(57)【要約】【課題】施工性が良好で、吹付後の脱落がなく、高強度で耐火性能に優れた被覆層が得られる半乾式ロックウール吹付工法の提供。【解決手段】ロックウールを吹付ノズルへ圧送し、同時に水硬性セメント及び二水石膏を合計で４０〜６０質量％含有するセメントスラリーを吹付ノズルへ別送し、吹付ノズル内で両者を吐出させ混合しながら吹付ノズルから吐出させ、又は吹付ノズルから両者をそれぞれ吐出させながら混合し、被耐火被覆物に吹付けて耐火被覆層を形成させることを特徴とするロックウール吹付工法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックウールを吹付ノズルへ圧送し、同時に水硬性セメント及び二水石膏を合計で４０〜６０質量％含有するセメントスラリーを吹付ノズルへ別送し、吹付ノズル内で両者を吐出させ混合しながら吹付ノズルから吐出させ、又は吹付ノズルから両者をそれぞれ吐出させながら混合し、被耐火被覆物に吹付けて耐火被覆層を形成させることを特徴とするロックウール吹付工法。
【請求項２】
セメントスラリー中の水硬性セメント及び二水石膏の質量比が、２：１〜１：２である請求項１記載のロックウール吹付工法。
【請求項３】
セメントスラリーが、さらに流動化剤を含有するものである請求項１又は２記載のロックウール吹付工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、施工性が良好で、吹付後の脱落がなく、高強度で耐火性能に優れた被覆層が得られる半乾式ロックウール吹付工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄骨造建物の梁、柱、壁等を耐火被覆するためのロックウール吹付工法には、乾式工法、湿式工法、半乾式工法がある。
乾式工法は、予めロックウールとセメントを混合した乾燥混合物を吹付ノズルから吐出し、同時に水を別送して吹付ノズルに配置した噴射口から吐出し、両者を混合して吹付ける工法である。この工法では、施工時にセメント及びロックウールによる発塵が著しく、作業環境上の問題があった。また、吹付後の硬化体は軽量であるものの、脆いため、衝撃や振動により破損しやすいという問題もあった。
【０００３】
湿式工法は、ロックウール、セメント等の主材と、増粘剤、界面活性剤等の助剤からなる原料に水を加え、ミキサーで混練してスラリー状とし、これをポンプで圧送し、圧縮空気により吹付ノズルから吹付ける工法である。この工法では、粉塵の発生はないが、スラリーを高圧で圧送するための大型装置が必要となり、吹付装置の設置及びそのメンテナンスが煩雑になる。また、ロックウール及びセメント以外に助剤を添加する必要があるため、材料コストが高く、更に、その施工には熟練を要するため、施工コストも高いという問題があった。
【０００４】
半乾式工法は、ロックウールとセメントスラリーを別送し、吹付用ノズル部分でこれらを混合して吹付ける工法である。この工法は、セメントスラリーを用いるため、粉塵の発生をかなり防止することができるが、乾式工法と同様に、吹付後の硬化体は軽量であるため、脆く、衝撃や振動により破損しやすい。硬化体強度及び耐火性能を向上させるため、かさ密度を高くするには、ロックウールとセメントスラリーの比率を変更するか、４０〜６０質量％程度の高濃度のセメントスラリーを用いる必要がある。通常、半乾式工法で用いられるセメントスラリーの濃度は３３．３質量％で、ロックウール：セメントスラリー中のセメントの質量比は、６：４程度である。このセメントスラリー濃度でセメントスラリーの比率を上げる、すなわちセメントスラリー量を多くすると、かさ密度は高くなるものの、吹付層における余剰水が多くなり、吹付後に脱落しやすくなる。また、高濃度のセメントスラリーを用いた場合には、セメントスラリー中のセメント沈降に伴うホースの閉塞や、粘度上昇による圧送不良が発生し、施工性が著しく悪くなるという問題が生じる。
【０００５】
また、高密度の被覆層を得るために、ロックウール、セメント及び水を含有する湿潤混合物と、セメントスラリーを別送し、吹付用ノズル部分でこれらを混合して吹付ける工法（特許文献１）も提案されている。しかし、湿潤混合物は圧送性が悪く、圧送ホース内面に湿潤混合物が付着し、ホースを閉塞するおそれがある。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３２５６５３６号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、施工性が良好で、吹付後の脱落がなく、高密度で耐火性能に優れた被覆層が得られる半乾式ロックウール吹付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】
かかる実情において、本発明者らは鋭意検討を行った結果、セメントスラリーに二水石膏を併用することにより、上記課題を解決できることを見出した。
【０００９】
