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処一 レ

一

わ 一

11  になっていた。

ぷ

^2.4 

ぷ

^U1Iを人

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般化させたゆ 25アルミ合金とコンク リー卜との材令28U付 着 強 度(kgf/cni) 

すべり始め付打強度 12  1 29  I 20  24  37  1 25  1 0  ¥1  17  什 お 強 度 20 I 37  25  I 30  55  I 40  1 10   11 32 

一一一一一 ーし 一一‑‑'‑一一一 一一ιl一一ー一一一一 」一一一一

〔・作J モ以大 {~jlJi:時の

n

El I~;品すべりは

判;コンクリートζ 勾め込んでづ￨抜l ^t試験後、そのまま併仙川のもの

l :

<lfiiをサンドペーハーで府いた If{後

ワ

I

~![ 2.  3 付‑f

i

強度ぷ!験後のアルミ

f T

全Z粍のムIflI

( 60分間沸騰水中に以‑したアルミ

f Y

金を使用した場

0)

この実験結束を見ると、アノレミ合会Z稀は、沸騰水 rj1 ~ζ60 分間浸すことによ って、コ ンクリ ートとの付行強度を大幅ζl強く寸ることがtH来ることがわかる。しかし、気泡の

卜 J~汚で起乙 っているo '

JE I j ~は起こ っていて、 η~'! 2. 3にみられるように、{、j‑{(の破j実は丸抱の多いコンクリー

‑ん‑、む解処

i ' H

をしたものは、性j突な般化反映が生じているようで、刀ょ'[2.5 i乙み'.J

れるように、気1包の発牛.はほとんど凡られないが、ィ、f朽強度は lJ:沸処f~! にくらべて多少

劣っている これは、長沸処珂によってえられた酸化!文膜は、コンクリートとアルミ合 金との化学反応を防ぐのには充分ではないが、化学反応生成物とアルミ合金との付石が 強いので、比較的強い付着強度を示すが、電解処聞をしたものは、気泡は発生しないが、

酸化皮膜とコンクリートとの付着が強くないため、付着強度が強くならないものと思わ れる。

しかし、何れの表面処理方法を用いても、普通丸鋼程度の付着強度を得る乙とはでき、

写真2.4 付着強度試験後のアルミ合金哩設部のコンクリート，fu (60分間沸騰水中に浸したアルミ合金を使用した場介)

‑ 1 1 4‑

_‑115‑

1た A~ヌB媛滞~

3ぞ

r ; r ^{グ之 5 . 5L . 3}  

写 真2.5 付着強度試験後のアノレミ合金の表面及び乙れに侵しているコン クリート面(電解処理を行ったアルミ合金Z種を使用した場合)

写真2.7 付着強度試験後のアルミ合金のぷI(jI  (付着強度試験後アルミ合金棒をそのまま再使用した場台)

特にすべり始めるときの付着強度は普通丸鋼よりも大となっているO

次ζl、スケーノレを取り除かずにアルミ合金棒を再使用したものは、最も強い付お‑強度 をぶし、者通丸鋼の約1.7倍、よll{込俸がすべり始めるときのイ、J‑

f f

強度はが]2イ

f ?

とな〉た。 これは、万U2. 6 及びり点 2.7'こ見られるように、 公ü包の発生が少なく 、 ~hJ}、日となる気 泡の多い肘がなくなること、投び、出H乙/Jえしたようにスケールとアルミ代金との付行が 強いこと、によるものと思われるO

このように、アルミ合金を埋め込む場のには、あらかじめセメントペース卜と法制!さ せて、スケールを付おーさせておくことは、付将強度を尚める l.IC非常に効:長があり、?? 通丸鋼よりも相当大きな付着強度がえられることがわかる。

2.4 アルミニウム合金に対する塗布が付着強度に及ぼす影饗 写真2.6 付着強度試験後のアルミ合金埋設部のコンクリー卜面

(付着強度試験後アルミ合金棒をそのまま使用した場合)

