し、充填
性に優れ狭少な隙間にも容易に充填され、適度な作業性
を有する。しかも、硬化後比較的高い強度をもち、乾燥
あるいは更に高温に加熱されても収縮、爆裂、強度の低
下、あるいは亀裂の発生を殆んど起こさないので、ケー
ブルの防火区画貫通部に施工された場合に、高度の延焼
防止能力を有することになる。

〔作用〕

本発明を構成する無機質繊維、６００　Ｃ以下で熱分解
し吸熱反応をおこす無機質粉末、水硬性セメント、有機
糊剤について詳述する。

酸化物無機質繊維としてはロックウール、スラグウール
、アルミノシリケート質ファイバー、シリカファイバー
、アルミナファイバー、ジルコニアファイバー、ガラス
繊維、等の繊維であり単独あるいはそれらを組合せて使
用することができ、断熱性能を高め加熱による亀裂、割
れ、欠落を防止する。

６００　Ｃ以下で熱分解し吸熱反応を起こす無機質粉末
としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、
水酸化カルシウム等水酸化物、あるいはクレイ、マイカ
、タルク、ロー石、ゼオライト等の無機質粉末を挙げる
ことができる。これらの材料は、加熱により６００Ｃ以
下で熱分解し吸熱反応を起こすので、熱吸収能力を高め
る働きがある。

水硬性セメントとしては、ポルトランドセメント、アル
ミナセメント、フライアッシュセメント、酸性リン酸セ
メント、石膏等水硬性結合材を挙げることができる。こ
れらの材料は水と化合して硬化し水和物になり、加熱さ
れると６００　Ｃ以下で熱分解し吸熱反応を起こすので
、硬化材として働くと共に上記無機質粉末の作用を補助
することになる。

有ｉ　糊剤としては、メチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリア
クリル酸ソーダ、ポリアクリルアミド等を挙げることが
できる。

本発明の耐火充填材が水を加えて混練した場合に均質な
練り土状になるのは、有機糊剤が水に溶は出し水の粘性
を上げ、無機質繊維を解こう或いは分散するためと推定
される。

本発明を構成する無機質繊維が長さ１ｏｏｓｓ以下の酸
化物繊維であるのが望ましいのは、長さ１００闘以下に
すると本発明の耐火充填材に水を加えて混練した場合に
無機質繊維が解こう或いは分散され易く均質な練り土に
なり作業がし易い。逆に長さ１００■より長いと耐火充
填材に水を加えて混練した場合、良好な作業性が得られ
ない。

本発明を構成する６００　ｔｌ’以下で熱分解し吸熱反
応を起こす無機質粉末が熱分解する際２０％以上の重量
減少を起こす無機質粉末であるのが望ましい理由は次の
通りである。

クレイ、マイカ、タルク、ロー石は６００　Ｃ以下で熱
分解し吸熱反応を起こす。クレイの熱分解する際の重量
減少率は約１４％、吸熱量はクレイ１−当り約９Ｑ　Ｋ
　ｃａｌである。マイカ、タルク、ロー石の熱分解する
際の重量減少率は約５％、吸熱量はマイカ、タルク、ロ
ー石１にｇ当り約３０　Ｋｃａ７！である。

水酸化アルミニウムにはＡｌ（ＯＨ）　またはＡ／ｌ　
０・３ＨＯの化学式で表わされるギブサイ）、Ａ７！０
・ＨＯの化学式で表わされるダイアスボア或いはベーマ
イ（・、その主成分がギブサイト、ダイアスボアである
ボーキサイトがある。水酸化アルミニウムを加熱すると
２５０〜３３０Ｃにかけて分解し無水物になる。この脱
水反応でＡ４（ＯＨ）　　は３４．６％の重量減少を起
こし、Ａｔ（ＯＨ）　　１　ｋｇ当り１９３　Ｋ　ｃａ
Ａの吸熱を伴なう。又、水酸化マグネシウムの熱分解す
る際の重量減少率は３０．９％、吸熱量は水酸化マグネ
シウム１にｇ当り１５２　Ｋ　ｃａ７である。水酸化カ
ルシウムの熱分解する際の重量減少率は２４．３％、吸
熱量は水酸化カルシウム１にｇ当り２１１　Ｋ　ｃａｌ
である。

