乾式壁

12インチ(13 mm)の乾式壁のさまざまなサイズのカット と、メンテナンスと設置用のツール

ドライウォール石膏ボードドライライニング[ 1 ]ウォールボードシートロックギブボード石膏ボードバスターボードタートルズボード、スラップボード、カスタードボード石膏パネル石膏ボードとも呼ばれる)は、硫酸カルシウム二水和物石膏)で作られたパネルで、添加剤の有無にかかわらず、通常はフェイサー紙とバッキングの厚いシートの間に押し出され、内壁や天井の建設に使用されます。 [ 2 ]石膏は、繊維(通常は紙、グラスウール、またはこれらの材料の組み合わせ)、可塑剤発泡剤、およびカビ可燃性、吸水性を 減らすことができる添加剤と混合されます。

20世紀半ば、北米では、ラスや石膏に代わる時間と労力を節約できる方法として、乾式壁工法が普及しました。[ 3 ]

歴史

サケットボードは、1890年にニューヨーク・コールタール・ケミカル・カンパニーの従業員で、レンセラー工科大学の卒業生でもあるオーガスティン・サケットとフレッド・L・ケインによって発明されました。[ 4 ] [ 5 ]サケットボードは、 4枚のウールフェルト紙に石膏を重ねて作られました。シートは36×36× 1⁄4インチ(914 mm×914 mm×6 mm)で、端はテープで留められておらず、オープンエッジでした。[ 6 ]

石膏ボードは 1910 年から 1930 年の間に進化し、ボードの端をラップすることから始まり、フェルト紙の 2 つの内側の層をなくして紙ベースの表面仕上げを採用しました。1910 年にUnited States Gypsum Corporation がSackett Plaster Board Company を買収し、1917 年までにSheetrockを発表しました。[ 7 ]施工効率が向上したため、耐火性も向上しました。その後、空気連行技術によってボードが軽くなり脆さが軽減され、目地処理の材料やシステムも進化しました。[ 6 ]石膏ラスは初期の石膏の下地材でした。従来の木製または金属製ラスの代替品として、圧縮された石膏ボードでできたパネルがあり、湿った石膏が表面に浸透できるように溝や穴が開けられることがありました。進化するにつれて、石膏の結晶を含浸させた紙で表面仕上げされるようになり、塗布された石膏の表面仕上げ層と結合しました。[ 8 ] 1936年にUSジプサム社は石膏ラス製品にROCKLATH [ 9 ]という商標を登録した。

ジョイントコンパウンドを使用した垂直吊り乾式壁

2002年、欧州委員会は、フランス、イギリス、ドイツベネルクス諸国の消費者の80%に影響を与える市場でカルテルを運営していたラファージュBPBクナウフ、ジプロック・ベネルクスの4社に、合計4億2000万ユーロの罰金を科した。[ 10 ]

製造

ウォールボードパネルは、2層の紙の間に挟まれた石膏プラスター層で構成されています。原料の石膏CaSO 4 ·2H 2 O)は、加熱して水分を蒸発させ、その後わずかに再水和させて硫酸カルシウム半水和物(CaSO4· 1/2 H2O)。石膏は繊維(通常は紙および/またはガラス繊維)、可塑剤発泡剤、促進剤として細かく砕いた石膏結晶、遅延剤としてのEDTAデンプンまたはその他のキレート化合物、および防カビ性および耐火性を高め、吸水性を低下させる(ワックスエマルジョンまたはシラン)、クリープを低減させる(酒石酸またはホウ酸)さまざまな添加剤と混合されます。[ 11 ]次に、湿った混合物の芯材を2枚の厚紙またはグラスファイバーマットで挟んでボードを形成します。芯材が固まると、大きな乾燥室で乾燥され、サンドイッチ構造は建築材料として使用できるほど硬く強くなります。