すなわち、ロックウールを吹付ノズルへ圧送し、同時に水硬性セメント及び二水石膏を合計で４０〜６０質量％含有するセメントスラリーを吹付ノズルへ別送し、吹付ノズル内で両者を吐出させ混合しながら吹付ノズルから吐出させ、又は吹付ノズルから両者をそれぞれ吐出させながら混合し、被耐火被覆物に吹付けて耐火被覆層を形成させることを特徴とするロックウール吹付工法を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるロックウールとしては、通常のロックウール吹付工法に用いられるものであれば良く、その繊維径や、形態、粒状の場合の粒径等は、特に制限されずに用いることができる。
【００１１】
本発明で用いる水硬性セメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、白色セメント等のポルトランドセメント；アルミナセメント等の特殊セメント；都市ゴミ焼却灰や下水汚泥焼却灰を主原料として製造されたエコセメント；その他、各種混合セメントなどを用いることができる。
【００１２】
また、二水石膏としては、補強紙を除いた石膏ボード廃材を乾式粉砕したものや、排脱二水石膏を用いることもできる。セメントスラリーに二水石膏を配合することにより、スラリー中のセメントの沈降を防止することができ、また、吹付後の被覆層の耐火性が高められる。
【００１３】
二水石膏の粒径は、１．５ｍｍ以下、特に１．０ｍｍ以下であるのが好ましい。二水石膏の粒径が１．５ｍｍを超えると、セメントスラリーを吐出するために吹付ノズルに配置されたセメントスラリー用噴射口を閉塞しやすいので施工性が著しく悪くなり、また、噴射口が閉塞しないように噴射口の径を大きくすると、ロックウールとセメントスラリーとの混合が不均一となりやすく、粉塵の発生を招く等の問題を生じることがあり、好ましくない。
【００１４】
本発明におけるセメントスラリーの沈降速度は、使用される二水石膏の粒度が細かすぎると速くなるので、本発明で用いる二水石膏は、目開き１４９μｍの篩を用いて篩分けしたときの残分（粗粒分）が占める割合が５０質量％以上であるのが好ましい。粗粒分の占める割合が５０質量％未満では、セメントスラリーの沈降速度が速くなり、セメントスラリーを圧送する際にホース内で閉塞を招く場合がある。これらの条件を有する二水石膏は、例えば補強紙を除いた石膏ボード廃材を粉砕すれば容易に得ることができる。この場合、補強紙が多少石膏ボード廃材に残存していたとしても、特に問題とはならない。
【００１５】
水硬性セメントと二水石膏は、質量比が２：１〜１：２、特に１．５：１〜１：１．５で用いるのが好ましい。水硬性セメントの割合がこの範囲を超えると、スラリーの沈降が速く、ホースが閉塞しやすくなり、二水石膏の割合がこの範囲を超えると、硬化体の硬さや下地への接着性が低下する傾向があり、好ましくない。
【００１６】
また、水硬性セメントと二水石膏は、スラリー中に合計で４０〜６０質量％、好ましくは４５〜５５質量％含有される。４０質量％未満では、高密度の被覆層を得るためにセメントスラリー量を過剰に添加する必要があり、これにより脱落等が発生するため十分な施工性が得られず、６０質量％を超えると、スラリーの濃度が高く、圧送負荷が大きいため、大型のスラリーポンプが必要となり好ましくない。
なお、セメントスラリーは、水硬性セメント及び二水石膏を、上記の割合で水と混合することにより、調製することができる。
【００１７】
さらに、セメントスラリーには、流動化剤を含有させることができ、粘度を調整することができる。流動化剤としては、例えばナフタレン系流動化剤、ポリカルボン酸系流動化剤、メラミン系流動化剤等を用いることができる。これらの流動化剤は、スラリー中の水硬性セメント及び二水石膏の合計質量に対して、外割で０．１〜２質量％、特に０．５〜１．５質量％配合するのが好ましい。
【００１８】
セメントスラリーの粘度は、２５℃において、１０〜５００ｍＰａ・ｓであるのが、施工性の点で好ましい。セメントスラリーの粘度が高い場合には、上記流動化剤を用いて、このような粘度範囲に調整するのが好ましい。
【００１９】
本発明においては、上記のようなロックウール及びセメントスラリーを用い、通常の半乾式吹付工法に従って吹付を行う。すなわち、ロックウールを吹付ノズルへ圧送し、同時にセメントスラリーを吹付ノズルへ別送し、吹付ノズル内で両者を吐出させ混合しながら吹付ノズルから吐出させ、又は吹付ノズルから両者をそれぞれ吐出させながら混合して吹付ける。
より具体的には、例えば、吹付ノズルの中央部にロックウール吐出方向と平行にセメントスラリー用導管及び噴射口を設けるか、又はロックウール吐出方向に対して直角に吹付ノズル内部に複数の噴射口を設け、吹付ノズル内で両者を混合して鉄骨等の被耐火被覆物に吹付ける。また、吹付ノズルの先端部にセメントスラリー用噴射口を多数設け、ロックウールとセメントスラリーをそれぞれ吹付ノズルから吐出させながら混合して吹付けることもできる。
このようにして吹付を行うことにより、被耐火被覆物に耐火被覆層を形成させることができる。
【００２０】
吹付を行う際の、ロックウールと、セメントスラリー中の水硬性セメント及び二水石膏の合計との混合割合は、ロックウールが３０〜５０質量％、特に３５〜４５質量％で、水硬性セメント及び二水石膏の合計量が５０〜７０質量％、特に５５〜６５質量％であるのが好ましい。
