耐火被覆構造体の施工方法
【課題】各種の構造物や建築物等を火災等から保護して爆裂を防止することができる耐火被覆構造体の施工方法の提供。
【解決手段】コンクリートセグメント又は鋼製セグメントが並設された表面に、プライマーを塗る工程と、所定空間を隔ててワイヤーメッシュを固定する工程のうち、何れかを先に行う、或いは同時に行った後、無機質結合材に対し、吸熱物質を配合してなる耐火被覆材を吹き付け又は塗り付け、ネットを押圧して埋設した後、仕上げ施工する。吹付けガン１５には、エアコンプレッサー１４からのエアがエアホース５を介して供給されている。また、水１３を水ポンプ１０及び水ホース１１，１２にて送り、耐火被覆材７（粉末）とモルタルミキサー８にて混合し、混練された耐火被覆材がモルタルポンプ９及びモルタル圧送ホース６を介して吹付けガン１５に供給されている。そして、エアと混練された耐火被覆材が吹き付けられる。
【解決手段】コンクリートセグメント又は鋼製セグメントが並設された表面に、プライマーを塗る工程と、所定空間を隔ててワイヤーメッシュを固定する工程のうち、何れかを先に行う、或いは同時に行った後、無機質結合材に対し、吸熱物質を配合してなる耐火被覆材を吹き付け又は塗り付け、ネットを押圧して埋設した後、仕上げ施工する。吹付けガン１５には、エアコンプレッサー１４からのエアがエアホース５を介して供給されている。また、水１３を水ポンプ１０及び水ホース１１，１２にて送り、耐火被覆材７（粉末）とモルタルミキサー８にて混合し、混練された耐火被覆材がモルタルポンプ９及びモルタル圧送ホース６を介して吹付けガン１５に供給されている。そして、エアと混練された耐火被覆材が吹き付けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の構造物や建築物等を火災等から保護して爆裂を防止することができる耐火被覆構造体の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次履工を省略したシールドトンネルでは、火災時にはセグメントが直接炎に曝されるため、高温になることが想定される。コンクリートが高温環境におかれると、特にＲＣセグメントのような圧縮強度の大きな高強度コンクリートは、通常のコンクリートに比べ爆裂現象を生じやすいとされている。
その理由は、一般的に水セメント比が小さくなるほどコンクリートが緻密になるので爆裂し易いと考えられ、含水量、昇温速度、壁厚が大きくなるほど爆裂し易いと考えられており、通常のコンクリートは、内部に水分を多く含んでいるものの、それほど組織が緻密ではないため、高温環境下におかれた際にも、温度上昇に伴って徐々に水分が抜け出る。そのため、水分による爆裂の恐れは殆どなく、その表面に耐火被覆が施されることも殆どない。
一方、高強度コンクリートは、組織が非常に緻密であるため、高温環境下におかれた際には、水分が抜け難く、或いは抜け出る速度が遅い。そのため、水分による爆裂する恐れがあり、その表面に耐火被覆を施す必要があるが、現段階では十分な爆裂防止が果たされる耐火被覆材は見出されていない。
【０００３】
そこで、本出願人らは、高強度コンクリートの爆裂を効果的に防止することを目的とした特許文献１に開示される耐火被覆材、及び耐火被覆構造体を見出した。
この耐火被覆構造体は、火災等による高温環境下におかれた際にも、下地である高強度コンクリートの温度はそれほど上昇しないので、高強度コンクリートの爆裂を防止することができる。
【特許文献１】特開平１１−１１６３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１の耐火被覆材では、塗工厚みが制限されるため、十分な厚みの耐火被覆層が形成できず、また高強度コンクリート下地のムーブメントにも追従できないため、剥離や落下等を生ずる虞があった。
【０００５】
そこで、本発明は、各種の構造物や建築物において、表面に形成する耐火被覆層の厚みをコントロールでき、火災等から保護して爆裂を防止することができる耐火被覆構造体の施工方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】
【０００６】
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、コンクリートセグメント又は鋼製セグメントが並設された表面に、プライマーを塗る工程と、所定空間を隔ててワイヤーメッシュを固定する工程のうち、何れかの工程を先に、或いは両工程を同時に行った後、無機質結合材に対し、吸熱物質を配合してなる耐火被覆材を吹き付け又は塗り付け、ネットを押圧して埋設した後、仕上げ施工することを特徴とする耐火被覆構造体の施工方法に関するものである。
【０００７】
また、本発明は、上記の施工方法において、プライマーを塗った後、スペーサーをアンカーで取り付けると共に、スペーサーにワイヤーメッシュを固定する工程を含む耐火被覆構造体の施工方法をも提案する。
【０００８】
さらに、本発明は、上記の施工方法において、耐火被覆材は、無機質結合材１００重量部と、吸熱物質１５〜５００重量部と、無機質軽量骨材１０〜２００重量部と、有機質軽量骨材２〜２０重量部とからなる耐火被覆構造体の施工方法をも提案する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の耐火被覆構造体の施工方法は、各種の構造物や建築物において、表面に形成する耐火被覆層の厚みをコントロールでき、火災等から保護して爆裂を防止することができる。また、高強度コンクリート等の下地のムーブメントにも追従するため、剥離や落下等を生ずることがなく、耐久性が極めて高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に用いる材料について以下に説明する。
【００１１】
〔ワイヤーメッシュ〕
ワイヤーメッシュは、耐火被覆層の中に設置することにより、耐火被覆材の落下を図るものであって、例えば市販品を用いても良いし、材質・形状の特定はない。ワイヤーメッシュの目開き寸法は５０mm×５０mm〜１５０mm×１５０mm目で良いが、好ましくは１００mm×１００mm目が強度、吹付効率及び接着性能に優れている。
【００１２】
〔スペーサー〕
スペーサーは、前記ワイヤーメッシュを下地から所定空間を隔てるためのものであり、厚みは被覆材の施工厚さにより決定されるが、施工厚さの中心にくるように決められる。また、このスペーサーは、ワイヤーメッシュを簡単に設置できるように工夫され、ワイヤーメッシュを変形させることなく、片手作業により設置できるものが望ましく、後述する図７に示すように、天部作業において施工者に負担がないよう簡単に打ち留める形状を持つような構成のものが好適に用いられる。この好適なスペーサーの一例を図１に示した。このスペーサー１は、矩形状の固定部１ａから略垂直状に立ち上がり部１ｂが形成され、該立ち上がり部１ｂの上端には、分岐状にＬ字状部１ｃ及び弧状山部１ｄが延設される形状であって、この立ち上がり部１ｂの長さ（縦幅）が空間の厚みとなる。そして、固定部１ａはコンクリート等の対象下地に沿うように配され、Ｌ字状部１ｃはワイヤーメッシュ２の内側（下方）に、弧状山部１ｄはワイヤーメッシュ２の外側（上方）に位置するように取り付けられ、ワイヤーメッシュ２を上下からＬ字状部１ｃと弧状山部１ｄで挟むように配される（図７も参照）。
