膨潤性塗料を用いた負の摩擦力低減対策杭の研究 : その1 材料特性

1

論　 　文

1

　 　 日本 建 築 学 会 搆造 系論 文 報 告 集 第 443 号

・

1993 年1月

Journa］of 　Struct

．

　Constr

．

　Engng

，

　AIJ

，

　No

．

443

，

　Jan

．

，

1993

膨 潤

性塗料

を

用

い

た

_負

の

_{摩擦 力低 減対策杭}

の

_研

_究

そ の

1

　 材料特 性

STUDY

　

ON

　

THE

　

USE

　

OF

　

SWELLING

　

PAINT

　

AS

　

A

　

MEASURE

　 　 　 　

TO

　

REDUCE

　

NEGATIVE

　

SKIN

　

FRICTION

　　　　　　

Part

　

l

　

Material

　_{characteristics}

　　　

川 辺

一

洋

＊

，

榎 並

　

昭

＊ ＊

Kaxuhiro

　

KAWABE

　_and　

Akira

　

ENAMI

9

　 This　is　report 　on　the　_{resul し}s　of　an　indoor　test　conducted 　on　a　swelling 　paint　that　was 　

developed

to　reduce 　the　negative 　skin 　

friction

　of　_piles　used 　in　the　

bored

　_{precast　pile}　method

．

　The

．

swening 　paint　consists　of　synthetic　resin　elastomer

，

　a　

high

　water

−

absorbing 　polymer

，

　a　

fil

−

ler，

　and 　a

．

solvent

．

　

The

　paint　

forms

　a　

hard

　

dry

　coat 　when 　the　solvent 　evaporates

．

　

Qnce

　

dry，

　the

paint　swells 　when 　submerged 　

in

　water

．

　The ．

丐esult 　that　the　shear 　strength 　of 　swelling 　

layer

　

is

　represented 　

by

　the　shear 　strain 　rate

，

temperature 　and 　the　swelling 　rate　of　the　

dry

　coat 　was 　obtained 　empirically

．

．

Keyworxls

：negative 　skin　

fn

’

ction_，　sωelling　

Paint

_，　non

−Newtonian

　

fluid

_， 腕5695’砂_，　slip　

tava

　 　　　 　　 負の _摩擦 力

，

膨 潤性塗料

，

非ニュ

ー

トン流体

，

粘 度

，

ス リップレイ ヤ

ー

§1

．

は じめ に 　 沈 下する地 盤に設 置さ れた支 持 杭に は

，

下 向きの摩 擦 力 （負の摩 擦 力）が作 用 するe この現象は

，1956

年頃 か ら論 じ ら れ

，

これ まで に多くの理 論 的研 究や現 場 実 験 的 研究が行わ れ

，

設 計 上の対 応 も な さ れてい る1）

”

9｝

_。

　負の摩擦 力の考慮が 必要な 地域は

，

’

軟 弱な粘土 層の厚 く堆積し た沖積低地や地 下水の汲み あ げ ない し は厚く盛 土の _行わ れて い る軟 弱な 地 盤等で あ る

。

近年で は

，

海浜 の_{沖 合}いに進 出し た 埋 立 地域も多い。 その よ う な 地域で は

，

支 持 基 盤 も深く圧 密に よ る長 期 的な地 盤 沈 下の懸 念 があり

，

構 造 物 杭 基 礎の設 計や施工法な ら びに工事 費用 等の面に お い て問 題 点が多い。 長 大な杭にっ い て は， 摩 擦 杭の検 討を含め

，

積 極 的な負の摩 擦 力低 減 対 策工法の 採用が不 可 欠な もの と考え ら れ る。 　 積 極 的な負の_摩擦力低 減 対 策ユ 法 と して は_， 打込み工 法 杭に実績の _多い アス ファル ト系8｝や被覆 材を併用 し た グ リ

