モルタル及びその調合方法並びにそれを用いた空隙部充填工法
【課題】モルタルスラリーとしたとき、軽量で塑性粘度が低く、降伏値が高く、作業性、施工性及び充填性が良好であり、また、その硬化体は、実質的に不燃性であり、クラック発生や躯体との接着不良が生じず、断熱性及び防水性に優れ、特に、防火扉枠等と防火壁部のコンクリート躯体との空隙部を充填するのに好適なモルタル及びその調合方法並びにそれを用いた空隙部充填工法を提供する。
【解決手段】水硬性セメント１００重量部、細骨材２０〜６０重量部、無機系軽量細骨材０．１〜８０容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体０．１〜４０容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物３重量部以下を含む空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルを用いる。
【解決手段】水硬性セメント１００重量部、細骨材２０〜６０重量部、無機系軽量細骨材０．１〜８０容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体０．１〜４０容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物３重量部以下を含む空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート造等の不燃性ビルにおける耐火性建材用モルタル、コンクリート等による壁部の空隙部、特に、隣室等との通行用扉（防火扉）、排水管、通気管、電線用のコンジットパイプ等（以下、これらを一括して「防火扉等」という）が、防火壁に貫通孔を設けて施工される際、前記防火壁と前記防火扉等の枠や管（以下、「防火扉枠等」という）との間の空隙部を充填するために用いられるモルタル及びその調合方法並びにそれを用いた空隙部充填工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート造等の不燃性ビルにおいて、防火扉等の取り付け工事は、一般に、コンクリートの防火壁を打設して建物躯体を形成した後、防火扉等の取り付け枠よりわずかに大きめに防火壁を除去して開口部を形成し、その開口部に溶接等により防火扉枠を取り付ける。その際、防火壁部のコンクリート躯体と防火扉枠等との間に空隙ができるため、その空隙部をモルタルで充填して躯体と一体化させる。前記空隙部の大きさは、建物の構造、防火壁の厚さ、防火扉等の枠や排水管等の太さまたは取り付け位置等により異なるが、通常、このような空隙部には、手動式モルタル注入器（例えば、友定建機社製「つまーる」）でモルタルを充填する。
【０００３】
従来、空隙部充填用モルタルとしては、軽量モルタル、凝結促進剤及び急結剤を配合した軽量空隙充填材（例えば、特許文献１参照）、発泡状樹脂断熱材を使用した建物の開口部の断熱構造（例えば、特許文献２参照）、または、窓枠周辺の充填用モルタルとして石灰質原料にガラス粉末を主成分とする造粒焼成物及び珪砂を混合した軽量モルタル（例えば、特許文献３参照）等が提案されている。
【０００４】
建物に設けられた貫通した空隙部に対するモルタルの充填は、建築物の防火性能、強度、水漏れ等に大きく影響を与えるため、モルタル自体の耐火性及び確実に充填することが要求されている。
【０００５】
例えば、耐火建材用モルタルに求められる性能としては、
（１）充填作業における作業効率がよいこと（スラリーが軽量で、注入器による充填時の抵抗が低く、充填後の手直しが不要なこと）、
（２）充填性がよいこと（空隙部の隅々まで十分に充填され、充填後のダレ（モルタル充填後固化までの間に重力により上部側のモルタルが下部側に移動し、上部側が薄く、下部側が厚くなる現象）が少ないこと）、
（３）モルタル硬化体の収縮率が低く、クラックの発生や躯体との界面剥離がないこと、
（４）モルタル硬化体の防水性能が高いこと、
（５）モルタル硬化体の断熱性能が高いこと（結露が少ないこと）、
（６）モルタル硬化体が必要最低限の強度（一般に、２８日後の圧縮強度で１５Ｎ／ｍｍ2程度）を有していること、
等が挙げられる。
【０００６】
従来の防火壁の空隙部充填用モルタルは、一般に、施工現場においては、例えば、ポルトランドセメントに対して、川砂、山砂、海砂、砕砂等の細骨材を配合後（配合比は容積比でセメント１に対して細骨材２〜３）、水を添加し混練して調合していた。この場合、防水性を確保するために、水系防水剤をさらに配合するケースが多い。また、充填時の流動性を確保するために、無機系の微粉末、例えば、高炉スラグ、フライアッシュ等を配合する場合もある。
【０００７】
しかしながら、これら従来の防火壁の空隙部充填用モルタルは、手動式モルタル注入器による充填時の抵抗が大きく、スラリー密度が高いため、作業効率、施工性の面で満足できるものではなかった。また、空隙部の隅々まで充填されにくいという問題があり、充填作業後に未充填部を再度鏝塗り等により手直しする必要があった。さらに、充填時の抵抗を低下させ、充填性を高めるために、混練時に加える水の量を増やすと、ダレが生じるという問題があった。
【０００８】
また、上記のような従来の現場調合の防火壁空隙部充填用モルタルの硬化体は、打設後の乾燥収縮が大きく、クラックを多く生じたり、防火壁部のコンクリート躯体との間に空隙を生じたりしたため、雨水の浸入、躯体との接着の面で問題があった。さらに、硬化体の熱伝導率が高いため、断熱性が低く、壁面に結露ができやすいという問題があった。
【０００９】
これらを改善したものとして、特許文献４において、セメント、細骨材、無機系軽量骨材、発泡樹脂系軽量骨材および再乳化系粉末樹脂からなるプレミックスモルタルの提案がなされている。この提案は、スラリー密度及び塑性粘度が小さく、充填抵抗が小さく、作業性、施工性において極めて優れたものであった。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１００２８５号公報
【特許文献２】特開２０００−２４０３５７号公報
【特許文献３】特許第３２２２３９０号公報
【特許文献４】特開２００５−５３７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、防火壁の貫通部は、防火壁部のコンクリート躯体と同等の耐火性能、難燃性能が求められる場合があり、特許文献４に記載されているようなプレミックスモルタルは可燃性の発泡樹脂系軽量骨材を使用しているため、防火壁の空隙部充填用のモルタルとしての不燃性または難燃性の要求に、十分には応えることができるものではなかった。
【００１２】
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルであって、スラリーとしたとき、軽量で塑性粘度が低く、降伏値が高く、作業性、施工性及び充填性が良好であり、また、その硬化体は、実質的に不燃性であり、クラック発生や躯体との接着不良が生じず、断熱性及び防水性に優れたモルタルを提供することを目的とするものである。特に、防火扉枠等と防火壁部のコンクリート躯体との空隙部を充填するのに好適なモルタル及びその調合方法並びにそれを用いた空隙部充填工法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】
【００１３】
本発明は、
［１］空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルであって、水硬性セメント１００重量部、細骨材２０〜６０重量部、無機系軽量細骨材０．１〜８０容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体０．１〜４０容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物３重量部以下を含むことを特徴とするモルタル、
