特許 7499072 耐火部材の施工方法および耐火部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-05

(45)【発行日】2024-06-13

(54)【発明の名称】耐火部材の施工方法および耐火部材

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/94 20060101AFI20240606BHJP

【ＦＩ】

E04B1/94 E

E04B1/94 U

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020095631

(22)【出願日】2020-06-01

(65)【公開番号】P2021188400

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-03-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森田 武

(72)【発明者】

【氏名】奥山 孝之

【審査官】須永 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１３６２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１８１４６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０４Ｂ １／６２－１／９９

Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼材の表面の一部に、加熱により所定の発泡温度で発泡する発泡性の第一の耐火塗料を施工して乾燥硬化させた後、乾燥硬化した前記第一の耐火塗料の隣に第二の耐火塗料を塗り継ぐことによって耐火部材を施工する方法において、
前記表面に設定した先施工範囲と後施工範囲に下塗り材を施工した後、先施工範囲の前記下塗り材の上に前記第一の耐火塗料を施工するステップと、前記第一の耐火塗料を乾燥硬化させた後、後施工範囲の前記下塗り材の上に前記第二の耐火塗料を施工するステップを有し、
前記第一の耐火塗料と前記第二の耐火塗料が、ポリリン酸アンモニウムとポリエーテル系樹脂を含む同一成分の強溶剤系の塗料により構成され、前記下塗り材が、弱溶剤系の塗料により構成されることを特徴とする耐火部材の施工方法。

【請求項2】

鋼材と、この鋼材の表面に設けられた下塗り材と、前記下塗り材の上に設けられるとともに加熱により所定の発泡温度で発泡する発泡性の耐火塗料とを備える耐火部材であって、
前記耐火塗料は、前記下塗り材の上の一部に設けられた第一の耐火塗料と、前記第一の耐火塗料の隣の前記下塗り材の上に塗り継いで設けられた第二の耐火塗料とを備え、前記第一の耐火塗料と前記第二の耐火塗料は、ポリリン酸アンモニウムとポリエーテル系樹脂を含む同一成分の強溶剤系の塗料により構成され、前記下塗り材は、弱溶剤系の塗料により構成されることを特徴とする耐火部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耐火部材の施工方法および耐火部材に関し、特に耐火塗料を塗り継いで施工する耐火部材の施工方法および耐火部材に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、鋼構造建築物など、鋼材を使った構造物が火災に曝された場合、鋼材は温度上昇によって強度や剛性が低下して、構造物が崩壊するおそれがある。そのため、鉄骨造の梁や柱には、火災加熱による温度上昇を抑制するために、耐火被覆が施される。

【0003】

耐火被覆材料の一つとして、ポリリン酸アンモニウムを主成分とする耐火塗料がある。耐火塗料は、火災時に熱を受けると２５０℃前後で発泡を開始して、２０～３０倍に発泡して断熱層を形成し、鋼材の温度上昇を抑制する。耐火塗料は、数ミリから十数ミリ単位の厚さで鋼材表面に塗装される。

【0004】

鉄骨部材に対して耐火塗料を鉄骨プレファブリケーターなどの工場で施工して、図５に示すように、当該部材１を建設現場に搬入して建入した後に継手部あるいは接合部２の廻りに対して耐火塗料を現場で施工する場合、工場で塗装した耐火塗料３と現場で施工した耐火塗料４の一体性が求められる。すなわち、工場塗装した耐火塗料と現場塗装した耐火塗料の一体性が確保できなければ、火災時において求められる断熱性能が確保できないおそれがある。

