(57)【要約】【課題】  流動性、速乾性、及び軽量性に優れ、ドア板の外周に配されるドア枠の中空部に容易に充填硬化でき、ドア枠に耐火性能を付与する耐火ドア枠充填用無機質補強材を提供する。【解決手段】  水硬性アルミネート化合物を混合したセメント質と、骨材と、アルミニウム粉末とを含む耐火ドア枠充填用無機質補強材であって、加水開始から２０分後の粘度が４〜２００ｄＰａ・ｓ、加水開始から１時間後の表面硬度が１ＭＰａ以上であり、好ましくは硬化後の絶乾密度が４００〜１４００ｋｇ／ｍ３である。この耐火ドア枠充填用無機質補強材を、ドア枠の中空部に充填硬化することにより、工場生産が可能であって、耐火ドア板１の外周に配される軽量で耐火性能に優れた耐火ドア枠２が得られる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐火ドア枠の中空部に充填する無機質補強材であって、水硬性アルミネート化合物を混合したセメント質と、骨材と、アルミニウム粉末とを含み、加水開始から２０分後の粘度が４〜２００ｄＰａ・ｓであり、加水開始から１時間後の表面硬度が１ＭＰａ以上であることを特徴とする耐火ドア枠充填用無機質補強材。
【請求項２】
硬化後の絶乾密度が４００〜１４００ｋｇ／ｍ３の範囲であることを特徴とする、請求項１に記載の耐火ドア枠充填用無機質補強材。
【請求項３】
請求項１又は２の耐火ドア枠充填用無機質補強材が、耐火ドア枠の中空部に充填硬化されていることを特徴とする耐火ドア枠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火ドア枠の中空部に充填される無機質補強材、及びその無機質補強材を充填した耐火ドア枠に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平成１２年６月に改正された建築基準法及び同施行令の施行に伴い、防火材料及び防耐火構造の性能水準の明確化が行われたことにより、建築物のドアに耐火ドアが採用されることが多くなっている。
【０００３】
耐火ドアは、図１に示すように、開閉される耐火ドア板１と、建築物の開口部躯体３との接合及び気密性向上のために耐火ドア板１の外周に配される耐火ドア枠２とからなる。耐火ドア板１の材質としては、鉄製が一般的であるが、表面及び／又は内部に特殊処理を施した木製のドアもある。一方、耐火ドア枠２は、耐火ドア板１が金属製又は木製いずれの場合においても一般に鉄製であり、且つ内部に中空部を有する構造となっている。
【０００４】
耐火ドアを建築物の開口部躯体に取り付ける場合、躯体が湿式壁のときは、例えば図２に示すように、ＲＣ躯体４に予め埋設させた鉄筋４ａに耐火ドア枠２を溶接して接合した後、耐火ドア枠２の中空部及び耐火ドア枠２とＲＣ躯体４の隙間にモルタル５を充填して塞ぐ方法が一般的である。
【０００５】
また、躯体が乾式壁のときは、例えば図３に示すように、珪酸カルシウム板等の壁板材６の内側中空部に配されたドア枠取付用チャンネル材６ａに、耐火ドア枠２に予め取り付けられている取付用板２ａを取付用金物６ｂで溶接して接合する。工法の違いから、乾式壁では耐火ドア枠２の中空部にいかなるものも充填する必要はない。しかし、中空のまま施工された耐火ドア枠２は、遮音性能等が劣る理由から、ロックウール等の断熱材を詰める場合がある。
【０００６】
耐火ドアとしての耐火性能に関しては、耐火ドア板及び耐火ドア枠ともに耐火性能が満たされる必要があることは言うまでもないが、耐火ドア枠の耐火性能を向上させるための最も重要な手段は、火災時の熱によって発生する枠の変形を抑制することである。
【０００７】