乾燥室では現在、一般的に天然ガスが使用されています。1,000平方フィート(93平方メートル)の壁板を乾燥させるには 1,750,000~2,490,000 BTU(1.85~2.63 GJ)の熱量が必要です。有機分散剤可塑剤は、製造中にスラリーが流動性を保ち、水分量を減らして乾燥時間を短縮するために使用されます。[ 12 ]石炭火力発電所には、排気ガスから硫黄を除去するためのスクラバーと呼ばれる装置が設置されています。硫黄は、排ガス脱硫(FGD)と呼ばれるプロセスで粉末状の石灰石に吸収され、いくつかの新しい物質が生成されます。その一つが「FGD石膏」と呼ばれています。これは、米国をはじめとする多くの国で乾式壁の建設に広く使用されています。[ 13 ] [ 14 ]

2020年には、世界中で84億平方メートルの乾式壁が販売されました。[ 15 ]

建設技術

1 週間かかる漆喰塗りの代わりとして、経験豊富な乾式壁職人2 名が 1 日か 2 日で家全体を乾式壁で仕上げることができ、乾式壁はアマチュアの大工の多くでも簡単に設置できます。大規模な商業建築では、乾式壁の設置と仕上げの作業は、壁ボードを設置するハンガーと、ジョイントを仕上げて留め具の頭を乾式壁コンパウンドで覆うテーパー (フィニッシャー、マッド マン、またはフロート クルーともいいます ) に分担されることがよくあります。[ 16 ]乾式壁はレベル 0 からレベル 5 までのどの仕上げでも可能で、レベル 0 はまったく仕上げられていない状態、レベル 5 が最もきれいな状態です。[ 17 ]顧客にとって仕上げがどれだけ重要であるかによって、仕上げの追加手順が必要になる場合と不要な場合がありますが、乾式壁が摩耗する可能性のある場所では、下塗りと塗装が推奨されます。

平行ねじ付き木ネジシャンクとラッパ型ヘッドを備えた木材用乾式壁ネジ

乾式壁は、仕上げ面(通常は白色)の紙にカッターナイフで切り込みを入れ、切り込みに沿ってシートを破り、裏張りの紙を切ることで、サイズに合わせて切断されます。コンセントやスイッチ用の穴などの小さな部分は、通常、キーホールソー振動マルチツール、または回転工具の小さな高速ビットを使用して切断されます。次に、乾式壁は、または乾式壁用ネジ、多くの場合接着剤を使用して構造物に固定されます。乾式壁用留め具は、乾式壁クリップまたはストップとも呼ばれ、住宅および商業建築で人気が高まっています。乾式壁用留め具は、内部の乾式壁の角をサポートし、従来乾式壁を設置するために使用されていた非構造用の木材または金属のブロックを交換するために使用されます。その機能により、材料費と労働費が節約され、トラスの浮き上がりによる再訪問が最小限に抑えられ、エネルギー効率が向上し、配管と電気設備の設置が簡単になります。

乾式壁用ネジは、完全に締め込むと、頭が乾式壁にわずかに皿頭になります。従来の円錐形の皿頭ではなく、凹面状に先細りになった「ラッパ頭」が採用されています。これにより、乾式壁の表面を切り込むのではなく圧縮するため、壁面の紙が破れるのを防ぎます。軽量鉄骨フレーム用のネジは、先端が鋭く、ネジ山が細かく刻まれています。鉄骨フレームが20ゲージより重い場合は、ネジ山が細かく刻まれたセルフドリリングネジを使用する必要があります。用途によっては、乾式壁を接着剤で壁に取り付ける場合があります。

乾式壁に「ジョイントコンパウンド」を塗布する

シートを壁の間柱または天井に固定した後、施工者はジョイントテープまたはファイバーメッシュを使用して、乾式壁シート間の継ぎ目を隠します。ジョイントコンパウンド(泥状コンパウンドとも呼ばれる)は、通常、乾式壁用こてまたはナイフで塗布されます。このコンパウンドは、ネジ穴や欠陥部分にも塗布されます。コンパウンドは自然乾燥させた後、通常は塗装前に研磨して滑らかにします。あるいは、より良い仕上がりのために、壁全体にスキムコート(仕上げコンパウンドの薄い層、約1mmまたは132 インチ)を塗布し、塗装後の紙と泥状部分の視覚的な差を最小限に抑えることもできます。

