(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートブロックの表面にプレキャストによるキャスタブル材よりなる耐火耐熱部を有する耐火耐熱コンクリート体を構成し、この耐火耐熱コンクリート体を複数接合し、接合部分に各耐火耐熱コンクリート体の耐火耐熱部間にわたって耐火耐熱部材よりなるパネル部にて覆い、このパネル部をアンカー部材を介して耐火耐熱コンクリート体と一体的に固着したことを特徴とした耐火耐熱コンクリート構造物。
【請求項２】
前記パネル部は、接合される耐火耐熱コンクリート体の耐火耐熱部との間に隙間が形成されたことを特徴とした請求項１記載の耐火耐熱コンクリート構造物。
【請求項３】
前記キャスタブル材の主成分は、酸化アルミニウム３０〜８９重量％、酸化珪素５〜６０重量％、炭化珪素１〜５０重量％の範囲の中で合計が１００％となるよう選択されたことを特徴とした請求項１又は２記載の耐火耐熱コンクリート構造物。
【請求項４】
前記耐火耐熱部は、前記キャスタブル材を流動化してコンクリート体と一体化して構成したことを特徴とした請求項１乃至３の何れか１項に記載の耐火耐熱コンクリート構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート体を使用した構造物に係わり、特に火災時などの火炎による熱からコンクリート体および構造物を保護するための耐火耐熱部材で被覆したコンクリート体を用いた構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
火災時における火炎からコンクリート構造体を保護するための耐火耐熱特性については、最も厳しいオランダの規格によれば１３５０°Ｃで２時間に耐えることが求められている。
また、コンクリートは５００°Ｃの温度に晒されると劣化することが知られており、火炎に晒されるとコンクリート構造体としての機能が阻害されてその復旧には多額の費用と時間を要している。
したがって、火災時における火炎からコンクリート構造体を保護する技術が要望され、その要望に基づき種々のものが提案されている。
【０００３】
例えば、特開平１１−２９４０９８号にはトンネル表面に耐火層を設けることが示されており、その耐火層としては、ロックウール、セラミックウール、セラミック粒、セラミックフォーム、石綿セメント板、発砲コンクリート板、珪酸カルシウム板、炭酸カルシウム板、ＧＲＣ板、及び耐火レンガ等をパネル状に装着して構成したものである。この他、珪酸カルシウム板、ＡＬＣ板の耐火板をコンクリートセグメントに一体化して構成したもの（特開２０００−９６９９５号）や、耐火モルタル、水硬性セメント、石膏を主成分として耐火被覆層を構成したもの（特開平１１−３２４１６８号、特開平１１−１１６３５７号）が知られている。
また、トンネル覆工体としては、その少なくとも表面をセラミックスで被覆するものも特開２０００−５４７９７号で知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、耐火耐熱部材の表面側は少なくとも１３５０°Ｃ以上の温度に耐え、且つ、耐火耐熱部材の裏面側コンクリート層を保護するためには、裏面側の温度はコンクリートの耐熱温度である５００°Ｃ以下（例えば３００〜４００°Ｃ程度）に押さえることが必要となるが、上記した従来のものではその条件を十分に備えたものとは言えない。すなわち、セラミック板を装着する場合には、小形のタイル状の部材を集合して大形のパネル状とすることが必要であり、そのためのパネル装着手段が必要となり、且つ、形状の自在性と装着の容易性などの点で問題を有している。
また、モルタル、水硬性セメント、石膏による場合には、造形の自在性は有するものの耐火耐熱特性に問題点を有している。
【０００５】
更に、コンクリートセグメントの表面にセラミックス層を設けるものは、その厚みを相当厚くしないと、耐火耐熱部材の裏面側温度を３００〜４００°Ｃに押さえることは困難であり、また、セグメント全体をセラミックスで形成することは困難である。
【０００６】
なお、キャスタブル材による構造物により火災時における設置物を保護するものとして、特開平１１−１９３５７９号が知られている。このものは、免震装置を包囲してキャスタブル材をして耐火囲壁を構成したものであるが、コンクリート体を保護するものではない。
何れにしても、従来においてはコンクリート体の耐火耐熱特性、装着時などの作業性や装着手段および造形の自在性などの何れかの点で問題点を有している。
【０００７】