このように熱分解する際２０％以上の重量減少を起こす
無機質粉末は単位重量当りの吸熱量が多く、本発明の耐
火充填材に優れた熱吸収能力を与え、しかも熱分解によ
り気孔が多くできるため熱分解後の断熱性能が向上し、
優れた防火性能を与える。

本発明の耐火充填材に水を加えて混練し、練り土状にし
たものは適度な作業性を示し、硬化後高度な断熱性能と
熱吸収能力を示す。この練り土状にしたものは防火区画
貫通部に充填しケーブルの延焼を防ぐ材料に要求される
作業性、断熱性能、熱吸収能力を備えており、この練り
土状にしたもの・を用いれば効果的にケーブルの延焼を
防ぐことができる。

上記の練り土状にしたものを防火区画貫通部に施工する
際、防火区画貫通部の開口面積ケーブルの種類及び本数
、ケーブルラックの種類及び配置などの違いにより要求
される延焼防止能力は異なってくる。これら異なる要求
に対応するためには上記の練り土状にしたものの施工厚
みを適宜選択すれば良い。即ち、大きな開口部に太さの
太いケーブル（熱を伝え易い）が多数敷設される場合に
は施工厚みを厚くシ、逆に小さな開口部に太さの細いケ
ーブル（熱を伝え補い）が小数敷設される場合は施工厚
みを薄くすることができる。

本発明の耐火充填材の構成成分の配合割合は、無機質繊
維が５〜９０重量部、６０００以下で熱分解し吸熱反応
を起こす無機質粉末が５〜８０重量部、水硬性セメント
が５〜９０重量部、これら１００重量部に対して有機糊
剤が０．１〜５．０重量部である。

無機質繊維が５重量部未満では断熱性能に劣り、急激な
加熱による亀裂、割れ、欠落などを生じ易い。又、９０
重量部を超えると断熱性能に優れ、急激な加熱による亀
裂、割れ、欠落などは生じないものの無機質粉末及び水
硬性セメントの配合割合が少なくなる結果、熱吸収能力
及び強度が低下する。

６０００以下で熱分解し吸熱反応を起こす無機質粉末が
５重量部未満では熱吸収能力に劣る。又、８０重量部を
超えると無機質繊維及び水硬性セメントの配合割合が少
なくなる結果、加熱による収縮が大きくなり、断熱性能
及び強度が低下する。

水硬性セメントが５重量部未満では、硬化体の強度がな
く硬化後、硬化体とケーブルとの間に隙間を生じ易い。

又、９０重量部を超えると無機質繊維及び無機質粉末の
配合割合が少なくなる結果、断熱性能、熱吸収能力が低
下する。

上記配合合計の１００重量部に更に有機糊剤を０．１〜
５．０重量部配合させることが重要である。有機糊剤を
少量添加し、この原料組成物に水を加えて混練すると作
業性、施工性の良好な練り玉状となる。その理由は前記
した通りであり、その効果は０．１重量部以上で表われ
る。それ以上の添加で更にその効果は上昇する。一方、
この有機糊剤は温度上昇により燃焼して発熱反応を起こ
す為、断熱性能、熱吸収能力に関してはマイナスの効果
となるので、５．０重量部を超える添加は避けなければ
ならない。

上記以外に無機物１００重量部中に２０重量部までの無
機質のフィラーを加えることができる。このフィラーと
しては加水混練したときに作業性を悪化させ、ず、水硬
性セメントの硬化に悪影響を与えないケイ砂、ケイ石粉
末、アルミナ、ジルコニア等を挙げることができる。

