(57)【要約】【課題】高強度コンクリートの耐火仕様基準を確立するとともに、要求耐火性能に合った耐火仕様を容易に選定可能とする。【解決手段】耐火性能を爆裂防止性能と躯体温度抑制性能とに２分化し、少なくとも爆裂開始までの耐火時間が９０分以上、鉄筋位置のコンクリート温度を２００℃以下に抑制できる耐火時間が９０分以上である条件を満たすことを保証耐火性能とし、この条件を満たす複数の耐火仕様を、前記爆裂防止性能について爆裂開始までの担保時間毎に複数にランク分けするとともに、前記躯体温度抑制性能について鉄筋位置におけるコンクリート温度を２００℃以下に抑制できる担保時間毎に複数にランク分けしておき、対象となる高強度コンクリート部材に要求される爆裂防止耐火時間および躯体温度抑制耐火時間を決定し、この要求耐火時間を満たす耐火仕様を前記耐火仕様候補の内から選定する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計基準強度が６０Ｎ／ｍｍ２を超える高強度コンクリート部材を対象とする耐火仕様の選定方法であって、
耐火性能を爆裂防止性能と躯体温度抑制性能とに２分化し、少なくとも爆裂開始までの耐火時間が９０分以上であることと、鉄筋位置（コンクリート表面から５０ｍｍの位置）におけるコンクリート温度を２００℃以下に抑制できる耐火時間が９０分以上であることの条件を保証耐火性能として設定するとともに、この保証耐火性能を満たす複数の耐火仕様を挙げ、前記耐火仕様候補を前記爆裂防止性能について爆裂開始までの担保時間毎に複数にランク分けするとともに、前記躯体温度抑制性能について鉄筋位置（コンクリート表面から５０ｍｍの位置）におけるコンクリート温度を２００℃以下に抑制できる担保時間毎に複数にランク分けしておき、
対象となる高強度コンクリート部材に要求される爆裂防止耐火時間および躯体温度抑制耐火時間を決定し、この要求耐火時間を満たす耐火仕様を前記耐火仕様候補の内から選定することを特徴とする高強度コンクリート部材の耐火仕様選定方法。
【請求項２】
前記耐火仕様候補は、厚み２１ｍｍ以上のせっこうボード被覆、厚み１．５ｍｍ以上の耐火シート被覆、厚み２０ｍｍ以上のセルローズ繊維混入モルタル被覆、厚み２５ｍｍ以上のモルタル被覆、厚み２５ｍｍ以上のけい酸カルシウム板被覆および厚み２０ｍｍ以上のセラミック系耐火被覆材による被覆の６種類の内の一部又は全部を含む請求項１記載の高強度コンクリート部材の耐火仕様選定方法。
【請求項３】
前記爆裂防止性能担保時間が１８０分ランクであり、かつ躯体温度抑制性能担保時間が１８０分ランクである耐火仕様は、厚み２５ｍｍ以上のけい酸カルシウム板被覆および厚み２０ｍｍ以上のセラミック系耐火被覆材の２種とする請求項１、２いずれかに記載の高強度コンクリート部材の耐火仕様選定方法。
【請求項４】
前記爆裂防止性能担保時間が１８０分ランクであり、かつ躯体温度抑制性能担保時間が９０分ランクである耐火仕様は、厚み２０ｍｍ以上のセルローズ繊維混入モルタル被覆および厚み２５ｍｍ以上のモルタル被覆の２種とする請求項１〜３いずれかに記載の高強度コンクリート部材の耐火仕様選定方法。
【請求項５】
前記爆裂防止性能担保時間が９０分ランクであり、かつ躯体温度抑制性能担保時間が９０分ランクである耐火仕様は、厚み２１ｍｍ以上のせっこうボード被覆および厚み１．５ｍｍ以上の耐火シート被覆の２種とする請求項１〜４いずれかに記載の高強度コンクリート部材の耐火仕様選定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設計基準強度が６０Ｎ／ｍｍ２を超える高強度コンクリート部材を対象とする耐火仕様の選定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビル、公共施設等のコンクリート建物又は構造物において、普通コンクリートを使用した場合に比べて高強度コンクリートを使用した場合は、火災等によって極度の高温下に晒されると、コンクリート表面から破片が飛散する所謂、爆裂現象が発生することが知られている。この爆裂現象は、加熱によりコンクリート中の水分が蒸発した際、コンクリート組織が緻密である高強度コンクリートの場合は水蒸気の抜け道がないため水蒸気圧が極端に上昇することが一つの要因として挙げられているが、その詳細なメカニズムについては未だに解明されていない。