ー

ス系の ス リヅプレイヤ

ー

9）等が 用い ら れ てい る

。

こ れ らは_{， 打込}み_時の_{損傷 防}止対策の た めス リップレイ ヤ

ー

下端部に保護金 具 を取り付け た り， 表 面保護材が使 用さ れてい るもの も多い

。

そ して

，

プレボ

ー

リングや中 堀り の埋 込み工法 杭等に も使用 さ れて い る

。

　筆 者ら は

，

羽田沖合いに埋立 中の空 港 建 設予定 敷 地に おいて地盤沈下対策の

一

環と し て長 尺の摩 擦 杭に対す る 検討

，

な らびに埋 込 み 工法 杭の負の摩 擦 力 低 減 を 目 的と した 膨 潤 性 塗 料 を 用いた施工実 験 杭の観 測を行う機 会 を 得

，

そ の低減効 果の確認 を行っ て き た1°）

−

13｝

_。

_{こ の膨 潤} 性 塗 料を杭 表面に塗布した実験 杭は

_，

根 固め部 と杭 周 部 に セ メ ン ト ミル ク を 使 用 し たプレボ

ー

リング埋込み 工 法 によ り施工 を行い_， 保 護 金具 や表 面 保 護 材は使 用して い

’

ない

。

　本 報 （そ の 1）は

，

そ の膨 潤 性塗料の材料特性にっ い て行っ た室 内 実 験 結 果 を内 容と す る報 告で あ る。 な お， 本 報 告に用い た実験 デ

ー

タ等は， 主に財 団 法 人日本 建 築 セ ンタ

ー，

基礎評 定委員会に提 出し た 「負の摩 擦 力 低 減 対 策 杭 （

LUB

パ _イル_）BCJ

−

F　600_{」 報 告 書}13）に掲 載 し た もので あ る

。

§

2．

膨潤性塗料と摩擦 力低減 機 構

2．1

　膨 潤性塗料と乾 燥 塗 膜の性 状

　

膨 潤性塗 料は_， 合 成 樹 脂エ ラス トマ

ー

（ゴム弾性 を有 本 論 文の

一

部は参 考 文 献le）

一

一

12〕で発 表し ている

。

寧 東急建設構造設計部 　担当部長 ＃ 日本 大 学 理工学 部 建 築 学 科 　教 授

・

工博

Dept

．

　of　Structural　Design　Tokyu　Construction

Prof

．

，

　Dept

．

　 of　ArchitectuTe

，

　 Coltegeof

．

Scie皿ce＆Technology

，

す る高分 子物 質 ）に高 吸 水 性 ポ リマ ー 4）と充 填 剤お よび 溶 剤等を混 合し た溶 液である

。

表

一

1に_， こ の塗 料の規 格 値を示す

。

な お_， 表 中の

KU

は ク レブス ユ ニ ッ トと 呼 び

，

ス ト

ー

マ

ー

粘 度 計 法に よ る粘 度の測 定 値で， 応 力 対応の で き る

B

型 粘 度 計ロ

ー

タ

ーNo ．

4で計 測され る粘 度 η と異な る且5）

。

こ の塗 料は， 溶 液の温 度と粘 度 （KU ） を調 整し

，

エ ア レ ス スプレ

ー

ガンを 用い て既 製 杭 表 面 等 に薄く膜 状の塗布を施すこと ができる。 　塗 布さ れた膨 潤 性 塗 料は_， 大 気 中におい て溶 剤の速い 蒸 発により収 縮し

，

固い乾 燥 塗 膜と な る。 表

一

2に

，

乾 燥 塗 膜の性状を 示す

。

な お

，

塗料を塗布し た時 点の厚さ は乾燥 に よ り約半分 と な り

，

その乾燥重量 は高 吸水 性ポ リマ

ー

の_約

3

_{倍相 当}の重さ に な る

。

　水 中での乾 燥 塗 膜は

_，

高 吸 水 性 ポリマ

ー

の水との親 和 力やイオン浸 透圧に よ る 吸水 力によって 膨 潤 し16）

，

数 倍 か ら十数倍に膨 張 し た軟ら かい膨 潤体か ら な る膨潤層 （拘 束さ れ た状 態にお け る残 留 層〉を形 成す る

。

この膨 潤体は_， 食 塩が水に溶解 する場合と 異 な り， 高 分 子の分 子 と分子が 架 橋 重 合 （分子 が絡み合っ てつ な が る構 造） し た高 分 子 液 体と な り

