JPH0781566B2 - 鉄鋼材のボルト接手方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、橋染や鉄骨建造物の鋼材連結に採用される高
張力鋼ボルトによる摩擦接手工法の改良に係る。

〈従来の技術〉 橋染、一般鋼構造物等の現地施工に際しては、最近の傾
向として構造物の大型化に伴い、従来のリベット工法や
溶接工法では特別の注意が必要なため、応力の集中する
重要な部分に対しては高張力鋼ボルトによる接合法が多
く採用され、その使用量もますます増加の傾向にある。

このような高張力鋼ボルト接合法は、従来のリベット工
法がリベットのせん断によって接合部応力を伝達してい
るのに対し、高張力鋼ボルトによる接合法は高強度の高
張力鋼ボルトを降伏点付近まで締めつけることにより生
ずる摩擦力によって応力を伝えるものであるため、応力
伝達の要素となる接合部の摩擦係数は極めて重要な要素
となる。これがため、この種のボルト締め接合面の取扱
いについては、一般にミルスケールや過度の赤さび、或
は塗料の塗膜などが存在すると摩擦係数を極度に低下さ
せることとなり、ひいては締めつけ強度を弱めたり、締
めつけ後に於てもゆるみを生じ易いため定期的な締め直
しを必要とするので、通常はグラインダー処理若しくは
ショットブラスト，サンドブラストなどのブラスト処理
によりミルスケールや赤さび、塗膜などを除去する方法
が一般に採用されている。

しかし、叙上のようなグラインダー処理やブラスト処理
を施した完全な地金面は、全面均一に発生密着した軽度
の赤さび面に比べて摩擦係数が小さいため、通常はグラ
インダー若しくはブラスト処理施工後大気中に長期間放
置して自然に赤さびが発生するのを待ったうえで締めつ
け施工することが慣例となっている。

これに対し、最近の工業界に於ける実状としては、素材
の製作から締めつけ組立に至る期間を大巾に短縮せざる
を得ない状況にあり、従来から一部に於てはグラインダ
ー若しくはブラスト処理後の表面に対し海水若しくは塩
化ナトリウム、塩化アンモニウムなどの溶液を塗布して
発錆を促進させる方法が採用されており、また本発明者
もさきに特願昭56−175929ならびに特願昭56−175930号
をもって、塩化第二鉄か若しくは塩化第二鉄に硝酸又は
硝酸鉄と界面活性剤とを配合した溶液を塗布する方法を
提案し、土木学会や建築学会で規定された以上の摩擦係
数が得られるため有効に実施してきた。

〈発明が解決しようとする課題〉 然しながら、叙上の従来公知方法には次に述べる重大な
欠点があった。即ち、従来方法では、 １）．発錆用溶液を接合部表面に塗布する方式であるた
め、 （イ）．該表面が水平位置であれば問題ないが、立面或
は傾斜面の場合には塗布液が垂下って、下部はよく発錆
するが上部は液不足により錆が出にくい。

（ロ）．接合部材面にはボルト穴明けなどにより油や汚
れが付着しているため、仮令界面活性剤を溶液に配合し
ても、実際には濡れ性が悪く、塗布むらができ、錆発生
にもむらが生じる欠点があった。また従来方法では、 ２）．発錆のメカニズムが化学反応のみによるものであ
るため、 （イ）．温度条件に支配され、殊に冬季低温の条件下で
は発錆が遅く、かつ量的にも不充分であり、また高温下
や屋外作業では塗布液が早期に乾燥して発錆効果を損う
ことがある。

（ロ）．同じく、大気湿度の高低による発錆への影響が
大きい。

（ハ）．接合すべき鉄鋼材面を水平状態に且つ器物に接
し又は地表近くに置いた場合、上面の発錆がよく、下面
の発錆に遅れを生ずる傾向がある。（錆発生反応には大
気の酸素が不可欠であり、空気流通の悪い下面では発錆
が遅れ、上面は充分な空気中の酸素に触れて発錆が促進
されるものと考えられる。） （ニ）．一般にこの種化学反応による発錆現象は反応速
度が遅く、発錆に数時間乃至十数時間を要するため、ボ
ルト締め施工上時間の制約を余儀なくされるなどの不便
があった。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上記公知方法の諸欠点に鑑みて提案するもの
で、その要旨とするところは、ボルト締め工法により接
合すべき鉄鋼材の接合部表面に対し、該鉄鋼材を交流電
源の一極若しくは直流電源の陽極に接続し、一方夫々の
電源の他の極に接続した対極には天然又は合成繊維より
なる布状物質を被覆したうえ、この被覆材に塩化鉄，塩
化ナトリウム，塩化アンモニウム，塩化カリウムなどの
塩化物か、硝酸鉄，硝酸ナトリウム，硝酸アンモニウ
ム，硝酸カリウムなどの硝酸塩か、塩酸、硫酸または硝
酸の一種若しくは二種以上を配合した水溶液を含浸させ
た状態で、該対極を対抗させて通電処理した後、接合部
材をボルト締めすることを特徴とする鉄鋼材のボルト接
手方法にある。