【００１３】
〔アンカー〕
アンカーは、前記スペーサーを下地に固定するためのものであり、材質・形状の特定はない。また、アンカーは、前記スペーサーを兼ねるもの、即ちスペーサー兼用アンカーでもよい。
前記図１のスペーサー１をアンカーを用いて取り付ける状況を図２に示した。コンクリート４に対して前記スペーサー１を沿わせ、アンカー３を打ち込んでワイヤーメッシュ２を取り付けた。
【００１４】
〔プライマー〕
プライマーは、下地と耐火被覆材との接着性を向上するためのものであり、専用プライマー、吸水調整材、水等を使用する。下地がコンクリートセグメントを並設したコンクリートである場合には、吸水調整材及び水が用いられ、鋼製セグメントを並設した下地である場合には樹脂混入モルタル及び樹脂プライマーが用いられる。
より具体的には、専用プライマーとしては、SBR樹脂モルタル『富士川の樹脂モル』（富士川建材工業製）、アクリル樹脂『タイカモルタル専用プライマー』（富士川建材工業製）が好適に用いられ、吸水調整材としては、エチレン酢酸ビニル樹脂『シーレックス』（富士川建材工業製）が好適に用いられる。
【００１５】
尚、上記プライマーを塗る工程と、前記ワイヤーメッシュを固定する工程は、何れかの工程を先に行ってもよいし、同時に行うようにしてもよい。例えばプライマーを先に塗った後、ワイヤーメッシュを前記スペーサー及びアンカーにて固定してもよいし、先にワイヤーメッシュを固定した後、プライマーを塗るようにしてもよい。
【００１６】
〔耐火被覆材〕
耐火被覆材は、ミキサーにより水と混練りし、圧送ポンプによりホース先端よりエアにより吹き付けを行うものである。吹き付けは、下塗りと上塗りの２回の工程で行うが、被覆厚さによって１回塗りが可能であり、またコテ塗りが可能である。
この耐火被覆材の具体的組成については後述するが、例えば前記特許文献１に記載のものを好適に用いることができる。
【００１７】
〔ネット〕
ネットは、耐火被覆材の表面にコテなどにて押圧して埋設する（伏せこみを行う）ものであり、耐火被覆層の表層部分の一体性、柔軟性、ゴム弾性の付与が図られ、耐火被覆材の剥離防止、クラック防止、飛石等による耐火被覆材の飛散防止が図られる。
このネットとしては、材質・形状の特定はなく、ガラス繊維ネット、アラミド繊維ネット、ビニロン繊維ネット、カーボン繊維ネット等から適宜に選択して用いればよい。特に使用の実績より、選ばれる質量が４０〜２５０g／m2で、引張強度が１００kgf／mm2以上のネットが好ましい。
【００１８】
〔耐火被覆材の具体的組成〕
以下に、本発明に用いる耐火被覆材について説明する。
好適な配合としては、無機質結合材１００重量部と、吸熱物質１５〜５００重量部と、無機質軽量骨材１０〜２００重量部と、有機質軽量骨材２〜 ２０重量部とからなる。
【００１９】
前記無機質結合材として、水及び／又は湿気により硬化する結合材では、水硬性石灰、天然セメント、ポルトランドセメント、アルミナセメント、石灰混合セメント、エトリンジャイト、混合ポルトランドセメント，高硫酸塩スラグセメント等から選択される水硬性セメントを必須成分とする。
そして、前記水硬性セメントに加えて、石膏、ドロマイト、マグネシアセメント等から選択される気硬性セメントを適宜添加して利用することができる。
【００２０】
前記吸熱物質は、高熱環境下で、熱分解が生じ水を発生する物質として定義される。例えば１００℃から６００℃へと加熱した時に、減量する物質の例としては、(1)水酸化アルミニウム、ギブザイトミネラル、ボーマイト、ジアスポールなどの酸化アルミニウムの水和物や、(2)斜方沸石、ヒューランダイト、モルデナイトなどのゼオライト物質や、(3)アロファン、ハロイサイト、非発泡又は発泡ひる石などのシリカ−アルミナ物質や、(4)ブルサイト、アタパルジャイトなどのマグネシア物質や、(5)サテンホワイト、エトリンジャイト、ドロマイト、硼酸などの他の物質が含まれる。このうち、水酸化アルミニウムが、吸熱物質として特に適した物質であるのは、分子構造上の全分子量中のＯＨ基の割合が、他の物質に比較して大きいことや、生産量が多く入手しやすく、又安全であると考えるからである。
この吸熱物質は、前記のように１５〜５００重量の範囲で配合されるが、１５重量部より少ない場合には、吸熱による鋼材温度上昇の鈍化の程度が小さく耐火性に劣る。５００重量部を越える時は、相対的に結合材の配合量が少なくなり、実用上必要となる強度が得られない。
【００２１】
前記無機質軽量骨材は、天然鉱物の発泡又は膨張した物質である膨張バーミキュライト、パーライト、膨張頁岩、軽石、シラスバルーン等の他、シリカゲルを発泡させた物、各種のスラグを造粒して発泡させた物、ガラス屑を造粒して発泡させた物、粘土粉体を造粒して発泡させた物等のような人工軽量骨材を含む。これらの膨張又は発泡した物質のうち、結晶的にみてさほど「ガラス化」が進んでいないもので且つかさ比重の小さいものが好ましく、例えば膨張バーミキュライト、パーライト、軽石、シラスバルーンが望ましい。
この無機質軽量骨材は、前記のように１０〜２００重量部の範囲で配合されるが、１０重量部未満の時は、作業性及び耐火性能が劣り、２００重量部を越える時は、モルタルの強度が得られない。
【００２２】
前記有機質軽量骨材としては、合成樹脂又はゴムの発泡物等が利用され、その例としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合物、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、天然ゴム、合成ゴム等の発泡物などがある。尚、軽量であれば必ずしも発泡である必要はなく、繊維状や不織布状の物質も採用できる。
この有機質軽量骨材は、粒径範囲として０．３〜２．５mmにあるものを用いる時、より効果的となる。これは、この範囲にある有機質軽量骨材を用いた時に、作業性や平滑性が良くなる為である。この有機質軽量骨材が０．３mmより小さい粒径のものである時、所定のフロー値を得るための水量が多くなり作業性が低下する。逆に２．５mmより大きなものを用いた時には表面の平滑性が低下する。
この有機質軽量骨材は、前記のように２〜２０重量部の範囲で配合される。耐火被覆材を加熱したとき、その加熱によって受ける熱量は、有機質軽量骨材の溶融等の変化のために使用され、その変化に使用された熱量分だけ、耐火被覆材の温度上昇が抑えられるそして、この有機質軽量骨材の量が２重量部未満の時は、上述した作用を十分に発揮できないので、耐火性能に劣り、２０重量部を越える時は、それほど強度のない素材の割合が増加するのであるから、モルタルの強度が得られない。