図２の湿式壁への取り付け工法の場合、耐火ドア枠２の中空部にモルタル５が充填されることにより構造的強度が増し、火災時の熱によって枠鋼材が軟化しても枠内のモルタル５は軟化及び変形しないために、耐火ドア枠２の変形は抑制される。しかし、耐火ドア枠２へのモルタル５の充填は建築現場で実施されるため、混練ミキサーの設置やモルタルの飛散による汚れ防止シートの設置等、煩雑な作業を伴う不具合がある。また、一般的にモルタル５の充填作業は耐火ドア枠２の設置後にＲＣ躯体４とのわずかな隙間から行われるため、モルタル５を複雑な形状の耐火ドア枠２の中空部に隅々まで充填すること、及び耐火ドア枠２の上側水平部へ充填することが困難であり、モルタル５に欠損部が発生しやすかった。
【０００８】
一方、図３の乾式壁への取り付け工法の場合は、耐火ドア枠２の中空部になにも充填しないか、若しくは構造的強度を有しないロックウール等の断熱材を充填するのみであることから、耐火ドア枠２が火災時の熱によって変形しやすい。そのため、耐火ドア枠２の変形を抑制するためには、耐火ドア枠２の中空部に補強鋼材を更に付加する及び／又は耐火ドア枠２と躯体との接合個所数を増加させる等、新たな対策をとる必要が生じている。
【０００９】
また、上記した一般的な耐火ドア枠の他に、セメント及びモルタルのみで構成した耐火ドア枠もある。例えば、実開昭５５−２９５４号公報には、セメントと砂に水を添加し、更に必要ならば骨材を添加して混練し、型枠に注入して硬化させた後、脱型して製造される耐火ドア枠が記載されている。しかし、このようなセメント及びモルタルのみで構成した耐火ドア枠は、ドアの開閉等の衝撃に対して弱いため割れやすく、また密度が高いため躯体への施工性が著しく悪いという不具合がある。
【００１０】
更に、特公平７−９９０６７号公報には熱架橋型メラニン樹脂を充填したドア枠が提案されているが、衝撃に対する耐性は向上するものの、上記実開昭５５−２９５４号公報記載のドア枠と同様に密度が高く重いため、施工性が著しく悪いという不具合がある。また、特公昭５１−１１８５９号公報及び実公昭５８−４４７７８号公報にはガラス繊維等の繊維材を充填したドア枠が記載されているが、従来の乾式壁への取り付け工法の場合と同様に、耐火性能が十分とはいえない。
【００１１】
【特許文献１】実開昭５５−２９５４号公報
【特許文献２】特公平７−９９０６７号公報
【特許文献３】特公昭５１−１１８５９号公報
【特許文献４】実公昭５８−４４７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、流動性、速乾性、及び軽量性に優れ、複雑な形状のドア枠でも中空部への充填作業が容易であり、工場生産の場合でも効率よい生産が可能であって、ドア枠に十分な耐火性能を付与することができる耐火ドア枠充填用無機質補強材を提供することを目的とする。
【００１３】
また、上記耐火ドア枠充填用無機質補強材を用いることによって、工場で生産して建築現場に搬送して簡単に施工でき、湿式壁への取り付けでは補強材充填に伴う煩雑で困難な作業が軽減され、また乾式壁への取り付けに際してはコスト上不利である補強鋼材や接合個所の増加を抑えることができる、軽量で運搬や取り付け時の作業性に優れた耐火ドア枠を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記した目的を達成するため、本発明が提供する耐火ドア枠充填用無機質補強材は、水硬性アルミネート化合物を混合したセメント質と、骨材と、アルミニウム粉末とを含み、加水開始から２０分後の粘度が４〜２００ｄＰａ・ｓであり、加水開始から１時間後の表面硬度が１ＭＰａ以上であることを特徴とする。また、本発明の耐火ドア枠充填用無機質補強材は、硬化後の絶乾密度が４００〜１４００ｋｇ／ｍ３の範囲であることが好ましい。
【００１５】
