(57)【要約】【課題】  十分な耐火性能を有する耐火構造、及び耐火層の形成方法を提供すること。【解決手段】  鉄骨や鉄板などの基材表面にポリマーセメントモルタルを付着させ、その上に、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有する接着材を所定厚みで積層する。したがって、アスベストなどの有害な材料を用いることなく容易に耐火構造を構築することができる。また、鉄骨や鉄板などの基材表面を被覆したアスベスト層の表面を、ポリマーセメントモルタルで被覆する。アスベストが既に用いられている既設建築物などに適用することで、有害なアスベストの飛散を防止しつつ、新たに耐火構造を構築することができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨や鉄板などの基材表面に積層したポリマーセメントモルタル層の上に、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有する接着材が所定厚みで積層されていることを特徴とする耐火構造。
【請求項２】
前記耐火材として、バーミキュライトをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の耐火構造。
【請求項３】
鉄骨や鉄板などの基材表面を被覆したアスベスト層の上に、ポリマーセメントモルタルが積層されていることを特徴とする耐火構造。
【請求項４】
鉄骨や鉄板などの基材表面を被覆したアスベスト層の上に、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有させた接着材が積層されていることを特徴とする耐火構造。
【請求項５】
前記アスベスト層が、予め、アンカーを介してメッシュ体により保持されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の耐火構造。
【請求項６】
鉄骨や鉄板などの基材表面にポリマーセメントモルタルを付着させ、その上に、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有する接着材を所定厚みで積層することを特徴とする耐火層の形成方法。
【請求項７】
鉄骨や鉄板などの基材表面を被覆したアスベスト層の表面を、ポリマーセメントモルタルで被覆することを特徴とする耐火層の形成方法。
【請求項８】
鉄骨や鉄板などの基材表面を被覆したアスベスト層の表面を、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有させた接着材で被覆することを特徴とする耐火層の形成方法。
【請求項９】
前記アスベスト層を、予め、アンカーを介してメッシュ体により被覆して保持しておくことを特徴とする請求項７又は８に記載の耐火層の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火構造及び耐火層の形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、耐熱性、耐腐食性などに優れるアスベスト（石綿）が、耐火材として建材を中心に広く使用されてきた。例えば、図５に示すように、鉄骨や鉄板などの基材１００に、アスベストにセメントなどの結合材と水を加え混合し、吹付け機を用いて吹付けてアスベスト層２００を形成したものがあった。
【０００３】
しかし、アスベストは人体に極めて有害であることが判明して社会問題となっており、アスベストが基材から飛散しないように固化させる処理方法の確立が急務となっている。
【０００４】
そこで、酢酸ビニル−アクリル酸エステル共重合体、アクリル樹脂、変性アクリル樹脂から選択された１種以上の合成樹脂及び水を主成分とする組成物で、アスベストの内部浸透処理を行い、次に主成分が合成樹脂、無機質難燃材、無機質充填材及び水からなる表面固化処理剤で、アスベストの表面処理を行うことが提案された（例えば、特許文献２を参照）。
【０００５】
かかる工法によれば、石綿を封じ込めることができるとともに、準不燃材としての基準を満たし、かつ火災時などにおいて有毒ガスや多量の煙を発生しない、という効果が生じるとされている。
【特許文献１】特開平６−０４９３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述した従来の処理方法は、あくまでも準不燃材の基準を満たすにとどまっており、不燃材としては認められるものではなく、ましては耐火材にはとても及ぶものではなかった。また、既設のアスベストを用いなければならないため、アスベスト使用が禁止されると新築には不適なものとなってしまう。
【０００７】
建築物によっては、耐火構造を求められるものも多く、そのような要求に応えることができ、なおかつ既設のアスベストの飛散も効果的に防止できる耐火構造が求められているのが現状である。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決することのできる耐火構造及び耐火層の形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）請求項１記載の本発明に係る耐火構造では、鉄骨や鉄板などの基材表面に積層したポリマーセメントモルタル層の上に、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有する接着材が所定厚みで積層されていることとした。
【００１０】
（２）請求項２記載の本発明では、請求項１記載の耐火構造において、前記耐火材として、バーミキュライトをさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
