JP4313373B2 - 接着剤の可使時間決定方法 - Google Patents
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Description
この付着試験方法においては、模擬鋼床版を用い、該模擬鋼床版上に試験体となる複数のコンクリートブロックを個別に打ち込み、所定材齢経過後に該コンクリートブロックの付着強度を測定するものである。
また、接着剤の塗布後に鋼繊維補強超速硬コンクリートを打ち重ねる時間を、数水準以上に変化させて、この付着試験を実施した場合には、接着剤の可使時間(接着剤を混合してからコンクリートの打込みが可能な最大時間)の判定は可能であるが、作業工数の観点から著しく実用性が乏しい。すなわち、特許文献1に開示した方法では、鋼床版と鋼繊維補強超速硬コンクリートとが、所定の付着強度、例えば、1N/mm2以上を確保するのに必要な接着剤の可使時間を簡易に判定することが不可能であった。
なお、本発明における「直後」とは、絶対的な時間が短いことのみを意味するものでは無く、所定時間tなどのように接着剤の可使時間などを決定するために要する全体の時間と比較して、ある程度短い時間の意味も含むものである。
本発明の「接着剤の可使時間」とは、接着剤を使用して各種部材を接合する際に適切な接合状態を確保するため、接着剤を塗布してから、接合する部材を接着剤の塗布面に配置するまでの最大許容時間を意味し、特に、鋼床版にコンクリートを打ち込む場合には、接着剤を鋼床版に混合・塗布してからコンクリートの打込みが可能な最大時間を意味する。
図1は、本発明の接着剤の可使時間決定方法に使用される模擬鋼床版容器1である。2は、容器の底板であり、実際に使用される鋼床版と同様の材質で構成された模擬鋼床版である。3は側板であり、模擬鋼床版2上に塗布された接着剤が流出することを防ぐ役割を担っている。また、4は模擬鋼床版容器1の持ち運びを容易にするための取っ手である。模擬鋼床版容器の構成としては、特許文献1に示すように、底板と側板とを着脱自在としたり、側板に替えて底板の上面に枠を設けたり、あるいは、底板の周囲が上方に傾斜した傾斜面を設けることにより、接着剤が底板から流出するのを防止することも可能である。
図3は、当該決定方法の手順を示す図である。
(1)接着剤塗布工程
図3(a)の模擬鋼床版容器1の底面(研掃済みの模擬鋼床版)に、図3(b)のように可使時間を測定するための接着剤20を塗布する。
(2)第1の試験体配置工程
上記(1)の塗布工程直後に、図3(c)に示すように、試験体A(符号10(A))を、接着剤を塗布した模擬鋼床版上に配置する。当該試験体には、図2で示したナットを使用する。
上記(1)の塗布工程から所定時間t経過後、試験体Aと同一の形状及び材質で構成された他の試験体B(符号10(B))を、図3(d)に示すように、接着剤を塗布した模擬鋼床版上に配置する。
上記(3)の第2の試験体配置工程の直後に、試験体A及びBを模擬鋼床版から剥脱し、該剥脱時の剥脱力を測定する。剥脱に際しては、試験体であるナットに、図2で示したアイボルト12をねじ込み、該アイボルトのフック部分に吊秤30などのナットに加える力を計量できる手段によりアイボルトを引き上げ、ナットが剥脱する際の最大剥脱力を測定する。
ただし、測定の効率を上げるため、上記(2)第1の試験体配置工程では、所定時間tの変化に対する剥脱力の測定回数分に対応した数の試験体Aを配置し、測定すべき所定時間tが経過する度に、上記(3)第2の試験体配置工程及び上記(4)剥脱力測定工程を繰り返すことが好ましい。試験体Bを配置するタイミングは、10分又は15分などの所定時間経過毎に順次配置しても良いし、より細かな時間で測定したい時間帯のみ、試験体配置の時間間隔を短くし、その他は時間間隔を粗くすることも可能である。
上記(4)で測定した試験体Aの剥脱力と試験体Bの剥脱力との差分を算出し、所定時間tの変化に対する試験体Aの剥脱力と試験体Bの剥脱力との差分の変化を求める。
図4(a)は、所定時間tの変化に対する試験体Aの剥脱力PA及び試験体Bの剥脱力PBの変化を表すグラフである。剥脱力の差分(ΔP=PA−PB)を、図4(b)に示す。
P0は接着剤の種類や接着剤の用途により適切な値が設定されるが、例えば、鋼床版コンクリート舗装に用いられる接着剤においては、試験体として内径6mm、外径10.5mmの亜鉛メッキ製ナットを使用する場合には、ΔPは2〜3N程度に設定する。
(1)接着剤塗布工程
図1の模擬鋼床版容器1の底面(研掃済みの模擬鋼床版)に、鋼床版コンクリート舗装で用いる接着剤を塗布する。
(2)試験体配置工程
上記(1)の塗布工程直後に、試験体であるナットを、接着剤を塗布した模擬鋼床版上に配置する。配置する試験体の数は、交通開放が可能な時間を判断するのに十分な数を用いる。
上記(1)の塗布工程から所定時間tが経過した後、試験体を模擬鋼床版から剥脱し、該剥脱時の剥脱力を測定する。剥脱に際しては、図2で示したアイボルトや、図3(e)で示した、吊秤30などを用い、試験体であるナットが剥脱する際の最大剥脱力を測定する。
なお、剥脱力の測定値の信頼性を高めるため、一つの所定時間tに対して各試験体を複数配置し、所定時間tに対して、複数の試験体に係る剥脱力の値の平均値を算出し、該平均値を当該所定時間tの剥脱力とすることも可能である。