，

水に溶 解せず 長 期 間にわ たっ て そ の膨 潤し た状態 を保 持す る。 ち な み に

，

吸 水さ れ た水 分は 圧力や遠心力で分 離で き ない。 　こ の よ う に， 膨潤性塗料は溶液か ら乾燥 塗 膜へ

，

そ し て乾 燥 塗 膜か ら膨 潤 体に変 化す る性 状 をもっ た塗料であ る

。

表

一

1　膨 潤性塗料の規 格 値 項 　 　目 範 　 　囲 試験方法 枯 度 （25℃）（KU） 1DO

〜

110 JIS

−

K5400 密 度 （

20

℃）（9／cm8 ） 1

．

05〜1．

15jlS

−

K5400 加 熱 残 分 （重 量％ ） 50

〜

55 JIS

−

K5407 乾燥時 間

20

℃　16時 問 JIS

−

K5400 表

一

2 乾燥塗 膜の性 状 項 　 　 目 範 　 　囲 試 験 方 法 標 準 乾 燥 塗 膜 厚

1．Omm

マ_イクロメ

ー

タ測 定 ヤング率

1．

89xlO3

　kg／cm2 動 的 粘 弾 牲 測 定 機 抗 張 力

3．

40xIG3

　g／cm2 静 的 引 張 試 験 機 2

．

2　摩 擦 力 低 減 機 構 　二 つ の平 行な平 面 体 間に介 在するニ ュ

ー

トン流 体に対 す る力 学はLT ，， 　　 　τ； _{η× γ}

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

『

・

・

・

・

…

　（1） 　こ こ に

，

τ ：せ ん断強度 （

dyn

／cmZ ） 　　 　　 　γ ：平面 閙の微少厚さ に対す る微 少 速 度の変 　　 　　 　　　化

，

せ ん断歪速度 （sec

−

1_）

　　 　　 　η：粘度 （

dyn・

sec ／cm2 ま た は poise） の比 例 関 係に従う と してい る

。

一

₈₈

一

　この （

1

）式の_関係は

，

高 分子流 体 （非ニ ュ

ー

トン流 体）の膨 潤体か ら な る膨 潤層の場 合も， 膨 潤 層の粘 度 を 膨 潤の _{程 度 （}

Dp

_）や 温度 （

T

）お よび せ ん_断歪速 度 （γ） と の関数で あ る み か け の粘 度 （％ 廟 ：poise）とし て 取り入 れ るこ とに よ り成り立つ と考え られ るIS ）

。

　ま た， 沈 下する地 盤と杭体表 面に介 在する膨 潤層に発 生す る せ ん断 歪 速 度は_， 地 盤 沈 下 速 度との対 応か ら

，

　　 　γ

＝

s／t，

・

一 …・

・

一 ・

・

・

・

・

……・

…・

・

……・

．

・

……

（2 ） 　こ こ に_， s ：地 盤沈 下速度 （cm _／sec _｝ 　　 　　 　 tL：膨 潤 層の厚さ （cm _） と おいた

。

そ こ で

，

単位 換算を行っ た膨 潤層の せ ん断 強 度 （τ ：

kgf

／cm2 》は

，

　　 　τ； _〜ftDAT

，

γ｝〉く（8／

tL

）×9

．

8

×10

−

5

・

・

・

・

・

…

　

一・

・

・

・

…

　（3） で表せ る

。

　 地 盤 沈下に伴う負の摩 擦 力は

，

地 中に埋 込まれ た杭 表 面の膨 潤 層のせん 断 強 度 を介し て杭 体に伝 達 され る。 そ の膨 潤 層は_， 乾 燥 塗 膜の時 間 経 過に伴 う吸 水 膨 潤により 粘 度が小さ く な り

，

その潤 滑 性は吸水 面の境 界 部 分の極 め て小さい粘 度の 膨 潤 流 体に 支 配さ れ る もの と なる （ピッチの よ うな非 常に強い粘 性をもっ て いる粘 弾 性 流 体と異な る_）。 そ の た め