【００１４】
［２］前記細骨材が、珪砂および／または炭酸カルシウムであることを特徴とする上記［１］記載のモルタル、
［３］前記無機系軽量骨材が、パーライト、バーミキュライト、シラスバルーン、ガラス発泡体及びパルプスラッジ灰の群から選ばれたものであることを特徴とする上記［１］または［２］記載のモルタル、
［４］前記再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物が、エチレン／酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル／ビニルバーサテート系樹脂、スチレン／アクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、スチレンブタジエンゴム系樹脂及びクロロプレンゴム系樹脂の群から選ばれたものであることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれかに記載のモルタル、
【００１５】
［５］前記充填材発泡体が、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂をバインダとした無機充填材の発泡体であり、粒径が０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載のモルタル、
［６］前記熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂が、難燃化剤および／または不燃化剤が配合されたものであることを特徴とする上記［５］記載のモルタル、
［７］前記無機充填剤が、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムまたは珪酸の粉末であることを特徴とする上記［５］または［６］記載のモルタル、
［８］前記充填材発泡体の見かけ密度が０．００５〜０．５ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする上記［１］〜［７］のいずれかに記載のモルタル、
［９］珪酸質系塗布防水材０．５〜５重量部をさらに配合したことを特徴とする上記［１］〜［８］のいずれかに記載のモルタル、
【００１６】
［１０］上記［１］〜［９］のいずれかに記載のモルタルに、重量比２０〜２６％で水を添加して混練し、塑性粘度が４５００ｍＰａ・ｓ以下、かつ、降伏値が０．３５ｇ／ｃｍ2以上のスラリーとなるようにすることを特徴とするモルタルの調合方法、
［１１］前記スラリーが、密度１．０〜１．８ｋｇ／リットル、フロー値１３０〜２００ｍｍとなるようにすることを特徴とする上記［１０］記載のモルタルの調合方法、
【００１７】
［１２］施工現場において、上記［１０］または［１１］記載の調合方法により調合したモルタルスラリーを、建物壁部の空隙部に充填することを特徴とする空隙部充填工法、を開発することにより、上記の課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るモルタルは、スラリーの密度及び塑性粘度が低く、軽量であり、注入器による充填抵抗が低く、降伏値が大きく、充填時にダレが生じにくく、作業性、施工性及び充填性に優れている。また、該モルタル硬化体は、実質的に不燃性であり、クラック発生が抑制され、躯体との接着性に優れ、断熱性、結露防止性及び防水性に優れているという利点も有している。
したがって、本発明に係るモルタルは、建物壁部の空隙部、特に、防火扉枠等と防火壁部のコンクリート躯体との空隙部を充填するのに好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を、より詳細に説明する。
本発明は、鉄筋コンクリート造等の建設工事において用いられるモルタルに関するものであり、好ましくは、空隙部の充填用として、特に、壁を貫通して施工が必要とされる防火扉枠等と防火壁部のコンクリート躯体との空隙部、あるいはまた、比較的関係は少ないが、窓枠フレーム等と壁部コンクリート躯体との空隙部の充填にも優れた性能を有するモルタルの開発に成功したことによるものである。
本発明に係るモルタルは、空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルであって、水硬性セメント１００重量部、細骨材２０〜６０重量部、無機系軽量細骨材０．１〜８０容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体０．１〜４０容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物０〜３重量部を含むことを特徴とするものである。
このようなモルタルは、実質的に不燃性であり、かつ、軽量であって、モルタルスラリーとした際に、塑性粘度が低いにもかかわらず、充填後は、降伏値が高く、保形性に優れているという、相反する要求に応えるものである。
【００２０】
本発明において使用す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、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、及び、これらのポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ等を混合した混合セメント、アルミナセメント等が挙げられる。
【００２１】
本発明において使用する細骨材としては、川砂、山砂、海砂、砕砂、珪砂等が挙げられ、品質の一定性、硬化物の強度、充填部の耐水性等の観点から、珪砂が好ましい。
前記細骨材の配合量は、水硬性セメント１００重量部に対して２０〜６０重量部であり、好ましくは３０〜５０重量部の範囲である。
前記配合量が２０重量部未満の場合は、相対的に水硬性セメントの配合比率が高くなるため、硬化時の乾燥収縮が大きくなり、クラック発生、躯体との空隙発生が問題となる。
一方、前記配合量が６０重量部を超える場合は、相対的に水硬性セメントの配合比率が低くなるため、硬化体の強度低下が問題となる。
【００２２】
本発明において使用する無機系軽量骨材としては、パーライト、バーミキュライト、シラスバルーン、ガラス発泡体、パルプスラッジ灰等が挙げられ、これらの中でも、品質の一定性、入手の容易性等の観点から、パーライトが好ましい。
前記無機系軽量骨材の配合量は、水硬性セメント１００重量部に対して０．１〜８０容量部の範囲、好ましくは０．１〜７０容量部である（水硬性セメント１００重量部の容積を１００容量部として計算する。以下同じ。）。
前記配合量が０．１容量部未満の場合は、モルタルスラリー軽量化による作業効率の向上が十分図れず、硬化体の断熱性が十分に発揮できず、さらに、乾燥収縮が大きくなる。
一方、前記配合量が８０容量部を超える場合は、硬化体の強度低下が問題となる。
【００２３】
本発明において使用する難燃性または不燃性の充填材発泡体としては、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂をバインダとして用いた無機充填剤の発泡体等が挙げられる。
前記充填材発泡体は、これを配合せずに、代わりに無機系軽量骨材を大量に配合した充填用モルタルと比較して、充填時の抵抗、作業効率、施工性の改善に顕著な効果がある。
前記充填材発泡体は無機系軽量骨材に比べて吸水性が低いため、水比を小さくすることができ、また、防水性も高い。
また、前記充填材発泡体は、それ自体が難燃性または不燃性であるため、セメント、細骨材、無機系軽量骨材等に配合すれば、モルタルが不燃性材料となる。
【００２４】