【０００３】
前記爆裂現象が発生すると、断面欠損が生じるとともに、かぶり厚さの減少によって鉄筋の温度上昇を招き、その結果部材の構造耐力が低下することが分かっている。既往の研究（下記非特許文献２）によれば、高温履歴を受けたコンクリートの内部組織はコンクリート中の水和物が高温になるにつれて脱水し、水和物の形状が変化するとともに、水和物組織内にひび割れが生じることが報告されており、このような原因によりコンクリートおよび鉄筋の強度低下を誘引する。
【０００４】
一方、コンクリート部材を対象とする耐火仕様に関しては、建築基準法施行令第１０７条（耐火性能に関する技術的基準）、平成１２年建設省告示第１３３９号（耐火構造の構造方法を定める件）があり、例えば鉄筋コンクリート造の柱に関しては小径が４０ｃｍ以上あれば３時間の耐火性能が確保できるなど耐火仕様に関する事項が細かく規定されているが、同建築基準法施行令第１０８条の３第２項及び告示１４３３号に規定される耐火性能検証法においては、設計基準強度が６０Ｎ／ｍｍ２を超える高強度コンクリートの場合には、爆裂などにより表層部が欠損すること、及び高温時の強度低下が大きいことなどを理由に、適用範囲を設計基準強度が６０Ｎ／ｍｍ２以下と定めている。つまり、建築基準法では設計基準強度が６０Ｎ／ｍｍ２を超える高強度コンクリートを用いた鉄筋コンクリートに関してその耐火性能は保証しているものの、爆裂現象に関してはその発生の時期、範囲及び深さに関して不明瞭な点が多く、爆裂現象が耐火性能の低下にどの程度影響しているかまでは解明されていないことを示している。近年は、爆裂現象に関する研究が成されており、例えば下記特許文献１ではコンクリートの爆裂深さの予測方法が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−９９７６７号公報
【非特許文献２】
Ｒｏｂｅｒｔｏ  Ｆｅｌｉｃｅｔｔｉ  ａｎｄ  Ｐｉｅｔｒｏ  Ｇ．Ｇａｍｂａｒｏｖａ：Ｔｈｅ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｏｎ  ｔｈｅ  Ｒｅｓｉｄｕａｌ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ  Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ−Ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｓｉｌｉｃｅｏｕｓ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅｓ，ＡＣＩ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖ９５，Ｎｏ．４，ｐｐ．３９５−４０６，１９９８．７．
【非特許文献３】
森田武、西田朗、山崎庸行：高強度コンクリート（圧縮強度１２０Ｎ／ｍｍ２）の加熱後の残存強度特性、平成１２年度日本火災学会研究発表会梗概集、２０００．５
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、設計基準強度が１００Ｎ／ｍｍ２級の高強度コンクリート部材は主に高層建物等に適用されるにも拘わらず、建築基準法により最大で３時間の耐火性能（構造耐力上支障のある変形、溶融、破壊その他の損傷を生じないもの「非損傷性」）が要求されているのみで、具体的な耐火仕様に関してはその指針が明確に存在するわけではない。
【０００７】