，

杭に伝 達さ れ る摩擦 応 力は膨 潤 体の _小さいせ ん断 強 度に よ り低 減さ れ た もの にな る

。

§

3，

乾 燥 塗 膜の膨 潤 性 とみ かけの粘 度 3

．

1　 乾 燥 塗 膜の膨 潤性 1） 高 吸 水 性ポリマ

ー

_{と膨 潤 率}の関 係 　乾 燥 塗 膜の重さ は

，

高 吸 水 性ポ リマ

ー

と合 成 樹 脂エ ラ ス トマ

ー

_{お よ び充 填 剤}の 3成 分の ほ ぼ等し い重量配 分か ら な る。 いま

，

乾 燥 塗 膜の重 量に対 する膨 潤 体の重 量 比 を膨 潤 率と し た場 合

，

そ の膨 潤率は高吸 水 性ポリマ

ー

の 溶 液 濃 度 （％）をもとに 　　　

Mo

≒100／3　

D

ρ

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…一・

・

（4） 　こ こ に

，

M， ；膨 潤 体の乾 燥 塗 膜に対 する膨 潤 率 　 　 　 　 Pp ：_{高 吸 水 性}ポ リマ

ー

_{溶 液 濃 度 （％｝} で表せ る。 2） 水温 と時間 との膨 潤 率 関 係 （無 拘 束） 　 乾 燥 塗 膜は水 中に浸 濱した場 合

，

水 温 （T）や浸 漬 時 間 （

h

）の経 過に より塗 膜の膨 張量 や湿 潤 重 量に変 化 を 伴 う。 これ をみか けの膨 潤 率雌恥 ，と呼ぶこと とし

，

　Mi　r

．

　h）＝ 　Ww ／恥 あ るいは

，

1風抽 尸   ／εポ

…・

…・

・

（5 ）

　

こ こ に

，

MtZh｝：任意の水 温 （

T

）と時 間 （

h

）にお け 　 　 　 　る み か けの膨 潤 率 　　　 　W． 鵬 ：湿 潤重量 と乾燥重量 　　　 　

tw

，　td　1膨 潤 層の厚 さと乾 燥 塗 膜の厚さ で表 す。 　乾 燥 塗 膜の無 拘 束で の膨 潤 試 験は_， 乾 燥し た

．

塗 膜 試 験 片 （アプ リケ

ー

タ

ー

に よ り塗 装し_， 乾 燥し た塗 膜の厚さ td

＝

1

．

Omm をノギス で測 定し

，

辺 長 30　mmX40 　mm に

切断し た 10枚）の重 量 をそ れぞれ測 定し_， 5_， 10_， 15_，

20，

25℃ の 5段 階に設 定 し た恒 温 水 槽へ _それ ぞれ に 2 枚ずつ 浸漬 し

，

1時間 お きに

9

時間 まで と

，

12時間 と 24 時間目の膨 潤 重 量の測 定 （ロ

ー

ドセ ル _{天秤， 読取}り 精 度O；1g の平 均 値 ）による。 　図

一

1

一

図

一

3は

，

み か け膨 潤 率の測 定 結 果を示 し た もの である。 図

一

1は

，

縦 軸に み か けの膨 潤 率 （M（r

，

h ）

＝

鵬 ／

_唖

） を

，

横 軸に浸 漬 時 間 （

h

）を と り

，

水 温 （

T

） ご との測 点を曲線で_結ん だ もの であ る

。

図

一

2は

，

図

一

1の横 軸を水温に変え て

，

浸漬 時間ごとの測点を直 線で 結んだも の で あ る。 両図よ りみ か けの膨 潤率は， 浸 漬時 間に対して非 線 形であ るが

，

水 温とでは ほ ぼ比 例し た関 係が認 め られ る

。

　いま

，

浸漬時 間

h ＝12hour

に お け る， み か け の膨 潤 率

M

（T

，

h

．

in は

，

水 温との間にお お むね 　 　　

MfT，

h

＝

12，≒3

，

75

−

十

一

〇

．

86

　

