(57)【要約】      （修正有）【課題】接合部を有する鉄骨において、一定の被覆厚みで十分な耐火性能を付与することができ、美観性に優れる被覆構造を提供する。【解決手段】被覆構造は、接合部２１を有する鉄骨部材１の上に、無機質層３と、発泡性耐火被覆層４が順に設けられる。無機質層が、粉体成分として水硬性セメント、骨材を含み、粉体成分に由来する微細な凹凸及び／または複数の微孔を有する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
接合部を有する鉄骨部材の被覆構造であり、
上記鉄骨部材の上に、無機質層と、発泡性耐火被覆層が順に設けられ、
上記無機質層が、粉体成分として水硬性セメント、骨材を含み、粉体成分に由来する微細な凹凸及び／または複数の微孔を有するものであることを特徴とする被覆構造。
【請求項２】
鉄骨同士の溶接部を有する鉄骨部材の被覆構造であり、
上記鉄骨部材の上に、無機質層と、発泡性耐火被覆層が順に設けられ、
上記無機質層が、粉体成分として水硬性セメント、骨材を含み、粉体成分に由来する微細な凹凸及び／または複数の微孔を有するものであることを特徴とする被覆構造。
【請求項３】
ボルト接合部領域を有する鉄骨部材の被覆構造であり、
上記鉄骨部材の上に、無機質層と、発泡性耐火被覆層が順に設けられ、
上記無機質層が、粉体成分として水硬性セメント、骨材を含み、粉体成分に由来する微細な凹凸及び／または複数の微孔を有するものであることを特徴とする被覆構造。
【請求項４】
上記無機質層が、粉体成分、合成樹脂、界面活性剤を含有するものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の被覆構造。
【請求項５】
上記発泡性耐火被覆材が、樹脂成分、難燃剤、発泡剤、炭化剤及び充填材を含有するものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の被覆構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、新規な被覆構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物、土木構築物等の構造物が火災等によって高温に晒された場合には、これら構造物を構成する鉄骨の物理的強度が急激に低下するという問題がある。これに対し、鉄骨に耐火被覆材を被覆し、火災時の鉄骨の温度上昇を遅延させて、鉄骨の機械的強度の低下を抑制する被覆構造が知られている。
【０００３】
また、鉄骨が接合部（鉄骨の溶接部、ボルト接合部等）を有する場合、その接合部は他の部位と比較して耐熱性に劣るという問題がある。これに対して、ボルト接合部を有する鉄骨部材において、各ボルト・ナット（および座金）の突出した部分（凸部）を局部的に被覆する方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９５４８８２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような凸部を局部的に被覆する場合、均一な厚みで被覆することは難しく、美観性を損なう場合がある。また、被覆厚みが不均一な場合、一定の耐火性能が得られにくく、耐火性能が低下するおそれがある。さらに、局部的に被覆厚みが厚くなる場合があり、鉄骨の温度上昇の際に耐火被覆材がずり落ちる（脱落する）おそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は上記諸問題点を解決するためになされたもので、接合部を有する鉄骨において、一定の被覆厚みで十分な耐火性能を付与することができ、美観性に優れる被覆構造を提供するものである。本考案は以下の特徴を有するものである。
１．接合部を有する鉄骨部材の被覆構造であり、
上記鉄骨部材の上に、無機質層と、発泡性耐火被覆層が順に設けられ、
上記無機質層が、粉体成分として水硬性セメント、骨材を含み、粉体成分に由来する微細な凹凸及び／または複数の微孔を有するものであることを特徴とする被覆構造。
２．鉄骨同士の溶接部を有する鉄骨部材の被覆構造であり、
上記鉄骨部材の上に、無機質層と、発泡性耐火被覆層が順に設けられ、
上記無機質層が、粉体成分として水硬性セメント、骨材を含み、粉体成分に由来する微細な凹凸及び／または複数の微孔を有するものであることを特徴とする被覆構造。
３．ボルト接合部領域を有する鉄骨部材の被覆構造であり、