本発明は、また、上記本発明の耐火ドア枠充填用無機質補強材が、耐火ドア枠の中空部に充填硬化されていることを特徴とする耐火ドア枠を提供するものである。即ち、水硬性を有するセメント質と、骨材と、アルミニウム粉末を含み、加水開始から２０分後の粘度が４〜２００ｄＰａ・ｓであり、加水開始から１時間後の表面硬度が１ＭＰａ以上であって、好ましくは硬化後の絶乾密度が４００〜１４００ｋｇ／ｍ３の範囲である耐火ドア枠充填用無機質補強材が、耐火ドア枠の中空部に充填硬化されていることを特徴とする耐火ドア枠を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、流動性、速乾性、及び軽量性に優れていて、工場生産又は現場施工のいずれであっても、複雑な形状の耐火ドア枠の中空部内に容易に且つ欠損部なく充填することができ、しかも硬化後には優れた構造的強度と耐熱性を備え、火災時の熱によるドア枠の変形を抑制できる耐火ドア枠充填用無機質補強材を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の耐火ドア枠充填用無機質補強材を用いることにより、建築現場でドア枠に充填して施工する場合だけでなく、工場でドア枠に充填して耐火ドア枠を生産することができ、従って湿式壁への取り付けではドア枠中空部への無機質補強材の煩雑で困難な充填作業をなくし、躯体とドア枠との隙間への充填作業のみでよく、また乾式壁への取り付けではコスト上不利である補強鋼材の数や躯体との接合個所の増加を抑えることができるので、軽量且つ高強度で、耐火性能に優れるだけでなく、取付時間の短縮などの作業性に優れた耐火ドア枠を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明における耐火ドア枠充填用無機質補強材は、主な成分として、水硬性アルミネート化合物を混合したセメント質と、骨材と、アルミニウム粉末とを含んでいる。セメントとしては、硬化後の強度保持に優れたポルトランドセメントが好ましい。また、骨材としては、従来からモルタルに使用されていたものでよく、例えば、ＡＬＣ粉末、珪砂、パーライト等を用いることができる。
【００１９】
更に、本発明の耐火ドア枠充填用無機質補強材は、水硬性アルミネート化合物を含んでいる。水硬性アルミネート化合物は、セメント質の硬化速度を速め、硬化時間を短縮する作用がある。かかる水硬性アルミネート化合物としては、カルシウムアルミネートやカルシウムサルホアルミネート等のアルミン酸塩、これらを含有する石灰石、ボーキサイト、石膏、若しくはこれらの溶融混合物等を用いることができる。
【００２０】
かかる組成を有する本発明の耐火ドア枠充填用無機質補強材は、水を加えて混練することにより、流動性に優れたスラリーとなる。従って、建築現場でのドア枠取り付け作業や、工場におけるドア枠製造過程において、ドア枠の中空部に簡単に流し込むことができ、複雑な形状のドア枠であっても欠損部なく充填することが可能である。特に工場で充填して耐火ドア枠を製造すれば、建築現場で施工する際には躯体と耐火ドア枠の隙間のみに充填するだけでよいため、煩雑な充填作業を軽減することができる。
【００２１】
耐火ドア枠充填用無機質補強材の粘度は、ドア枠の中空部への充填作業に最大２０分程度を要するため、スラリー化のための加水開始から２０分の時点において４〜２００ｄＰａ・ｓの範囲とする。加水開始から２０分の時点でのスラリーの粘度が４ｄＰａ・ｓ未満では、骨材が沈降してしまうため、均一な充填を達成することができないからである。また、加水開始から２０分の時点でのスラリーの粘度が２００ｄＰａ・ｓを超えると、粘度が高くなりすぎ、ドア枠の中空部への流し込みが困難になる。
【００２２】
