超大判タイルのカーテンウォールへの適用－ＰＣＣＷ工法－
Application to External Wall with Super Large Size Ceramic Tiles－PCCW Construction Method－梶山

毅*1

Tsuyoshi Kajiyama

藤井睦

*1

Atsushi Fujii

遠藤寛*1

高松

Hiroshi Endoh岩下智誠*1

Makoto Takamatsu*1

Satoru Iwashita

要旨
本報告は大判(3m×1m)かつ薄厚(厚さ 3 ㎜)タイル(以下、超大判タイル)のカーテンウォール(以下、CW)への適用について述べたものである。CW は主要構成部材の材料によって、メタル CW とプレキャストコンクリート CW(以下、PCCW)に大別される。ここでは、超大判タイルを先付けする PCCW 工法への適用について述べる。適用に際しては、超大判タイルの多面的な評価を行うための材料試験および各種性能試験、PC 板の製造方法およびモックアップによる施工性の検討を行った。実験検討結果から得られた標準仕様に基づき、タイルの特徴を踏まえ、製造、運搬、取付けの各工程における品質管理を徹底することで、同工法による外壁への適用は十分可能であることを確認した。
キーワード：超大判タイル カーテンウォール PCCW 工法 材料試験 PC 板

１．はじめにCW は主要構成部材の材料によって、メタル CW とプレキャストコンクリート CW(Precast Concrete Curtain Wall、

JIS A 5209｢陶磁器質タイル｣では、長さおよび幅が 50～以下、PCCW)に大別される。今回、CW への適用に際し、超600mm、厚さは 5～25mm が基本的な寸法である。今回、カー大判タイルの多面的な評価を行うため、材料試験をはじめテンウォール(以下、CW)への適用を試みた輸入品セラミッとして、メタル CW 工法では層間変位追随性、取付け治具のクタイル※文末は、長辺 3m、短辺 1m、厚さ 3mm の大判かつ薄厚(以下、超大判タイル)が特徴となっている。

耐力、モックアップによる施工性などを確認する試験を行った。また、PCCW 工法ではコンクリートとの引張接着力、海外では欧州を中心として内外装とも多くの実績があ

変形追従性、安全補助金物の検討、実大 PC 板の製造およびり、日本国内においても 2011 年から内装やテーブル、流モックアップによる施工性などを確認する試験を行った。

し台などへの適用が始まっている(写真 1)。一方、国内の本報告では超大判タイルの材料試験結果および PCCW 工

外壁への適用については、十分な性能検証が必要であるこ法への適用について実施した一連の実験結果について報告とから適用には至っていない。

する。

２．超大判タイルの特徴
超大判タイルの特徴を表 1 に示す。超大判タイルは大き1ｍ

表1
写真 1

項目

超大判タイルの適用例

サイズ・重量

耐久性

メンテナンス性

施工性

デザイン性

写真 2
*1

超大判タイルの特徴

超大判タイルの一例

技術研究所― 41 ―

内容
超大判・薄厚：3m×1m、3.5mm厚（ガラス繊維シート付）
軽量

2：8kg/m

ひっかき傷の付き難さ：ガラス以上で正長石並み→モース硬度：6 ※ガラス：約5
汚れが付き難く、メンテナンスが簡単→低吸水率（0.09％）＋表面釉薬効果
加工性：カット、小口処理などの加工性に優れる
曲面への適用可：凹曲面への対応が可能
バリエーション：豊富な色調とデザイン
適用部位：壁や床に加え、ドア・家具等の表面材など

鴻池組技術研究報告

2014

さや薄さの特徴に加え、豊富なデザイン(13 種類)とカラー

表2

バリエーションにより約 100 種類の製品がある。サイズやデザインだけでなく、メンテナンス性や施工性にも優れ、曲げ試験結果（裏面ガラス繊維側載荷）

試験体
試験体
No.