前記充填材発泡体の配合量は、水硬性セメント１００重量部の容積を基準として０．１〜４０容量部であり、好ましくは５〜４０容量部の範囲である。
前記配合量が０．１容量部未満の場合は、モルタルスラリー軽量化による作業効率の向上が十分図れず、硬化体の断熱性が十分に発揮できない。
一方、前記配合量が４０容量部を超える場合は、硬化体の強度低下が問題となる。
【００２５】
前記充填材発泡体のバインダとしては、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリスチレン系、エチレン／酢酸ビニル系、ウレタン系、ポリオレフィン系、アクリル系等の熱可塑性樹脂、及び、フェノール樹脂系、尿素樹脂系、不飽和ポリエステル系、ビニールエステル（＝エポキシアクリレート）系、エポキシ樹脂系等の熱硬化性樹脂の群から選ばれた樹脂を用いることができる。
前記樹脂の中でも、手動式モルタル注入器による充填時の抵抗を低く保つという観点から、比較的硬度の高いポリ塩化ビニル系、ポリスチレン系、フェノール樹脂系、尿素樹脂系、不飽和ポリエステル系、ビニールエステル系、エポキシ樹脂系等を用いることが好ましい。
前記熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂が、難燃化剤および／または不燃化剤が配合されたものであってもよく、これは、防火壁空隙部充填用モルタルとして好適である。
【００２６】
また、前記充填材発泡体に用いられる無機充填剤としては、通常、樹脂の無機系充填材として使用されている充填材をそのまま使用することができる。例えば、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、珪酸、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。これらの中でも、高温で吸熱し、水を排出して熱分解する水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、または、吸熱して炭酸ガスを排出して熱分解する炭酸カルシウム等が、火災時等を考慮した場合、特に好適な充填材である。
【００２７】
前記充填材発泡体は、粉砕前の見かけ密度が０．００５〜０．５ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、より好ましくは０．０１〜０．３ｇ／ｃｍ3である。
前記見かけ密度が０．００５ｇ／ｃｍ3未満の場合は、均一なブレンドが困難となり、硬化後のモルタルの強度が低くなる。
一方、見かけ密度が０．５ｇ／ｃｍ3より大きい場合は、モルタル全体の軽量化が困難となる。
前記充填材発泡体の粉末のサイズとしては、粒径０．１〜１０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．５〜５ｍｍ程度が実用的である。
【００２８】
本発明において使用する再乳化形粉末樹脂とは、乳化重合によって製造した合成樹脂エマルジョンを粒子状態で乾燥して得られた微粉末樹脂であり、水を添加して撹拌すると再乳化するものである。モルタルに少量配合することにより、モルタル硬化体の吸水性を低下させ、雨水の浸透防止に効果を発揮するものである。
樹脂の種類としては、エチレン／酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル／ビニルバーサテート系樹脂、スチレン／アクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、スチレンブタジエンゴム系樹脂、クロロプレンゴム系樹脂等が使用できる。
【００２９】
前記再乳化形粉末樹脂の配合量は、水硬性セメント１００重量部に対して３重量部以下であり、好ましくは０．０５〜０．５重量部の範囲である。
前記配合量が３重量部を超える場合は、スラリーの粘性が上がって、充填性が悪化する。
なお、前記再乳化形粉末樹脂を配合しない場合は、モルタル硬化体の防水性能が不十分となり易く雨水が建物内部に浸透することが問題となるが、他の撥水剤を併用することにより対応することができる。
【００３０】
前記再乳化形粉末樹脂と同じポリマーからなる液状の高分子乳化物によっても、同一の効果が得られる。
したがって、再乳化型粉末樹脂に代えて、液状の高分子乳化物を用いることが可能である。この場合には、前記高分子乳化物は、モルタルに予め配合しておかずに、水を添加する際に、モルタルに加えることが必要である。
【００３１】
本発明に係るモルタルには、防水性を強化する目的で、さらに、珪酸質系防水材を配合してもよい。前記珪酸質系防水材の配合量は、０．５〜５重量部が好ましく、１〜３．５重量部がより好ましい。
前記配合量が０．５重量部未満の場合は、該防水材による防水性付与効果がほとんど現れない。
一方、前記配合量が５重量部を超える場合は、硬化体が緻密化しすぎるため、乾燥収縮によるクラック発生が問題となる。
【００３２】
また、本発明に係るモルタルには、スラリーの流動性を改善し、充填性を強化する目的で、さらに、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム、石灰石微粉末から選ばれる無機系微粉末を配合してもよい。
前記無機系微粉末の配合量は、水硬性セメント１００重量部に対して５０重量部以下であることが好ましく、より好ましくは３０重量部以下の範囲である。
前記配合量が５０重量部を超える場合は、モルタルとしての軽量性が失われるだけでなく、組成物全体に対する水硬性セメントの配合比率が相対的に低くなるだけでなく、充填時の抵抗、作業効率、施工性を損なうおそれがあり、硬化体の強度低下が問題となる。
【００３３】
また、本発明に係るモルタルには、必要に応じて、凝結促進剤、凝結遅延剤、急結剤、膨張材、防水材、減水剤、ＡＥ剤、増粘剤、高分子エマルジョン、高分子ラテックス、収縮低減剤、消泡剤等を併用することができる。
【００３４】
本発明に係るモルタルの製造方法は、特に限定されるものではないが、通常、各材料を計量後、一般的に用いられる混合装置で均一混合することにより製造される。
混合装置としては、傾胴ミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、Ｖ型ミキサー、オムニミキサー等が挙げられる。
【００３５】
本発明に係るモルタルを用いて、空隙部の充填施工を行う場合、モルタルに添加する水の量は、モルタルの重量に対して、２０〜２６％の範囲とすることが好ましく、２２〜２５％の範囲とすることがより好ましい。
前記添加量が２０％未満の場合は、注入器による充填抵抗が高く、充填性も悪化することが問題となる。
一方、前記添加量が２６％を超える場合は、乾燥収縮が大きくなり、クラック発生、躯体との空隙発生が問題となり、硬化体の強度低下も問題となる。
【００３６】
また、本発明に係るモルタルのスラリー密度は、１．０〜１．８ｋｇ／リットルの範囲とすることが好ましく、１．２〜１．６ｋｇ／リットルの範囲とすることがより好ましい。
前記スラリー密度が１．０ｋｇ／リットル未満の場合は、硬化体の強度低下が問題となる。
一方、前記スラリー密度が１．８ｋｇ／リットルを超える場合は、スラリー軽量化による作業効率の向上が十分図れず、硬化体の断熱性が十分に発揮できず、さらに、乾燥収縮が大きくなり、クラック発生、躯体との空隙発生が問題となる。
【００３７】
また、本発明におけるモルタルスラリー（フレッシュモルタル）の塑性粘度と降伏値は、外筒回転式粘度計（例えば、共和科学社製ＤＰＶ−１）にて、ローターＢ、最高回転数３０ｒｐｍ、測定時間３分で測定した値であり、塑性粘度が４５００ｍＰａ・ｓ以下、かつ、降伏値が０．３５ｇ／ｃｍ2以上とすることが好ましく、塑性粘度が４０００ｍＰａ・ｓ以下、かつ、降伏値が０．４ｇ／ｃｍ2以上とすることがより好ましい。
前記塑性粘度が４５００ｍＰａ・ｓを超える場合は、注入器による充填抵抗が高く、充填性も悪化することが問題となる。
