従来の軽鋼組み立て壁体における火災後の被覆板の剥離、薄肉骨組の急速な温度上昇および耐火性能不足の問題を解決するため、独立した被覆板を用いない新型軽鋼-膨張パーライト泡沫コンクリート複合壁体を提案し、耐火性能の研究を行った。まず、配合比の最適化により、泡沫コンクリートには0.08%の発泡安定剤、30%のフライアッシュ代替率および30 kg/m³の膨張パーライト添加量を採用し、得られた試験体の28日圧縮強度は2.1 MPa、乾燥密度は642 kg/m³、熱伝導率は0.174 W/(m·K)であった。次に、ISO 834および炭化水素火災の条件下で泡沫コンクリートの種類と保護層の厚さを検討するため、中程度の大きさの壁体試験体P1、P2、W1の3種類を設計・製作した。結果は、新型壁体は全体的に安定し、断熱性の失敗は発生せず、膨張パーライト泡沫コンクリート試験体はポリスチレン泡沫コンクリート試験体よりも優れた高温ひび割れ抵抗性と耐火性能を有し、保護層の厚さを増加させることで骨組の温度上昇を著しく抑制できることを示した。二次元の瞬時熱伝達有限要素モデルを構築・検証し、パラメータ解析により新型複合壁体は炭化水素火災などの厳しい熱負荷下でも良好な耐火性能を維持し、骨組の厚さを増すことで熱翼温度がある程度低下するが改善効果は限定的であり、コンクリート保護層の厚さを増すことで耐火性能が著しく向上することが示された。

軽鋼組み立て壁体;泡沫コンクリート;耐火性能;熱安定性;温度場応答