上記鉄骨部材の上に、無機質層と、発泡性耐火被覆層が順に設けられ、
上記無機質層が、粉体成分として水硬性セメント、骨材を含み、粉体成分に由来する微細な凹凸及び／または複数の微孔を有するものであることを特徴とする被覆構造。
４．上記無機質層が、粉体成分、合成樹脂、界面活性剤を含有するものであることを特徴とする１．〜３．のいずれか一項に記載の被覆構造。
５．上記発泡性耐火被覆材が、樹脂成分、難燃剤、発泡剤、炭化剤及び充填材を含有するものであることを特徴とする１．〜３．のいずれか一項に記載の被覆構造。  
【考案の効果】
【０００７】
本考案の被覆構造は、接合部を有する鉄骨において、一定の被覆厚みで十分な耐火性能を付与することができる。具体的には以下に示す効果を得ることができる。
【０００８】
上記１．の被覆構造によれば、接合部を有する鉄骨において、無機質層によって、接合部の不陸（凹凸）を調整することができ、発泡性耐火被覆層を均一な厚みで被覆することができる。これによって、美観性に優れ、火災等により高温に晒された場合には鉄骨部材全体において均一な耐火性能を発揮することができる。
【０００９】
上記２．の被覆構造によれば、鉄骨同士の溶接部を有する鉄骨部材においても、上記と同様に、発泡性耐火被覆層を均一な厚みで被覆することができ、美観性に優れ、火災等により高温に晒された場合には鉄骨部材全体において均一な耐火性能を発揮することができる。
【００１０】
上記３．の被覆構造によれば、ボルト接合部領域を有する鉄骨部材においても、上記と同様に、発泡性耐火被覆層を均一な厚みで被覆することができ、美観性に優れ、火災等により高温に晒された場合には鉄骨部材全体において均一な耐火性能を発揮することができる。
【００１１】
上記４．の被覆構造によれば、上記効果に加え、無機質層の強度が向上し優れた耐久性を発揮することができる。
【００１２】
上記５．の被覆構造によれば、上記効果に加え、優れた耐火性能を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本考案被覆構造の別の一例を示す図である。
【図２】図２は図１−Ａ部分の拡大図である。
【図３】図３は本考案被覆構造の別の一例を示す図である。
【図４】図４は本考案接合部（ボルト接合部領域）を有する鉄骨部材の一例を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下、本考案を実施するための形態について詳細に説明する。
【００１５】
本考案の被覆構造は、接合部を有する鉄骨部材の上に、無機質層と、発泡性耐火被覆層が順に設けられたものである。
【００１６】
本考案の接合部を有する鉄骨部材としては、例えば、鉄骨構造物において柱と梁、柱と柱、梁と梁、等の鉄骨部材を、溶接接合及び／またはボルト等を用いて接合したものが挙げられる。また、鉄骨部材としては、角型鋼管、丸型鋼管、Ｈ型鋼、Ｉ型鋼等が挙げられる。なお、鉄骨部材は、防錆処理したものを使用することもできる。
【００１７】
本考案の接合部を有する鉄骨部材の被覆構造体の一例を図１〜図２に示す。
図１は、本考案被覆構造の一例を示す図である。図１では、溶接接合部２１を有する鉄骨部材１に対して、無機質層３、発泡性耐火被覆層４が順に設けられている。また、図２は、図１−Ａ部分の拡大図である。
【００１８】
溶接接合部２１は、鉄骨同士を溶接により接合したものであり、余盛、すみ肉等の不陸（凹凸）を有するものである。
【００１９】
本考案の無機質層３は、接合部の不陸（凹凸）を調整するものである。これによって、発泡性耐火被覆層４を均一な厚みで被覆することができ、美観性に優れ、火災等により高温に晒された場合には鉄骨部材全体において均一な耐火性能を発揮することができる。
【００２０】
また、無機質層３が、後述の粉体成分に由来する微細な凹凸及び／または複数の微孔を有するものであり、微細な凹凸及び／または複数の微孔を有するため、発泡性耐火被覆層４との密着性に優れる。また、火災等により高温に晒された場合に発泡性耐火被覆層４がずり落ちる（脱落する）のを防止することができる。この作用機構は明らかではないが、無機質層３の微細な凹凸に、後述の発泡性耐火被覆層４に含まれる樹脂成分が入り込んで硬化することによって、密着性が高まると思われる。また、火災等により高温に晒された場合には、発泡性耐火被覆層４の軟化した樹脂成分が無機質層３の微孔に吸い込まれるため、発泡性耐火被覆層４がずり落ちるのを防止することができると思われる。
【００２１】