同様のスキムコーティング工法にベニヤプラスターと呼ばれるものがありますが、こちらはやや厚く(約2mm、332インチ)塗られます。ベニヤプラスターは、石膏と石灰パテ を含む、わずかに異なる特殊な硬化剤(「仕上げプラスター」)を使用します。この工程では、石膏プラスター成分の硬化を促進するために特殊処理された紙を貼ったブルーボードを使用します。この硬化剤は、乾式壁に通常使用される自然乾燥型の化合物よりもはるかに収縮が少ないため、1回塗りで済みます。また、ブルーボードは、テーパーエッジの乾式壁板ではなく、角張ったエッジになっています。テーパーエッジの乾式壁板は、テープ目地のテープを皿穴に差し込むために使用されますが、ベニヤプラスターのテープは平らな面の下に埋め込まれます。乾式壁板の上にベニヤプラスターを1回塗りする方法は、完全に多層塗装する「ウェット」プラスターと、目地処理のみに限定された「ドライ」壁の中間的な方法です。

プロパティ

サウンドコントロール

乾式壁の設置方法と種類によって、壁や天井を通じた音の透過を減らすことができます。多くの建築業者の書籍では、乾式壁が厚いほど音の透過を減らすと書かれていますが、技術マニュアルでは、異なる厚さの乾式壁を複数枚重ねて接着したり、騒音を減らすように設計された特殊な乾式壁を使用することが推奨されています。[ 18 ]また、スチール製のスタッド、広いスタッド間隔、二重スタッド、断熱材、および音の透過を減らすその他の細部を含むフレームの構造の詳細も重要です。音響透過クラス(STC)の評価は、通常のスタッド壁の33から、片側に弾性チャネルがあり、スタッド間にグラスウールの断熱材がある木製のスタッド壁の両側に12インチ(13 mm)の二重乾式壁を使用すると、59まで上げることができます。[ 19 ]

通常の5⁄8インチ(16 mm)のパネル(軽量弾性金属チャンネルや断熱材の有無にかかわらず)を使用すると、音の透過はわずかに減少する可能性があります 2層の乾式壁を使用する方が効果的です。場合によっては他の要素と組み合わせて使用​​したり、特別に設計された防音乾式壁を使用することもできます。[ 20 ]

水害とカビ

クローゼットの乾式壁の水害

乾式壁は、その構成材料である石膏、紙、有機添加剤、バインダーの特性により、湿気に非常に弱いです。石膏は湿気にさらされると軟化し、洪水など長時間浸水すると最終的に粘り気のあるペースト状になります。このような事態が発生した場合、建物全体の乾式壁の一部またはすべてを撤去して交換する必要があります。さらに、石膏コアに混ざった紙の表面仕上げや有機添加剤は、カビの温床となります。

ボードの多孔性は製造工程でボードの軽量化を図り、工期と輸送コストを削減するために導入されましたが、この多孔性により、毛細管現象によって水が急速にコア部に到達し、内部でカビが生える原因となります。頭上から室内に水が侵入すると、天井の乾式壁テープが剥がれることがあります。これは、乾式壁の接合部であるテープのすぐ後ろの溝が水浸しになるからです。また、乾式壁を固定しているネジの周りの乾式壁が軟化し、重力の影響で水の重みで乾式壁がたわみ、最終的には崩壊し、交換が必要になることもあります。

乾式壁の化粧紙はシロアリの食用となり、乾式壁で覆われた壁の空洞に侵入すると、シロアリが化粧紙を食べてしまいます。その結果、塗装面に触れると崩れ、裏打ちの化粧紙が食べられてしまいます。損傷した表面を補修して塗り直す必要があるだけでなく、化粧紙が大量に食べられてしまうと、石膏ボードの芯材が簡単にひび割れたり崩れたりするため、乾式壁を撤去して交換する必要があります。