０湯。

〔実施例〕

まず、耐火充填材の品質及び加熱時の昇温特性を例示す
る。

表−１に示した比較例１は熱分解し吸熱反応を起こす無
機質粉末を入れない配合の、実施例１及び２は熱分解し
吸熱反応を起こす無機質粉末を入れた配合の、又実施例
２は熱分解する際２０％以上の重量減少を起こす無機質
粉末な入れた配合である。

表−１に示した配合物から水を除いた配合物を乾式混合
し、表−１の最下段に示した水を添加しよく混練した。

この混線物を型の中によくたたき込めて１１５　Ｘ　１
３０　Ｘ　２３０　ｍ１１１に成形し、その際に表面温
度、内部温度測定用に熱電対（０，６５ｍｆｉφアルメ
ルクロメル）を１１５Ｘ１３０１１１３の表面、１１．
５　Ｘ　２３０ｍｍ１１の表面から２５ｍｍ１及び５Ｑ
＋Ｍｎの位置に入れた。硬化後４０Ｃで４８時間乾燥し
、ＬＰＧ炉に試験体の熱電対を固定した表面（１１５Ｘ
１３０　＋ｍｍ１）が炉内面になるように固定した後、
表−４に示した丁工Ｓ　Ａ　１３０４に規定する標準加
熱曲線に準じて加熱を行なった。

比較例１、実施例１．２の硬化後の品質を表−２に、試
験体の温度測定結果を表−３に示す。

表−工　（重量部） ※アルミノシリケート質ファイバー表−２表−３注）Ａ：比較例Ｉ　Ｂ＝実施例ＩＣ；実施例２　温度の単位：Ｃ熱吸収能力は、加熱表面温度の上昇をみることにより判
る。加熱開始１５分後で炉内温度は７６０Ｃであり、比
較例１、実施例１．２の表面温度はそれぞれ３８３　Ｃ
，２７７ｔＺ’、　９３　ｒである。実施例２には水酸
化アルミニウムが多量に配合されている為表面温度の上
昇が抑えられている。（水酸化アルミニウムの脱水時の
分解熱は約１９３　Ｋ　ｃａｔ／ｋｔｊである。）加熱
開始１２０分後の比較例１、実施例１．２の表面より５
０ｍｍの内部温度はそれぞれ２８８Ｃ。

２００１Ｃ’、　１３８ｒである。一般的に熱分解する
際に重量減少をする素材がある場合は、加熱収縮が小さ
ければ重量減少した部分は気孔となり断熱性能が向上す
る。実施例２は加熱収縮が小さく重量減少率が太さいた
め、比較例１、実施例１より断熱性能が優れている。比
較例１、実施例１．２はいずれも充填が良く施工性が良
好であった。又、加熱による亀裂、割れ、欠落はいずれ
もなかった。

次に耐火充填材をケーブル配線の防火区画貫通部を模し
たコンクリート板に施工し、加熱試験を行なった場合に
ついて例示する。

第１図に示す長さ７００闘、幅５ＱＱ　ａｍ　、厚さ１
００闘のコンクリート板４の貫通部５　　（ｏ４００Ｘ
２００ｍｓ）に長さ９００龍に切断した幅３００ｍｍ１
のケーブルラック３（ネグロス電工■製５Ｒ−３０）を
片側３ＱＱ　ｖｕｒｈ、反対側５ＱＱ龍出るよう固定し
た。このケーブルラック３に長さ９００ｍｍ１に切断し
たケーブル２　（６００Ｖビニル絶縁ビニルシースケー
ブルＶＶ　−Ｒ，６０簡２３芯）４本を第２図に示すよ
うに固定した。このコンクリート板貫通部に比較例１、
実施例１．２の各混練物を片側５０關ずつ出るように２
００ｍ５充填した。この際に加熱裏面側ケーブルの表面
温度、加熱裏面側充填材表面温度を測定するために熱電
対（０，６５ｓｓφアルメルクロメル）を取付けた。こ
の試験体をそれぞれ試験体１．２．３とする。試験体１
．２．３を４０　Ｃで７日間乾燥した後ケーブルラック
が３００ｍｍ突き出した方の面を加熱した。加熱曲線は
表−４に示したＪより　Ａ　１３０４に規定する標準加
熱曲線に準じた。温度測定結果を表−５に示す。