幅(b)mm

厚(t)mm1100.42100.33100.3薄厚であることから曲面にも適用可能(写真 2)である。また裏面には 0.5 ㎜厚のガラス繊維シートを貼ったタイプがあり、用途に応じて使い分けが可能となっている。なお、最大時

試験スパンmm

荷重(P)
N

変位(δ)
mm

ひずみ(ε)
μ3.5300

111.0

3.980

3.6300

129.5

4.360

3.6300

121.9

4.217

超大判タイルの吸水率や耐摩耗性、耐薬品性などの基本性

曲げ破壊
曲げ強度 曲げヤング率
荷重(S)
(σb)
(Eb)
22

N

N/mm

N/mm

828

331.7

39.7

42276

927

387.5

45.3

43578

869

364.6

43.443479

平均

361.3

42.8

43111

能については公表データ 1)を参照されたい。
3.1.2

３．超大判タイルに関する各種試験

落錘衝撃試験

落錘衝撃試験は、JIS A 1408:2001(建築用ボード類の曲げ及び衝撃試験方法)に準拠し、鋼製のおもり(なす形およ

超大判タイルの多面的な評価を行うため、裏面に 0.5 ㎜厚のガラス繊維シートを貼ったタイプ(以下、裏面ガラス繊維タイル)を中心として各種の材料試験を行った。ここでは、
曲げ試験、落錘衝撃試験、引張接着試験およびタイルの変形追従性試験、ならびに安全性に関する検討として超大判タイルの落下を想定したフェールセーフに関する検討結果について述べる。

び球形、写真 4)をタイル面に自由落下させる方法により行った。試験体タイルの寸法は 250×250×3.5 ㎜とし、①タイル単体、②タイルをコンクリートに打ち込んだもの、③タイルをコンクリートにセメントペーストで張付けたものの 3 種類について、なす形おもりの質量と落下高さを試験水準として試験を行った。衝撃損傷状況は、試験後のタイル面を目視観察により確認した。なお、タイル単体の場合、落錘衝撃試験の支持方法は砂上全面支持とした。

3.1
3.1.1

超大判タイルの材料試験

落錘衝撃試験結果を表 3 に、試験後の損傷状況を写真 5

曲げ試験に示す。なす型おもり(1067g)を 100 ㎝の高さから落下させ超大判タイルの曲げ試験は、JIS A 1509-4:2008(陶磁器質タイル試験方法-第 4 部:曲げ破壊荷重及び曲げ強度の測定方法)に準拠して行った。試験体の寸法は 100×400×3.5 ㎜とし、曲げスパン 300 ㎜、中央点載荷による 3 点曲げ方式により試験を行った。

た場合の衝撃エネルギー10.5N･m の結果で比較すると、タイル単体試験体ではひび割れが認められ、タイルをコンクリートに打ち込んだ試験体ではわずかながら凹みが生じ、タイルをコンクリートにセメントペーストで張付けた試験体では深さ 0.33 ㎜の凹みが生じる結果となった。

試験状況を写真 3 に示す。載荷速度は 0.5 ㎜/min とし、載荷はタイル側および裏面ガラス繊維側の両面からそれぞなす形(1067g)れ行った。測定項目は曲げ荷重、スパン中央変位、タイル球形(337g)面中央ひずみとし、これにより曲げ強度および曲げヤング率を求めた。
表 2 に裏面ガラス繊維側から載荷した試験結果の一例を示す。試験体 3 体の平均曲げ破壊荷重は 361.3N、曲げ強度は 42.8N/mm2、曲げヤング率は 43111N/mm2 であった。

写真 4

落錘衝撃試験用おもり表3No.

試験体種別

①

タイル単体

②③

写真 3

曲げ試験状況（タイル面側載荷）― 42 ―

コンクリート
打込み

セメントペースト
張り

落錘衝撃試験結果

衝撃
おもり
試験体
落下高さ エネルの質量
No.
(cm)
ギー(g)
(N･m)

結果（損傷状況）

1337

100

3.3なし

21067

50

5.2

凹み(直径7.62mm、深さ0.06mm)･ひび

3

1067

100

10.5

凹み(直径19.50mm、深さ0.79mm)･割れ

1337

100

3.3

傷(直径6.57mm)

2

1067

100

10.5

凹み(直径9.46mm、深さ0.06mm)

3

1067

150

15.7

凹み(直径12.01mm、深さ0.07mm)

1337

100

3.3

傷(直径7.02mm)

21067

50

5.2

凹み(直径11.79mm、深さ0.15mm)

31067

100

10.5

凹み(直径14.02mm、深さ0.33mm)