そこで本発明の主たる課題は、高強度コンクリートの耐火仕様基準を確立するとともに、要求耐火性能に合った耐火仕様を容易に選定可能とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、設計基準強度が６０Ｎ／ｍｍ２を超える高強度コンクリート部材を対象とする耐火仕様の選定方法であって、
耐火性能を爆裂防止性能と躯体温度抑制性能とに２分化し、少なくとも爆裂開始までの耐火時間が９０分以上であることと、鉄筋位置（コンクリート表面から５０ｍｍの位置）におけるコンクリート温度を２００℃以下に抑制できる耐火時間が９０分以上であることの条件を保証耐火性能として設定するとともに、この保証耐火性能を満たす複数の耐火仕様を挙げ、前記耐火仕様候補を前記爆裂防止性能について爆裂開始までの担保時間毎に複数にランク分けするとともに、前記躯体温度抑制性能について鉄筋位置（コンクリート表面から５０ｍｍの位置）におけるコンクリート温度を２００℃以下に抑制できる担保時間毎に複数にランク分けしておき、
対象となる高強度コンクリート部材に要求される爆裂防止耐火時間および躯体温度抑制耐火時間を決定し、この要求耐火時間を満たす耐火仕様を前記耐火仕様候補の内から選定することを特徴とする高強度コンクリート部材の耐火仕様選定方法が提供される。
【０００９】
高強度コンクリートの場合には、ひとたび高温履歴を受けたコンクリートは力学的性質の回復がほとんど期待できないか、或いは非常に時間を要することが知られている。既往の文献（上記非特許文献２、３）によれば、加熱冷却後のコンクリートの圧縮強度は、２００℃で１割弱、３００℃で２割程度、５００℃で５割程度、ヤング係数は２００℃で２〜３割、３００℃で５割、５００℃で８割程度低下することが報告されている。従って、火災後に鉄筋コンクリート部材の耐震性能を回復させるためには、少なくとも２００℃を超えた部分のコンクリートの打ち直しが必要になると考えられる。この場合、補修は最大でも被りコンクリートの打ち直しのみで済ませることが望ましいことは明らかである。
【００１０】
そこで請求項１記載の本発明では、耐火性能を爆裂防止性能と躯体温度抑制性能とに２分化するとともに、後者の躯体温度抑制性能に関しては鉄筋位置（コンクリート表面から５０ｍｍの位置）におけるコンクリート温度を２００℃以下に抑制できる耐火時間が９０分以上であることの条件を保証耐火性能として設定するようにした。従って、本発明では一般的な爆裂防止性能の他に、躯体温度抑制性能をも考慮して耐火性能を決定するようにしたため、構造物の重要度ランクに応じて的確な耐火性能を与えることが可能となる。
【００１１】
また、耐火性能の決定も予め担保時間毎にランク分けしたテーブル（表）を予め用意にしておき、要求耐火性能に応じて簡単に耐火仕様を決定できるようになる。
【００１２】
請求項２に係る本発明として、前記耐火仕様候補は、厚み２１ｍｍ以上のせっこうボード被覆、厚み１．５ｍｍ以上の耐火シート被覆、厚み２０ｍｍ以上のセルローズ繊維混入モルタル被覆、厚み２５ｍｍ以上のモルタル被覆、厚み２５ｍｍ以上のけい酸カルシウム板被覆および厚み２０ｍｍ以上のセラミック系耐火被覆材による被覆の６種類の内の一部又は全部を含む請求項１記載の高強度コンクリート部材の耐火仕様選定方法が提供される。
【００１３】
請求項３に係る本発明として、前記爆裂防止性能担保時間が１８０分ランクであり、かつ躯体温度抑制性能担保時間が１８０分ランクである耐火仕様は、厚み２５ｍｍ以上のけい酸カルシウム板被覆および厚み２０ｍｍ以上のセラミック系耐火被覆材の２種とする請求項１、２いずれかに記載の高強度コンクリート部材の耐火仕様選定方法が提供される。
【００１４】
請求項４に係る本発明として、前記爆裂防止性能担保時間が１８０分ランクであり、かつ躯体温度抑制性能担保時間が９０分ランクである耐火仕様は、厚み２０ｍｍ以上のセルローズ繊維混入モルタル被覆および厚み２５ｍｍ以上のモルタル被覆の２種とする請求項１〜３いずれかに記載の高強度コンクリート部材の耐火仕様選定方法が提供される。