【００２３】
尚、これらの成分に限定されるものではなく、必要に応じて適宜に以下の成分を添加することができる。例えば増量材として、耐火粘土、耐火性酸化物、珪砂、石灰等の粉体を採用できる。また、亀裂防止や粘性調整材として、ガラス繊維、岩綿繊維、パルプ繊維等の繊維状物や界面活性剤などを採用できる。さらに、タレ防止材や分離防止材や粘度調整材として、セルロース系水可溶性樹脂や液状の合成樹脂エマルションあるいは水に混ぜた時エマルションとなる合成樹脂粉末等を採用でき、それらは、耐火性能を阻害せず、機械的強度や付着性に問題のない範囲において適量配合できる。
【実施例】
【００２４】
図３は、トンネル内壁面に、本発明の施工方法により、耐火被覆構造体を形成する概要図を示すものであって、図４は、形成された耐火被覆構造体の一部の拡大断面図である。
【００２５】
図３では、既にコンクリート４の表面にプライマー（図示せず）が塗られ、スペーサー１を介してワイヤーメッシュ２が固定され（アンカーは図示せず）ている。
吹付けガン１５には、エアコンプレッサー１４からのエアがエアホース５を介して供給されている。また、水１３を水ポンプ１０及び水ホース１１，１２にて送り、耐火被覆材７（粉末）とモルタルミキサー８にて混合し、混練された耐火被覆材がモルタルポンプ９及びモルタル圧送ホース６を介して吹付けガン１５に供給されている。そして、エアと混練された耐火被覆材が吹き付けられている。
【００２６】
図４では、耐火被覆材の吹き付け後、ネット１７をその表面にコテなどにて押圧して埋設した状態を示している。
即ち本発明により施工される耐火被覆構造体は、この図４に示すように、コンクリート４の表面にプライマー１９が塗られ、スペーサー１を介してワイヤーメッシュ２がアンカー３にて固定されており、耐火被覆材１８を吹き付け、形成される耐火被覆材１８の層内にワイヤーメッシュ２が位置するようにすると共に、その表面にネット１７を埋設して仕上げたものである。
【００２７】
尚、前述のようにプライマーは、ワイヤーメッシュを固定する前でも後でもよく、例えばワイヤーメッシュを固定する前であれば、図５に示すように、刷毛２１にてプライマー１９を塗布することも可能である。ワイヤーメッシュを固定した後では、例えば図６に示すように噴霧器２２を用いてワイヤーメッシュ２の外側からプライマー１９を噴霧するようにしてもよい。
【００２８】
図７は、前記図１のスペーサー１を用いてワイヤーメッシュ２を設置する状態を示すものであるが、図１とは異なり、取り付け対象面が上面である場合の状態を示す。この場合も、スペーサー１のＬ字状部１ｃはワイヤーメッシュ２の内側（上方）に、弧状山部１ｄはワイヤーメッシュ２の外側（下方）に位置するように取り付けられ、ワイヤーメッシュ２をＬ字状部１ｃと弧状山部１ｄで挟むように配されるので、安定に固定を行うことができる。
【００２９】
図８は、トンネル施工における耐火被覆材の吹付け状況を示すものであり、作業台車２０に乗った作業者が、モルタル圧送ホース６にて供給される耐火被覆材１８を吹付けガン１５にて吹き付け、ワイヤーメッシュ２の上下に耐火被覆層を形成する。
【００３０】
図９は、耐火被覆材１８を吹き付けた後のネット１７の伏せこみ状況を示すものであり、吹き付けた耐火被覆材１８の表面が乾かないうちに、その表面に、コテ２３を用いてネット１７を埋設する（伏せ込む）。
【００３１】
以下に本発明の施工例を示す。
【００３２】
〈施工例１〉
栃木県芳賀郡二宮町、ボックスカルバート耐火被覆材施工に使用し、工事は平成１６年７月２０日、工事時間は午前８時から午後５時までの工事において、１６m2の施工に使用した。施工に用いた材料、施工機器、施工手順は、表１に示す通りである。
【表１】
【００３３】
〔施工例１の結果〕
関係者より次の評価があった。
吹付け時において耐火材のダレ・跳ね返りがなくロスが少ない。仕上げにおいて耐火材の表面にネットを設置することで平滑性があり、大変綺麗である。
一年経過後もクラックの発生、耐火材の剥離・脱落はなく、その他の異常は見られなかった。
【００３４】
〈比較施工例１〉
ワイヤーメッシュやスペーサを用いない以外は、前記施工例１と全く同じ材料、施工機器、施工手順にて耐火被覆材施工を行った。尚、この場合、塗工厚みが制限されるため、所定の厚みで耐火被覆層が形成できなかった。また、均一な塗り厚が得られなかった。
【００３５】
〔比較施工例１の結果〕
関係者より次の評価があった。
前記施工例１と比較すると、吹付け時において耐火材のダレ・跳ね返りが前記施工例１に比べて少なからずあった。
【００３６】
〈施工例２〉
横浜市金沢区、沈埋トンネル耐火被覆材施工に使用し、工事は平成１６年１０月１４日、工事時間は午前８時から午後５時までの工事において、８m2の施工に使用した。施工に用いた材料、施工機器、施工手順は、表２に示す通りである。
【表２】
【００３７】
〔施工例２の結果〕
一ヶ月経過後もクラックの発生、耐火材の剥離・脱落はなく、その他異常は見られなかった。
【００３８】
〈比較施工例２〉
ワイヤーメッシュやスペーサを用いない以外は、前記施工例２と全く同じ材料、施工機器、施工手順にて耐火被覆材施工を行った。尚、この場合、塗工厚みが制限されるため、所定の厚みで耐火被覆層が形成できなかった。また、均一な塗り厚が得られなかった。
【００３９】
〔比較施工例２の結果〕
関係者より次の評価があった。
比較すると、前記施工例２に比べて吹付け時において耐火材のダレ・跳ね返りが確認された。
【００４０】
〈施工例３〉
東京都池袋南、シールドトンネル耐火被覆工事に使用し、工期は平成１７年８月２２日から平成１７年８月２６日、工事時間は午前８時から午後５時までの工事において、１８０m2の施工に使用した。工事は材料の搬入からコンクリートの下地処理、ワイヤーメッシュの設置、耐火材の施工、後片付けまで工期内に終了した。施工に用いた材料、施工機器、施工手順は、表３に示す通りである。
【表３】
【００４１】
〔施工例３の結果〕
一ヶ月後の確認で、クラックの発生、耐火材の剥離・脱落はなく、その他異常は見られなかった。
【００４２】
〈比較施工例３〉
ワイヤーメッシュやスペーサを用いない以外は、前記施工例３と全く同じ材料、施工機器、施工手順にて耐火被覆材施工を行った。尚、この場合、塗工厚みが制限されるため、所定の厚みで耐火被覆層が形成できなかった。また、均一な塗り厚が得られなかった。
【００４３】
〔比較施工例３の結果〕
関係者より次の評価があった。
比較すると、前記施工例３に比べて吹付け時において耐火材のダレ・跳ね返りが確認された。
【００４４】
このようにワイヤーメッシュを設置することにより、もし予測しない事故が起きた場合、例えば大震災・車の衝突等の事故が起きて物理的に力が加わって下地から耐火被覆層が剥離しても、ワイヤーメッシュは耐火被覆層を保持し、落下防止を果たすことができる。