表−４Ｊ工Ｓ　Ａ　１３０４標準加熱曲線表−５（ｍ度
の単位Ｃ）ケーブルが貫通するコンクリート板の加熱において、ケ
ーブルの延焼防止材の評価は加熱裏面側ケーブルの表面
湿度及び加熱裏面側の延焼防止材の表面温度による。建
築物に主として使用されるケーブルは、架橋ポリエチレ
ン絶縁ビニルシースケーブル及びビニル絶縁ビニルシー
スケーブルである。ポリエチレンの引火温度は３４１Ｃ
，塩化ビニルの引火湿度は３９１Ｃであるので、ケーブ
ルが延焼しないためには加熱裏面側ケーブルシース温度
は３４１０未満でなければならない。試験体１、２．３
の加熱開始１２０分後の加熱裏面側ケーブルシース温度
は、３８９　Ｃ，３１９ｒ、　２４９　ｒであり、試験
体１に用いた比較例１はケーブル延焼防止材としては不
適であり、試験体２に用いた実施例１の場合はポリエチ
レンの引火温度との差がわずかであるためケーブル延焼
防止材として更に防火性能の向上が望まれる。試験体３
の場合には加熱裏面側ケーブルシース温度はポリエチレ
ンの引火温度よりもかなり低くなっており、試験体３に
用いた実施例２はケーブル延焼防止材として充分な性能
をもっていることが判る。

比較例１、実施例１．２のいずれも施工性は良好でケー
ブル等との密着性も良く又ケーブル間等の比較的狭い隙
間にも良く充填することができる。

更にケーブル延焼防止の充填厚さは２００ＩＩＩｌＩ！
で良く、型枠も不要であった。更に試験体１．２．３の
施工体部分はいずれも加熱による亀裂、割れ、欠落等は
なかった。

次にケーブルが床を貫通する場合を想定した加熱試験を
行なった。第１図に示す長さ７０（ｍｍ１、幅５００１
に１１１、厚さ１００酩のコンクリート板４の貫通部５
（口４００Ｘ２００ａｌｌ）に長さ９００１８１１１に
切断した幅３００■のケーブルラック３（ネグロス電工
■製ＳＲ−’３０）ご片側３ＱＱｍ、反対側５００ｍｍ
出るように固定した。

このケーブルラックに長さ９００ｍｍ１に切断したケー
ブル２　（６００Ｖビニル絶縁ビニルシースケーブルｖ
ｖ−Ｒ６Ｑｍｍ１３芯）４本を第２図に示すように固定
し、コンクリート板４を水平に置いた。長さ３００ｍｍ
１に切断した小型等辺山形＠６　（ｔ３’Ｘ２５額）〔
以下り形鋼と略す。〕２本を第１図に示すようにケーブ
ルラックの両端に沿って直径６　ｓｓφ、長さ４５ｍ５
のアンカーボルト７でコンクリート板４の上面に固定し
た。なおＬ形鋼６の両端は貫通部両端より５゜鰭突き出
してコンクリート板４の表面にのせた。

固定したＬ形鋼６から長さ１５Ｑｓｓ、直径１１０５ａ
φの寸切ボルトを用いてケイ酸カルシウム板保持用り形
鋼（長さ３９０１１ｍ、　ｔ３Ｘ２５關）２本をケーブ
ルラック３と貫通部の間に、Ｌ形鋼がコンクリート板の
下面になるように吊り下げ、貫通部の寸法に合せて切断
したケイ酸カルシウム板をセットした。