一方、前記降伏値が０．３５ｇ／ｃｍ2未満の場合は、スラリー充填後にダレの発生が問題となる。
【００３８】
また、本発明におけるモルタルスラリーのフロー値は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠した方法によって測定した値であり、１３０〜２００ｍｍの範囲とすることが好ましく、１５０〜１８０ｍｍの範囲とすることがより好ましい。
前記フロー値が１３０ｍｍ未満の場合は、注入器による充填抵抗が高く、充填性も悪化することが問題となる。
一方、前記フロー値が２００ｍｍを超える場合は、スラリー充填後にダレの発生が問題となる。
【００３９】
上記のようにして調合されたモルタルスラリーは、施工時において、低スラリー密度で、注入器による充填抵抗が低く、充填時にダレや未充填部が生じにくく、また、モルタル硬化体は、クラック発生が少なく、躯体との接着性が良好であり、断熱性が高いため、本発明に係るモルタルは、作業性、施工性、充填性及び硬化体特性の面で優れたものである。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例により制限されるものではない。
（実施例１及び比較例１〜４）
表１の配合表のとおり、材料を組み合わせ、Ｖブレンダーで各材料が均一になるよう混合し、実施例１及び比較例１〜４のプレミックスモルタルを調製した。
これらの各モルタルについて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠した方法により練り混ぜ、フレッシュモルタル及びそのモルタル硬化体の物性を測定した。
これらの結果を表２に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
なお、表２の物性測定結果において、発熱性試験の判定基準は、以下のとおりである。
１．加熱試験開始後、２０分間の総発熱量が８ＭＪ／Ｍ2以下であること
２．加熱開始後２０分間、防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴のないこと
３．加熱開始後２０分間、最高発熱温度が、１０秒以上継続して２００ｋｗ／ｍ2を超えないこと
【００４４】
上記表２の物性測定結果から分かるように、本発明に係るモルタル（実施例１）は、全体として発熱性が極めて小さく、実質的に不燃性であるのみならず、市販のプレミックスモルタル（比較例１，２）に比べて、スラリー密度が低く軽量化されている。また、フレッシュモルタルにおいて、市販のプレミックスモルタル（比較例３，４）等に比べて、塑性粘度が低いことから、充填時における注入器の充填抵抗を小さく保つことができる。スラリーの降伏値は高性能の市販品（比較例１）とほぼ同等であり、充填後のダレを少なく保持することが可能である。
【００４５】
また、本発明に係るモルタルは、市販のプレミックスモルタルと比べて、硬化体密度はほぼ同等であるが、曲げ強度及び圧縮強度は高く、防火壁の空隙部充填用モルタルとして要求される強度を十分に満たしている。また、長さ変化率が、市販のプレミックスモルタルよりやや大きいが、付着強度が大きいため、クラック発生や躯体との接着不良が起こりにくく、熱伝導率も市販のプレミックスモルタルよりも低いことから、モルタル硬化体として断熱性に優れていると言える。さらに、吸水量と透水量は、市販のプレミックスモルタルとほぼ同等であり、防水性が高いことを示している。
【００４６】
本発明に係るモルタルには、特に、充填性、コテ捌き等の作業性を高くするために、難燃性または不燃性の充填材発泡体が使用されているが、それにもかかわらず、該発泡体を使用しない場合（比較例３）、セメントと砂のみの場合（比較例４）等と、総発熱量は同一であり、実質的に不燃性のモルタルである。
以上のように本発明の防火壁空隙部充填したときの建材用モルタルは、従来のモルタルに比べ、軽量で塑性粘度が低く、降伏値が高く、作業性、施工性、充填性が良好で、その硬化体は実質的に不燃性であり、クラック発生や躯体との接着不良が少なく、さらに断熱性、防水性に優れたものであることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係るモルタルは、実質的に不燃性であり、かつ、軽量であり、モルタルスラリーとしたときの塑性粘度が低いにもかかわらず、充填後は、降伏値が高く、保形性に優れているという、相反する要求に応えるものである。
したがって、本発明に係るモルタルは、鉄筋コンクリート造等の建設工事において、好ましくは空隙部の充填用として、特に、壁を貫通して施工が必要とされる防火扉枠等と壁部コンクリート躯体との空隙部の充填において優れた性能を有するものであり、防火壁の空隙部充填用モルタルとして広く適用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄筋コンクリート造等の不燃性ビルにおける耐火性建材用モルタル、コンクリート等による壁部の空隙部、特に、隣室等との通行用扉（防火扉）、排水管、通気管、電線用のコンジットパイプ等（以下、これらを一括して「防火扉等」という）が、防火壁に貫通孔を設けて施工される際、前記防火壁と前記防火扉等の枠や管（以下、「防火扉枠等」という）との間の空隙部を充填するために用いられるモルタル及びその調合方法並びにそれを用いた空隙部充填工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート造等の不燃性ビルにおいて、防火扉等の取り付け工事は、一般に、コンクリートの防火壁を打設して建物躯体を形成した後、防火扉等の取り付け枠よりわずかに大きめに防火壁を除去して開口部を形成し、その開口部に溶接等により防火扉枠を取り付ける。その際、防火壁部のコンクリート躯体と防火扉枠等との間に空隙ができるため、その空隙部をモルタルで充填して躯体と一体化させる。前記空隙部の大きさは、建物の構造、防火壁の厚さ、防火扉等の枠や排水管等の太さまたは取り付け位置等により異なるが、通常、このような空隙部には、手動式モルタル注入器（例えば、友定建機社製「つまーる」）でモルタルを充填する。
【０００３】
従来、空隙部充填用モルタルとしては、軽量モルタル、凝結促進剤及び急結剤を配合した軽量空隙充填材（例えば、特許文献１参照）、発泡状樹脂断熱材を使用した建物の開口部の断熱構造（例えば、特許文献２参照）、または、窓枠周辺の充填用モルタルとして石灰質原料にガラス粉末を主成分とする造粒焼成物及び珪砂を混合した軽量モルタル（例えば、特許文献３参照）等が提案されている。
【０００４】
建物に設けられた貫通した空隙部に対するモルタルの充填は、建築物の防火性能、強度、水漏れ等に大きく影響を与えるため、モルタル自体の耐火性及び確実に充填することが要求されている。
【０００５】
例えば、耐火建材用モルタルに求められる性能としては、
（１）充填作業における作業効率がよいこと（スラリーが軽量で、注入器による充填時の抵抗が低く、充填後の手直しが不要なこと）、
（２）充填性がよいこと（空隙部の隅々まで十分に充填され、充填後のダレ（モルタル充填後固化までの間に重力により上部側のモルタルが下部側に移動し、上部側が薄く、下部側が厚くなる現象）が少ないこと）、
（３）モルタル硬化体の収縮率が低く、クラックの発生や躯体との界面剥離がないこと、
（４）モルタル硬化体の防水性能が高いこと、
（５）モルタル硬化体の断熱性能が高いこと（結露が少ないこと）、
（６）モルタル硬化体が必要最低限の強度（一般に、２８日後の圧縮強度で１５Ｎ／ｍｍ2程度）を有していること、
等が挙げられる。
【０００６】
