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乾式壁（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、ジブボード、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、ジプロックとも呼ばれる）は、二水和硫酸カルシウム（石膏）を主成分とするパネルで、添加剤の有無にかかわらず、通常は厚い表面紙と裏紙の間に押し出され、内壁や天井の建設に使用されます。 [ 2 ]石膏には、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、カビ、可燃性、吸水性を低減できる添加剤が混合されます。
20世紀半ば、北米では、ラスと漆喰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た。[ 3 ]
サケットボードは、1890年にニューヨーク・コールタール化学会社の従業員でレンセラー工科大学の卒業生で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 ]これは、4枚のウールフェルト紙の間に石膏を重ねて作られました。シートは36インチ×36インチ× 1 / 4インチ（914mm × 914mm × 6mm ）の厚さで、端は開いていました（テープで留められていません）。[ 6 ]
石膏ボードは1910年から1930年の間に進化し、最初はボードの端を巻いて、内側の2層のフェルト紙を紙ベースの表面材に置き換えました。1910年にユナイテッド・ステイツ・ジプサム・コーポレーションがサケット・プラスター・ボード・カンパニーを買収し、1917年までにシートロックを導入しました。[ 7 ]設置効率を高めるために、耐火性も高められました。後に空気連行技術によってボードは軽量化され、脆さが軽減され、ジョイント処理材料と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として、圧縮石膏プラスターボードで作られたパネルがあり、湿った石膏が表面に食い込むように溝を掘ったり穴を開けたりすることがありました。進化するにつれて、塗布された石膏の表面層と結合する石膏結晶を含浸させた紙で表面を覆うようになりました。[ 8 ] 1936年、US Gypsumは自社の石膏ラス製品にROCKLATH [ 9 ]を商標登録した。
2002年、欧州委員会は、フランス、英国、ドイツ、ベネルクス諸国の消費者の80％に影響を与えるカルテルを市場で運営していたラファージュ、BPB、クナウフ、ジプロック・ベネルクスの各社に対し、総額4億2000万ユーロの罰金を科した。[ 10 ]
壁板パネルは、2枚の紙の間に挟まれた石膏プラスターの層で構成されています。生の石膏（CaSO₄・2H₂O ）は、水分を飛ばすために加熱され、その後わずかに再水和されて硫酸カルシウム半水和物（CaSO₄）が生成されます。4 · 1/2 H2 O) 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、促進剤として微粉砕した石膏結晶、EDTA、遅延剤としてデンプンまたはその他のキレートカビや耐火性を高めたり、吸水率を下げたり（ワックスエマルジョンまたはシラン）、クリープを抑制したり（酒石酸またはホウ酸）するさまざまな添加剤と混合されます。 [ 11 ]次に、湿った混合物のコアを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。コアが固まったら、大きな乾燥室で乾燥させ、サンドイッチは建築材料として使用できるほど硬く丈夫になります。
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 m 2 )の壁板を乾燥させるには、1,750,000 ～ 2,490,000 BTU (1.85 ～ 2.63 GJ)が必要です。有機分散剤と可塑剤は、製造中にスラリーが流動し、水分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、排ガスから硫黄を除去するスクラバーと呼ばれる装置があります。硫黄は、排煙脱硫(FGD) と呼ばれるプロセスで粉末石灰石に吸収され、いくつかの新しい物質が生成されます。その 1 つは「FGD 石膏」と呼ばれています。これは、米国やその他の地域で乾式壁の建設によく使用されます。[ 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 ]
1週間かかる石膏塗りの代わりに、熟練した石膏ボード職人2人が1～2日で家全体に石膏ボードを貼ることができ、石膏ボードは多くの素人大工でも簡単に設置できます。大規模な商業建設では、石膏ボードの設置と仕上げの作業は、壁板を設置するハンガーと、継ぎ目を仕上げて留め具の頭を石膏ボード用コンパウンドで覆うテーパー（仕上げ工、泥工、フロートクルーとも呼ばれる）に分かれることがよくあります。[ 16 ]石膏ボードはレベル0からレベル5まで仕上げることができ、0は仕上げを一切行わず、5は最も完璧な状態です。[ 17 ]仕上げが顧客にとってどれほど重要かによって、仕上げの追加工程が必要になる場合とそうでない場合がありますが、摩耗にさらされる可能性のある場所では、石膏ボードの下塗りや塗装が推奨されます。