【００１５】
請求項５に係る本発明として、前記爆裂防止性能担保時間が９０分ランクであり、かつ躯体温度抑制性能担保時間が９０分ランクである耐火仕様は、厚み２１ｍｍ以上のせっこうボード被覆および厚み１．５ｍｍ以上の耐火シート被覆の２種とする請求項１〜４いずれかに記載の高強度コンクリート部材の耐火仕様選定方法が提供される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１７】
本発明に係る耐火仕様の選定方法は、具体的には設計基準強度が６０Ｎ／ｍｍ２を超える、好ましくは１００Ｎ／ｍｍ２級の高強度コンクリートを用いて築造されたコンクリートに対して適用されるものである。なお、設計基準強度が６０Ｎ／ｍｍ２以下のコンクリート部材については建築基準法施行令第１０７条（耐火性能に関する技術的基準）、平成１２年建設省告示第１３３９号（耐火構造の構造方法を定める件）に従えば十分であるため本発明では対象としない。
【００１８】
本耐火仕様では、耐火性能を爆裂防止性能と躯体温度抑制性能とに２分化し、これら２性能の点から耐火仕様を決定するようにする。前者の爆裂防止性能はコンクリート部材の非損傷性を担保するための性能条件であり、後者の躯体温度抑制性能は、火災発生後における躯体の構造耐力を担保するとともに、補修・補強の程度を極力軽減するための性能条件である。
【００１９】
本耐火仕様として挙げられる仕様は、前記爆裂防止性能については少なくとも爆裂開始までの耐火時間が９０分以上であること、前記躯体温度抑制性能については鉄筋位置（コンクリート表面から５０ｍｍの位置）におけるコンクリート温度を２００℃以下に抑制できる耐火時間が９０分以上であることを最低限の保証耐火性能として設定する。
【００２０】
このような条件を満たす耐火仕様としては、例えば本発明者等の実験によって明らかにした、▲１▼厚み２１ｍｍ以上のせっこうボード被覆、▲２▼厚み１．５ｍｍ以上の耐火シート被覆、▲３▼厚み２０ｍｍ以上のセルローズ繊維混入モルタル被覆、▲４▼厚み２５ｍｍ以上のモルタル被覆、▲５▼厚み２５ｍｍ以上のけい酸カルシウム板被覆、▲６▼厚み２０ｍｍ以上のセラミック系耐火被覆材による被覆の６種類のものを挙げることができる。
【００２１】
以下、順に説明すると、
▲１▼厚み２１ｍｍ以上のせっこうボード被覆は、鋼製下地材（軽量溝型鋼材）をコンクリート部材の表面にコンクリートビス等で固定し、次いでこの鋼製下地材に対して厚さ２１ｍｍ以上のせっこうボードをタッピングネジにより１枚張り又は重ねて２枚張りするものである。
【００２２】
▲２▼厚み１．５ｍｍ以上の耐火シート被覆は、鋼製下地材（軽量溝型鋼材）をコンクリート部材の表面にコンクリートビス等で固定し、次いで耐火シート１．５ｍｍ又は３ｍｍの耐火シート及び補強のための０．２５ｍｍのアルミガラスクロスを１２．５ｍｍのせっこうボードに貼り付けたボードをタッピングネジにより前記鋼製下地材に張り付けるものである。
【００２３】
▲３▼厚み２０ｍｍ以上のセルローズ繊維混入モルタル被覆は、セルローズ繊維を混入率２％で添加したモルタルを製造し、コンクリート表面に先ず型枠ラスをノックスアンカーで固定し、その上から２０ｍｍ以上で塗工するものである。
【００２４】
▲４▼厚み２５ｍｍ以上のモルタル被覆は、モルタルを２５ｍｍ以上の厚みでコンクリート表面に塗工するものである。
【００２５】
▲５▼厚み２５ｍｍ以上のけい酸カルシウム板被覆は、鋼製下地材（軽量溝型鋼材）をコンクリート部材の表面にコンクリートビス等で固定し、次いでこの鋼製下地材に対して厚さ２５ｍｍ以上のけい酸カルシウム板をタッピングネジにより張設し、コンクリート表面を被覆するか、コンクリート表面に直接耐火接着剤により貼設するものである。
【００２６】
▲６▼厚み２０ｍｍ以上のセラミック系耐火被覆材による被覆は、高強度コンクリート部材の表面を厚さ２０ｍｍ以上でセラミック系耐火被覆材で被覆するものである。