（３）請求項３記載の本発明に係る耐火構造では、鉄骨や鉄板などの基材表面を被覆したアスベスト層の上に、ポリマーセメントモルタルが積層されていることとした。
【００１２】
（４）請求項４記載の耐火構造では、鉄骨や鉄板などの基材表面を被覆したアスベスト層の上に、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有させた接着材が積層されていることとした。
【００１３】
（５）請求項５記載の本発明では、請求項３又は４に記載の耐火構造において、前記アスベスト層が、予め、アンカーを介してメッシュ体により保持されていることを特徴とする。
【００１４】
（６）請求項６記載の本発明に係る耐火層の形成方法では、鉄骨や鉄板などの基材表面にポリマーセメントモルタルを付着させ、その上に、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有する接着材を所定厚みで積層することとした。
【００１５】
（７）請求項７記載の本発明に係る耐火層の形成方法では、鉄骨や鉄板などの基材表面を被覆したアスベスト層の表面を、ポリマーセメントモルタルで被覆することとした。
【００１６】
（８）請求項８記載の本発明に係る耐火層の形成方法では、鉄骨や鉄板などの基材表面を被覆したアスベスト層の表面を、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有させた接着材で被覆することとした。
【００１７】
（９）請求項９記載の本発明では、請求項７又は８に記載の耐火層の形成方法において、前記アスベスト層を、予め、アンカーを介してメッシュ体により被覆して保持しておくことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、アスベストなどの有害な材料を用いることなく容易に耐火構造を構築することができる。したがって、高温の火災などの際にも建築物の安全性を確保することができる。また、アスベストが既に用いられている既設建築物などに適用することで、有害なアスベストの飛散を防止しつつ、新たに耐火構造を構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本実施形態に係る耐火構造は、鉄骨や鉄板などの基材表面に積層したポリマーセメントモルタル層の上に、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有する接着材が所定厚みで積層されているものである。
【００２０】
すなわち、先ず、鉄骨や鉄板などの基材表面にポリマーセメントモルタルを付着させて防錆処理を施すとともに、接着力を増強させておき、このポリマーセメントモルタルの上に、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有する接着材を所定厚み、例えば５〜５０ｍｍで積層するのである。このように、耐火層を形成することで、本実施形態に係る耐火構造が実現できる。
【００２１】
膨張黒鉛は、２００〜３００℃の熱で発砲し、５〜３０倍に膨張して耐火層を形成することが知られており、ダイオキシンなどを発生させることもなく、有用な耐火材である。
【００２２】
また、前記接着材としては、ポリマーエマルジョン、水、ポリマーセメントモルタル、樹脂モルタル、モルタルなどを混ぜたもので、これに、さらに上記膨張黒鉛を少なくとも混ぜて用いる。
【００２３】
また、前記耐火材として、バーミキュライト（蛭石）をさらに含ませることができる。
【００２４】
バーミキュライトは、雲母の性質を有する天然の層状鉱物であり、これも発泡性を有し、かつ優れた耐火性を有するので、前記膨張黒鉛とともに、耐火性能をより向上させることができる。
【００２５】
また、他の実施形態として、有害とされているアスベストが既に用いられた建築物などに適用して優れた耐火構造を構築することができる。
【００２６】
すなわち、鉄骨や鉄板などの基材表面を被覆したアスベスト層の上に、ポリマーセメントモルタルを積層するものである。特に、このポリマーセメントモルタルには、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有させることが望ましい。
【００２７】
かかる構成により、有害なアスベストを接着材として機能するポリマーセメントモルタルにより確実に封じ込め、なおかつ十分な耐火層が形成され、既設の柱や梁、天井などを、新たな耐火構造を有するものとしてリニューアルすることができる。そして、アスベストを確実に封じ込めることができ、将来的にアスベストが飛散するおそれも未然に防止できる。
【００２８】
また、アスベスト層を、予め、アンカーを介してメッシュ体により保持しておくことができる。かかる構成とすることにより、有害なアスベスト層が落下したりすることを防止することができ、より安全性が向上する。
【００２９】
ところで、上述した例では、ポリマーセメントモルタルを接着材として用いているが、これに代えて、通常のモルタル、あるいは樹脂モルタル、あるいはポリマーエマルジョンなどを選択的に用いることもできる。
【００３０】
さらに、耐火材として、上記膨張黒鉛やバーミキュライトの他に、セメント、フライアッシュ、珪砂、炭素繊維、ガラス繊維などがあり、これらの中から選択的に単独あるいは組み合わせ、前記膨張黒鉛やバーミキュライトにさらに追加して用いることもできる。なお、前記セメントやフライアッシュは、これらを用いることで接着力の向上も期待できる。
【００３１】
ところで、前記ポリマーセメントモルタルは、カルボキシ変性スチレンブタジエン共重合体、アクリル酸エステル共重合体、及び乳化剤を主成分とする複合ポリマーエマルジョン中に、酸化珪素、酸化カルシウムを主成分とする主剤を混合して生成したものを用いており、かかる成分からなるポリマーセメントモルタルとすることにより基材表面への固着を容易かつ確実にしている。