シロアリが壁紙を食べて塗料が剥がれ、乾式壁が損傷する

多くの場合、特に乾式壁が水や湿気にさらされてから48時間以内の場合、専門の修復専門家は、影響を受けた乾式壁の撤去と交換にかかる費用、不便、そして困難を回避できます。彼らは、微生物の活動に必要な要素を除去する急速乾燥技術を用いながら、乾式壁の大部分または全体を修復します。

このような理由から、カビの繁殖を防ぐためにワックスや化学薬品でコーティングされた外面を持つ乾式壁の一種であるグリーンボード[ 21 ]や理想的にはセメントボードが、湿度が高いと予想される部屋、主にキッチン、バスルーム、ランドリールームに使用されます。

その他の損害リスク

発泡断熱材や石膏ボードの石膏部分は、ミツバチが建物内に巣を作る際に巣の面積を広げるために簡単に噛み砕かれてしまいます。 [ 22 ]

耐火性

一部の防火壁は、受動的な防火アイテムとしてタイプ X 乾式壁で構築されています。石膏には、水和物の形で結合した結晶水が含まれています。にさらされると、結果として生じる分解反応で水蒸気が放出され、吸熱反応(熱エネルギーを吸収する)が起こるため、石膏内の水がなくなるまで熱伝達が遅くなります。防火アセンブリの耐火等級は、乾式壁の層を追加することで向上し、壁の場合は最大 4 時間、床/天井アセンブリの場合は 3 時間までになります。[ 23 ]乾式壁で構築された耐火アセンブリは、 DIN 4102 パート 4、カナダ建築基準法、Underwriters Laboratories 、Underwriters Laboratories of Canada (ULC) などの設計または認証リスト​​カタログに記載されています。

試験の結果、耐火等級が付与された規格認定設計が完成します。これらの設計は規格の一部となり、特定のメーカーによる使用に限定されるものではありません。ただし、現場構成で使用される材料がタイプX乾式壁の最低要件を満たし、十分な層数と厚さが使用されていることを実証できれば、個々のメーカーが第三者機関による試験と承認を受けた独自の設計を持つこともできます。

タイプX乾式壁

タイプX石膏ボードでは、パネルの芯材を強化するために、石膏に特殊なガラス繊維が混合されています。これらの繊維は、水分の蒸発によって生じるひび割れの大きさを縮小し、石膏ボードの耐火性能を長期間にわたって向上させます。[ 24 ]

C型乾式壁

タイプCの石膏パネルは、タイプXよりも高い耐火性を備えています。タイプCパネルの芯材には、高密度のガラス繊維が含まれています。また、タイプCパネルの芯材には、収縮を補償する添加剤として作用するバーミキュライトが含まれており、火災時の高温にさらされると膨張します。この膨張は、芯材内の石膏の焼成温度とほぼ同じ温度で発生するため、タイプCパネルの芯材は火災時においても寸法安定性を維持します。[ 24 ]

無駄

製造および設置の過程で最大12%の乾式壁が廃棄され、乾式壁の材料が再利用されないことが多いため、廃棄が問題になることがあります。一部の埋立地では、乾式壁の投棄を禁止しています。一部のメーカーは、建設現場から廃棄された壁ボードを回収し、新しい壁ボードにリサイクルしています。再生紙は通常、製造時に使用されます。最近では、建設現場自体でのリサイクルが研究されています。粉砕された乾式壁は、ソーダ粘土とシルトの混合物(ベイマッド)などの建設現場の特定の土壌を改良するために使用したり、堆肥に使用したりする可能性があります。[ 25 ] 2016年の時点で、壁ボードがリサイクルのために回収される場合に品質と組成が維持されるようにするための業界標準が策定されています。

市場

北米

北米は世界有数の石膏ボード消費国であり、壁板工場の総生産能力は年間420億平方フィート(39億平方メートル)に達します。これは、世界の年間生産能力850億平方フィート(79億平方メートル)の約半分に相当します。[ 26 ]さらに、1990年代後半から2000年代初頭にかけて、北米の住宅建設・リフォーム市場は需要を増加させました。石膏ボード市場は住宅ブームの最大の恩恵を受けた市場の一つであり、「平均的なアメリカの新築住宅には7.31トン以上の石膏が使用されている」とされています。[ 27 ]