また、実施例のワイヤーメッシュを保持するアンカーは、動風圧条件・湿潤状態での耐火材自重・ワイヤーメッシュとスペーサーの自重を考慮しても３倍以上の保持力がある。
上述のことは、以下のように確かめられる。
動風圧条件（２４４．９kg／m2＝８１．６３kg／m2×安全率３）に、湿潤状態での耐火被覆材自重（４０kgf／m2）及び取付金具自重（０．５kgf／m2）を加算すると、負荷荷重２８５．４kgf／m2となる。ただし、固定クリップ及びアンカーは０．２５m2（０．５m×０．５m）毎に設置されているため、１本のアンカーに掛かる荷重は、２８５．４kgf／m2×０．２５m2＝７１．４kgfとなる。ここで、アンカーの引き抜き強度２５０kgf以上であるため、３倍以上の保持力（引き抜き耐性）がある。
【００４５】
〈作業性試験〉
表４に示す組成にて配合例１〜３，比較配合例１〜３の耐火被覆材を調製し、作業性試験を行い、その結果を表４に併せて示した。
１．ポンプ圧送性；
○…詰まり、過負荷なく施工できる
×…詰まり又は過負荷があり、施工に問題がある
２．吹付け性，ダレ；
○…ダレが発生しない
×…多くのダレが発生し、施工に問題がある
３．吹付け性，跳ね返り；
○…材料の跳ね返りが少ない
×…材料の跳ね返り多く、施工に問題がある
４．仕上げ性，ネット伏せ込み性；
○…容易に伏せ込みが出来る
△…やや伏せ込み難く、施工に時間がかかる
×…伏せ込み難く、施工に問題がある
５．仕上げ性，コテ塗り性；
○…平滑に押さえられる
×…平滑に押さえられない
【００４６】
〔作業性試験の結果〕
【表４】
【００４７】
〈動風圧試験〉
車両による圧縮、吸引作用に対する耐久性（耐風圧試験）
トンネル内を走行中の車両は、トンネルで空洞内のピストンのように作用する。
車両は、走行方向に向かって、圧力波を前へ押して行き、背後に空気の吸引力が働き、耐火被覆材が剥離し脱落することが考えられるため、数十万回以上で加減圧の繰返し試験を行った。
【００４８】
〔動風圧試験の結果〕
表５に、前記の耐火被覆材成分においての動風圧試験結果を示す。
【表５】
【００４９】
・考察
１m2に吹付けた耐火材の自重は（最大厚さ４０mm）比重１．０g／cm3として、
１．０×０．０４（m3）＝４０．０（kgf）＝３９２（N）であり、
必要な付着強度は、
３９２（N）／１×１０6（mm2）＝０．０００３９２（N／mm2）である。
動風圧後のタイカモルタルの付着強度は０．４３N／mm2であるため、１０９６倍の付着強度を有していることが確認された。
また、安全率３倍を考慮しても３６５倍の付着強度を有していた。
【００５０】
〈コンクリート下地に対するピンの引抜き耐力試験〉
試験方法；
試験体：Ｗ／Ｃ＝５５％、単位水量１７０kg／m3程度で採石及び川砂を用いたコンクリートをJIS A 5304「舗装用コンクリート平板」に規定する方法に準じて、３００×３００×５０程度の寸法に打説し、試験室中で２４時間湿空養生後脱型した。その後６日間水中養生し、試験室で材令２８日まで養生したものを試験用基盤とした。
試験：所定の方法にて試験用基盤にアンカーピンを打ち付けて、建研式油圧引っ張り試験機を用い引抜き荷重を加え、最大荷重を求めた。
表６に、前記の耐火被覆材成分においての引抜き耐力試験の結果を示す。
【００５１】
〔引抜き耐力試験の結果〕
【表６】
【００５２】
・考察
耐火被覆材・ワイヤーメッシュ・スペーサー・動風圧条件を考慮した荷重に対して十分な引抜き耐力があった。
【００５３】
〈曲げ試験〉
ワイヤーメッシュの目開きが、＃５０と＃１００、＃１５０及びワイヤーメッシュなしの場合で曲げ試験を行い、耐火被覆材の支持性を比較した。
試験方法；
試験体：試験はJIS A 1408「建築用ボード類の曲げ及び衝撃試験方法」により、試験体は２号（７００×６００）とした。ワイヤーメッシュの径は、φ１．６mmを使用し、＃５０、＃１００、＃１５０及びワイヤーメッシュなしで試験を行った。スペーサーは５００mm間隔で配置した。試験体作製には、厚さ１２mmの合板を６００×７００mmの大きさに切断し、用意した。ステンレスメッシュを配置し、スペーサーによりワイヤーメッシュを取り付けた。ワイヤーメッシュ取り付け後、混練したタイカモルタルを厚さ１５mmになるように塗付け、タイカモルタルのしまり具合を確認後、再度厚さ１５mmに塗付けを行った。材齢２８日まで一般養生（温度２０℃±２℃、湿度６５％±１０％）を行った。
試験方法：万能試験機（島津１０００kN）を使用し、３点曲げとし、載荷速度は１０mm／min（１００N／min以上又は１〜３分で最大荷重となるもの）とした。曲げ変位を１００mmまでとして、耐火被覆材の状態を観察した
表７に、前記の耐火被覆材成分においての曲げ試験結果を示す。
【００５４】
〔曲げ試験の結果〕
【表７】
【００５５】
・考察
ワイヤーメッシュを設置することで脱落を防止できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
火災等において、コンクリートの爆裂が懸念される各種の構造物や建築物等に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に好適に用いられるスペーサーの一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１のスペーサーを用いてワイヤーメッシュを取り付けた状況を示す側断面図である。
【図３】耐火被覆構造体を形成するための概要図である。
【図４】耐火被覆構造体の断面図である。
【図５】プライマー塗布状況図である。
【図６】プライマー塗布状況図である。
【図７】ワイヤーメッシュ設置方法図である。
【図８】耐火被覆材の吹付け状況図である。
【図９】ネットの伏せこみ状況図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ スペーサー
１ａ 固定部
１ｂ 立ち上がり部
１ｃ Ｌ字状部
１ｄ 弧状山部
２ ワイヤーメッシュ
３ アンカー
４ コンクリート
５ エアホース
６ モルタル圧送ホース
７ モルタル（耐火被覆材）
８ モルタルミキサー
９ モルタルポンプ
１０ 水ポンプ
１１ 水ホース
１２ 水ホース
１３ 水
１４ エアコンプレッサー
１５ 吹付けガン
１７ ネット
１８ 耐火被覆材
１９ プライマー
２０ 作業台車
２１ 刷毛
２２ 噴霧器
２３ コテ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の構造物や建築物等を火災等から保護して爆裂を防止することができる耐火被覆構造体の施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次履工を省略したシールドトンネルでは、火災時にはセグメントが直接炎に曝されるため、高温になることが想定される。コンクリートが高温環境におかれると、特にＲＣセグメントのような圧縮強度の大きな高強度コンクリートは、通常のコンクリートに比べ爆裂現象を生じやすいとされている。