【００２１】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明する。
【００２２】
参考例１
図１に示す組成になるよう、粉体である普通ポルトランドセメント及び二水石膏に、水を混合してセメントスラリーを調製した。図１中の記号Ａ〜Ｄについては、二水石膏は使用せず、記号Ｅ〜Ｊについては、廃石膏ボードを粉砕して得た１４９μｍ篩残分６５質量％で粒径１．５ｍｍを超えるものは含まない二水石膏を使用し、記号Ｋについては、廃石膏ボードを粉砕して得た１４９μｍ篩全通の二水石膏を使用した。
これらのセメントスラリーを２００ｍＬメスシリンダーに投入・静置し、各経過時間におけるスラリー中の粉体の沈降体積を測定し、次式により、スラリー沈降率を求めた。結果を図１に示す。
【００２３】
【数１】
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【００２４】
図１より、本発明で用いる二水石膏を含有するセメントスラリーは、二水石膏を使用しないセメントスラリーよりも粉体の沈降が防止されている。また、二水石膏を使用した場合、１４９μｍ篩残分６５質量％で粒径１．５ｍｍを超えるものは含まない二水石膏を使用したセメントスラリーは、１４９μｍ篩全通の二水石膏を使用したセメントスラリーよりも粉体の沈降率が小さい。
【００２５】
実施例１〜２、比較例１〜２
攪拌装置付のスラリー槽に、表１に示す組成の粉体原料と水を入れ、これらを約１０分間攪拌して、セメントスラリーを調製した。なお、セメントとしては普通ポルトランドセメント（ＪＩＳ  Ａ  ５２１０）、二水石膏は、補強紙を除いた石膏ボード廃材を粉砕機により乾式粉砕し、目開き１．５ｍｍの篩いを全通し（粒径１．５ｍｍ以下）、１４９μｍ篩残分６５質量％のもの、流動化剤はナフタレン系流動化剤（マイティ１５０、花王社製）、水は水道水を用いた。
市販の粒状綿であるロックウールをブロア圧送機により圧送し、同時に、スラリーポンプを用いて上記スラリーを表１の配合比率になるよう流量を調整して圧送し、両者を吹付ノズル内で混合し、４００×２００×８×１３ｍｍ、長さ２．５ｍのＨ形鋼に吹付け、脱落等の状況を確認した。ここで、吹付ノズルから吐出されるロックウールの吐出量は３ｋｇ／分、セメントスラリーの吐出量は表１の配合比率となるようにそれぞれ流量を調整した。なお、Ｈ形鋼への吹付厚さは５０ｍｍとした。
【００２６】
次に、同様に、寸法５０×１００ｍｍ、長さ１ｍのコ字型鋼板の内面側、１８０×１９０×３．２ｍｍの鉄板に吹付け施工を行った。コ字型鋼板に吹付けたものについて、吹付け直後から下縁を接地しない状態で１時間鉛直静置させ、吹付材の含水率の分布を測定した。また、鉄板に吹付けたものについて、かさ密度、１０％歪み時の圧縮応力、耐火時間を測定した。これらの結果を表１に併せて示す。
【００２７】
（評価方法）
（１）吹付１時間後の含水率鉛直分布：
コ字型鋼板に吹付施工し、下縁を接地しない状態で１時間鉛直静置した後、コ字型鋼板の内面側の吹付材を１０ｃｍ間隔で切断して質量を測定した。次に、４０℃及び１０５℃で恒量になるまで乾燥して乾燥後の質量を測定し、次式により、吹付材の各含水率を求めた。
【００２８】
【数２】
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【００２９】
（２）かさ密度：
４０℃及び１０５℃で恒量になるまで乾燥後、外寸法をノギスで測定して体積を求めるとともに、質量を測定し、次式によりかさ密度を求めた。
かさ密度（ｇ／ｃｍ３）＝  質量（ｇ）  ／  体積（ｃｍ３）
【００３０】
（３）１０％歪み時の圧縮応力：
１０５℃で乾燥した後、５０×５０×５０ｍｍに切断し、上面より載荷し、厚さ方向において１０％歪みが生じたときの荷重から、次式により求めた。
圧縮応力（Ｐａ）＝  １０％歪み時の圧縮荷重（Ｎ）  ／  載荷面積（ｍ２）
【００３１】
（４）耐火時間：
クロメル−アルメル（ＪＩＳ  Ｃ  １６０２  記号Ｋ）熱電対を中央に埋め込んだ１８０×１９０×３．２ｍｍの鉄板に耐火被覆材を厚さ約３２ｍｍに吹付施工し、養生及び乾燥して試験体とする。その後、内部温度が１０００℃に保たれた電気炉入口に裏面をセラミックボードで被覆した試験体を設置し、試験体における鉄板の裏面温度が３５０℃になるまでの時間（分）を耐火時間とした。
【００３２】
【表１】
2004238793.tif 000004
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、施工性が良好で、吹付後の脱落がなく、高強度で耐火性能に優れた被覆層を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】各種濃度のセメントスラリーについて、各経過時間における沈降率を示す図である。
【図１】
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