超大判タイルのカーテンウォールへの適用－PCCW 工法－の鋼製治具と日本建築仕上学会認定の接着力試験機を使用して行った。試験体 1 体に付き 5 箇所で引張接着強度を測定し平均値を求めた。
試験結果を図 1 に示す。設定基準値を JASS 192）の要求品質である引張接着強度 0.6N/mm2 とした場合、すべての測定値がその 2 倍を超える結果であった。一方、破断状況はガラス繊維シートのメッシュ部分のセメントペースト破断、①タイル単体（黒線：ひび割れ）もしくはコンクリートとガラス繊維シートとの界面破断であった。また、写真 6 に示すように、下地処理Ａは破断面のメッシュ全体にペーストが十分に充填されていたのに対し、下地処理なしでは引張接着強度が同等であってもガラ
ス繊維シートのメッシュ部分にタイル素地の白色箇所が観察されため接着不良の潜在的な要因になることが懸念され②コンクリート打込み

写真 5た。なお、下地処理Ｂは下地処理Ａと同様に未充填箇所は③セメントペースト張りなく、十分な充填状況であった。

衝撃試験後の損傷状況

このため、PCCW 工法への適用においては、コンクリート3.2の打込み面となる裏面ガラス繊維シートに対しては、下地超大判タイルの引張接着試験

タイルとコンクリートの引張接着力を確認することを目処理ＡまたはＢを標準仕様とした。

的として、下地処理方法を要因として引張接着力試験を行2.50った。下地処理の方法を表 4 に示す。下地処理方法は、コンクリート打込み前に裏面ガラス繊維面のしごき塗りを行
下地処理Ｂ：ポリマーペーストによるしごき塗り)と、裏面ガラス繊維面にそのままコンクリートを打ち込んだもの(以下、下地処理なし)の計 3 種類とした。なお、引張接着試験用の試験体は、裏面ガラス繊維タイル(250×250×3.5㎜)を 300×300×100 ㎜の型枠に敷き、表 5 に示す調合の普通コンクリートを用いて製作した。

2.00

引張接着強度(N/mm2)ったもの 2 種類(下地処理Ａ：モルタルによるしごき塗り、

1.50

1.00

0.500.00下地処理Ａ

表4
記号

下地処理の方法

下地処理

Ａ

図1

下地処理Ｂ

下地処理なし引張接着試験結果

方 法

下地処理Ａ

しごき塗り（モルタル）
あり

ＢＣ

表5
水セメ
ント比
W/C

細骨材率s/a(%)

(%)

64.9

49.0

しごき塗り（ポリマーペースト）なし－コンクリート調合（引張接着試験体）
単位量(kg/㎥)

試験結果

水(W)

セメント(C)

細骨材
(S)

粗骨材
(G)

混和剤
(Ad)

185

285859916

C×0.9%

スランプ 空気量

下地処理なしσ282(cm)(%)(N/mm )

19.0

3.8

29.9

引張接着強度の測定は、材齢 4 週後とし、ダイヤモンドカッターでタイルにいげたの切込みを入れ、45 角タイル用― 43 ―

写真 6

引張接着試験後の破断面

鴻池組技術研究報告

3.3

超大判タイルの変形追従性20143.4

超大判タイルの脱落防止

超大判タイル打込み(先付け)PC 板では、タイル目地間の超大判タイルとコンクリートとの引張接着強度試験およ長さが最大 3m となるため、PC 板の面内および面外変形(反び変形追従性試験の結果から、剥離に対する抵抗性は一般り)に対するタイルの追従性が重要である。当該タイルは薄的なタイルと同等以上と判断することができた。しかし、厚のため、タイル単体における面外方向への変形性能を有フェールセーフの観点から、不測の事態により超大判タイすることは、前述の曲げ試験結果からも明らかである。しルが剥離し脱落することを想定し、脱落を防止するためにかし、タイルとコンクリートの接着層における変形追従性取り付ける安全補助金物について検討することとした。