また、発泡性耐火被覆層４を接着剤を介して設ける場合には、無機質層３の微細な凹凸に、接着剤が入り込んで硬化することによって、密着性が高まると思われる。また、火災等により高温に晒された場合には、接着剤及び発泡性耐火被覆層４の軟化した樹脂成分が無機質層３の微孔に吸い込まれるため、発泡性耐火被覆層４がずり落ちるのを防止することができると思われる。
【００２２】
無機質層３は、粉体成分として、水硬性セメント、骨材を含むものである。
水硬性セメントとしては、例えば、ポルトランドセメント、アルミナセメント、超速硬セメント、膨張セメント、酸性リン酸塩セメント、シリカセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、キーンスセメント等が挙げられる。これらは１種または２種以上を混合して使用できる。
【００２３】
骨材としては、珪砂、砂等、膨張パーライト、膨張バーミキュライト、シラスバルーン、アルミナバルーン、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化亜鉛等、粘土、タルク、クレー、シラス、マイカ、シリカ、等が挙げられる。骨材の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、好ましくは１〜１０００μｍ程度（好ましくは５〜８００μｍ、さらに好ましくは１０〜５００μｍ）である。このような平均粒子径であることにより、本考案に適した微細な凹凸及び／または複数の微孔を形成しやすくなる。
【００２４】
骨材は、上記水硬性セメント１００重量部に対して、好ましくは１０〜５００重量部、より好ましくは３０〜３００重量部含まれる。このような重量比率で混合されていることにより、無機質層３に微細な凹凸及び／または複数の微孔を形成しやすくなる。
【００２５】
本考案の無機質層３として、さらに合成樹脂、界面活性剤を含むことが好適である。
合成樹脂としては、ラテックス、合成樹脂エマルション、水溶性樹脂、溶剤型樹脂、無溶剤型樹脂、粉末樹脂等を使用することができる。例えば、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、メタクリル酸メチル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、プロピオン酸ビニル樹脂、バーサチック酸ビニルエステル樹脂、アクリル酢酸ビニル樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アスファルト、ゴムアスファルト等があげられる。このうち、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂等が好適に用いられる。
【００２６】
合成樹脂は、上記水硬性セメント１００重量部に対して、固形分換算で好ましくは１〜１００重量部、より好ましくは３〜８０重量部含まれる。このような重量比率で混合されていることにより、強度が向上し優れた耐久性を発揮することができる。
【００２７】
界面活性剤としては公知のものが使用でき、例えばアニオン系のものとしては、ポリオキシエチレンアルキルスルホン酸ソーダ、アルキルナフタレンスルホン酸ソーダ等、またカチオン系のものとしてラウリルトリメチルアンモニウムヒドライドのごとき第４級アンモニウム塩が、ノニオン系のものとしてポリオキシエチレングリコールラウレートを、更にまた両性のものとして、ｎ−アルキル−β−アミノプロピオン酸ソーダやポリオキシエチレンアルキルエーテルフォスフェート等を例示できる。
【００２８】
界面活性剤は、上記水硬性セメント１００重量部に対して、好ましくは０．０１〜５重量部、より好ましくは０．１〜２重量部含まれる。このような重量比率で混合されていることにより、本考案に適した微孔を形成しやすい。
【００２９】
本考案の無機質層３には、その他にも、増粘剤、減水剤、消泡剤、防錆剤、等の公知の添加剤、ガラス繊維、ロックウール、パルプ等の繊維物質を配合することができる。
【００３０】
本考案の無機質層３は、上記の成分を常法により均一に混合することで製造した組成物を成形したものである。各成分の混合時には、適当量の水を均一に混合することが好ましい。無機質層３の厚みは、接合部の不陸（凹凸）形状により適宜設定すれば良いが、通常は接合部の凸部分の上部から１〜１０ｍｍ程度の厚みとなるように塗付することが好ましい。
【００３１】