【0005】

一方、構造物を形成する基材の表面に既に耐火性の硬化膜が形成された後に、何らかの原因により耐火性の硬化膜が失われて生じた硬化膜不存在部分に硬化膜を形成する技術として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。これは、耐火塗料の硬化膜が形成されていない未形成部分に、耐火塗料を予め硬化してなる硬化膜を乾燥硬化する前の下塗り層を介して貼着する工程と、下塗り層を乾燥硬化する工程を有するものである。この方法は、耐火塗料の硬化膜を必要な大きさに切り出して、未形成部分に貼り付ける方法であるため、手間と時間がかかるという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１４－１０５５６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、耐火塗料を工場施工した後に、さらに現場で耐火塗料を塗り継いでも耐火塗料の一体性が確保され、耐火性能も確保することができる耐火部材の施工方法および耐火部材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】

【0008】

上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る耐火部材の施工方法は、鋼材の表面の一部に、加熱により所定の発泡温度で発泡する発泡性の耐火塗料を施工して乾燥硬化させた後、乾燥硬化した耐火塗料の隣に耐火塗料を塗り継ぐことによって耐火部材を施工する方法において、耐火塗料が、ポリエーテル系樹脂を含む塗料により構成されることを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係る耐火部材は、鋼材と、この鋼材の表面に設けられるとともに加熱により所定の発泡温度で発泡する発泡性の耐火塗料とを備える耐火部材であって、鋼材の表面の一部に設けられた耐火塗料と、この耐火塗料の隣に塗り継いで設けられた耐火塗料とを備え、耐火塗料は、ポリエーテル系樹脂を含む塗料により構成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る耐火部材の施工方法によれば、鋼材の表面の一部に、加熱により所定の発泡温度で発泡する発泡性の耐火塗料を施工して乾燥硬化させた後、乾燥硬化した耐火塗料の隣に耐火塗料を塗り継ぐことによって耐火部材を施工する方法において、耐火塗料が、ポリエーテル系樹脂を含む塗料により構成されるので、耐火塗料を工場施工した後に、さらに現場で耐火塗料を塗り継いでも耐火塗料の一体性が確保され、耐火性能も確保することができるという効果を奏する。

【0011】

また、本発明に係る耐火部材によれば、鋼材と、この鋼材の表面に設けられるとともに加熱により所定の発泡温度で発泡する発泡性の耐火塗料とを備える耐火部材であって、鋼材の表面の一部に設けられた耐火塗料と、この耐火塗料の隣に塗り継いで設けられた耐火塗料とを備え、耐火塗料は、ポリエーテル系樹脂を含む塗料により構成されるので、耐火塗料を工場施工した後に、さらに現場で耐火塗料を塗り継いでも耐火塗料の一体性が確保され、耐火性能も確保することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１（１）は、本発明に係る耐火部材の施工方法および耐火部材の実施の形態を示す要部断面図であり、（２）は変形例である。

【図2】図２は、実施例の使用材料を示す図である。

【図3】図３は、耐火塗料塗り継ぎ部の主材塗り仕様を示す図であり、（１）は先施工範囲の側面図、（２）は（１）のＡ－Ａ線に沿った断面図、（３）は後施工範囲の側面図、（４）は（３）のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

【図4】図４は、耐火塗料塗り継ぎ部の下塗り範囲を示す図であり、（１）は側面図、（２）は（１）のＡ－Ａ線に沿った断面図である。

【図5】図５は、耐火塗料を工場で施工した部分と現場で施工した部分を組み合せた鉄骨架構のイメージ図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に、本発明に係る耐火部材の施工方法および耐火部材の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0014】

図１（１）に示すように、本発明の実施の形態に係る耐火部材１０は、鋼板１２（鋼材）と、この鋼板１２の表面の一方側に工場などで先行して設けられた耐火塗料１４と、この耐火塗料１４の隣に建設現場などで塗り継いで設けられた耐火塗料１６とを備える。耐火塗料１４、１６は、いずれもポリリン酸アンモニウムとポリエーテル系樹脂を含む同一成分の強溶剤系の耐火塗料で構成され、鋼板１２の表面に下塗り材１８を介して塗装される。この耐火塗料は、火災時に熱を受けると２５０℃前後（発泡温度）で発泡を開始して、２０～３０倍に発泡して断熱層を形成し、鋼板１２の温度上昇を抑制する。