従来の防火壁の空隙部充填用モルタルは、一般に、施工現場においては、例えば、ポルトランドセメントに対して、川砂、山砂、海砂、砕砂等の細骨材を配合後（配合比は容積比でセメント１に対して細骨材２〜３）、水を添加し混練して調合していた。この場合、防水性を確保するために、水系防水剤をさらに配合するケースが多い。また、充填時の流動性を確保するために、無機系の微粉末、例えば、高炉スラグ、フライアッシュ等を配合する場合もある。
【０００７】
しかしながら、これら従来の防火壁の空隙部充填用モルタルは、手動式モルタル注入器による充填時の抵抗が大きく、スラリー密度が高いため、作業効率、施工性の面で満足できるものではなかった。また、空隙部の隅々まで充填されにくいという問題があり、充填作業後に未充填部を再度鏝塗り等により手直しする必要があった。さらに、充填時の抵抗を低下させ、充填性を高めるために、混練時に加える水の量を増やすと、ダレが生じるという問題があった。
【０００８】
また、上記のような従来の現場調合の防火壁空隙部充填用モルタルの硬化体は、打設後の乾燥収縮が大きく、クラックを多く生じたり、防火壁部のコンクリート躯体との間に空隙を生じたりしたため、雨水の浸入、躯体との接着の面で問題があった。さらに、硬化体の熱伝導率が高いため、断熱性が低く、壁面に結露ができやすいという問題があった。
【０００９】
これらを改善したものとして、特許文献４において、セメント、細骨材、無機系軽量骨材、発泡樹脂系軽量骨材および再乳化系粉末樹脂からなるプレミックスモルタルの提案がなされている。この提案は、スラリー密度及び塑性粘度が小さく、充填抵抗が小さく、作業性、施工性において極めて優れたものであった。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１００２８５号公報
【特許文献２】特開２０００−２４０３５７号公報
【特許文献３】特許第３２２２３９０号公報
【特許文献４】特開２００５−５３７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、防火壁の貫通部は、防火壁部のコンクリート躯体と同等の耐火性能、難燃性能が求められる場合があり、特許文献４に記載されているようなプレミックスモルタルは可燃性の発泡樹脂系軽量骨材を使用しているため、防火壁の空隙部充填用のモルタルとしての不燃性または難燃性の要求に、十分には応えることができるものではなかった。
【００１２】
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルであって、スラリーとしたとき、軽量で塑性粘度が低く、降伏値が高く、作業性、施工性及び充填性が良好であり、また、その硬化体は、実質的に不燃性であり、クラック発生や躯体との接着不良が生じず、断熱性及び防水性に優れたモルタルを提供することを目的とするものである。特に、防火扉枠等と防火壁部のコンクリート躯体との空隙部を充填するのに好適なモルタル及びその調合方法並びにそれを用いた空隙部充填工法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】
【００１３】
本発明は、
［１］空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルであって、水硬性セメント１００重量部、細骨材２０〜６０重量部、無機系軽量細骨材０．１〜８０容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体０．１〜４０容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物３重量部以下を含むことを特徴とするモルタル、
【００１４】
［２］前記細骨材が、珪砂および／または炭酸カルシウムであることを特徴とする上記［１］記載のモルタル、
［３］前記無機系軽量骨材が、パーライト、バーミキュライト、シラスバルーン、ガラス発泡体及びパルプスラッジ灰の群から選ばれたものであることを特徴とする上記［１］または［２］記載のモルタル、
［４］前記再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物が、エチレン／酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル／ビニルバーサテート系樹脂、スチレン／アクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、スチレンブタジエンゴム系樹脂及びクロロプレンゴム系樹脂の群から選ばれたものであることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれかに記載のモルタル、
【００１５】
［５］前記充填材発泡体が、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂をバインダとした無機充填材の発泡体であり、粒径が０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする［１］〜［４］のいずれかに記載のモルタル、
［６］前記熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂が、難燃化剤および／または不燃化剤が配合されたものであることを特徴とする上記［５］記載のモルタル、
［７］前記無機充填剤が、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムまたは珪酸の粉末であることを特徴とする上記［５］または［６］記載のモルタル、
［８］前記充填材発泡体の見かけ密度が０．００５〜０．５ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする上記［１］〜［７］のいずれかに記載のモルタル、
［９］珪酸質系塗布防水材０．５〜５重量部をさらに配合したことを特徴とする上記［１］〜［８］のいずれかに記載のモルタル、
【００１６】
［１０］上記［１］〜［９］のいずれかに記載のモルタルに、重量比２０〜２６％で水を添加して混練し、塑性粘度が４５００ｍＰａ・ｓ以下、かつ、降伏値が０．３５ｇ／ｃｍ2以上のスラリーとなるようにすることを特徴とするモルタルの調合方法、
［１１］前記スラリーが、密度１．０〜１．８ｋｇ／リットル、フロー値１３０〜２００ｍｍとなるようにすることを特徴とする上記［１０］記載のモルタルの調合方法、
【００１７】
［１２］施工現場において、上記［１０］または［１１］記載の調合方法により調合したモルタルスラリーを、建物壁部の空隙部に充填することを特徴とする空隙部充填工法、を開発することにより、上記の課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るモルタルは、スラリーの密度及び塑性粘度が低く、軽量であり、注入器による充填抵抗が低く、降伏値が大きく、充填時にダレが生じにくく、作業性、施工性及び充填性に優れている。また、該モルタル硬化体は、実質的に不燃性であり、クラック発生が抑制され、躯体との接着性に優れ、断熱性、結露防止性及び防水性に優れているという利点も有している。
したがって、本発明に係るモルタルは、建物壁部の空隙部、特に、防火扉枠等と防火壁部のコンクリート躯体との空隙部を充填するのに好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を、より詳細に説明する。
本発明は、鉄筋コンクリート造等の建設工事において用いられるモルタルに関するものであり、好ましくは、空隙部の充填用として、特に、壁を貫通して施工が必要とされる防火扉枠等と防火壁部のコンクリート躯体との空隙部、あるいはまた、比較的関係は少ないが、窓枠フレーム等と壁部コンクリート躯体との空隙部の充填にも優れた性能を有するモルタルの開発に成功したことによるものである。