は明らかではないため実験的に確認することとした。

安全補助金物は意匠性を考慮すると、タイル裏面側に接試験体は図 2 に示すように、コンクリート製角柱(100×着する仕様が適しているため、数種類の形状・寸法のもの

100×400 ㎜)にタイル(50×250×3.5 ㎜)を打ち込んで製作を試作し、超大判タイルとの接着耐力を引張試験により求した。打込み前のタイル裏面の下地処理は前述のＡ(モルタめ、性能を確認した。

ルしごき塗り)および無処理の 2 種類とした。変形追従試験

3.4.1

は、試験体のタイル面とコンクリート面にひずみゲージを貼り付け、一軸圧縮載荷により行った。

接着剤の検討

接着剤の種類を表 6 に示す。接着剤はエポキシ樹脂系の硬質タイプと弾性タイプとした。硬質タイプは硬化開始時コンクリートの圧縮応力度と圧縮ひずみの関係に加え、間が 90 分（以下、硬質 90 分）と 5 分（以下、硬質 5 分）

下地処理の有無によるタイルの圧縮ひずみを図 3 に示す。の 2 種類、弾性タイプは硬化開始時間が 10 分（以下、弾性タイルの圧縮ひずみが解放される点をタイル剥離開始時と10 分）の計 3 種類とした。試験材齢は室内養生 7 日とし、すると、無処理の場合、タイル剥離開始時のコンクリート硬質 90 分については、室内養生 1 日後、水酸化カルシウムの圧縮ひずみはε=425、下地処理Ａの場合はε=775 であり飽和水溶液（以下、アルカリ溶液）に 14 日間浸漬させ、接無処理の 2 倍近くまで変形に追従することが確認された。

着力の耐アルカリ性試験を追加した。

また、タイルの剥離は、本試験長さでは、いずれの試験体引張試験結果を図 4 に示す。材齢 7 日の引張強度は、硬でもコンクリートの長期圧縮許容応力度時のひずみ程度ま質 90 分は 2.1N/mm2、硬質 5 分は 1.3Nmm2、弾性 10 分がで生じなかった。

2.0N/mm2 であった。硬質 90 分のアルカリ溶液浸漬後の引張強度は 2.1N/mm2 であり、アルカリ溶液浸漬による接着力の低下は認められなかった。破断状況は、硬質 5 分のみ接着剤と裏面繊維シートの界面で破断していたが、その他は全て写真 7 に示すように、タイルが破壊した後も接着剤の剥離は生じなかった。このため、安全補助金物の接着には、硬質 90 分または弾性 10 分の接着剤を標準仕様とした。
４周
目地・100・・100

表6・

種類

硬化開始

1

図2

変形追従性試験体と試験状況

24

下地処理Ａ

25

硬質タイプ

20

剥離

15

無処理

弾性タイプ

室内1日＋
アルカリ溶液浸漬14日5分

室内7日10分

室内7日

3.0
引張強度 (N/mm2）

圧縮応力度σC(N/mm2)

30

試験材齢
室内7日

90分

335

接着剤の種類剥離

1052.52.01.5
1.00.50.0425

00200

400775

600

800

1
硬質90分

1000

圧縮ひずみ(×10-6)

図3

圧縮追従試験

応力ひずみ関係

図4― 44 ―2
硬質90分/ｱﾙｶﾘ溶液浸漬

3
硬質5分

4
弾性10分

タイルと接着剤の引張試験結果

超大判タイルのカーテンウォールへの適用－PCCW 工法－

安全補助金物の接着耐力とタイルの質量について検討す
ると、試験結果(弾 10-φ1.2)の最低値 0.6kN(約 60 ㎏)を接着耐力とした場合、裏面繊維シートタイル(3m×1m×3.5mm)の 1 枚の質量(24 ㎏)に対し約 2.5 倍であり十分な耐力であるが、タイルの部分的な落下も考慮し、PC 板の製造においては 1m2 当たり 1 箇所として取り付けることを標準仕様と
写真 7
3.4.2

した。

引張試験状況（タイルの破壊）

４．ＰＣ板の製造および試験施工

接着剤と安全補助金物の接着性

安全補助金物は、既報の資料 3）等を参考に、ステンレス製の穴開きプレート(28×28×1.5 ㎜)と針金により試作した安全補助金物と接着剤で貼り付けたタイルの引張試験を行った。安全補助金物を写真 8 に、試験状況を写真 9 に示