【0015】

先施工の耐火塗料１４と後施工の耐火塗料１６の取合い部については、先施工の範囲と後施工の範囲に下塗り材１８を塗布した後、先施工の範囲に耐火塗料１４を塗布する方法を採用してもよい。また、耐火塗料１４、１６は、図１（１）に示すように、下塗り材１８の表面に塗り重ねて断面視で膜厚が直線的に変化するくさび状の層を形成し、同厚に仕上げることが望ましいが、本発明はこれに限るものではない。例えば、図１（２）に示すように、耐火塗料１４、１６に塗り重ね部分がないように施工してもよい。

【0016】

本実施の形態によれば、耐火塗料１４、１６が、ポリエーテル系樹脂を用いた強溶剤系の耐火塗料であるので、鋼板１２に対して耐火塗料１４を工場施工した後に、さらに建設現場で耐火塗料１６を塗り重ねしても耐火塗料１４、１６の一体性が確保され、耐火性能も確保することができる。

【0017】

上記の実施の形態においては、耐火塗料の発泡温度が２５０℃前後である場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限るものではなく、発泡温度がこれ以外の温度である耐火塗料の場合にも同様に適用可能である。いずれにしても耐火塗料がポリエーテル系樹脂を用いた強溶剤系の耐火塗料であればいかなるものでもよい。このようにしても、上記と同様の作用効果を奏することができる。

【0018】

（実施例）
本発明の効果を検証するために、実施例として耐火塗料プレコート鉄骨梁を製作し、耐火実験を行って耐火性能を確認した。この実施例では、耐火塗料をプレコートした鉄骨梁を建設現場で建方後、接合部・継手部廻りの耐火被覆として耐火塗料を使用する場合を想定し、鋼材の材長方向の被覆範囲を２分割して、片側の被覆範囲に耐火塗料を施工した後、もう一方の被覆範囲に耐火塗料を施工した。塗り継ぎ部では、耐火上不利と考えられる塗り継ぎ方法を採用した。すなわち、図１（２）に示すように、先施工の耐火塗料１４と後施工の耐火塗料１６の塗り重ねは行わなかった。

【0019】

使用した耐火塗料の諸元を図２に示す。耐火塗料は「耐火テクト（登録商標）」（関西ペイント（株））を使用した。なお、主材を塗布する際の塗布量および膜厚（ウェット）は諸条件によって変動するが、今回の試験体製作時の目安（膜厚調整・ロス含まず）は塗布量：２５００ｇ／ｍ^２、膜厚（ウェット）：２．００ｍｍ、膜厚（ドライ）：１．７５ｍｍとした。主材厚さは耐火時間に応じて１．７５ｍｍ（耐火時間１時間）と、４．８０ｍｍ（耐火時間２時間）の２ケースを設定した。使用した鋼材の断面はＨ－４００×２００×８×１３ｍｍであり（Ｈ形鋼）、鋼種はＪＩＳ Ｇ ３１０６「溶接構造用圧延鋼材」のＳＭ４９０Ａである。耐火塗料プレコート鉄骨梁の全長は５８００ｍｍとし、鉄骨梁の上部には、床を模擬するために厚さ１００ｍｍ、幅６００ｍｍのＡＬＣ版をスタッドボルトで取り付けた。

【0020】

耐火塗料の塗り継ぎ部の施工は、図３に示すように、［先施工範囲と後施工範囲の下塗り］→［先施工範囲の主材塗り］→［２４時間放置］→［後施工範囲の主材塗り］→［先施工範囲および後施工範囲の中塗り］→［先施工範囲および後施工範囲の上塗り］の順に行った。下塗塗料は弱溶剤系であり、主材は強溶剤系であるため、後施工範囲の下塗りを先行して行っても、主材を塗布した際に主材の強溶剤が下塗りの表層を溶融させるため両塗装の付着は確保される。