本発明に係るモルタルは、空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルであって、水硬性セメント１００重量部、細骨材２０〜６０重量部、無機系軽量細骨材０．１〜８０容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体０．１〜４０容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物０〜３重量部を含むことを特徴とするものである。
このようなモルタルは、実質的に不燃性であり、かつ、軽量であって、モルタルスラリーとした際に、塑性粘度が低いにもかかわらず、充填後は、降伏値が高く、保形性に優れているという、相反する要求に応えるものである。
【００２０】
本発明において使用す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、低熱ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメント、及び、これらのポルトランドセメントに、高炉スラグ、フライアッシュ等を混合した混合セメント、アルミナセメント等が挙げられる。
【００２１】
本発明において使用する細骨材としては、川砂、山砂、海砂、砕砂、珪砂等が挙げられ、品質の一定性、硬化物の強度、充填部の耐水性等の観点から、珪砂が好ましい。
前記細骨材の配合量は、水硬性セメント１００重量部に対して２０〜６０重量部であり、好ましくは３０〜５０重量部の範囲である。
前記配合量が２０重量部未満の場合は、相対的に水硬性セメントの配合比率が高くなるため、硬化時の乾燥収縮が大きくなり、クラック発生、躯体との空隙発生が問題となる。
一方、前記配合量が６０重量部を超える場合は、相対的に水硬性セメントの配合比率が低くなるため、硬化体の強度低下が問題となる。
【００２２】
本発明において使用する無機系軽量骨材としては、パーライト、バーミキュライト、シラスバルーン、ガラス発泡体、パルプスラッジ灰等が挙げられ、これらの中でも、品質の一定性、入手の容易性等の観点から、パーライトが好ましい。
前記無機系軽量骨材の配合量は、水硬性セメント１００重量部に対して０．１〜８０容量部の範囲、好ましくは０．１〜７０容量部である（水硬性セメント１００重量部の容積を１００容量部として計算する。以下同じ。）。
前記配合量が０．１容量部未満の場合は、モルタルスラリー軽量化による作業効率の向上が十分図れず、硬化体の断熱性が十分に発揮できず、さらに、乾燥収縮が大きくなる。
一方、前記配合量が８０容量部を超える場合は、硬化体の強度低下が問題となる。
【００２３】
本発明において使用する難燃性または不燃性の充填材発泡体としては、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂をバインダとして用いた無機充填剤の発泡体等が挙げられる。
前記充填材発泡体は、これを配合せずに、代わりに無機系軽量骨材を大量に配合した充填用モルタルと比較して、充填時の抵抗、作業効率、施工性の改善に顕著な効果がある。
前記充填材発泡体は無機系軽量骨材に比べて吸水性が低いため、水比を小さくすることができ、また、防水性も高い。
また、前記充填材発泡体は、それ自体が難燃性または不燃性であるため、セメント、細骨材、無機系軽量骨材等に配合すれば、モルタルが不燃性材料となる。
【００２４】
前記充填材発泡体の配合量は、水硬性セメント１００重量部の容積を基準として０．１〜４０容量部であり、好ましくは５〜４０容量部の範囲である。
前記配合量が０．１容量部未満の場合は、モルタルスラリー軽量化による作業効率の向上が十分図れず、硬化体の断熱性が十分に発揮できない。
一方、前記配合量が４０容量部を超える場合は、硬化体の強度低下が問題となる。
【００２５】
前記充填材発泡体のバインダとしては、ポリ塩化ビニル系、ポリ塩化ビニリデン系、ポリスチレン系、エチレン／酢酸ビニル系、ウレタン系、ポリオレフィン系、アクリル系等の熱可塑性樹脂、及び、フェノール樹脂系、尿素樹脂系、不飽和ポリエステル系、ビニールエステル（＝エポキシアクリレート）系、エポキシ樹脂系等の熱硬化性樹脂の群から選ばれた樹脂を用いることができる。
前記樹脂の中でも、手動式モルタル注入器による充填時の抵抗を低く保つという観点から、比較的硬度の高いポリ塩化ビニル系、ポリスチレン系、フェノール樹脂系、尿素樹脂系、不飽和ポリエステル系、ビニールエステル系、エポキシ樹脂系等を用いることが好ましい。
前記熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂が、難燃化剤および／または不燃化剤が配合されたものであってもよく、これは、防火壁空隙部充填用モルタルとして好適である。
【００２６】
また、前記充填材発泡体に用いられる無機充填剤としては、通常、樹脂の無機系充填材として使用されている充填材をそのまま使用することができる。例えば、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、珪酸、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。これらの中でも、高温で吸熱し、水を排出して熱分解する水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、または、吸熱して炭酸ガスを排出して熱分解する炭酸カルシウム等が、火災時等を考慮した場合、特に好適な充填材である。
【００２７】
前記充填材発泡体は、粉砕前の見かけ密度が０．００５〜０．５ｇ／ｃｍ3であることが好ましく、より好ましくは０．０１〜０．３ｇ／ｃｍ3である。
前記見かけ密度が０．００５ｇ／ｃｍ3未満の場合は、均一なブレンドが困難となり、硬化後のモルタルの強度が低くなる。
一方、見かけ密度が０．５ｇ／ｃｍ3より大きい場合は、モルタル全体の軽量化が困難となる。
前記充填材発泡体の粉末のサイズとしては、粒径０．１〜１０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．５〜５ｍｍ程度が実用的である。
【００２８】
本発明において使用する再乳化形粉末樹脂とは、乳化重合によって製造した合成樹脂エマルジョンを粒子状態で乾燥して得られた微粉末樹脂であり、水を添加して撹拌すると再乳化するものである。モルタルに少量配合することにより、モルタル硬化体の吸水性を低下させ、雨水の浸透防止に効果を発揮するものである。
樹脂の種類としては、エチレン／酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル／ビニルバーサテート系樹脂、スチレン／アクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、スチレンブタジエンゴム系樹脂、クロロプレンゴム系樹脂等が使用できる。
【００２９】
前記再乳化形粉末樹脂の配合量は、水硬性セメント１００重量部に対して３重量部以下であり、好ましくは０．０５〜０．５重量部の範囲である。
前記配合量が３重量部を超える場合は、スラリーの粘性が上がって、充填性が悪化する。
なお、前記再乳化形粉末樹脂を配合しない場合は、モルタル硬化体の防水性能が不十分となり易く雨水が建物内部に浸透することが問題となるが、他の撥水剤を併用することにより対応することができる。
【００３０】
前記再乳化形粉末樹脂と同じポリマーからなる液状の高分子乳化物によっても、同一の効果が得られる。
したがって、再乳化型粉末樹脂に代えて、液状の高分子乳化物を用いることが可能である。この場合には、前記高分子乳化物は、モルタルに予め配合しておかずに、水を添加する際に、モルタルに加えることが必要である。
【００３１】
本発明に係るモルタルには、防水性を強化する目的で、さらに、珪酸質系防水材を配合してもよい。前記珪酸質系防水材の配合量は、０．５〜５重量部が好ましく、１〜３．５重量部がより好ましい。