2005年3月、米国環境保護庁(EPA)はクリーンエア州間規則(Clean Air Interstate Rule)を導入し、化石燃料発電所に対し、2018年までに「二酸化硫黄排出量を73%削減」することを義務付けました。 [ 28 ]また、クリーンエア州間規則では、発電所に対し、排出排ガス中に含まれる二酸化硫黄を除去するための新しいスクラバー(産業汚染防止装置)の設置も求めています。スクラバーは、排ガス脱硫(FGD)技術を用いて、副産物として合成石膏を生成します。この原料の新たな供給を受けて、石膏ボード市場は大きく変化すると予想されていました。しかしながら、焼成時の水銀放出などの問題を解決する必要があります。[ 29 ]

論争

高硫黄乾式壁の病気と腐食の問題

2006年と2007年のハリケーン・カトリーナの後の再建工事や、その他の地域での再建工事において、大量の欠陥のある乾式壁が中国から米国に輸入され、数万戸の住宅に使用されました。苦情の中には、建物の悪臭、健康への影響、金属腐食などがありました。これは硫黄ガスの発生が原因です。同じ乾式壁がアジアでは問題なく販売されていましたが、米国の住宅は中国の住宅よりもはるかに気密性が高く、換気も少ないです。輸入された乾式壁からは、硫化水素などの揮発性硫黄化合物が検出されており、健康被害との関連が疑われています。これらの化合物は、様々な種類の乾式壁から排出されます。

多くの管轄区域で訴訟が進行中ですが、多くの乾式壁材には「Made in China」とだけ表示されているため、製造元の特定が困難です。消費者製品安全委員会(CPSC)による調査は2009年に開始されました。[ 30 ] 2009年11月、CPSCは、米国で数千人の住宅所有者から報告された配管や配線の腐食と中国製乾式壁材との間に「強い関連性」があると報告しました。この問題は2011年に解決され、現在ではすべての乾式壁材は揮発性硫黄の検査が義務付けられており、10ppmを超える硫黄を含むものは米国で販売できません。

変種

カナダまたは米国で利用可能なバリアントは以下のとおりです。

  • 通常のホワイトボード、厚さ1434インチ(6.3~19 mm)
  • 耐火性(「タイプX」)の異なる厚さと多層構造の壁板は、特定の壁構造が標準化された耐火試験に耐えられる時間に基づいて、より高い耐火性能を実現します。耐火性を向上させるために、パーライト、バーミキュライト、ホウ酸が添加されることがよくあります。
  • グリーンボードは、緑色の紙に油性添加剤を配合した乾式壁材で、耐湿性があります。洗面所など、湿度が高くなると予想される場所でよく使用されます。[ 31 ]
  • ブルーボード、ブルーフェイスペーパーは、スキムコートまたは積層石膏仕上げと強力に結合し、耐水性と耐カビ性を実現します。
  • グリーンボードよりも耐水性に優れたセメントボード。シャワー室やサウナ室、セラミックタイルのベースとして使用されます。
  • 響板は音響伝達クラスを高めるために木の繊維で作られています。
  • 防音乾式壁は、石膏や制振ポリマーなどの他の材料を使用して作られた積層乾式壁であり、音響透過クラスの評価を大幅に向上させます。
  • カビに強い、ペーパーレスのグラスファイバー表面を持つ乾式壁[ 32 ]
  • リサイクル農業資材から作られたボード、Enviroboard
  • 鉛入り乾式壁。放射線機器の周囲に使用される乾式壁。[ 33 ]
  • 防湿層として使用される箔裏張り乾式壁。[ 34 ]
  • 密度制御ボード (CD) は天井ボードとも呼ばれ、厚さ12インチ (13 mm)のみが用意されており、通常のホワイトボードよりもかなり硬いです。
  • エコロックは、リサイクルフライアッシュ、スラグ、窯ダスト、充填剤など20種類の材料を組み合わせて使用​​し、デンプンセルロースを含まない乾式壁で、リサイクル材料の使用とエネルギー効率の高いプロセスにより環境に優しいと宣伝されています。 [ 35 ]
  • 石膏ボード「耐火コードC」。このボードは、ガラス繊維の含有量が多く、収縮を抑えるためにバーミキュライトの一種が使用されている点を除けば、タイプXと組成は似ています。高温にさらされると石膏ボードの芯材は収縮しますが、この添加剤はほぼ同じ割合で膨張するため、石膏ボードの芯材は火災時により安定し、石膏ボードが乾燥した後もその場に留まります。