【0021】

この実施例では、後施工範囲の下塗りを全面に渡って先行して行ったが、実際にはボルト接合や溶接接合を行うために継手部や接合部廻りの下塗りは後施工になる。そこで実際には、先施工の主材の塗膜が鉄骨素地のさびの影響等を受けないように、図４に示すように、後施工範囲の下塗りは先施工の主材端よりも可能な範囲（例えばＬ＝１００ｍｍ以上）で長く塗ることが望ましい。また、実施例の製作では図３に示したように先施工範囲と後施工範囲の中塗りおよび上塗りを同時に施工したが、先施工において先施工範囲の中塗りと上塗りを済ませた後、後施工範囲の中塗りと上塗りを行ってもよい。その場合、後施工の中塗りと上塗りを先施工部分の中塗りと上塗りに塗り重ねることが望ましい。

【0022】

耐火塗料を施工する前の鋼材の表面に対する素地調整はブラストによって行った。主材はコテ塗りとし、数層に分けて塗布した後、硬化した塗膜をやすりで削るなどして厚さを調整した。下塗り、中塗りおよび上塗りはローラー塗りとした。実施例の製作における耐火塗料の施工手順は、まず、耐火塗料を施工する全面に下塗りを行った後、先施工範囲の主材を所定の厚さに仕上げた。主材の塗り継ぎ部にあっては、所定の主材厚さに合わせて作製したポリプロピレン樹脂板（塗料が付着しにくい素材の板）を定規として塗り継ぎ部に設置して主材の施工を行った。先施工範囲の主材の施工が完了した後、中一日おいて、後施工範囲の主材塗りを行い所定の厚さに仕上げた。その後、上塗りと中塗りを行って塗装を完了した。耐火塗料の塗り継ぎ部には、軽微な不陸が認められたが、ひび割れや亀裂は生じなかった。

【0023】

こうして施工した耐火塗料プレコート鉄骨梁に対して耐火実験を行い、塗り継ぎ部周辺の鋼材温度を密に測定した。この測定の結果、所要の耐火性能（１時間耐火、２時間耐火）を確保できていることが確認された。

【0024】

以上説明したように、本発明に係る耐火部材の施工方法によれば、鋼材の表面の一部に、加熱により所定の発泡温度で発泡する発泡性の耐火塗料を施工して乾燥硬化させた後、乾燥硬化した耐火塗料の隣に耐火塗料を塗り継ぐことによって耐火部材を施工する方法において、耐火塗料が、ポリエーテル系樹脂を含む塗料により構成されるので、耐火塗料を工場施工した後に、さらに現場で耐火塗料を塗り継いでも耐火塗料の一体性が確保され、耐火性能も確保することができる。

【0025】

また、本発明に係る耐火部材によれば、鋼材と、この鋼材の表面に設けられるとともに加熱により所定の発泡温度で発泡する発泡性の耐火塗料とを備える耐火部材であって、鋼材の表面の一部に設けられた耐火塗料と、この耐火塗料の隣に塗り継いで設けられた耐火塗料とを備え、耐火塗料は、ポリエーテル系樹脂を含む塗料により構成されるので、耐火塗料を工場施工した後に、さらに現場で耐火塗料を塗り継いでも耐火塗料の一体性が確保され、耐火性能も確保することができる。

【産業上の利用可能性】

【0026】

以上のように、本発明に係る耐火部材の施工方法および耐火部材は、耐火塗料を工場施工した後に、さらに現場で耐火塗料を塗り重ねして施工される耐火部材に有用であり、特に、耐火塗料の一体性と耐火性能を確保するのに適している。

【符号の説明】

【0027】

１０ 耐火部材
１２ 鋼板（鋼材）
１４，１６ 耐火塗料
１８ 下塗り材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】