前記配合量が０．５重量部未満の場合は、該防水材による防水性付与効果がほとんど現れない。
一方、前記配合量が５重量部を超える場合は、硬化体が緻密化しすぎるため、乾燥収縮によるクラック発生が問題となる。
【００３２】
また、本発明に係るモルタルには、スラリーの流動性を改善し、充填性を強化する目的で、さらに、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム、石灰石微粉末から選ばれる無機系微粉末を配合してもよい。
前記無機系微粉末の配合量は、水硬性セメント１００重量部に対して５０重量部以下であることが好ましく、より好ましくは３０重量部以下の範囲である。
前記配合量が５０重量部を超える場合は、モルタルとしての軽量性が失われるだけでなく、組成物全体に対する水硬性セメントの配合比率が相対的に低くなるだけでなく、充填時の抵抗、作業効率、施工性を損なうおそれがあり、硬化体の強度低下が問題となる。
【００３３】
また、本発明に係るモルタルには、必要に応じて、凝結促進剤、凝結遅延剤、急結剤、膨張材、防水材、減水剤、ＡＥ剤、増粘剤、高分子エマルジョン、高分子ラテックス、収縮低減剤、消泡剤等を併用することができる。
【００３４】
本発明に係るモルタルの製造方法は、特に限定されるものではないが、通常、各材料を計量後、一般的に用いられる混合装置で均一混合することにより製造される。
混合装置としては、傾胴ミキサー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー、Ｖ型ミキサー、オムニミキサー等が挙げられる。
【００３５】
本発明に係るモルタルを用いて、空隙部の充填施工を行う場合、モルタルに添加する水の量は、モルタルの重量に対して、２０〜２６％の範囲とすることが好ましく、２２〜２５％の範囲とすることがより好ましい。
前記添加量が２０％未満の場合は、注入器による充填抵抗が高く、充填性も悪化することが問題となる。
一方、前記添加量が２６％を超える場合は、乾燥収縮が大きくなり、クラック発生、躯体との空隙発生が問題となり、硬化体の強度低下も問題となる。
【００３６】
また、本発明に係るモルタルのスラリー密度は、１．０〜１．８ｋｇ／リットルの範囲とすることが好ましく、１．２〜１．６ｋｇ／リットルの範囲とすることがより好ましい。
前記スラリー密度が１．０ｋｇ／リットル未満の場合は、硬化体の強度低下が問題となる。
一方、前記スラリー密度が１．８ｋｇ／リットルを超える場合は、スラリー軽量化による作業効率の向上が十分図れず、硬化体の断熱性が十分に発揮できず、さらに、乾燥収縮が大きくなり、クラック発生、躯体との空隙発生が問題となる。
【００３７】
また、本発明におけるモルタルスラリー（フレッシュモルタル）の塑性粘度と降伏値は、外筒回転式粘度計（例えば、共和科学社製ＤＰＶ−１）にて、ローターＢ、最高回転数３０ｒｐｍ、測定時間３分で測定した値であり、塑性粘度が４５００ｍＰａ・ｓ以下、かつ、降伏値が０．３５ｇ／ｃｍ2以上とすることが好ましく、塑性粘度が４０００ｍＰａ・ｓ以下、かつ、降伏値が０．４ｇ／ｃｍ2以上とすることがより好ましい。
前記塑性粘度が４５００ｍＰａ・ｓを超える場合は、注入器による充填抵抗が高く、充填性も悪化することが問題となる。
一方、前記降伏値が０．３５ｇ／ｃｍ2未満の場合は、スラリー充填後にダレの発生が問題となる。
【００３８】
また、本発明におけるモルタルスラリーのフロー値は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠した方法によって測定した値であり、１３０〜２００ｍｍの範囲とすることが好ましく、１５０〜１８０ｍｍの範囲とすることがより好ましい。
前記フロー値が１３０ｍｍ未満の場合は、注入器による充填抵抗が高く、充填性も悪化することが問題となる。
一方、前記フロー値が２００ｍｍを超える場合は、スラリー充填後にダレの発生が問題となる。
【００３９】
上記のようにして調合されたモルタルスラリーは、施工時において、低スラリー密度で、注入器による充填抵抗が低く、充填時にダレや未充填部が生じにくく、また、モルタル硬化体は、クラック発生が少なく、躯体との接着性が良好であり、断熱性が高いため、本発明に係るモルタルは、作業性、施工性、充填性及び硬化体特性の面で優れたものである。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例により制限されるものではない。
（実施例１及び比較例１〜４）
表１の配合表のとおり、材料を組み合わせ、Ｖブレンダーで各材料が均一になるよう混合し、実施例１及び比較例１〜４のプレミックスモルタルを調製した。
これらの各モルタルについて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に準拠した方法により練り混ぜ、フレッシュモルタル及びそのモルタル硬化体の物性を測定した。
これらの結果を表２に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】
なお、表２の物性測定結果において、発熱性試験の判定基準は、以下のとおりである。
１．加熱試験開始後、２０分間の総発熱量が８ＭＪ／Ｍ2以下であること
２．加熱開始後２０分間、防火上有害な裏面まで貫通する亀裂及び穴のないこと
３．加熱開始後２０分間、最高発熱温度が、１０秒以上継続して２００ｋｗ／ｍ2を超えないこと
【００４４】
上記表２の物性測定結果から分かるように、本発明に係るモルタル（実施例１）は、全体として発熱性が極めて小さく、実質的に不燃性であるのみならず、市販のプレミックスモルタル（比較例１，２）に比べて、スラリー密度が低く軽量化されている。また、フレッシュモルタルにおいて、市販のプレミックスモルタル（比較例３，４）等に比べて、塑性粘度が低いことから、充填時における注入器の充填抵抗を小さく保つことができる。スラリーの降伏値は高性能の市販品（比較例１）とほぼ同等であり、充填後のダレを少なく保持することが可能である。
【００４５】
また、本発明に係るモルタルは、市販のプレミックスモルタルと比べて、硬化体密度はほぼ同等であるが、曲げ強度及び圧縮強度は高く、防火壁の空隙部充填用モルタルとして要求される強度を十分に満たしている。また、長さ変化率が、市販のプレミックスモルタルよりやや大きいが、付着強度が大きいため、クラック発生や躯体との接着不良が起こりにくく、熱伝導率も市販のプレミックスモルタルよりも低いことから、モルタル硬化体として断熱性に優れていると言える。さらに、吸水量と透水量は、市販のプレミックスモルタルとほぼ同等であり、防水性が高いことを示している。
【００４６】
本発明に係るモルタルには、特に、充填性、コテ捌き等の作業性を高くするために、難燃性または不燃性の充填材発泡体が使用されているが、それにもかかわらず、該発泡体を使用しない場合（比較例３）、セメントと砂のみの場合（比較例４）等と、総発熱量は同一であり、実質的に不燃性のモルタルである。
以上のように本発明の防火壁空隙部充填したときの建材用モルタルは、従来のモルタルに比べ、軽量で塑性粘度が低く、降伏値が高く、作業性、施工性、充填性が良好で、その硬化体は実質的に不燃性であり、クラック発生や躯体との接着不良が少なく、さらに断熱性、防水性に優れたものであることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係るモルタルは、実質的に不燃性であり、かつ、軽量であり、モルタルスラリーとしたときの塑性粘度が低いにもかかわらず、充填後は、降伏値が高く、保形性に優れているという、相反する要求に応えるものである。