本考案の発泡性耐火被覆層４は、火災等により周囲温度が所定の発泡温度に達すると発泡し、炭化断熱層を形成するものである。発泡性耐火被覆層４としては、構成成分として樹脂成分、難燃剤、発泡剤、炭化剤及び充填剤を含有するものが好適である。このうち、樹脂成分としてはアクリル樹脂、アルキッド樹脂等、難燃剤としてはポリリン酸アンモニウム等、発泡剤としてはメラミン、ジシアンジアミド、アゾジカーボンアミド等、炭化剤としてはペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等、充填剤としては二酸化チタン等が挙げられる。
【００３２】
各成分の配合比率は、通常、固形分換算で、樹脂成分１００重量部に対して、難燃剤２００〜６００重量部、発泡剤４０〜１５０重量部、炭化剤４０〜１５０重量部、及び充填剤５０〜１６０重量部である。
【００３３】
本考案の発泡性耐火被覆層４は、上記構成成分を含む塗料組成物を塗付して成形したもの、あるいは、該塗料組成物を予めシート状に成形したもの、等が挙げられる。また、発泡性耐火被覆層４の厚みは、適用部位等により適宜設定すれば良いが、通常は０．２〜１０ｍｍ程度、好ましく０．５〜６ｍｍ程度である。
【００３４】
本発明の接合部を有する鉄骨部材の被覆構造体の別の一例を図３〜図４に示す。
【００３５】
図３は、本考案被覆構造の別の一例を示す図である。図３では、ボルト接合部領域を有する鉄骨部材に対して、上記無機質層３、上記発泡性耐火被覆層４が順に設けられている。
また、図４は、本考案のボルト接合部領域を有する鉄骨部材の一例を示す図であり、鉄骨部材１２をボルト接合したものである。
【００３６】
なお、本考案では、ボルト２２２、ナット２２３及び必要に応じて座金を総じて「ボルト」と言う。ボルト接合部とは、一組のボルトで鉄骨部材が固定された部分（図４（Ａ）−２２１）である。ボルト接合部領域とは、複数のボルト接合部及びその周辺を含む領域であり、接合対象物から外面側にボルトが突出した部分を含む領域（図４（Ａ）−２２）である。ボルト接合部領域には、通常各種の接合部材（スプライスプレート、スプリットティ、エンドプレート、フランジプレート等）が用いられる（図４（Ｂ）−２２４）。
【実施例】
【００３７】
以下に具体的な実施例を示す。
【００３８】
（無機質層）
ポルトランドセメント１００重量部に対して、珪砂（粒子径：３０〜２００μｍ）９０重量部、アクリル系エマルションを１５重量部、界面活性剤を０．２重量部、増粘剤を１．５重量部、及び水を４０重量部加えて、十分に攪拌してスラリー状の無機質組成物を作製した。
【００３９】
（発泡性耐火被覆層）
アクリル樹脂１００重量部、メラミン９０重量部、ジペンタエリスリトール９０重量部、ポリリン酸アンモニウム３２０重量部、酸化チタン１００重量部を混合し、キシレンを加えて各成分が均一になるように十分攪拌し、発泡性耐火塗料組成物を作製した。
【００４０】
（被覆構造体）
溶接接合部を有する鉄骨部材として、鋼板（１５０ｍｍ×３００ｍｍ×１．６ｍｍ）を溶接によって接合し、予め防錆プライマーを塗付したものを基材として用いた。なお、溶接部の高さは２ｍｍである。
【００４１】
上記溶接部を有する基材に対して、無機質組成物をコテで塗布し、溶接部の不陸を調整するように平滑に被覆し、温度２０℃・相対湿度６５％下で乾燥させた。このとき、乾燥後の無機質層の厚みが溶接部凸部分の上から１ｍｍとなるように平滑に仕上げた。この工程により、ポルトランドセメント及び珪砂に由来する微細な凹凸と複数の微孔を有する無機質層が得られた。
次いで、発泡性耐火塗料を乾燥膜厚が約１ｍｍとなるように塗装を行い、温度２０℃・相対湿度６５％下で１週間乾燥させたものを試験体とした。
【００４２】
作製した試験体につき、ＩＳＯ８３４の標準加熱曲線に準じて１時間加熱試験を行った。その結果、ほぼ均一な炭化断熱層が形成され、良好な耐火性能を示した。
また、試験体を垂直に立て、試験体に対して１０ｃｍ離れたところからガスバーナーにて、２分間加熱した。その結果、発泡耐火層の脱落はなく、垂直面においても良好な発泡性を示した。
【符号の説明】
【００４３】
１．鉄骨部材
１２．鉄骨部材
２１．溶接接合部
２２．ボルト接合部領域
２２１．ボルト接合部
２２２．ボルト
２２３．ナット
２２４．接合部材
３．無機質層
４．発泡性耐火被覆層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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