アノレミ合金をコンクリートに埋め込む場合には、わが凶では、溶融ビチューメンで被

‑11 6 ‑

^{ヴ ー}

20) 21) 

覆してコンクリー卜と接触するのを防ぐように、定められている O そ乙で、アスフ アルトを塗布した場合と、付着強度を高めるためにエポキシ接着剤を塗布した場合にお ける付着強度を調べる実験を行なった。

2.  4. 1 実験方法

アスフ アルトは針人度級40/60のストレートアスフアルトを用い、アノレミ合金棒と共 に加熱して、ハケで塗布した。

エホキシ樹脂は表2.5 ~ζ 示すもの(以下エポキシ樹脂 A と称す)及び同一会社製の他の もの(使用目的を示して製造させたものであるが性質は不明、以下エホキシ樹脂Bと称 す)を使用した。

エホキシ樹脂は埋込棒(20週 間 室 内 放 出 の も の )~ζ/\ ケで f金利したが、平均!以は約 0.9 mmである^O 塗イ↑iして約 1時間後ζlコンクリー卜を打ち込んだ。

供試体は、エ示キシ樹脂Aを用いたものは、

! I <

、ド埋込長15cmのもの、エホキシ樹脂B を月jし1たものは、鉛i皇埋込長30cmのもので、打ち込んだコンクリートは、前打は C精、 後名^aはA種であるO

供試{本の養生}j法投び付着強度試験方法は1.3. 1 ~(示した万法と同様であるO

2.4.2  実験結果とその考察

アスフアルトを塗布したアルミ合金棒とコンクリートとの付着強度は極めて小さく 、 試験機にかけても測定できなかった。

エホキシ樹脂を用いた場合の付着強度試験結果を表2.5 ~(示した。これらの結果を見 ると、アスフアルトをアルミ合金の表面に塗布しでも、コンクリー卜との付着強度はほ とんどえられない乙と、及び、エポキシ樹脂をアルミ合金表面ζi塗布することにより、 付着強度は増大するが、その程度はエポキシ樹脂の品質によって相当異なる乙と、がわ

‑118 ‑

表2.5  エホキシ樹脂塗1¥iアルミ合金棒の材令2811、イj持強度

エ ホ キ シ

樹脂の椅別 I型込λÎI~J

I 

^{1里 込 長 ￨アルミ合金}

(cm) の 楕 別 ^出r Ifli  ~- 付制度いg^{f /ci  ) n}

T05 τ

。

かるO

A 

B 

〔注JT05 

‑0 

水 平 15 S  A 

φ25

い

62(22) I 62  (22)  9\32~(mrp)1 ^{39  (  )} 

I 

^{39  (  )} 

鉛 直 30 S  ゆ25

I 

16 (12) 

I 

20  (14)  自由端すべり誌が0.0005ml11のときの付行強度

政大引張力のときの付行強度

)内の数値はエホキシ樹脂を塗布していない場合の前である。

戸幅×高さを示す。

供試体の破壊￨自

1

を万点2.8及び'1‑}::."12.9 ~(/示すが、イ寸析の破壊はエボキシ樹脂とコン クリー卜との接触的

i

で起乙っているので、付お強度を高めるためには、コンクリー卜と の付着のよいエホキシ樹脂を使用することが必要であるO 良質のエホキシ樹脂を使

m

し、 施工が適切であれば、普通丸鋼よりも)~なる付着強度をうることができるが、この J!，}tì' のイ、

I

新性状は、アルミ合金の場合と同様に、粘りのないものとなる^O

2.5  コンクリート中に埋め込まれたアルミニウム合金棒の腐食

アルミ合金とコンクリ一卜との付荷は、長期j材令においては、ある稀の

f T

合では村￨、竹 強いことが判明したが、この珂由のーっとして、lr可将の化学反応生成物とアルミ公金と の付省'が良好であることがあげられる。

この化学反応はアルミ合金を腐食させるので、乙れによるアルミ合金の強度低卜.がど の程度であるかを調べるため、次のような実験を行った。

‑119 ‑

2.5. 1 実 験 方 法

15 

x 

15cmの 正 方 形 断 出 の コ ン ク リ ー ト 中 に 埋 め 込 ん だ ア ル ミ 台金棒を

J 4

外lと絶えず，i!n!. 