石膏ボードは、仕上げ面（通常は白色）の紙をユーティリティナイフで切り込み、切り込みに沿ってシートを割り、紙の裏地を切断してサイズに合わせてカットします。コンセントや照明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、またはロータリーツールの小さな高速ビットを使用してカットします。その後、石膏ボードは釘または石膏ボード用ネジ、そして多くの場合接着剤で構造物に固定されます。石膏ボード用ファスナー（石膏ボードクリップまたはストップとも呼ばれる）は、住宅および商業建築で人気が高まっています。石膏ボード用ファスナーは、内装の石膏ボードのコーナーを支え、従来石膏ボードの設置に使用されていた非構造的な木材または金属のブロックの代わりとして使用されます。その機能により、材料費と人件費が節約され、トラスの浮き上がりによる再工事が最小限に抑えられ、エネルギー効率が向上し、配管および電気設備の設置が簡素化されます。
石膏ボード用ネジは、完全に締め込むと、頭が石膏ボードにわずかに沈み込みます。従来の円錐形の皿頭ではなく、凹状のテーパーを持つ「ラッパ頭」を使用しているため、石膏ボードの表面を削り込むのではなく圧縮し、紙が破れるのを防ぎます。軽量鋼フレーム用のネジは、先端が鋭く、ねじ山の間隔が細かくなっています。鋼フレームが20ゲージより厚い場合は、ねじ山の間隔が細かい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、石膏ボードを接着剤で壁に取り付ける場合もあります。
石膏ボードを壁の間柱や天井の根太に固定した後、施工者はジョイントテープやファイバーメッシュで石膏ボード間の継ぎ目を隠します。ジョイントコンパウンド（パテとも呼ばれる）は、通常、石膏ボード用こてやナイフで塗り広げられます。このコンパウンドは、ネジ穴や欠陥にも塗布されます。コンパウンドは自然乾燥させた後、塗装前に滑らかになるまで研磨するのが一般的です。あるいは、より良い仕上がりを求める場合は、塗装後に紙とパテを塗った部分の見た目の違いを最小限に抑えるため、壁全体に仕上げ用コンパウンドの薄い層（約1mmまたは1/32インチ）を塗布することもあります。
もう一つの同様の薄塗り工法はベニアプラスター工法と呼ばれ、こちらはやや厚めに（約2mmまたは3/32インチ）塗布されます。ベニア工法では、石膏と石灰パテを含む、やや異なる特殊な硬化剤（「仕上げプラスター」）を使用します。この工法では、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が貼られたブルーボードを使用します。この硬化は、乾式壁で通常使用される空気乾燥タイプの硬化剤よりも収縮がはるかに少ないため、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ボードとは異なり、角が直角になっています。テーパーエッジの乾式壁ボードは、テープジョイントでテープを埋め込むために使用されますが、ベニアプラスター工法ではテープは平らな面の下に埋め込まれます。乾式壁ボードに1回塗りのベニアプラスターは、全面に複数回塗り重ねる「湿式」プラスターと、ジョイント処理のみを行う「乾式」壁の中間的な工法です。
設置方法や石膏ボードの種類によって、壁や天井からの音の伝達を低減できます。建築業者向けの書籍では、石膏ボードを厚くすると音の伝達が低減するとされていますが、エンジニアリングマニュアルでは、厚さの異なる石膏ボードを複数枚重ねて接着したり、騒音を低減するように設計された特殊な石膏ボードを使用したりすることを推奨しています。[ 18 ]また、スチールスタッドを使用したフレーミングの構造の詳細、スタッドの間隔を広げること、二重スタッド、断熱材、その他の音の伝達を低減する詳細も重要です。通常のスタッド壁の遮音等級（STC）は33ですが、片側に弾性チャンネル、スタッド間にグラスウール断熱材を入れた木製スタッド壁の両側に1/2インチ（13mm）の石膏ボードを二重に貼ると、 59まで高めることができます。[ 19 ]
Sound transmission may be slightly reduced using regular 5⁄8-inch (16 mm) panels (with or without light-gauge resilient metal channels and/or insulation), but it is more effective to use two layers of drywall, sometimes in combination with other factors, or specially designed, sound-resistant drywall.[20]
Drywall is highly vulnerable to moisture due to the inherent properties of the materials that constitute it: gypsum, paper, and organic additives and binders. Gypsum will soften with exposure to moisture and eventually turn into a gooey paste with prolonged immersion, such as during a flood. During such incidents, some, or all, of the drywall in an entire building will need to be removed and replaced. Furthermore, the paper facings and organic additives mixed with the gypsum core are food for mold.