4.1ＰＣ板の製造

超大判タイル先付け PC 板の製造フローチャートを図 6に示す。

す。

写真 8安全補助金物写真 9引張試験状況（タイルと補助金物）
試験は、安全補助金物に使用した針金の線径(2 種類：φ1.2 ㎜とφ0.9 ㎜)と接着剤の種類を試験水準とした。図 5に引張荷重と変位の関係を示す。引張荷重は、接着剤の種類が硬質 90 分と針金φ1.2 を組み合せた試験体(以下、硬90-φ1.2)が 1.03kN、弾性 10 分と針金φ1.2(以下、弾 10φ1.2)の試験体が 0.63kN、硬質 90 分と針金φ0.9(硬 90φ0.9)が 0.81kN であった。破断状況は、硬 90-φ1.2 は金具が変形した後に金具と接着剤の界面破断、硬 90-φ0.9は針金が延伸後に破断または金具と接着剤の界面破断、弾10-φ1.2 は金具の変形前に金具と接着剤で界面破断した。

図5

タイルと補助金物の引張試験結果

図6― 45 ―超大判タイル先付け PC 板の製造フローチャート

鴻池組技術研究報告2014

基本的な製造方法は、一般的なタイル先付け PC 板と同様であるが、超大判タイル先付け PC 板の製造において特徴的な①タイル裏面脱落防止用安全補助金物の取付け、②タイル裏面ガラス繊維シートの下地処理、③反転(建起し)および④タイル引張接着力強度検査などを追加したものを標準③仕様とした。
以下、製造フローにおける上記の追加工程の留意事項について述べる。

②①タイル裏面脱落防止用安全補助金物の取付け①

タイル裏面脱落防止補助金物としてステンレス製の安全補助金物をエポキシ系接着剤の硬質タイプの硬化開始時間
写真 12が 90 分の接着耐力以上の接着剤により、1m2 あたり 1 箇所PCCW モックアップ取り付ける。
モックアップの寸法は W4m×H3m×D0.15m とし、竪使いの②タイル裏面ガラス繊維シートの下地処理
タイル裏面の繊維シートにモルタルまたはポリマーペー

PC 板① W1×H3×D0.15m を取り付け、続いて横使いの PC

ストによりしごき塗りを行う。この際、繊維シートとペー板② W3×H1×D0.15m、PC 板③ W3×H2×D0.15m を取り付

ストが十分馴染むように左官ゴテ等を使用し入念に行う。

け施工した。

③反転(建起し)PC 板の四周にはシール目地(写真 10)があり、不要な外力５．まとめを与えるとタイルが破損する場合があるため、設計段階から十分な検討を行い、反転用インサートを支点側の PC 板小超大判タイルの PCCW 工法への適用に関して、材料試験お口にも埋込み、反転(建起し)には治具(写真 11)を使用する。

よび各種性能試験、PC 板の製造方法、およびモックアップによる施工性の検討について報告した。これらの実験検討結果から得られた標準仕様に基づき、当該タイルの特徴を踏まえ、製造、運搬、取付けの各工程における品質管理を徹底することで、同工法による外壁への適用は十分可能である こ と を 確 認し た 。ま た GRC(Glassfiber ReinforcedCement)打込み工法においても超大判タイルを適用し、軽量

写真 10PC 板小口

写真 11化のメリットを活用する検討を行っている。

反転治具④タイル引張接着力強度検査
一般タイルと異なり、“1 枚張替える”ことは困難なため、※製造元：Laminam S.p.A（イタリア）
日本総代理店：ローマタイル・ジャパン㈱（大阪市）

接着力検査は PC 板製造時に接着力検査用の試験体を別途作製し、JASS 192)に準じて引張接着試験を行い、接着力の推定を行う。
4.2

参考文献
1)

Laminam S.p.A：Technical Data Sheet、2011.4

2)

日本建築学会：建築工事標準仕様書・同解説

モックアップの施工

超大判タイル先付け PC 板を前述の手順で製造し、写真JASS 19

陶磁器質タイル張り工事、2012.7
3)

プレコンシステム協会：タイル先付けＰＣａ部材製作指針
タイルの貼替え指針・同解説(案)、2008.4

12 に示す PCCW 工法のモックアップを作製した。

― 46 ―