j問状態に保って放同し、約 6 年後コンクリー卜を破壊して、合金の点[(1iの腐食状 ì5~ を飢

察 す る と と も に、コ ン ク リ ー 卜 に 埋 め 込 ま れ て い た 邸 分 のrJI張 強 度 試 験 を

i

j二なった。そ して乙れを、露出部分の引張強度と比較した。

2.  5.  2 実 験 結 果 と そ の 考 察

コンクリー卜による腐食作月]を 受 け た ア ル ミ 合 会 ぷ

' H i

のスケーjレを除いた状態を'/

I 

~I[

写点2.8 付 着 強 度 試 験 後 の ア ル ミ 合 金 の 表 面

(アルミ合金ζlエ ホ キ シ 樹 脂 を 塗 布 し た 場 合 )

2.10 ( Z種 ) 及 び

7 J

貞2.11( S将 )Iζ/兵したゥこれをはると、合令の杯史

n

^{によってj肉食}

の状態が異なっており、 Z種では点食であるが、 S種 で は 全 [f]j(戸JIζ腐 食 さ れ て い る3

?

欠 iと、アノレミ合金棒の引張強度試験結果を

2 {

2.6 Iζぶした。 6年間コンクリート

4

^.11C.

ぷ2.6  コンクリー卜ζi坦 め 込 ん だ φ16アルミ合金棒のlJ

I

張 強 度

(回外放出6年 間 )

引 払 力 (t ) 

￨ 

引 長 プJ 比'f

I

^{平 均 腐 食深さ}

没部分￨引1，l~ ^{1部分￨ 例 月JI 平 均 (mm)} 1. 00 

8.  95 

I 

9.  15  I O. 98 

I 

8.  95  I  8. 95  I  1. 00 

z  _9. 17 

1  9.  36  O. 98  O. 976  I O. 10  8.81 

9.  49  9.  78  5. 76  5. 60  S 

O. 96  O. 96  O. 95  O. 99  0.97 

〔注〕ぷ引張ノj比 理 設 部 分 引 張)J/宅気111'1部分引張プj

写 真2.9 付 着 強 度 試 験 後 の ア ル ミ 合 金 埋 設 部 の コ ン ク リ ー ト 面 (アルミ合金ζlエ ポ キ シ 樹 脂 を 塗 布 し た 場 合 )

ハU

円〆 臼

円/ 一‑

埋め込んで湿潤状態ICm:いたφ16のアルミ合金棒のJt1 張強度は、 1~1 め込んでいない均台 ζ比べてi 、約2必低下している^o この低ト'を断

r r r i

債の減少と似lとして半均腐食深さを

J I

^・

算すると、0.10凹となった。乙の僚は比較的厳しい環境ドにおける実験データであるが、 般に、腐食はその合金が置かれている段境によって異なることが予想されるので、厳 しい条件のもとでは、腐食をイ考慮して更に太めの埋込棒を使J1]するのが明ましい。

2. 6 繰り返し引張力を受ける場合の付着強度

繰り返し荷重を受ける場合の付着抵抗ノJを調べるため、次の実験を行なった。

2.6. 1 実験方法 写真2.10 6年間コンクリート中に埋め込んだ

アルミ合金Z種の表面

約6箇月間室内 iζ放丙して同然酸化させたφ25のアルミ合金Z種を、水、Flf}J込では15

x 

15 

x 

15cm鉛直埋込で、はφ15

x 

15cmのコンクリート中に埋め込んで供託体としたっコン クリ一卜は前市、表1.6のA穐配合を使用したっ供試体の長生え/i去は 1.3.1U[jの場合と 同線であるo