本発明の耐火ドア枠充填用無機質補強材は、上記の優れた流動性と同時に、セメント質に水硬性アルミネート化合物を添加混合しているため、優れた速乾性を有している。即ち、加水混練した無機質補強材のスラリーは、ドア枠の中空部に充填した後、短時間で硬化することができ、従って特に工場での大量生産において、製造時間を短縮でき、製造効率を向上させることができる。このような速乾性を得るためには、水硬性アルミネート化合物の添加量を、耐火ドア枠充填用無機質補強材１００重量部に対して、５〜２０重量部の範囲とすることが好ましい。尚、クエン酸ナトリウム等の凝固調整剤を添加することによって、更に硬化時間を調整することも可能である。
【００２３】
また、上記の速乾性を有する本発明の耐火ドア枠充填用無機質補強材は、加水開始から１時間の時点において、その表面硬度が１ＭＰａ以上に達する。表面硬度が１ＭＰａに達しない時点でドア枠の移動を行うと、わずかな衝撃で無機質補強材に亀裂が発生し、硬化後の無機質補強材の脱落や剥離の原因となる。また、表面硬度が１ＭＰａに達するまでの時間が１時間を超えると、耐火ドア枠の生産効率が低下するため、工場での生産に適さなくなる。
【００２４】
更に、本発明の耐火ドア枠充填用無機質補強材は、アルミニウム粉末の添加によって、微細な気泡を発生させ、施工後の収縮による亀裂発生を防止することができる。また、微細な気泡が発生することにより、軽量化が促進されると同時に、衝撃による亀裂や欠け等の防止にも役立つ。尚、アルミニウム粉末の添加量は、耐火ドア枠充填用無機質補強材１００重量部に対して、０.０２〜０.１０重量部の範囲が好ましい。
【００２５】
上記した本発明の耐火ドア枠充填用無機質補強材は、建築現場でのドア枠取り付け時や、工場におけるドア枠製造過程において、スラリーとしてドア枠の中空部に充填し硬化させることによって、十分な耐火性能を備えた耐火ドア枠を得ることができる。特に、本発明の耐火ドア枠充填用無機質補強材が硬化後に十分な強度を有するだけでなく、加水したスライー状態で優れた流動性と速乾性を兼ね備えているため、必要とされる耐火性能を備えた耐火ドアを工場で生産することが可能となる。
【００２６】
工場で生産された耐火ドア枠は建築現場まで輸送する必要があるため、輸送効率が低下しない程度に軽量であることが望まれる。そのため、本発明の耐火ドア枠充填用無機質補強材は、軽量性に優れていることが望ましく、具体的には硬化後の絶乾密度が４００〜１４００ｋｇ／ｍ３の範囲であることが好ましい。
【００２７】
即ち、耐火ドア板と耐火ドア枠を１セットとしたとき、４ｔトラック荷台には容積では最大３９セットの積載が可能である。しかし、一般的な耐火ドア板１枚の重量が３０ｋｇ程度であり且つ無機質補強材充填前のドア枠１枚の重量が２９.１ｋｇ程度であることから、最大３９セットを積載したとき重量が４ｔを超えないためには、無機質補強材の絶乾密度が１４００ｋｇ／ｍ３を以下であることが必要となる。また、無機質補強材の絶乾密度が４００ｋｇ／ｍ３未満では、構造的強度が低下し、特に乾式壁に取付ける場合には補強鋼材や接合個所の増加を抑えることができなくなるため、コスト的に不利となる。
【実施例】
【００２８】
水硬性アルミネート化合物を混合したセメント質に、骨材とアルミニウム粉末を添加し、更に増粘剤、分散剤、疑結調整剤を加えて、本発明例の無機質補強材を調整した。具体的には、水硬性アルミネート化合物１０重量％、普通ポルトランドセメント３５重量％、骨材として珪砂４０重量％及びパーライト１５重量％を混合して、全体で１００重量％の粉末組成物とした。この粉末組成物に対し、全て外割で、０.０１重量％のアルミニウム粉末、０.１重量％の増粘剤、０.５重量％の分散剤、０.２重量％の凝結調整剤を添加し、更に２５℃の水を加えて加水量４６重量％のスラリーとした。
【００２９】