上記(3)で測定した所定時間tの変化に対する試験体の剥脱力の変化のグラフから、所定の剥脱力P1(例えば、図7参照。図7においてP1=8160gfの場合を点線で示す。)より大きな剥脱力を示す時間tminを求め、該時間tmin以降を交通開放可能と評価する。
ただし、試験体に用いたナットの剥脱力と、実際に使用するコンクリートとでは、剥脱力が異なるため、試験体の剥脱力とコンクリートの剥脱力との相関を求め、上記所定の剥脱力を設定する必要がある。例えば、試験体として内径6mm、外径10.5mmの亜鉛メッキ製ナットを使用する場合には、ナットの剥脱力が80N以上の場合には、建研式引張り試験でのコンクリートの付着力1.0N/mm2以上が確保されていることが確認されている。
温度条件を30℃とし、エポキシ系接着剤(製品名:E200,コニシ(株)製)を模擬鋼床版の全面に、膜厚1.0mmで塗布し、試験体Aとして内径6mm、外径10.5mmの亜鉛メッキ製ナットを複数個、約3cm間隔(隣接したナットを引き上げた時に影響を受けない程度の間隔)で接着剤に埋め込むように設置する。
次に、接着剤の塗布から所定時間が経過する毎に、試験体Bとして同様のナットを接着剤に埋め込む。試験体Bを埋め込むタイミングは10分間隔とする。
各試験時間における試験体の数は、試験体A及びBの各々に3個づつ使用し、3個の試験体に係る剥脱力の平均値を算出し、その値を、当該時間の試験体A及びBの剥脱力とする。
さらに、試験体Aと試験体Bとの剥脱力の差分を、図6に示す。
本発明では、図6の剥脱力の差分が、所定値以下である範囲を、可使時間と判断しており、例えば、2〜3N以内(約200〜300gf)以内の範囲を、接着剤の可使時間と判断する場合には、図6のグラフから可使時間は110分となる。
(1)同様の接着剤を研掃済みの模擬鋼床版に所定量(塗膜厚1.0mm)塗布し、塗布後塩化ビニル管(φ100mm)を千鳥状に設置した。
(2)接着剤塗布後、20,40,60および120分後に、塩化ビニル管内にコンクリートを打ち込んだ。
(3)コンクリート硬化後に引張り試験用治具接着し、コンクリート打込み3時間後に建研式引張り試験機を用いて付着強度を測定した。
温度条件を30℃とし、エポキシ系接着剤(製品名:E200W,コニシ(株)製)を模擬鋼床版の全面に、膜厚1.0mmで塗布し、試験体として内径6mm、外径10.5mmの亜鉛メッキ製ナットを複数個、約3cm間隔(隣接したナットを引き上げた時に影響を受けない程度の間隔)で接着剤に埋め込むように設置する。
各試験時間における試験体の数は3個とし、3個の試験体に係る剥脱力の平均値を算出し、その値を、当該時間の試験体の剥脱力とする。
本発明では、剥脱力が所定値以上の時間であれば、交通開放可能と判断でき、図7のグラフにおいては、80N(8160gf)以上のであれば、交通開放が可能と判断できる。したがって、塗膜厚が1.0mmの場合には接着剤の塗布後の約85分以降、同じく0.5mmの場合には約110分以降が、各々交通開放可能と判断される。
2 模擬鋼床版(底板)
3 側板
4 把持手段
10 ナット
11 ネジ孔
12 アイボルト
13 ボルト部分
20 接着剤
30 吊秤
Claims (6)
- 研掃済みの模擬鋼床版上に接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
該塗布工程直後に、試験体Aを、接着剤を塗布した該模擬鋼床版上に配置する第1の試験体配置工程と、
該塗布工程から所定時間t経過後、試験体Aと同一の形状及び材質で構成された他の試験体Bを、接着剤を塗布した該模擬鋼床版上に配置する第2の試験体配置工程と、
その後、試験体A及びBを該模擬鋼床版から剥脱し、該剥脱時の剥脱力を測定する剥脱力測定工程と、
該所定時間tの変化に対する、試験体Aの剥脱力と試験体Bの剥脱力との差分の変化を算出し、該差分が所定の大きさを越えた時点の該所定時間tmaxを求め、該所定時間tmaxを接着剤の可使時間とする可使時間算出工程とを有することを特徴とする接着剤の可使時間決定方法。 - 請求項1に記載の接着剤の可使時間決定方法において、該測定工程を行う時期は、該試験体Bを配置した直後であることを特徴とする接着剤の可使時間決定方法。
- 請求項1又は2に記載の接着剤の可使時間決定方法において、該第1の試験体配置工程では、該所定時間tの変化に対する剥脱力の測定回数分に対応した数の試験体Aを配置し、該第2の試験体配置工程では、測定すべき所定時間tが経過する度に試験体Bを順次配置することを特徴とする接着剤の可使時間決定方法。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の接着剤の可使時間決定方法において、一つの所定時間tに対して各試験体A及びBを各々複数配置し、各試験体A及びBについて測定される複数の試験体に係る剥脱力の値の平均値を算出し、該平均値を用いて該差分を算出することを特徴とする接着剤の可使時間決定方法。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の接着剤の可使時間決定方法において、試験体は、ナットであることを特徴とする接着剤の可使時間決定方法。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の接着剤の可使時間決定方法において、該接着剤は、鋼床版のコンクリート舗装に使用される接着剤であることを特徴とする接着剤の可使時間決定方法。
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