づ￨抜試験は、荷主述度を平均十

J f t  

L~;)J r支の増加及び減少がfT.I:秒 2.8kgf / Cn1となるよ うにし、街宅は 1‑‑限iこ注すると凶ちに減少するようにした。そして、 上限及び卜'[jUをし だし、ζl増加させて、t甲込俸口山端のすべり iztを

i j l l J i

どしたO

2.6.2  実験結果とその考察

写真2.11 6年間コンクリート中に埋め込んだ アルミ合金S種 の 表 面

実験結果の一部を、水平埋込の一例を附2.1に、鉛直埋

j A

の一例を

l

ヌJ2.  2 IC示した。 アノレミ合金とコンクリートとの付着は、持rr増荷車:下の評通の引抜J式験においては、埋込 棒自由端がすべり始めると引抜力が急 iζ減少する場合が多いが、繰返し荷重においては、

埋込棒がすべり始めても、更に大きな荷重に耐える乙とがわかった。また、他の試験結

ηノ ハ ︼

η︐L 

円 ぺυ

円ノ

ω

乙るが、繰り返し荷重のもとでは、最大ィ可噴lとよりすべりが始ま ってもすぐ何市が減少 果では、付着強度の 60~ぢの平均付着応力度を 1 万四加えてもすべりは起乙らなかった。

しかも、 [UJ，n]をなしているすべりの両IAiにおけるコンクリ し始めるので破壊に至らず、

更にアルミ合金の付着の特徴として、次の点が認められたo すなわち、埋込棒自由端

乙れがノ〈ネと同様な作用をすることにあるとjtl、われる^O ートのかみ合わせが強いので、

のすべりが始まった後においては、荷重の増減に応じてすべりの測定値が変化する乙と

アノレミ合金Z種の付着は、繰返し荷重に対しては漸増荷老の場合よりも強 く、付着強度の80%の付着応力度に対しては 1000凶程度の繰返しζlは、十分耐えるこ 乙のように、

挙ζl起 アルミ合金では、漸増荷重のもとでは付着の破壊が

とがわかったO

と め

本 研 究iとよりえられた結果をまとめると次のようになるO

アルミ合金Z種の埋込長が長くなった場合の付着強度の減少する割合は、鉛的l'g込

) 

4EEム( 

コンクリ一卜の深さ アノレミ合金Z種では、

乙れは、 の場合ζlは、鋼の場合と大差ない。

ま2.  7 

( E O C C {

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百 三

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R 迫榊芋宮叶 乙れらの原因は、

であるO

が大となったときの付着の増大が鋼よりも大なるため、両者の付着機構は異なるにもか 繰返し引張応力度と埋込棒自由端のすべり量

(水平埋込み、材令7週 ) 図2.1 

かわらず、付着強度は両者において大差がなかったものと思われるO ただし、水平埋込 アルミ合金では鉛直埋込の場 の場合には、埋込長の増大による付着強度の減少傾向は、

合よりも大きい。

アルミ合金Z種とコンクリートとの付着強度は、埋込長30cm 鉛直埋込の場合には、

(2) 

コンクリー卜のコンシステンシ

‑ t c

よる影響を受けなかったO 埋込棒のコンクリ では、

付 着 強 度

般に強いが、

コンクリー卜の深さの大なるほど 一卜との付着は、前章で述べたように、

アルミ合金Z種において、軟練りコンクリートでは、底部における付着が強い乙と、及 このコンクリートl腎で、 び水素ガスの気泡はアノレミ合金表面から離れた層ζi集まるので、

アルミ合金の表面に付着しているスケー 付着が破壊するが、硬練りコンクリートでは、

乙の層のせん断強度が比較的弱い乙 ルとコンクリートとの接触部に気泡が集まるので、

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とによるものと思われるO

'  ¥00 

しかし、軟練りのコンクリー卜において、埋込長が短い場合 iとは、底部における付ニ品 の増大がないので、付着強度は硬練りの場合よりも小さい。

¥000 

繰り返し累計回数

繰返し引張応力度と埋込棒自由端のすべり量 (鉛直埋込み、材 令6カ 月 )

300  500  200 

図2.2 

Fhu 

円/臼

A ‑

つ む

ドキュメント内 道路材料の特性に関する基礎的研究 (ページ 62-73)