その理由は、一般的に水セメント比が小さくなるほどコンクリートが緻密になるので爆裂し易いと考えられ、含水量、昇温速度、壁厚が大きくなるほど爆裂し易いと考えられており、通常のコンクリートは、内部に水分を多く含んでいるものの、それほど組織が緻密ではないため、高温環境下におかれた際にも、温度上昇に伴って徐々に水分が抜け出る。そのため、水分による爆裂の恐れは殆どなく、その表面に耐火被覆が施されることも殆どない。
一方、高強度コンクリートは、組織が非常に緻密であるため、高温環境下におかれた際には、水分が抜け難く、或いは抜け出る速度が遅い。そのため、水分による爆裂する恐れがあり、その表面に耐火被覆を施す必要があるが、現段階では十分な爆裂防止が果たされる耐火被覆材は見出されていない。
【０００３】
そこで、本出願人らは、高強度コンクリートの爆裂を効果的に防止することを目的とした特許文献１に開示される耐火被覆材、及び耐火被覆構造体を見出した。
この耐火被覆構造体は、火災等による高温環境下におかれた際にも、下地である高強度コンクリートの温度はそれほど上昇しないので、高強度コンクリートの爆裂を防止することができる。
【特許文献１】特開平１１−１１６３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１の耐火被覆材では、塗工厚みが制限されるため、十分な厚みの耐火被覆層が形成できず、また高強度コンクリート下地のムーブメントにも追従できないため、剥離や落下等を生ずる虞があった。
【０００５】
そこで、本発明は、各種の構造物や建築物において、表面に形成する耐火被覆層の厚みをコントロールでき、火災等から保護して爆裂を防止することができる耐火被覆構造体の施工方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】
【０００６】
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、コンクリートセグメント又は鋼製セグメントが並設された表面に、プライマーを塗る工程と、所定空間を隔ててワイヤーメッシュを固定する工程のうち、何れかの工程を先に、或いは両工程を同時に行った後、無機質結合材に対し、吸熱物質を配合してなる耐火被覆材を吹き付け又は塗り付け、ネットを押圧して埋設した後、仕上げ施工することを特徴とする耐火被覆構造体の施工方法に関するものである。
【０００７】
また、本発明は、上記の施工方法において、プライマーを塗った後、スペーサーをアンカーで取り付けると共に、スペーサーにワイヤーメッシュを固定する工程を含む耐火被覆構造体の施工方法をも提案する。
【０００８】
さらに、本発明は、上記の施工方法において、耐火被覆材は、無機質結合材１００重量部と、吸熱物質１５〜５００重量部と、無機質軽量骨材１０〜２００重量部と、有機質軽量骨材２〜２０重量部とからなる耐火被覆構造体の施工方法をも提案する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の耐火被覆構造体の施工方法は、各種の構造物や建築物において、表面に形成する耐火被覆層の厚みをコントロールでき、火災等から保護して爆裂を防止することができる。また、高強度コンクリート等の下地のムーブメントにも追従するため、剥離や落下等を生ずることがなく、耐久性が極めて高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に用いる材料について以下に説明する。
【００１１】
〔ワイヤーメッシュ〕
ワイヤーメッシュは、耐火被覆層の中に設置することにより、耐火被覆材の落下を図るものであって、例えば市販品を用いても良いし、材質・形状の特定はない。ワイヤーメッシュの目開き寸法は５０mm×５０mm〜１５０mm×１５０mm目で良いが、好ましくは１００mm×１００mm目が強度、吹付効率及び接着性能に優れている。
【００１２】
〔スペーサー〕
スペーサーは、前記ワイヤーメッシュを下地から所定空間を隔てるためのものであり、厚みは被覆材の施工厚さにより決定されるが、施工厚さの中心にくるように決められる。また、このスペーサーは、ワイヤーメッシュを簡単に設置できるように工夫され、ワイヤーメッシュを変形させることなく、片手作業により設置できるものが望ましく、後述する図７に示すように、天部作業において施工者に負担がないよう簡単に打ち留める形状を持つような構成のものが好適に用いられる。この好適なスペーサーの一例を図１に示した。このスペーサー１は、矩形状の固定部１ａから略垂直状に立ち上がり部１ｂが形成され、該立ち上がり部１ｂの上端には、分岐状にＬ字状部１ｃ及び弧状山部１ｄが延設される形状であって、この立ち上がり部１ｂの長さ（縦幅）が空間の厚みとなる。そして、固定部１ａはコンクリート等の対象下地に沿うように配され、Ｌ字状部１ｃはワイヤーメッシュ２の内側（下方）に、弧状山部１ｄはワイヤーメッシュ２の外側（上方）に位置するように取り付けられ、ワイヤーメッシュ２を上下からＬ字状部１ｃと弧状山部１ｄで挟むように配される（図７も参照）。
【００１３】
〔アンカー〕
アンカーは、前記スペーサーを下地に固定するためのものであり、材質・形状の特定はない。また、アンカーは、前記スペーサーを兼ねるもの、即ちスペーサー兼用アンカーでもよい。
前記図１のスペーサー１をアンカーを用いて取り付ける状況を図２に示した。コンクリート４に対して前記スペーサー１を沿わせ、アンカー３を打ち込んでワイヤーメッシュ２を取り付けた。
【００１４】
〔プライマー〕
プライマーは、下地と耐火被覆材との接着性を向上するためのものであり、専用プライマー、吸水調整材、水等を使用する。下地がコンクリートセグメントを並設したコンクリートである場合には、吸水調整材及び水が用いられ、鋼製セグメントを並設した下地である場合には樹脂混入モルタル及び樹脂プライマーが用いられる。
より具体的には、専用プライマーとしては、SBR樹脂モルタル『富士川の樹脂モル』（富士川建材工業製）、アクリル樹脂『タイカモルタル専用プライマー』（富士川建材工業製）が好適に用いられ、吸水調整材としては、エチレン酢酸ビニル樹脂『シーレックス』（富士川建材工業製）が好適に用いられる。
【００１５】
尚、上記プライマーを塗る工程と、前記ワイヤーメッシュを固定する工程は、何れかの工程を先に行ってもよいし、同時に行うようにしてもよい。例えばプライマーを先に塗った後、ワイヤーメッシュを前記スペーサー及びアンカーにて固定してもよいし、先にワイヤーメッシュを固定した後、プライマーを塗るようにしてもよい。
【００１６】
〔耐火被覆材〕
耐火被覆材は、ミキサーにより水と混練りし、圧送ポンプによりホース先端よりエアにより吹き付けを行うものである。吹き付けは、下塗りと上塗りの２回の工程で行うが、被覆厚さによって１回塗りが可能であり、またコテ塗りが可能である。
この耐火被覆材の具体的組成については後述するが、例えば前記特許文献１に記載のものを好適に用いることができる。