仕様

オーストラリアとニュージーランド

石膏ボードという用語は、オーストラリアニュージーランドで使用されています。オーストラリアでは、この製品は最大の石膏ボード製造業者の名前にちなんで、しばしばGyprockと呼ばれています。 [ 36 ]ニュージーランドでは、ジブラルタルギブボードとも呼ばれています。[ 37 ]これは、現地市場を独占している現地生産製品の登録商標(GIB)に由来するものです。[ 38 ] [ 39 ]湿気の多い場所(浴室やキッチンなど)で使用される特定のタイプのジブラルタルボードは、アクアギブとして知られています。

厚さは10mm、13mm、16mmで、場合によっては最大25mmまでの厚さのものもあります。パネルは一般的に幅1200mmのシートで販売されており、長さは1800mm、2400mm、3000mm、4800mm、または6000mmのものがあります。シートは通常、木材または冷間成形鋼製のフレームに固定され、梁中心間距離は150mmから300mm、部材間距離は400mmから600mmの範囲で固定されます。[ 40 ]

両国とも、19世紀および20世紀初頭の建物の改修において、 スクリム壁やサーキング壁の代わりとして石膏ボードが広く使用されるようになった。

カナダとアメリカ合衆国

カナダと米国のドライウォール パネルは、幅が 48、54、96 インチ (1.2、1.4、2.4 メートル) で、長さは用途に合わせて様々です。最も一般的な幅は 48 インチですが、天井高が 9 フィート (2.7 メートル) になるにつれ、幅 54 インチのパネルの人気が高まっています。長さは最大 16 フィート (4.9 メートル) が一般的で、最も一般的なのは 8 フィート (2.4 メートル) です。一般的な厚さは12インチと58インチ (13 ミリメートルと 16 ミリメートル)で、特定の用途では14 インチ、  38 インチ、  34 インチ、1 インチ (6 ミリメートル、10 ミリメートル、19 ミリメートル、25 ミリメートル) の厚さが使用されます。カナダの多くの地域では、ドライウォールは一般に Gyproc と呼ばれています。

ヨーロッパ

ヨーロッパでは、ほとんどの石膏ボードは幅120センチメートル(47インチ)のシートで作られていますが、幅60センチメートル(24インチ)と90センチメートル(24インチと35インチ)のシートも作られています。幅120センチメートル(47インチ)の石膏ボードは、長さ240センチメートル(94インチ)のものが最も一般的ですが、250、260、270、280、300センチメートル(98インチ、102インチ、106インチ、110インチ、118インチ)以上のシートも一般的です。石膏ボードの厚さは9.5 25ミリメートル(3⁄8~1インチ)です。[ 41 ]

石膏ボードは、一般的に3種類の端面処理が施されています。テーパード端面は、ボードの長辺がテーパー状に加工され、前面に幅広のベベルが付けられているため、接合材をボード本体の面と面一に仕上げることができます。プレーン端面は、表面全体に薄い仕上げ用プラスター(スキムコート)を塗布する場合に使用されます。四辺全てにベベル加工が施されたものは、屋根材に特化した製品に使用されます。英国の大手メーカーは、一般用途向けに 四辺面取りされたドライウォールを販売していません。

参照

参考文献

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