T ・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　《　

6

　） で表せ る

。

　図

一3

は

，M

（r

，

h

．

、t ）とその浸 漬 時 間

h

＝12

（

hour

）を 基 準に無 次 元 化し

，

両 対 数 座 標 軸の グラ フ に各 水 温ごと の値 を プロ _{ッ ト}し た。 この図よ り

，

み かけの膨 潤 率は， 浸 漬 時 間

h＝

ユ

2

（

hour

）の点で折れ た 二っ の直 線で近 似 す ること がで き る。 　

Ml

．

，

h ）≒0

，

25　M〔r

，

hin ）×

hOISfi

　（1≦ ん≦12）　

・

・

・

・

・

・

…

　〈7 ）

　

Mm 　h｝≒O

．

44MiT

．

h

；

n ）×

hO’

33

　

（12

’

≦

h

≦

24

）

・

・

・

・

・

・

…

　

（

8

） これ ら と （6 ）式より

，

み か けの膨 潤 率は水 温と浸 漬 時 間との _{関 数}と して

，

　MIT，

h）≒（

0．

93

十 〇

．

21

　

T

｝×

ho『

se

　

（

1

≦

h

≦

12

）

・

・

・

・

・

…

　

（9 ） 　 MtT

，

h］≒（1

．

65十 〇

，

38　T ）×

hO’

3e 　　（12≦ん≦24 ＞

・

・

一・

・

（10 ） の実 験 式で表せ る。

　

な お

，

これ らめ関 係 式で_示し た定数は

，

乾燥

塗

膜片の 厚さ tCt

＝

1

．

Omm に お_ける実 験 値に基づ く もの で

，

　tdが 変わ れ ば定数も異

．

な る もの と 思 われ る

。

3

＞ 鉛 直 圧 下にお け る乾 燥 塗 膜の膨 潤 状 況 　 圧 密 試 験 装 置 （土 質 用の試 験 機 ）に よ り

一

定の鉛 直圧 を載 荷し た状態で_， 浸 漬 時 間 7日間 （水 温 16

〜

18

°

C） の_{経 過}に伴う乾 燥 塗 膜の膨 張 量の 測定 （ダイ ヤル ゲ

ー

_ジ ：_読取り精度

1

／

100mm

）を行っ た

。

供 試体は

，

直径 φ

60mm

（厚さ7

〜

9mm ）の不 透 水性の ア ク リル板 上 面に 膨潤性塗料を アプリ ケ

ー

タ

ー

で塗 装し， 乾 燥 したもの で あ る

。

供試 体の数は

，

乾 燥 塗 膜の厚さ （

0。6〜

3

．

Omm

，

ノギス に よ_る対 角 4点の平 均 値）の異な る 18体で_， 鉛 直圧は

0．5−

5

．

　O　

kgf

_／cm2 の_範囲に お い て_行っ た

。

　この実 験で は

，

ほ と んどのケ

ー

スで浸漬時 間の経 過に 伴っ て膨 潤 体の

一

部が 圧密リングの間 隙 か ら外 部に し み 出る現象が認め ら れ

，

膨張量の正 確な把 握が_行え な かっ た

。

図

一4

は

，

乾 燥 塗 膜の 厚さ （

td

）と膨 張 倍 率 （1＋ δ／‘ゴ δは ピ

ー

ク時の測 定 膨 張 量

，

膨 潤 層の残 留 厚さ） の測 定 結 果を

，

各 鉛 直圧別にプロ ッ ト し た もの であ る

。

　 30 ミ

5

ミ 腓　20

910

萇 　 　

0

　 　 0　　　　　　6　　　　　ヱ2　　　　　ユ8　　　　　24 　 　 　 　浸資時 間h_伍our丿 図

一

1　み か けの膨 潤 率の浸漬 時間 と水温 との関 係 0 　

0

　 0 つ

ゾ

　 99 　 1 宕

、

ヒ 芝 褂 躍 罍 e わ 灸 心 　 0 　 　 0　　　5　　　ヱ0　　　ヱ5　　2θ　　25　　30 　 　　　 　　 　　水 温 T ‘℃_丿 図

一

2　み かけの膨 潤 率の水温と浸 漬 時 間との関係 2

，

0

〔

0 　 　 　 　 　 5 1 　 　 　 　 　 0

_．

重 ・ 爵

さ

ミ

§

）

・。 ・

・

冒 廻　O

．

2 0

．

ユ 　

O．

05

　　