The porosity of the board—introduced during manufacturing to reduce the board's weight, lowering construction time and transportation costs—enables water to rapidly reach the core through capillary action, where mold can grow inside. Water that enters a room from overhead may cause ceiling drywall tape to separate from the ceiling as a result of the grooves immediately behind the tape where the drywall pieces meet becoming saturated. The drywall may also soften around the screws holding the drywall in place, and with the aid of gravity, the weight of the water may cause the drywall to sag and eventually collapse, requiring replacement.
Drywall's paper facings are edible to termites, which can eat the paper if they infest a wall cavity covered with drywall. This causes the painted surface to crumble to the touch, its paper backing material being eaten. In addition to the necessity of patching the damaged surface and repainting, if enough of the paper has been eaten, the gypsum core can easily crack or crumble without it, and the drywall must be removed and replaced.
In many circumstances, especially when the drywall has been exposed to water or moisture for less than 48 hours, professional restoration experts can avoid the cost, inconvenience, and difficulty of removing and replacing the affected drywall. They use rapid drying techniques that eliminate the elements required to support microbial activity while restoring most or all of the drywall.
It is for these reasons that greenboard, a type of drywall with an outer face that is wax- and/or chemically coated to resist mold growth,[21] and ideally cement board are used for rooms expected to have high humidity, primarily kitchens, bathrooms, and laundry rooms.
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り、巣の面積を広げようとするときに簡単にかじり取られてしまう。 [ 22 ]
防火壁の中には、受動防火材としてタイプ X 乾式壁で構成されているものもあります。石膏には水和物として結合した結晶水が含まれています。熱や火にさらされると、結果として生じる分解反応によって水蒸気が放出され、吸熱反応（熱エネルギーを吸収する）となるため、石膏中の水がなくなるまで熱伝達が遅れます。防火壁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 時間になります。[ 23 ]乾式壁で構成された耐火アセンブリは、 DIN 4102 パート 4 [ 24 ]やカナダ建築基準[ 25 ]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。
X型石膏ボードでは、特殊なガラス繊維が石膏に混ぜ込まれており、パネルの芯を強化しています。これらの繊維は、水分が蒸発する際に発生するひび割れの大きさを小さくし、それによって石膏パネルが破損することなく耐火性を維持する時間を延ばします。[ 26 ]
C型石膏パネルは、X型よりも耐火性に優れています。C型パネルの芯材には、より高密度のガラス繊維が含まれています。また、C型パネルの芯材には、火災の高温にさらされると膨張する収縮補償添加剤として機能するバーミキュライトが含まれています。この膨張は、芯材の石膏の焼成温度とほぼ同じ温度で発生するため、C型パネルの芯材は火災時にも寸法安定性を保つことができます。[ 26 ]
石膏ボードは製造および設置工程で最大 12% が廃棄され、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、石膏ボードの投棄が禁止されています。一部のメーカーは、建設現場から廃棄された壁板を回収し、新しい壁板にリサイクルしています。製造工程では通常、再生紙が使用されます。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。砕いた石膏ボードは、建設現場の特定の土壌、例えばナトリウム粘土とシルトの混合物（湾の泥）の改良材として、また堆肥として使用できる可能性があります。[ 27 ] 2016 年現在、壁板がリサイクルのために回収される場合、品質と組成が維持されるように、業界標準が開発されています。