【００１７】
〔ネット〕
ネットは、耐火被覆材の表面にコテなどにて押圧して埋設する（伏せこみを行う）ものであり、耐火被覆層の表層部分の一体性、柔軟性、ゴム弾性の付与が図られ、耐火被覆材の剥離防止、クラック防止、飛石等による耐火被覆材の飛散防止が図られる。
このネットとしては、材質・形状の特定はなく、ガラス繊維ネット、アラミド繊維ネット、ビニロン繊維ネット、カーボン繊維ネット等から適宜に選択して用いればよい。特に使用の実績より、選ばれる質量が４０〜２５０g／m2で、引張強度が１００kgf／mm2以上のネットが好ましい。
【００１８】
〔耐火被覆材の具体的組成〕
以下に、本発明に用いる耐火被覆材について説明する。
好適な配合としては、無機質結合材１００重量部と、吸熱物質１５〜５００重量部と、無機質軽量骨材１０〜２００重量部と、有機質軽量骨材２〜 ２０重量部とからなる。
【００１９】
前記無機質結合材として、水及び／又は湿気により硬化する結合材では、水硬性石灰、天然セメント、ポルトランドセメント、アルミナセメント、石灰混合セメント、エトリンジャイト、混合ポルトランドセメント，高硫酸塩スラグセメント等から選択される水硬性セメントを必須成分とする。
そして、前記水硬性セメントに加えて、石膏、ドロマイト、マグネシアセメント等から選択される気硬性セメントを適宜添加して利用することができる。
【００２０】
前記吸熱物質は、高熱環境下で、熱分解が生じ水を発生する物質として定義される。例えば１００℃から６００℃へと加熱した時に、減量する物質の例としては、(1)水酸化アルミニウム、ギブザイトミネラル、ボーマイト、ジアスポールなどの酸化アルミニウムの水和物や、(2)斜方沸石、ヒューランダイト、モルデナイトなどのゼオライト物質や、(3)アロファン、ハロイサイト、非発泡又は発泡ひる石などのシリカ−アルミナ物質や、(4)ブルサイト、アタパルジャイトなどのマグネシア物質や、(5)サテンホワイト、エトリンジャイト、ドロマイト、硼酸などの他の物質が含まれる。このうち、水酸化アルミニウムが、吸熱物質として特に適した物質であるのは、分子構造上の全分子量中のＯＨ基の割合が、他の物質に比較して大きいことや、生産量が多く入手しやすく、又安全であると考えるからである。
この吸熱物質は、前記のように１５〜５００重量の範囲で配合されるが、１５重量部より少ない場合には、吸熱による鋼材温度上昇の鈍化の程度が小さく耐火性に劣る。５００重量部を越える時は、相対的に結合材の配合量が少なくなり、実用上必要となる強度が得られない。
【００２１】
前記無機質軽量骨材は、天然鉱物の発泡又は膨張した物質である膨張バーミキュライト、パーライト、膨張頁岩、軽石、シラスバルーン等の他、シリカゲルを発泡させた物、各種のスラグを造粒して発泡させた物、ガラス屑を造粒して発泡させた物、粘土粉体を造粒して発泡させた物等のような人工軽量骨材を含む。これらの膨張又は発泡した物質のうち、結晶的にみてさほど「ガラス化」が進んでいないもので且つかさ比重の小さいものが好ましく、例えば膨張バーミキュライト、パーライト、軽石、シラスバルーンが望ましい。
この無機質軽量骨材は、前記のように１０〜２００重量部の範囲で配合されるが、１０重量部未満の時は、作業性及び耐火性能が劣り、２００重量部を越える時は、モルタルの強度が得られない。
【００２２】
前記有機質軽量骨材としては、合成樹脂又はゴムの発泡物等が利用され、その例としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合物、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、天然ゴム、合成ゴム等の発泡物などがある。尚、軽量であれば必ずしも発泡である必要はなく、繊維状や不織布状の物質も採用できる。
この有機質軽量骨材は、粒径範囲として０．３〜２．５mmにあるものを用いる時、より効果的となる。これは、この範囲にある有機質軽量骨材を用いた時に、作業性や平滑性が良くなる為である。この有機質軽量骨材が０．３mmより小さい粒径のものである時、所定のフロー値を得るための水量が多くなり作業性が低下する。逆に２．５mmより大きなものを用いた時には表面の平滑性が低下する。
この有機質軽量骨材は、前記のように２〜２０重量部の範囲で配合される。耐火被覆材を加熱したとき、その加熱によって受ける熱量は、有機質軽量骨材の溶融等の変化のために使用され、その変化に使用された熱量分だけ、耐火被覆材の温度上昇が抑えられるそして、この有機質軽量骨材の量が２重量部未満の時は、上述した作用を十分に発揮できないので、耐火性能に劣り、２０重量部を越える時は、それほど強度のない素材の割合が増加するのであるから、モルタルの強度が得られない。
【００２３】
尚、これらの成分に限定されるものではなく、必要に応じて適宜に以下の成分を添加することができる。例えば増量材として、耐火粘土、耐火性酸化物、珪砂、石灰等の粉体を採用できる。また、亀裂防止や粘性調整材として、ガラス繊維、岩綿繊維、パルプ繊維等の繊維状物や界面活性剤などを採用できる。さらに、タレ防止材や分離防止材や粘度調整材として、セルロース系水可溶性樹脂や液状の合成樹脂エマルションあるいは水に混ぜた時エマルションとなる合成樹脂粉末等を採用でき、それらは、耐火性能を阻害せず、機械的強度や付着性に問題のない範囲において適量配合できる。
【実施例】
【００２４】
図３は、トンネル内壁面に、本発明の施工方法により、耐火被覆構造体を形成する概要図を示すものであって、図４は、形成された耐火被覆構造体の一部の拡大断面図である。
【００２５】
図３では、既にコンクリート４の表面にプライマー（図示せず）が塗られ、スペーサー１を介してワイヤーメッシュ２が固定され（アンカーは図示せず）ている。
吹付けガン１５には、エアコンプレッサー１４からのエアがエアホース５を介して供給されている。また、水１３を水ポンプ１０及び水ホース１１，１２にて送り、耐火被覆材７（粉末）とモルタルミキサー８にて混合し、混練された耐火被覆材がモルタルポンプ９及びモルタル圧送ホース６を介して吹付けガン１５に供給されている。そして、エアと混練された耐火被覆材が吹き付けられている。
【００２６】
図４では、耐火被覆材の吹き付け後、ネット１７をその表面にコテなどにて押圧して埋設した状態を示している。
即ち本発明により施工される耐火被覆構造体は、この図４に示すように、コンクリート４の表面にプライマー１９が塗られ、スペーサー１を介してワイヤーメッシュ２がアンカー３にて固定されており、耐火被覆材１８を吹き付け、形成される耐火被覆材１８の層内にワイヤーメッシュ２が位置するようにすると共に、その表面にネット１７を埋設して仕上げたものである。
【００２７】
尚、前述のようにプライマーは、ワイヤーメッシュを固定する前でも後でもよく、例えばワイヤーメッシュを固定する前であれば、図５に示すように、刷毛２１にてプライマー１９を塗布することも可能である。ワイヤーメッシュを固定した後では、例えば図６に示すように噴霧器２２を用いてワイヤーメッシュ２の外側からプライマー１９を噴霧するようにしてもよい。