実施例２の混練物を貫通部に充填し、第２図のように開
口部端部より幅５０”、床上面より高さ１００關の台形
に盛り上げた。加熱裏面側、即ち床上面に突出するケー
ブルの表面温度、加熱裏面側充填材表面湿度を測定する
ために熱電対（０，６５１１ｍφアルメルクロメル）を
取付けた。この試験体を試験体４とする。

試験体４を４０　Ｃで７日間乾燥した後ケーブルラック
が３００ｍ突き出した側、即ち床下面（ケイ酸カルシウ
ム板で貫通部が塞がった側）を加熱した。

加熱曲線は表−４に示した。７エ５Ａ１３０４に規定す
る標準加熱曲線に準じた。測定結果を表−６に示本発明
によるケーブル延焼防止用耐火充填材は、ケーブル等と
の密着性が良くケイ酸カルシウム板とケーブル、ケイ酸
カルシウム板とケーブルラック、ケーブルとケーブルラ
ックとの間から漏れずしかもケーブル間等の比較的狭い
隙間にもよく充填することがでさた。

又、ケーブル延焼防止の施工は上面からの施工のみで、
床下からの施工が不要であり施工は容易であった。

加熱開始後の加熱裏面側ケーブルシース温度の上昇は試
験体３のそれとほぼ同じである。加熱開始１２０分後の
加熱裏面側ケーブルシース温度は２４７Ｃである。又、
加熱裏面側充填材表面温度は７１　Ｃと試験体１．２．
３よりも約ｌＯＣ低くなっている。

〔発明の効果〕

本発明によれば熱吸収能力、断熱性能及び作業性の優れ
るケーブル延焼防止用耐火充填材を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は試験体１．２．３及び４の構造を示した斜視図
、第２図は同じく外観図である。１・・ケーブル延焼防止用耐火充填材２・・ケーブル　３・・ケーブルラック４・・コンクリ
ート板　５・・貫通部６・・山形鋼　７・・アンカーボルト手続補正書（自発）昭和６１年６月２７日昭和６１　年　特　許　１第１１３１５１号２、纒明の
名称　ケーブル延焼防止用耐火充填材３、補正をする者事件との関係　出　願　人 ′＆ｖ”術　　大阪市北区堂島浜１丁目２番６号氏　名
（名称）イソライト工業株式会社４、代理人（１）明細書４頁下から７行及び９行、同６頁上から３
行目中の１狭少」を「狭小」と訂正する。（２）　　同　５頁上から４行目中の「延焼防止用能力
」を１延焼防止能力」と訂正する。（３）同　５頁下から８行目中の「延焼防止耐火充填材
」を「延焼防止用耐火充填材」と訂正する。（４）　　同　１０頁上から１１行目の１開口面積ケー
ブル」を「開口面積、ケーブル」と訂正する。（５）　　同　１３頁下から６行目σ表面、１１５Ｘ２
３０調」を「表面と１１５Ｘ１３０ＭＪと訂正する。（６）　　同　１４頁の表−２中の最下欄［１０５Ｃ乾
燥後（Ｊ工ＳＲ２３１６）Ｊを「１０５　Ｃ乾燥後（、
Ｔ工Ｓ　Ｒ２６１６）　、Ｊと訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化物無機質繊維５〜９０重量部と、６００℃以
下で熱分解し吸熱反応をおこす無機質粉末５〜８０重量
部と、水硬性セメント５〜９０重量部と、これらの合計
１００重量部に対し有機糊材０．１〜５．０重量部を含
有するケーブル延焼防止用耐火充填材。
（２）無機質繊維が長さ１００ｍｍ以下である特許請求
の範囲（１）項記載のケーブル延焼防止用耐火充填材。
（３）無機質粉末が、加熱分解する際２０％以上の重量
減少を起こす無機質粉末である特許請求の範囲（１）項
又は（２）項に記載のケーブル延焼防止用耐火充填材。