北米は世界最大の石膏ボード使用地域の一つであり、年間総生産能力は420億平方フィート（39億平方メートル）で、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）の約半分を占めている。[ 28 ]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およびリフォーム市場で需要が増加した。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メートルトン以上の石膏が含まれている」[ 29 ]。
2005年3月に米国環境保護庁が導入したクリーンエア州間規則は、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」ことを義務付けている。 [ 30 ]クリーンエア州間規則では、発電所に対し、排出される排ガス中の二酸化硫黄を除去するための新しいスクラバー（産業用汚染防止装置）を設置することも求めている。スクラバーは、排煙脱硫（FGD）技術を使用しており、合成石膏を副産物として生成する。この原料の新たな供給に対応して、石膏ボード市場は大きく変化すると予測されている。しかし、焼成中の水銀放出などの問題は解決する必要がある。[ 31 ]
2006年と2007年のハリケーン・カトリーナ後の復興期、およびその他の地域で、大量の欠陥のある乾式壁材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。苦情には、建物の悪臭、健康被害、金属腐食などが含まれていました。これは硫黄ガスの放出が原因です。同じ乾式壁材は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気密性が高く、換気が少ないためです。輸入された乾式壁材からは、硫化水素などの揮発性硫黄化合物が検出されており、健康問題との関連が指摘されています。これらの化合物は、さまざまな種類の乾式壁材から放出されます。
多くの管轄区域で複数の訴訟が進行中ですが、石膏ボードの多くには単に「中国製」とだけ表示されているため、製造元の特定が困難になっています。消費者製品安全委員会（CPSC）による調査は2009年に進行中でした。[ 32 ] 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パイプや電線の腐食と中国製石膏ボードとの間に「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、現在ではすべての石膏ボードは揮発性硫黄の検査を受けなければならず、10ppmを超えるものは米国で販売できません。
カナダまたは米国で入手可能なバリエーションは以下のとおりです。
石膏ボードという用語は、オーストラリアと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、この製品は最大手の石膏ボードメーカーの名前であるGyprockと呼ばれることがよくあります。 [ 38 ]ニュージーランドでは、地元で製造され、地元市場を席巻している製品の登録商標 ("GIB") から一般化されたGibraltarおよびGib ボードとも呼ばれています。 [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]浴室やキッチンなどの湿潤環境で使用する特定のタイプの Gibraltar ボードは、AquaGibとして知られています。
厚さは10 mm、13 mm、16 mmで製造され 、場合によっては最大25 mmまで他の厚さで製造されることもあります。パネルは一般的に 幅1200 mmのシートで販売され、長さは1800、2400、3000、4800、または6000 mmの場合があります。シートは通常、梁に沿って150～300 mm間隔、部材間400～600 mm間隔で 、木材または冷間成形鋼フレームに固定されます。[ 42 ]
両国において、石膏ボードは19世紀から20世紀初頭の建物の改修において、下地材や防水シートに代わる建材として広く用いられるようになった。
カナダと米国で使用されている乾式壁パネルは、幅が48インチ、54インチ、96インチ（1.2m、1.4m、2.4m ）で、用途に合わせて長さが異なります。最も一般的な幅は48インチですが、天井高が9フィート（2.7m ）になるにつれて、54インチ幅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（4.9m ）までが一般的で、最も一般的なのは8フィート（2.4m ）です。一般的な厚さは1/2インチと5/8インチ（13mmと16mm ）ですが、特定の用途では1/4インチ、3 / 8インチ、3 / 4インチ、 1インチ（6mm、10mm、19mm、25mm ）の厚さが使用されます。カナダの多くの地域では、乾式壁は一般的にGyprocと呼ばれています。
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。幅60センチメートル（24インチ）と90センチメートル（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）で作られるのが最も一般的です。250、260、270、280、300センチメートル（98、102、106、110、118インチ）以上のシートも一般的です。入手可能な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。[ 43 ]
石膏ボードの端部処理には、一般的に次の3種類があります。テーパーエッジは、ボードの長辺がテーパー状になっており、前面に広い面取りが施されているため、接合材をボードの表面と面一に仕上げることができます。プレーンエッジは、表面全体に薄い仕上げ用石膏（スキムコート）を塗布する場合に使用されます。四辺すべてに面取りが施されたエッジは、屋根材などの特殊な用途に使用されます。英国の大手メーカーは、一般用途向けに四辺すべてに面取りを施した石膏ボードは提供していません。