【００２８】
図７は、前記図１のスペーサー１を用いてワイヤーメッシュ２を設置する状態を示すものであるが、図１とは異なり、取り付け対象面が上面である場合の状態を示す。この場合も、スペーサー１のＬ字状部１ｃはワイヤーメッシュ２の内側（上方）に、弧状山部１ｄはワイヤーメッシュ２の外側（下方）に位置するように取り付けられ、ワイヤーメッシュ２をＬ字状部１ｃと弧状山部１ｄで挟むように配されるので、安定に固定を行うことができる。
【００２９】
図８は、トンネル施工における耐火被覆材の吹付け状況を示すものであり、作業台車２０に乗った作業者が、モルタル圧送ホース６にて供給される耐火被覆材１８を吹付けガン１５にて吹き付け、ワイヤーメッシュ２の上下に耐火被覆層を形成する。
【００３０】
図９は、耐火被覆材１８を吹き付けた後のネット１７の伏せこみ状況を示すものであり、吹き付けた耐火被覆材１８の表面が乾かないうちに、その表面に、コテ２３を用いてネット１７を埋設する（伏せ込む）。
【００３１】
以下に本発明の施工例を示す。
【００３２】
〈施工例１〉
栃木県芳賀郡二宮町、ボックスカルバート耐火被覆材施工に使用し、工事は平成１６年７月２０日、工事時間は午前８時から午後５時までの工事において、１６m2の施工に使用した。施工に用いた材料、施工機器、施工手順は、表１に示す通りである。
【表１】
【００３３】
〔施工例１の結果〕
関係者より次の評価があった。
吹付け時において耐火材のダレ・跳ね返りがなくロスが少ない。仕上げにおいて耐火材の表面にネットを設置することで平滑性があり、大変綺麗である。
一年経過後もクラックの発生、耐火材の剥離・脱落はなく、その他の異常は見られなかった。
【００３４】
〈比較施工例１〉
ワイヤーメッシュやスペーサを用いない以外は、前記施工例１と全く同じ材料、施工機器、施工手順にて耐火被覆材施工を行った。尚、この場合、塗工厚みが制限されるため、所定の厚みで耐火被覆層が形成できなかった。また、均一な塗り厚が得られなかった。
【００３５】
〔比較施工例１の結果〕
関係者より次の評価があった。
前記施工例１と比較すると、吹付け時において耐火材のダレ・跳ね返りが前記施工例１に比べて少なからずあった。
【００３６】
〈施工例２〉
横浜市金沢区、沈埋トンネル耐火被覆材施工に使用し、工事は平成１６年１０月１４日、工事時間は午前８時から午後５時までの工事において、８m2の施工に使用した。施工に用いた材料、施工機器、施工手順は、表２に示す通りである。
【表２】
【００３７】
〔施工例２の結果〕
一ヶ月経過後もクラックの発生、耐火材の剥離・脱落はなく、その他異常は見られなかった。
【００３８】
〈比較施工例２〉
ワイヤーメッシュやスペーサを用いない以外は、前記施工例２と全く同じ材料、施工機器、施工手順にて耐火被覆材施工を行った。尚、この場合、塗工厚みが制限されるため、所定の厚みで耐火被覆層が形成できなかった。また、均一な塗り厚が得られなかった。
【００３９】
〔比較施工例２の結果〕
関係者より次の評価があった。
比較すると、前記施工例２に比べて吹付け時において耐火材のダレ・跳ね返りが確認された。
【００４０】
〈施工例３〉
東京都池袋南、シールドトンネル耐火被覆工事に使用し、工期は平成１７年８月２２日から平成１７年８月２６日、工事時間は午前８時から午後５時までの工事において、１８０m2の施工に使用した。工事は材料の搬入からコンクリートの下地処理、ワイヤーメッシュの設置、耐火材の施工、後片付けまで工期内に終了した。施工に用いた材料、施工機器、施工手順は、表３に示す通りである。
【表３】
【００４１】
〔施工例３の結果〕
一ヶ月後の確認で、クラックの発生、耐火材の剥離・脱落はなく、その他異常は見られなかった。
【００４２】
〈比較施工例３〉
ワイヤーメッシュやスペーサを用いない以外は、前記施工例３と全く同じ材料、施工機器、施工手順にて耐火被覆材施工を行った。尚、この場合、塗工厚みが制限されるため、所定の厚みで耐火被覆層が形成できなかった。また、均一な塗り厚が得られなかった。
【００４３】
〔比較施工例３の結果〕
関係者より次の評価があった。
比較すると、前記施工例３に比べて吹付け時において耐火材のダレ・跳ね返りが確認された。
【００４４】
このようにワイヤーメッシュを設置することにより、もし予測しない事故が起きた場合、例えば大震災・車の衝突等の事故が起きて物理的に力が加わって下地から耐火被覆層が剥離しても、ワイヤーメッシュは耐火被覆層を保持し、落下防止を果たすことができる。
また、実施例のワイヤーメッシュを保持するアンカーは、動風圧条件・湿潤状態での耐火材自重・ワイヤーメッシュとスペーサーの自重を考慮しても３倍以上の保持力がある。
上述のことは、以下のように確かめられる。
動風圧条件（２４４．９kg／m2＝８１．６３kg／m2×安全率３）に、湿潤状態での耐火被覆材自重（４０kgf／m2）及び取付金具自重（０．５kgf／m2）を加算すると、負荷荷重２８５．４kgf／m2となる。ただし、固定クリップ及びアンカーは０．２５m2（０．５m×０．５m）毎に設置されているため、１本のアンカーに掛かる荷重は、２８５．４kgf／m2×０．２５m2＝７１．４kgfとなる。ここで、アンカーの引き抜き強度２５０kgf以上であるため、３倍以上の保持力（引き抜き耐性）がある。
【００４５】
〈作業性試験〉
表４に示す組成にて配合例１〜３，比較配合例１〜３の耐火被覆材を調製し、作業性試験を行い、その結果を表４に併せて示した。
１．ポンプ圧送性；
○…詰まり、過負荷なく施工できる
×…詰まり又は過負荷があり、施工に問題がある
２．吹付け性，ダレ；
○…ダレが発生しない
×…多くのダレが発生し、施工に問題がある
３．吹付け性，跳ね返り；
○…材料の跳ね返りが少ない
×…材料の跳ね返り多く、施工に問題がある
４．仕上げ性，ネット伏せ込み性；
○…容易に伏せ込みが出来る
△…やや伏せ込み難く、施工に時間がかかる
×…伏せ込み難く、施工に問題がある
５．仕上げ性，コテ塗り性；
○…平滑に押さえられる
×…平滑に押さえられない
【００４６】
〔作業性試験の結果〕
【表４】
【００４７】
〈動風圧試験〉
車両による圧縮、吸引作用に対する耐久性（耐風圧試験）
トンネル内を走行中の車両は、トンネルで空洞内のピストンのように作用する。
車両は、走行方向に向かって、圧力波を前へ押して行き、背後に空気の吸引力が働き、耐火被覆材が剥離し脱落することが考えられるため、数十万回以上で加減圧の繰返し試験を行った。
【００４８】
〔動風圧試験の結果〕
表５に、前記の耐火被覆材成分においての動風圧試験結果を示す。
【表５】
【００４９】
・考察
１m2に吹付けた耐火材の自重は（最大厚さ４０mm）比重１．０g／cm3として、
１．０×０．０４（m3）＝４０．０（kgf）＝３９２（N）であり、
必要な付着強度は、