〈作 用〉 一般に、金属の発錆現象は表面の活性化によって促進さ
れる。本発明方法においては、被処理材を陽極とする直
流電解、或は交流電解方式によって、陽極溶解作用を生
ぜしめ、該表面を速やかに活性化すると共に、電解時発
生する発生機の酸素による酸化作用によって錆発生に対
し極めて効果的な作用を及ぼすため、電解処理直後から
発錆現象が見られ、その後見る間に全面に緻密な錆の発
生が認められる。

尚、本発明方法では、電解槽を用いず、手動の対極に被
覆した布状物質に電解液を含浸せしめ、被処理材と対極
間に電解液層を形成せしめているので、被処理材面の水
平，立面或は傾斜に関係なく、電解を行うことが可能で
あると共に、液垂れによる錆発生のむらがなく、通電し
ながら濡れた個所は極めて確実かつ均一に発錆する。

更に、仮令被処理材に油が付着していても、電解脱脂作
用によって、電解液の濡れ性が向上し、発錆にむらを生
じない特長がある。

更に又、本発明は電気化学的方法であるから、当然なが
ら気温，湿度の影響を受けず、母材と密着性のよい緻密
な錆を、極めて短時間（遅くとも10分以内）に発生せし
めることができ、鉄鋼材のボルト締め施工を時期，場所
を選ばず適時に実施可能とした。

〈実 施 例〉 表面をグラインダー処理して黒皮を除去したSS41鋼板
（厚さ19mm,添え板は厚さ12mm）をJISに定められた標準
試験片寸法に形成したうえ、各接合面を直流により陽極
電解処理した。電解液には硝酸鉄水溶液（10重量％）を
使用し、対極はSUS304材にて製作し、木綿布でこれを被
覆して上記電解液を含浸させたうえ、上記各接合面上を
摺動しつつ通電し、電解処理したところ、（同一個所を
数回ゆっくりと摺動）処理を終えた面は電解脱脂作用を
受けて電解液の濡れ性がよく、均一に全面発錆を見た。
これらの発錆処理を終了した標準試験片を高張力鋼ボル
ト（F10T）M20にて所定のトルク値まで締め付けた後、
引っ張り試験機で張力を負荷し、すべり係数μ（摩擦係
数）を算出したところ、0.53を得、充分業界の規定値を
満足する結果を得た。

尚、直流電解に替えて交流電解も試みたところ、ほぼ同
等の結果を得た。また、電解液として上記の他、塩化
鉄，塩化ナトリウム，塩化アンモニウム，塩化カリウム
などの塩化物や、硝酸鉄，硝酸ナトリウム，硝酸アンモ
ニウム，硝酸カリウムなどの硝酸塩や、塩酸、硝酸、硫
酸の一種若しくは二種以上を配合した水溶液でも殆んど
前記同様の結果を得ることができた。

〈発明の効果〉 要するに本発明方法によれば、ボルト締め工法による鉄
鋼材接手面の錆発生に当り、電気化学的方法を採用した
ので、季節，気候の変化に影響を受けることなく、かつ
被処理材の表面の汚染や表面の向きの如何を問わず、極
めて緻密にして母材との密着性のよい錆を均一に、然も
極く短時間に発生させ、土木，建築関係の規定以上の摩
擦係数が得られるボルト接手面を容易に実現することに
成功したもので、鉄鋼材の高張力鋼ボルトによる摩擦接
合工法の施工上甚だ有益である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボルト締め工法により接合すべき鉄鋼材の
   接合部表面に対し、該鉄鋼材を交流電源の一極若しくは
   直流電源の陽極に接続し、一方夫々の電源の他の極に接
   続した対極には天然または合成繊維よりなる布状物質を
   被覆したうえ、この被覆材に塩化鉄，塩化ナトリウム，
   塩化アンモニウム，塩化カリウムなどの塩化物か、硝酸
   鉄，硝酸ナトリウム，硝酸アンモニウム，硝酸カリウム
   などの硝酸塩か、塩酸、硫酸または硝酸の一種若しくは
   二種以上を配合した水溶液を含浸させた状態で、該対極
   を対抗させて通電処理した後、接合部材をボルト締めす
   ることを特徴とする鉄鋼材のボルト接手方法。