【００２７】
本発明者等が行った後述の実験により各耐火仕様については、下記の知見が得られた。
【００２８】
▲１▼高強度鉄筋コンクリート部材に、厚み２１ｍｍのせっこうボードを施すことにより、加熱開始から９０分まで、コンクリート表面から５０ｍｍの位置（鉄筋表面位置）でのコンクリート温度を２００℃以下に抑制することができ、火災時の爆裂を９０分間防止できる。
【００２９】
▲２▼高強度鉄筋コンクリート部材に、厚み１．５ｍｍの耐火シートを施すことにより、加熱開始から９０分まで、コンクリート表面から５０ｍｍの位置（鉄筋表面位置）でのコンクリート温度を２００℃以下に抑制することができ、火災時の爆裂を９０分間防止できる。
【００３０】
▲３▼高強度鉄筋コンクリート部材に、厚み２０ｍｍのセルローズ繊維混入モルタルを施すことにより、加熱開始から９０分まで、コンクリート表面から５０ｍｍの位置（鉄筋表面位置）でのコンクリート温度を２００℃以下に抑制することができ、火災時の爆裂を１８０分間防止できる。
【００３１】
▲４▼高強度鉄筋コンクリート部材に、厚み２５ｍｍのモルタルを施すことにより、加熱開始から９０分まで、コンクリート表面から５０ｍｍの位置（鉄筋表面位置）でのコンクリート温度を２００℃以下に抑制することができ、火災時の爆裂を１８０分間防止できる。
【００３２】
▲５▼高強度鉄筋コンクリート部材に、厚み２５ｍｍのけい酸カルシウム板を施すことにより、加熱開始から１８０分まで、コンクリート表面から５０ｍｍの位置（鉄筋表面位置）でのコンクリート温度を２００℃以下に抑制することができ、火災時の爆裂を１８０分間防止できる。
【００３３】
▲６▼高強度鉄筋コンクリート部材に、厚み２０ｍｍのセラミック系耐火被覆を施すことにより、加熱開始から１８０分まで、コンクリート表面から５０ｍｍの位置（鉄筋表面位置）でのコンクリート温度を２００℃以下に抑制することができ、火災時の爆裂を１８０分間防止できる。
【００３４】
上記知見に基づいて耐火仕様候補を一覧表にまとめると下表１となる。
【００３５】
【表１】
2004360194.tif 000002
【００３６】
本発明では、対象となる高強度コンクリート部材に要求される爆裂防止耐火時間および躯体温度抑制耐火時間を決定し、この要求耐火時間を満たす耐火仕様を上記表１の耐火仕様候補の内から選定するようにする。
【００３７】
【実施例】
本実験例では、爆裂対策加熱実験の試験体の作製するとともに、その加熱実験を実施した。
【００３８】
前記試験体の作製に用いた高強度コンクリートの設計基準強度は１００Ｎ／ｍｍ２級であり、その内部には部材温度を測定するために、図１に示す位置に熱電対６，６…を配置したものである。具体的に、熱電対６はφ０．６５ｍｍのＫ型セラミック被覆熱電対を用い２７点配した。なお、主筋及び帯筋測定用のＴ３、Ｔ９、Ｔ１６、Ｔ２２、Ｔ２６、Ｔ２７は、鉄筋にφ２ｍｍ、深さｌｍｍ程度の孔を空けその部分に熱電対の先端をかしめた。また、表面温度測定用のＴＩ、Ｔ７、Ｔ１３、Ｔ１９は、型枠解体後、水ガラス系の接着剤を用いて試験体表面に貼りつけた。
【００３９】
前記試験体に対して、下表２に示されるように、Ｎｏ１無被覆、Ｎｏ２せっこうボード、Ｎｏ３けい酸カルシウム、Ｎｏ４耐火シート、Ｎｏ５耐火塗料、Ｎｏ６モルタル塗り、Ｎｏ７セルローズ繊維混入モルタル、Ｎｏ８セラミック系耐火被覆の８種類の爆裂防止対策を施し加熱試験に供した。加熱時間は１８０分（３時間）とし、３０分刻みで温度を測定した。その結果を下表３及び下表４に示す。なお、加熱条件（炉内温度）は図２に示すとおりである。
【００４０】
【表２】
2004360194.tif 000003
【００４１】
【表３】
2004360194.tif 000004
【００４２】
【表４】
2004360194.tif 000005
【００４３】
〔爆裂対策加熱実験の結果〕
〈爆裂状況に関して〉