【００３２】
また、ポリマーセメントモルタルとしては、上述したようにカルボキシ変性スチレンブタジエン共重合体、アクリル酸エステル共重合体、及び乳化剤を主成分とするもののほか、さらに、スチレン共重合体を主成分として含有する複合ポリマーエマルジョン中に、前記の主剤を混入して生成したものも好適に用いることもできる。
【００３３】
上記各複合ポリマーエマルジョン中に含有される乳化剤としては、脂肪酸ソーダ石鹸が好適に用いられ、かかる脂肪酸ソーダ石鹸は、エマルジョンの安定化に寄与する。
【００３４】
また、主剤中には亜鉛華及びグリシンを混入することができる。すなわち、亜鉛華（Ｚｎ０）は各種重合体に対して架橋反応を起こして、基材と耐火層とを固着する材料としての強度を増大させることができ、また、グリシンは、各種重合体に対して硬化性を付与することができる。
【００３５】
ここで、上記したポリマーセメントモルタルを構成する上記複合ポリマーエマルジョン、及び主剤の生成手順は以下の通りである。
【００３６】
[複合ポリマーエマルジョン]
例１：まず、水に脂肪酸ソーダ石鹸を入れて溶解し、次に、カルボキシ変性スチレンブタジエン共重合体ラテックスを徐々に加えて攪拌・混合し、次に、アクリル酸エステル−スチレン共重合体として、メタクリル酸シクロヘキシル−スチレン共重合体ラテックスを徐々に加えて攪拌・混合して各ポリマーの水中分散液とする。
【００３７】
例２：まず、水に脂肪酸ソーダ石鹸を入れて溶解し、次に、カルボキシ変性スチレンブタジエン共重合体ラテックスを徐々に加えて攪拌・混合し、次に、スチレン共重合体ラテックスを徐々に加えて攪拌・混合し、次に、アクリル酸エステル共重合体としてメタクリル酸シクロヘキシル共重合体ラテックスを徐々に加えて攪拌・混合して各ポリマーの水中分散液とする。
【００３８】
なお、上記２例で用いた水は、蒸留水若しくは軟水とすることが好ましい。
【００３９】
[主剤]
まず、珪砂を加熱処理して有機物を取り除き、粒度が５０〜１５０ ミクロンのものを分取し、この珪砂をミキサに投入し、白色セメントを徐々に加えて混合し、さらに、鉄粉（Ｆｅ３Ｏ４）、亜鉛華（ＺｎＯ）、チタン白（ＴｉＯ２）、グリシンの順で加えながら均一になるように混合する。
【００４０】
ところで、アスベスト層をポリマーセメントモルタルで被覆する前に、予め、水系ポリマーエマルジョンをアスベスト層に含浸させておくこともできる。このようにすれば、アスベストが固化されるので、将来的にアスベストの飛散をより確実に防止することができる。
【００４１】
以下、本発明に係る耐火構造の実施例を、図面を参照しながらより具体的に説明する。図１は第１実施例に係る耐火構造を示す説明図、図２は第２実施例に係る耐火構造を示す説明図、図３は第３実施例に係る耐火構造を示す説明図、図４は第４実施例に係る耐火構造を示す説明図である。
【００４２】
（第１実施例）
先ず、前述した成分構成のポリマーセメントモルタル２を用意する。このポリマーセメントモルタル２は、１９０ｇの複合ポリマーエマルジョンを容器に入れ、次に、１Ｋｇの主剤を徐々に加えながら３〜５分間攪拌して生成し、さらに軟水を加えて攪拌して所望する施工粘度を確保したものである。
【００４３】
また、前記複合ポリマーエマルジョンの組成は次の通りであった。
【００４４】
成分                                              割合（重量％）
カルボキシ変性スチレンブタジエン共重合体                  ３６．０
メタクリル酸シクロヘキシル−スチレン共重合体              ３６．０
脂肪酸ソーダ石けん                                          １．０
水（軟水                                                  ２７．０
また、主剤の組成は次の通りであった。
【００４５】
成分                                              割合（重量％）
白色セメント                                        ２７．８
珪砂（ＳｉＯ2）                                      ７１．０
鉄粉（Ｆｅ3Ｏ4）                                        ０．３
亜鉛華（ＺｎＯ）                                        ０．３
チタン白（ＴｉＯ4）                                          ０．３
グリシン他                                                  ０．３
なお、上記白色セメントの成分比は次の通りであった。
【００４６】
成分                                              割合（重量％）
ＣａＯ                                                    ６５．４
ＳｉＯ2                                                  ２３．１
Ｆｅ2Ｏ3                                                    ０．２
ｉｇｌｏｓｓ                                              ２．７
ｉｎｓｏｌ                                                ０．２