したがって、本発明に係るモルタルは、鉄筋コンクリート造等の建設工事において、好ましくは空隙部の充填用として、特に、壁を貫通して施工が必要とされる防火扉枠等と壁部コンクリート躯体との空隙部の充填において優れた性能を有するものであり、防火壁の空隙部充填用モルタルとして広く適用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルであって、水硬性セメント１００重量部、細骨材２０〜６０重量部、無機系軽量細骨材０．１〜８０容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体０．１〜４０容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物３重量部以下を含むことを特徴とするモルタル。
【請求項２】
前記細骨材が、珪砂および／または炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項１記載のモルタル。
【請求項３】
前記無機系軽量骨材が、パーライト、バーミキュライト、シラスバルーン、ガラス発泡体及びパルプスラッジ灰の群から選ばれたものであることを特徴とする請求項１または２記載のモルタル。
【請求項４】
前記再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物が、エチレン／酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル／ビニルバーサテート系樹脂、スチレン／アクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、スチレンブタジエンゴム系樹脂及びクロロプレンゴム系樹脂の群から選ばれたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモルタル。
【請求項５】
前記充填材発泡体が、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂をバインダとした無機充填材の発泡体であり、粒径が０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモルタル。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂が、難燃化剤および／または不燃化剤が配合されたものであることを特徴とする請求項５記載のモルタル。
【請求項７】
前記無機充填剤が、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムまたは珪酸の粉末であることを特徴とする請求項５または６記載のモルタル。
【請求項８】
前記充填材発泡体の見かけ密度が０．００５〜０．５ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のモルタル。
【請求項９】
珪酸質系塗布防水材０．５〜５重量部をさらに配合したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のモルタル。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のモルタルに、重量比２０〜２６％で水を添加して混練し、塑性粘度が４５００ｍＰａ・ｓ以下、かつ、降伏値が０．３５ｇ／ｃｍ2以上のスラリーとなるようにすることを特徴とするモルタルの調合方法。
【請求項１１】
前記スラリーが、密度１．０〜１．８ｋｇ／リットル、フロー値１３０〜２００ｍｍとなるようにすることを特徴とする請求項１０記載のモルタルの調合方法。
【請求項１２】
施工現場において、請求項１０または１１記載の調合方法により調合したモルタルスラリーを、建物壁部の空隙部に充填することを特徴とする空隙部充填工法。
【請求項１】
空隙部充填用モルタルまたは建材用プレミックスモルタルであって、水硬性セメント１００重量部、細骨材２０〜６０重量部、無機系軽量細骨材０．１〜８０容量部、難燃性または不燃性の充填材発泡体０．１〜４０容量部及び再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物３重量部以下を含むことを特徴とするモルタル。
【請求項２】
前記細骨材が、珪砂および／または炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項１記載のモルタル。
【請求項３】
前記無機系軽量骨材が、パーライト、バーミキュライト、シラスバルーン、ガラス発泡体及びパルプスラッジ灰の群から選ばれたものであることを特徴とする請求項１または２記載のモルタル。
【請求項４】
前記再乳化形粉末樹脂または液状の高分子乳化物が、エチレン／酢酸ビニル系樹脂、酢酸ビニル／ビニルバーサテート系樹脂、スチレン／アクリル酸エステル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、スチレンブタジエンゴム系樹脂及びクロロプレンゴム系樹脂の群から選ばれたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモルタル。
【請求項５】
前記充填材発泡体が、熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂をバインダとした無機充填材の発泡体であり、粒径が０．１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモルタル。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂および／または熱硬化性樹脂が、難燃化剤および／または不燃化剤が配合されたものであることを特徴とする請求項５記載のモルタル。
【請求項７】
前記無機充填剤が、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムまたは珪酸の粉末であることを特徴とする請求項５または６記載のモルタル。
【請求項８】
前記充填材発泡体の見かけ密度が０．００５〜０．５ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のモルタル。
【請求項９】
珪酸質系塗布防水材０．５〜５重量部をさらに配合したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のモルタル。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載のモルタルに、重量比２０〜２６％で水を添加して混練し、塑性粘度が４５００ｍＰａ・ｓ以下、かつ、降伏値が０．３５ｇ／ｃｍ2以上のスラリーとなるようにすることを特徴とするモルタルの調合方法。
【請求項１１】
前記スラリーが、密度１．０〜１．８ｋｇ／リットル、フロー値１３０〜２００ｍｍとなるようにすることを特徴とする請求項１０記載のモルタルの調合方法。
【請求項１２】
施工現場において、請求項１０または１１記載の調合方法により調合したモルタルスラリーを、建物壁部の空隙部に充填することを特徴とする空隙部充填工法。
【公開番号】特開２０１０−１４３８０７（Ｐ２０１０−１４３８０７Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２４８９０（Ｐ２００８−３２４８９０）
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００１８７１９４）昭和電工建材株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００１８７１９４）昭和電工建材株式会社 (36)
【Ｆターム（参考）】
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