各試験体の実験結果の概要は表３、表４のとおりであるが、耐火炉南側炉壁に設けられた２つの窓から爆裂進行状況を観察した結果を各試験体毎に説明する。
【００４４】
▲１▼無被覆
加熱開始後１０分頃から爆裂が徐々に始まり、１５分後にほぼ全域において激しく爆裂し始め、約４０分後頃まで爆裂が続いた。加熱終了後の状況は、ほぼ全面にわたって爆裂が生じているが、部材中央部の爆裂が多く、隅角部の爆裂は比較的少なかった。爆裂の深さは、中央部に関しては一部最大５０ｍｍ以上のところがあったが、大半は３０〜５０ｍｍ程度であった。隅角部に関してはほとんどが１０ｍｍ以下であった。
【００４５】
▲２▼せっこうボード
加熱開始後２０分頃にせっこうボード自体のひびわれや継ぎ目の開きなどが発生し、５０分後頃に継ぎ目の剥離や変形などが生じた。また、８０分後頃にはひびわれが顕著になり、１００分過ぎにはコーナー部の継ぎ目が大きく変形した。１１５分後頃にせっこうボード２１＋２１ｍｍにおいて、１２５分後頃にせっこうボード２１ｍｍにおいてＬＧＳ（軽量下地鋼材）がはらみボードが剥離し、コンクリートが激しく爆裂し始めた。最終的には、フープ筋が露出するまで爆裂が継続した（主筋の露出は認められなかった）。加熱終了後の爆裂の状況は、せっこうボード２１＋２１ｍｍはかぶりコンクリートの隅角部が一部残っていたが、せっこうボード２１ｍｍはかぶりコンクリートがほとんど残っていなかった。爆裂深さは、せっこうボード２１ｍｍの方が深く、５０ｍｍ以上の部分がかなり多くみられる。また、深さの程度については、中央部よりも隅角部の方が深い傾向にある。ここで、セラミックファイバーで被覆した隅角部の爆裂深さがかなり大きくなっている箇所があるが、これは加熱終了直前にセラミックファイバーが脱落して、コンクリートが急激に高温に曝されたためのものと思われる。
【００４６】
▲３▼けい酸カルシウム板
加熱開始から終了まで、けい酸カルシウム板は若干のひびわれが生じたものの、ほとんど損傷を受けることなく残っていた。また、かぶりコンクリートも数本程度のヘアクラックが認められる程度であり、爆裂は一切認められず健全なままであった。
【００４７】
▲４▼耐火シート
加熱開始から１０分が過ぎた頃からせっこうボードにひびわれが生じ、２０分後頃にそのひびわれから炎が噴出した。２５分後頃にせっこうボードの一部が剥落し、ひびわれが全域に進展して、３０分後頃には剥落部からも炎が確認された。炎はさらに拡大して煙も激しくなったが、耐火シート１．５ｍｍの方は５５分後頃に、３ｍｍの方は８０分後頃に下火となり、耐火シートの発泡面が確認された。その後、耐火シート１．５ｍｍの方は１３０分後頃に、３ｍｍの方は１４０分後頃に、ＬＧＳがはらみコンクリートが激しく爆裂した。最終的には、フープ筋が露出するまで爆裂が継続した（主筋の露出は認められなかった）。
【００４８】
加熱終了後の爆裂の状況は、耐火シートの厚さに関係なく、かぶりコンクリートの隅角部がほとんど残っていた。爆裂深さは、耐火シートの厚さに関係なく、５０ｍｍ以上の部分が比較的多くみられる。また、深さの程度については、隅角部よりも中央部の方が深い傾向にある。ここで、セラミックファイバーで被覆した隅角部の爆裂深さがかなり大きくなっているが、これは、加熱終了直前にセラミックファイバーが脱落して、コンクリートが急激に高温に曝されたためのものと思われる。
【００４９】
▲５▼耐火塗料
加熱開始後１０分を過ぎた頃から耐火塗料は発泡したが、１８分後頃に塗膜厚３ｍｍの方が脱落し、２０分後頃にかぶりコンクリートが爆裂を開始した。塗膜厚ｌｍｍの方は、加熱２５分後頃に発泡体が脱落し、すぐにかぶりコンクリートが爆裂を始めた。爆裂はかなり激しく、３０分後頃にはコンクリート面全域において爆裂したが、４０分後過ぎに爆裂はほぼ終了した。
【００５０】
加熱終了後の爆裂の状況は、中央部に関してはフープ筋が露出するほど激しい状況であったが、隅角部に関してはフープ筋の露出はみられない。また、塗膜厚ｌｍｍの方は隅角部が残っていたが、塗膜厚３ｍｍの方はほとんど残っていなかった。爆裂深さは、塗膜の厚さにはあまり関係なく、隅角部よりも中央部が深く、その中央部の深さは大半が４０ｍｍ以上のものであった。