前記水硬性アルミネート化合物は、水硬性カルシウムアルミネート又は水硬性カルシウムサルホアルミニネートをアルミナ換算で２５重量％含む石灰石、ボーキサイト、石膏の溶融混合物を用いた。この溶融混合物として、具体的にはデンカ（株）製の土質安定急硬材を用いた。また、珪砂はサラワクサンド（株）製のＳＳ−１００Ａ、パーライトは昭和化学（株）製の１Ｂ及びＴ３である。アルミニウム粉末は大和アルミ（株）製のファインアルミＮｏ.４７０、増粘剤は松本油脂（株）製のマーポローズ、分散剤は昭和電工（株）製のモルマスター、凝結調整剤はデンカ（株）製のデンカセッターＤ−１００を用いた。
【００３０】
得られた本発明例の無機質補強材のスラリーを、ドア枠と同形状で長さ１ｍの鋼材の中空部内に充填することにより、流動性、速硬性、及び軽量性の評価を行い、その結果を下記表１に示した。即ち、流動性の評価は、粘度をリオン（株）製のＶＴ−０４Ｅ型ビスコテスターを用いて測定し、加水開始から２０分の時点での値で評価した。また、硬化後の充填状態を観察し、空洞となった欠損部の数を測定した。
【００３１】
また、速硬性の評価は、アイコーエンジニアリング（株）製の９５５０Ｂ型ロードセル加重検出方式の土圧計において、０１２ロードシャフトを用いて測定し、加水開始から表面硬度１ＭＰａに到達するまでの時間を測定した。また、加水開始から１時間後に、スラリーを充填したドア枠を５ｃｍの高さからコンクリート床に落下させ、生じた亀裂や欠けの数を測定した。更に、軽量性の評価は、無機質補強材の絶乾密度と、４ｔトラックに積載可能なセット数で評価した。
【００３２】
下記比較例についても、上記と同様に評価した。比較例１は、セメント系セルフレベリング材であり、宇部コンクリート工業（株）製の「フィニッシュフロー」を用い、加水は２５℃の水で２２重量％とした。比較例２は、セメント系セルフレベリング材であり、新日鐵高炉セメント（株）製の「エスレベル」を用い、加水は２５℃の水で２２重量％とした。比較例３は、セメント系のキャスタブル耐火物であり、日本プライブリコ（株）製の「プライフロー」を用い、加水は２５℃の水で１０重量％とし、流動性保持剤を０.０５重量％添加した。比較例４は、セメント系のキャスタブル耐火物であり、東芝セラミックス（株）製の「ＴＯＣＡＳＴ」を用い、加水は２５℃の水で１０重量％とした。
【００３３】
【表１】
2005307502.tif 000003
【００３４】
上記の結果から分るように、本発明例の無機質補強材は、流動性、速硬性、軽量性の全ての点において優れている。一方、比較例１〜３の無機質補強材は、硬化時間が極めて長く速硬性に劣り、しかも密度が高く軽量性にも劣っている。また、比較例４の無機質補強材は、速硬性には優れているものの、粘度が高く流動性に劣ると共に、密度が高く軽量性にも劣っている。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】耐火ドアの正面図である。
【図２】湿式壁の躯体に取り付けた耐火ドアの水平方向における断面図である。
【図３】乾式壁の躯体に取り付けた耐火ドアの水平方向における断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      耐火ドア板
２      耐火ドア枠
２ａ    取付用板
３      開口部躯体
４      ＲＣ躯体
４ａ    鉄筋
５      モルタル
６      壁板材
６ａ    ドア枠取付用チャンネル材
６ｂ    取付用金物
【図１】
2005307502.tif 000004
【図２】
2005307502.tif 000005
【図３】
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