本発明が目的とするところは、火災時等の火炎から保護できるコンクリート構造物を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１は、コンクリートブロックの表面にプレキャストによるキャスタブル材よりなる耐火耐熱部を有する耐火耐熱コンクリート体を構成し、この耐火耐熱コンクリート体を複数接合し、接合部分に各耐火耐熱コンクリート体の耐火耐熱部間にわたって耐火耐熱部材よりなるパネル部にて覆い、このパネル部をアンカー部材を介して耐火耐熱コンクリート体と一体的に固着したことを特徴としたものである。
【０００９】
本発明の第２は、前記パネル部は、接合される耐火耐熱コンクリート体の耐火耐熱部との間に隙間が形成されたことを特徴としたものである。
【００１０】
本発明の第３は、前記キャスタブル材の主成分は、酸化アルミニウム３０〜８９重量％、酸化珪素５〜６０重量％、炭化珪素１〜５０重量％の範囲の中で合計が１００％となるよう選択されたことを特徴としたものである。
【００１１】
本発明の第４は、前記耐火耐熱部は、前記キャスタブル材を流動化してコンクリート体と一体化して構成したことを特徴としたものである。
【００１２】
削除
【００１３】
削除
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示したものである。１はコンクリートブロックで、このコンクリートブロック１は図示省略されているが、その内部には鉄筋等が埋設されて所定の強度が維持されるよう構成され、且つ、所定の大きさに形成された例えば矩形状で円弧状をなしている。この円弧状は、構造物がトンネル、坑道、通路、などを意識したもので、円弧状でなくともよいことは勿論である。
２は耐火耐熱部で、この耐火耐熱部２はコンクリートブロック１の表面全体か、若しくは耐火層を形成する面の殆どにプレキャストされるが、ここでは後者について図示している。耐火耐熱部２は、キャスタブル材よりなるが、その主成分は酸化アルミニウム３０〜９８重量％、酸化珪素５〜６０重量％、又は／及び炭化珪素１〜５０重量％とする。プレキャストされたキャスタブル材よりなる耐火耐熱部２の周辺にはアンカー部材３が埋設されている。５はシール用溝で、コンクリートブロック１の側面に形成されている。
そして、これら１〜５によってコンクリート体６が形成されている。
【００１５】
図２は、コンクリート体６によって、コンクリート構造物を形成するときの複数のコンクリート体間接合部分の説明図である。７はシール材で、（ｂ）図で示すように隣接するコンクリート体６（６ａと６ｂ、６ａと６ｃ）間の溝５内に挿入される。８は目地部保護用のパネル部で、このパネル部８はキャスタブル材のプレキャスト板、およびセラミックス板やセラミックスファイバーの積層板などの耐火耐熱材よりなって、図で示すように目地部となる相隣るコンクリート体との接合部を覆うようにアンカー部材３によって固定される。その際、パネル部８の一端は、耐火耐熱部２と重なり合うように固定されるが、固定完了時には耐火耐熱部２とパネル部８との表面がほぼ一様な面となるように形成される。アンカー部材３によって固定した後のパネル部８の凹部は、ナット３２が埋設された後にキャスタブル材によって充填される。
【００１６】
また、この固着されたパネル部８と、接合される側のコンクリート体との間、すなわち、図（ｂ）では６ｂに対する６ａ，６ａに対する６ｃ間には隙間９が形成されていて、工事施工誤差を吸収しつつ耐火，耐熱性能を満足させている。
アンカー部材３は、セラミックスからなってその内部にネジが螺設された雌ネジ部３０と、例えばステンレス鋼からなるアンカーボルト３１、ナット３２、座金３３で構成され、ボルト３１とパネル部８間にはセラミックス筒１０が介在される。アンカーボルト３１はコンクリート打設時に頭部側をコンクリートに埋設されており、パネル部８の取付位置には凹部が形成されており、固着後はその凹部にはキャスタブル材が充填される。
【００１７】
図３は耐火耐熱部２とパネル部８との接合部分の形状例を示したものである。
（ａ）図は耐火耐熱部２とパネル部８との係合部を表面に対して若干の傾斜面と平面とで接合するように構成したものである。（ｂ）図は、傾斜面で接合するよう構成したものである。（ｃ）図は、パネル部８を除去して一方側の耐火耐熱部２に鍔部２ａを設け、この鍔部２ａと他方側の耐火耐熱部２の切り込み部とを重ね合わせるようにしたものである。この場合も、前述のように施工誤差を吸収する目的にて重合する両者間に隙間９が形成されるが、その隙間９は、接合される何れか一方側のみに形成されて目地部分に火炎が届き難くしたものである。