Ａｌ2Ｏ3                                                  ４．３
ＭｇＯ                                                      ０．６
ＳＯ3                                                        ２．８
その他                                                      ０．７
このようにして得られたポリマーセメントモルタル２を、図１（ａ）に示すように、対象となる鉄骨などの基材１の表面に吹き付けて被覆し、次いで、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を含有する接着材３を、５〜５０ｍｍで吹き付けて塗布する。このようにして、基材１の上に耐火層が形成された耐火構造を得ることができる。
【００４７】
本実施例における接着材３はポリマーエマルジョンを主成分とし、これに耐火材として膨張黒鉛の他、バーミキュライトと炭素繊維とを混入している。
【００４８】
ポリマーセメントモルタル２は、優れた接着性能を有し、鉄骨からなる基材１に強固に接着しており、これにやはり優れた接着性能を有する接着材３を塗布しているので、両者は強固に一体化するとともに、基材１に対して十分な固着力と耐久性を発揮する。
【００４９】
（実施例２）
本実施例は、既設の耐熱構造を有する柱や梁のリニューアルであり、図２に示すように、基材となる既設の梁４にはアスベスト層５が形成されている。
【００５０】
このアスベスト層５の表面に、予め用意した実施例１と同様なポリマーセメントモルタル２を、５〜５０ｍｍの厚みとなるように吹き付け、アスベスト層５を強固に封じ込めた構成としている。このようにして、基材１の上に、アスベスト層５とポリマーセメントモルタル層とからなる耐火層が形成された耐火構造を得ることができる。
【００５１】
このとき、先ずアスベスト層５に水系ポリマーエマルジョンを吹き付けるようにすれば、この水系ポリマーエマルジョンがアスベスト層５の内部にまで浸透するので、アスベストはしっかりと固化され、さらにその上からポリマーセメントモルタル２を吹き付けることで、アスベスト層５は完全に封じ込まれることになる。
【００５２】
すなわち、鉄骨や鉄板などの基材表面を被覆したアスベスト層に、先ず、水系ポリマーエマルジョンを含浸させ、その後、前記アスベスト層をポリマーセメントモルタルで被覆する耐火層の形成方法とするのである。かかる方法とすることにより、アスベスト層５からアスベストが飛散するようなおそれは将来的にもなくなる。
【００５３】
（実施例３）
本実施例も既設の耐熱構造を有する柱や梁のリニューアルである。予め、実施例１と同様なポリマーセメントモルタル２に、少なくとも膨張黒鉛を含む耐火材を混入した接着材３０を用意しておき、この接着材３０を、図３に示すように、アスベスト層５の表面に５〜５０ｍｍの厚みとなるように吹き付け塗布する。このようにして、基材１の上にアスベスト層５と接着材層とからなる耐火層が形成された耐火構造を得ることができる。本実施例においても、接着材３０を吹き付ける前に、予め、アスベスト層５に水系ポリマーエマルジョンを吹き付けておくことができ、前述したように、アスベスト層５を完全に封じ込むことで、アスベストが飛散するようなおそれが将来的にもなくなる。
【００５４】
なお、本実施例では、接着材３０に前記膨張黒鉛に加え、さらにバーミキュライト、珪砂、炭素繊維を混入したものとしている。
【００５５】
（実施例４）
本実施例も既設の耐熱構造を有する柱や梁のリニューアルである。本実施例では、図４に示すように、既設のアスベスト層５を、先ず、メッシュ体６により被覆する。７はアンカーであり、要所に取り付けてメッシュ体６を固定している。
【００５６】
その後、実施例３と同様の接着材３０に、膨張黒鉛、バーミキュライト、珪砂、炭素繊維、さらにはガラス繊維を混入したものを、メッシュ体６の上から、５〜５０ｍｍの厚みとなるように吹き付け塗布する。このようにして、基材１の上に、メッシュ体６で被覆されたアスベスト層５接着材層とからなる耐火層が形成された耐火構造を得ることができる。
【００５７】
本実施例においても、アスベスト層５の内部にまで接着材３０が浸透するので、アスベスト層５は完全に封じ込まれることになり、アスベスト層５からアスベストが飛散するようなおそれは将来的にもない。
【００５８】
なお、メッシュ体６の材料としては特に限定はなく、例えば、ビニロン、鉄、ステンレス、ガラスなどを好適に用いることができる。
【００５９】
以上、本発明を実施例を通して説明してきたが、上述してきた各実施例により得られた耐火構造は、建築基準法第２条第７号耐火構造に係る１時間耐火性能評価試験の結果、耐火材としての基準を満たしていることが実証された。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施例１に係る耐火構造の説明図である。
【図２】実施例２に係る耐火構造の説明図である。
【図３】実施例３に係る耐火構造の説明図である。
【図４】実施例４に係る耐火構造の説明図である。
【図５】従来の耐火構造の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  基材
２  ポリマーセメントモルタル
３，３０  接着材
４  梁
５  アスベスト層
６  メッシュ体
７  アンカー
【図１】
2007056637.tif 000003
【図２】
2007056637.tif 000004
【図３】
2007056637.tif 000005
【図４】
2007056637.tif 000006
【図５】
2007056637.tif 000007