【００５１】
▲６▼モルタル塗り
加熱開始後２０分頃、モルタルにひびわれが発生し、それが進展して５０分後にモルタルの一部が剥落した。その後も、ひびわれが多数発生し、モルタルのはらみや一部剥落が認められたが、加熱終了後までコンクリートの爆裂は確認されなかった。
【００５２】
加熱終了後、モルタルを取り除いた状況は、爆裂によるものなのか、それとも熱劣化によるものなのか原因は不明であるが、中央部のかぶりのコンクリートが剥落していた。一方、隅角部のかぶりコンクリートは一部を除き残っていた。コンクリート剥落箇所の深さは、大半が１０ｍｍ以下であり、深いところでも３０〜４０ｍｍ程度であった。
【００５３】
▲７▼セルローズ繊維混入モルタル
加熱開始後５０分頃、セルローズ繊維混入モルタル１５ｍｍの方（南西面）にひびわれが発生し、それが進展して、５５分後頃に表面のポップアウトやモルタルの一部が剥落し、コンクリートの爆裂が確認された。６０分後頃にはモルタルのふくれが認められ、南面のモルタルが全面剥落し、コンクリートが爆裂した。その後、１２０分後頃まで爆裂は続いた。セルローズ繊維混入モルタル２０ｍｍの方（北東面）は、６０分後頃にモルタルのふくれが認められたが、加熱終了までコンクリートの爆裂は確認されなかった。
【００５４】
加熱終了後の南西面のセルローズ繊維混入モルタルを取り除いた状況は、中央部の爆裂が激しくフープ筋が一部露出していた。ただし、隅角部はほとんどコンクリートが残っていた。北東面のセルローズ繊維混入モルタルを取り除いた状況は、爆裂によるものなのか、それとも熱劣化によるものなのか原因は不明であるが、中央部のかぶりコンクリートが剥落していた。一方、隅角部のかぶりコンクリートは残っていた。南西面のコンクリートの爆裂深さは、中央部の一部に５０ｍｍ以上のかなり深い爆裂箇所もあるが、大半は２０ｍｍ以下の深さであった。北東面のコンクリート剥落箇所の深さは、大半が１０ｍｍ以下であり、中央部の一部に４０〜５０ｍｍの深い剥落箇所があった。ここで、セラミックファイバーで被覆した隅角部の爆裂深さがかなり大きくなっているが、これは、加熱終了直前にセラミックファイバーが脱落して、コンクリートが急激に高温に曝されたためのものと思われる。
【００５５】
▲８▼セラミック系耐火被覆
加熱開始後１５分頃、セラミック系硬質耐火被覆１０ｍｍの方（南西面）にひびわれが発生し、それが徐々に進展して、６５分後頃にセラミック系硬質耐火被覆が脱落し、コンクリートの爆裂が始まった。セラミック系硬質耐火被覆の脱落はさらに進行し、７０分後頃には西面の被覆が全面剥落してコンクリートの爆裂が激化した。ほぼ同時刻、南面においても同様の現象が確認された。その後、９５分後頃にコンクリートの爆裂は終了した。なお、セラミック系硬質耐火被覆２０ｍｍの方（北東面）は、加熱開始から終了まで、被覆材はほとんど損傷を受けることなく残っており、かぶりコンクリートも若干のヘアクラックが認められる程度で、爆裂は一切認められず健全なままであった。
【００５６】
加熱終了後の南西面（厚さ１０ｍｍ側）のセラミック系硬質耐火被覆を取り除いた状況は、全体的に爆裂が激しくフープ筋が露出していた。隅角部に関しては一部コンクリートが残っていた。南西面（厚さ１０ｍｍ側）のコンクリートの爆裂深さは、中央部および隅角部ともに、５０ｍｍ以上のかなり深い爆裂箇所が認められる。また、大半が４０ｍｍ以上の深さであった。
【００５７】
〈部材温度に関して〉
次に、各試験体の部材温度の変化について各試験体毎に説明する。
▲１▼無被覆
コンクリートの爆裂とともに表層部（表面から２０ｍｍ）の温度は急激に上昇しており、すぐに５００℃を超える高温となった。中央部と隅角部との比較では、爆裂の激しかった中央部の方が部材温度は高い傾向にあるが、部材の中心になる程その傾向は顕著ではない。また、鉄筋位置の温度については、３時間後に５４９．６℃に達した。