図３の例では、アンカー部材３が埋設される側のコンクリート体１とパネル部８、又はアンカー部材３が埋設される側の耐火耐熱部２とコンクリート体１とは密着されているため、例え火災が発生しても、この密着側から目地部には火炎は流れない。
【００１８】
図４は上記のようなコンクリート体６を複数用いてコンクリート構造物を構成したときの表面模式図を示したものである。この例ではパネル部８は２種類の形状を有したものが使用されており、８ａは、互いに隣り合う２個のコンクリート体間の目地部を覆うときに使用され、８ｂは隣り合う３個のコンクリート体接合部を覆うときに使用される。
【００１９】
図５はアンカー部材３として、コンクリートに埋設する部分をセラミックスよりなる雌ネジ部とした場合の定着方法を示したものである。
まず、（ａ）図で示すように、アンカー部材３の雌ネジ部３０を型枠を兼用する外枠４０の所定位置にゴムパッキン４１を介して配設し、外枠４０の外方向から仮固定用ボルト４２を雌ネジ部３０に螺合することによって固着する。
仮固定用ボルト４２には、頭部近傍に芯出し部４３が形成されおり、この芯出し部４３を前もって穿設された型枠４０の孔に嵌挿することによって雌ネジ部３０はその型枠に垂直に固定される。型枠４０は、ＳＳ４００などの圧延鋼材が使用されるが、雌ネジ部固定後はこの型枠４０にコンクリートが打設されてコンクリートブロック１が形成される。コンクリートブロック乾燥後は（ｂ）図で示すように仮固定用ボルト４２を取り外すか、若しくはそのままの螺合状態としておいてコンクリート構造物の構成時に取り外す。
【００２０】
図６はコンクリート体の製造方法を説明するための図である。
キャスタブル材をプレキャストする側に型枠５０をアンカー部材３等を利用しながら装着し、この型枠５０とコンクリートブロック１との間に形成された鋳型部分５１にキャスタブル材を流し込む。実験例では、このキャスタブル材として酸化アルミニウム３７重量％、酸化珪素４９重量％、酸化鉄１．５重量％、補助剤としてはアルミナセメントを結合材とし、ヘキサメタリン酸ソーダを分散剤として少量添加した後に水を適量加えて混合流動化し、５００ｍｍ角のコンクリート上に厚みが１５０ｍｍとなるよう流し込み、振動させながら均一の厚さにした。
その後、所定時間の自然乾燥による養生後に脱型し、更に１１０°Ｃで５０時間程乾燥して耐火耐熱部２を形成した。
得られた耐火耐熱コンクリート体の表面、すなわち、耐火耐熱部２に１４００°Ｃの火炎で２時間晒した後のコンクリートブロック１と耐火耐熱部２との境界部における複数点の温度を測定したところ、全て３５０°Ｃ以下であった。
【００２１】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明による耐火耐熱コンクリート構造体にれば、火災時おける火炎に晒されても、コンクリート体の表面はコンクリートの劣化温度である５００°Ｃ以下に押さえることができるので、コンクリートの構造物を確実に保護することができる。
また、コンクリート体をプレキャスト化し、目地部保護材をパネル化して後施工とすることで施工誤差を吸収しつつ合理的に、完全な耐火耐熱特性を付加することができる。
更には、耐火耐熱部としてキャスタブル材を使用したことにより、このキャスタブル材は施工性に富み、流し込み（鋳型）や吹き付け、こて塗りの手段によりコンクリート体との一体化が容易に、しかも任意の形状に迅速に適用できる等の効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態を示すコンクリート体の斜視図。
【図２】  本発明の実施形態を示すコンクリート体の接合部分説明図で、（ａ）は部分拡大図、（ｂ）はコンクリート体接合部の断面図。
【図３】  （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ耐火耐熱部とパネル部との接合説明図。
【図４】  本発明の実施形態を示すコンクリート構造体の表面模式図。
【図５】  アンカー部材の定着説明図。
【図６】  コンクリート体の製造説明図。
【符号の説明】
１…コンクリートブロック
２…耐火耐熱部
３…アンカー部材
５…シール用溝
６…コンクリート体
７…シール材
８…パネル部
９…隙間
１０…セラミックス筒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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