３９２（N）／１×１０6（mm2）＝０．０００３９２（N／mm2）である。
動風圧後のタイカモルタルの付着強度は０．４３N／mm2であるため、１０９６倍の付着強度を有していることが確認された。
また、安全率３倍を考慮しても３６５倍の付着強度を有していた。
【００５０】
〈コンクリート下地に対するピンの引抜き耐力試験〉
試験方法；
試験体：Ｗ／Ｃ＝５５％、単位水量１７０kg／m3程度で採石及び川砂を用いたコンクリートをJIS A 5304「舗装用コンクリート平板」に規定する方法に準じて、３００×３００×５０程度の寸法に打説し、試験室中で２４時間湿空養生後脱型した。その後６日間水中養生し、試験室で材令２８日まで養生したものを試験用基盤とした。
試験：所定の方法にて試験用基盤にアンカーピンを打ち付けて、建研式油圧引っ張り試験機を用い引抜き荷重を加え、最大荷重を求めた。
表６に、前記の耐火被覆材成分においての引抜き耐力試験の結果を示す。
【００５１】
〔引抜き耐力試験の結果〕
【表６】
【００５２】
・考察
耐火被覆材・ワイヤーメッシュ・スペーサー・動風圧条件を考慮した荷重に対して十分な引抜き耐力があった。
【００５３】
〈曲げ試験〉
ワイヤーメッシュの目開きが、＃５０と＃１００、＃１５０及びワイヤーメッシュなしの場合で曲げ試験を行い、耐火被覆材の支持性を比較した。
試験方法；
試験体：試験はJIS A 1408「建築用ボード類の曲げ及び衝撃試験方法」により、試験体は２号（７００×６００）とした。ワイヤーメッシュの径は、φ１．６mmを使用し、＃５０、＃１００、＃１５０及びワイヤーメッシュなしで試験を行った。スペーサーは５００mm間隔で配置した。試験体作製には、厚さ１２mmの合板を６００×７００mmの大きさに切断し、用意した。ステンレスメッシュを配置し、スペーサーによりワイヤーメッシュを取り付けた。ワイヤーメッシュ取り付け後、混練したタイカモルタルを厚さ１５mmになるように塗付け、タイカモルタルのしまり具合を確認後、再度厚さ１５mmに塗付けを行った。材齢２８日まで一般養生（温度２０℃±２℃、湿度６５％±１０％）を行った。
試験方法：万能試験機（島津１０００kN）を使用し、３点曲げとし、載荷速度は１０mm／min（１００N／min以上又は１〜３分で最大荷重となるもの）とした。曲げ変位を１００mmまでとして、耐火被覆材の状態を観察した
表７に、前記の耐火被覆材成分においての曲げ試験結果を示す。
【００５４】
〔曲げ試験の結果〕
【表７】
【００５５】
・考察
ワイヤーメッシュを設置することで脱落を防止できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
火災等において、コンクリートの爆裂が懸念される各種の構造物や建築物等に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に好適に用いられるスペーサーの一実施例を示す斜視図である。
【図２】図１のスペーサーを用いてワイヤーメッシュを取り付けた状況を示す側断面図である。
【図３】耐火被覆構造体を形成するための概要図である。
【図４】耐火被覆構造体の断面図である。
【図５】プライマー塗布状況図である。
【図６】プライマー塗布状況図である。
【図７】ワイヤーメッシュ設置方法図である。
【図８】耐火被覆材の吹付け状況図である。
【図９】ネットの伏せこみ状況図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ スペーサー
１ａ 固定部
１ｂ 立ち上がり部
１ｃ Ｌ字状部
１ｄ 弧状山部
２ ワイヤーメッシュ
３ アンカー
４ コンクリート
５ エアホース
６ モルタル圧送ホース
７ モルタル（耐火被覆材）
８ モルタルミキサー
９ モルタルポンプ
１０ 水ポンプ
１１ 水ホース
１２ 水ホース
１３ 水
１４ エアコンプレッサー
１５ 吹付けガン
１７ ネット
１８ 耐火被覆材
１９ プライマー
２０ 作業台車
２１ 刷毛
２２ 噴霧器
２３ コテ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートセグメント又は鋼製セグメントが並設された表面に、プライマーを塗る工程と、所定空間を隔ててワイヤーメッシュを固定する工程のうち、何れかの工程を先に、或いは両工程を同時に行った後、無機質結合材に対し、吸熱物質を配合してなる耐火被覆材を吹き付け又は塗り付け、ネットを押圧して埋設した後、仕上げ施工することを特徴とする耐火被覆構造体の施工方法。
【請求項２】
プライマーを塗った後、スペーサーをアンカーで取り付けると共に、スペーサーにワイヤーメッシュを固定することを特徴とする請求項１に記載の耐火被覆構造体の施工方法。
【請求項３】
耐火被覆材は、無機質結合材１００重量部と、吸熱物質１５〜５００重量部と、無機質軽量骨材１０〜２００重量部と、有機質軽量骨材２〜２０重量部とからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐火被覆構造体の施工方法。
【請求項１】
コンクリートセグメント又は鋼製セグメントが並設された表面に、プライマーを塗る工程と、所定空間を隔ててワイヤーメッシュを固定する工程のうち、何れかの工程を先に、或いは両工程を同時に行った後、無機質結合材に対し、吸熱物質を配合してなる耐火被覆材を吹き付け又は塗り付け、ネットを押圧して埋設した後、仕上げ施工することを特徴とする耐火被覆構造体の施工方法。
【請求項２】
プライマーを塗った後、スペーサーをアンカーで取り付けると共に、スペーサーにワイヤーメッシュを固定することを特徴とする請求項１に記載の耐火被覆構造体の施工方法。
【請求項３】
耐火被覆材は、無機質結合材１００重量部と、吸熱物質１５〜５００重量部と、無機質軽量骨材１０〜２００重量部と、有機質軽量骨材２〜２０重量部とからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐火被覆構造体の施工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１３２０８２（Ｐ２００７−１３２０８２Ａ）
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２５９８１（Ｐ２００５−３２５９８１）
【出願日】平成１７年１１月１０日（２００５．１１．１０）
【出願人】（３９００２５６１２）富士川建材工業株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月３１日（２００７．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１０日（２００５．１１．１０）
【出願人】（３９００２５６１２）富士川建材工業株式会社 (22)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]