【００５８】
▲２▼せっこうボード
コンクリートの爆裂が生じるまでは表面温度においても５００℃以下であったが、爆裂発生とともに表面および表層部の温度は急激に上昇しており、すぐに５００℃を超える高温となった。中央部と隅角部との比較では、爆裂の激しかった隅角部の方が部材温度は高い傾向にあるが、部材の中心になる程その傾向は顕著ではない。また、鉄筋位置の温度については、石膏ボード２１ｍｍの方は３時間後に７６７．５℃に達し、２１ｍｍ＋２１ｍｍの方は３６４．３℃に達した。
【００５９】
▲３▼けい酸カルシウム板
本対策は、爆裂が生じなかったため、内部温度は安定的に低く、３時間後におけるコンクリート表面の温度は直貼りにおいても最大で４００℃未満であった。また、鉄筋位置温度は３時間経過しても１０８．０℃と１２２．２℃であり、両者ともに２００℃以下であった。
【００６０】
▲４▼耐火シート
中央部に関しては、コンクリートの爆裂発生とともに表面および表層部の温度が急激に上昇しており、すぐに５００℃を超える高温となった。一方、隅角部に関しては、コンクリートの爆裂とともに内部温度が急激に上昇するという傾向は顕著ではない。また、鉄筋位置の温度については、１．５ｍｍの方は３時間後に３８０．３℃に達し、３ｍｍの方は２７４．６℃に達した。
【００６１】
▲５▼耐火塗料
コンクリートの爆裂とともに表面および表層部の温度は急激に上昇しており、すぐに５００℃を超える高温となった。中央部と隅角部との比較では、爆裂の激しかった中央部の方が部材温度は高い傾向にあるが、部材の中心になる程その傾向はあまりみられない。なお、耐火塗料に関しては、被覆厚さによる差はほとんどみられない。また、鉄筋位置の温度については、耐火塗料３ｍｍの方は７１５．０℃に達し、１ｍｍの方は７０３．３℃に達した。
【００６２】
▲６▼モルタル塗り
本対策は、爆裂が生じなかったものの、内部温度は比較的高く、コンクリート表面の温度は２時間前後で５００℃を超えており、３時間後では最大で９００℃を超えている。ただし、鉄筋位置の温度は３時間後で２５ｍｍの方が２６８．６℃に達し、２０ｍｍの方が２８０．５℃に達した。
【００６３】
▲７▼セルローズ繊維混入モルタル
セルローズ繊維混入モルタル２０ｍｍは、爆裂が生じなかったものの、コンクリート表面の温度は１時間前後で５００℃を超えており、３時間後には９００℃に達している。ただし、鉄筋位置の温度は３時間後で２７３．７℃に達した。一方、セルローズ繊維混入モルタル１５ｍｍの方は爆裂しているが、爆裂発生とともに内部温度が急激に上昇するという傾向はみられない。しかし、コンクリート表面の温度は３０分後頃に５００℃に達している。鉄筋位置の温度は３時間後で３３５．９℃であった。
【００６４】
▲８▼セラミック系耐火被覆
セラミック系耐火被覆２０ｍｍは、爆裂が生じなかったものの、コンクリート表面の温度は約４０分後頃に５００℃となっており、３時間後には９００℃を超えている。ただし、鉄筋位置の温度は３時間後で１８０．１℃であった。
【００６５】
一方、セラミック系耐火被覆１０ｍｍの方は爆裂しており、爆裂発生とともにコンクリートの表面および表層部の温度は急激に上昇する傾向を示したが、爆裂前（４０分後頃）に５００℃に達している。また、鉄筋位置の温度については、３時間後で６７７．４℃に達している。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳説のとおり本発明によれば、高強度コンクリートの耐火仕様基準を確立できるとともに、要求耐火性能に合った耐火仕様を容易に選定可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱電対の設置要領を示す試験体横断面図である。
【図２】炉内温度変化図である。
【図１】
2004360194.tif 000006
【図２】
2004360194.tif 000007