0．

ユ　　

0．

2　　　　

0．

5

　　1

．

0

　　2

，

0

　

　

　

　

　

　

　

・ 間 比 1・₉

 

図

一

3み かけの膨潤 率の_{浸 漬 時 間}と水 温と の対 数 関 係 5

，

0 bIs4

．

o

　±

　 脚 　3

．

0 　 　 2

．

o 　 」

．

0 　 　 0　　　 　　　 0

．

1　　　　 　　0

．

2　 　　　　　0

．

3 　　 　　　 　 乾 燥 塗 膜 の 厚 さ_td（cm _） 図

一

4 膨 張 率の乾 燥 塗 膜 の 厚 さ と 鉛直圧 と の関 係

　この実験で は

，

いずれ の厚さ で も

5．

okgf

／cm2 _以上の 鉛直圧 を 押 し上 げ る膨 潤 圧 を有す る ものと 認 め ら れ る。 な お_， 膨 潤体が_外部に しみ_出る_状況は次の よ うで ある_。 乾 燥 塗 膜 が 薄く かつ 鉛 直 圧の高い場 合は

16

時 間 程 度で 膨 張 量の ピ

ー

ク に達 し その後 厚さの減 少 を伴っ たが_， 逆 に厚い乾 燥塗膜で低い鉛 直圧の場 合は膨 潤体の外 部に し み出る現 象を伴いな が らも4 日間 も膨 張し その後 （測 定 期間 7日間）も平衡状態を保つ 状_況が認め られた。 こ の 現象は

_，

乾 燥 塗 膜の膨 潤 圧 と 鉛 直 圧 との作 用 によ る 内 圧 によ り供試体上 面で吸 水 膨潤 し た膨潤体の

一

_部が押し出 される状 況 と考え ら れ る

。

し たがっ て

，

こ の実 験にお け る膨 潤 層の残 留 厚さは_，

tL

や

tw

とは異な る もの と考え ら れ る

。

4） セ メン トミル ク中の膨 潤 状 況 （引 抜き試 験 体） 　 セ メ ン ト ミル ク中での乾 燥 塗 膜の膨 潤 状 況や膨 潤層の 厚さを求め る た め， 以下の よ う な引抜き試 験 を行っ た。 　引 抜き試 験 体は

，

_{外 径 φ}89mm （長さ約250　mm ）の 塩 化ビニ

ー

ル管表面に長さ約200mm の範 囲をエ ア レ ス ス プレ

ー

ガンで膨 潤 性 塗 料 を 塗 布し

，

乾 燥 塗 膜の厚 さ

O．6− 3．

emm

（厚さ 測定は ノ ギスに よ り上 中 下 各 対 角

2

方 向 計 6点の平 均 値 ）の範 囲で 6段 階に分けて 作 成し た 24体である

。

供 試 体は_， こ の引 抜き_{試 験 体 を 内 径 φ}125 mm _{と φ}146　mm

，

_{長 さ}210　mm の塩 化ビニ

ー

ル管 を 外 管とする容 器に立て込み

，

そ の内外に セ メ ン トミ ル クを 注いだもの である

。

セ メ ン トミ ル ク の配 合は_，

一

般的に 現 場で使 用 されて いる掘 削 液 （セメ ン ト1

，

0

：ベ ン トナ イ ト0

，

4 ：水4

．

2） や 杭 周 固 定 液 （1

．

0：0

．

2 ：1

．

6

_＞と 同 じもの と し た

。

セ メ ン トミ ル ク の 7 日 と 14日の圧縮 強 度は_， 掘 削 液の場 合 σ7

＝

1

．

Okgf

／cmz ， σi‘＝

1．2kgf

／cm2

，

杭 周 固 定 液の場 合σ7r18

．

5kgf／cm2

，

σ14＝

22．

7kgf／cm2 で ある

。

硬 化 中の セ メ ン トミ ル ク の 温 度は 24 時_間で 32℃ まで に上昇 し

，

そ の後 下 降し て約 90時 間で養 生 水 温 の

15

℃ に等 し く なっ た

。

ま た

，

乾 燥 塗 膜の 厚 さ

td

≧L3mm の供 試 体では_， セメ ン ト ミル ク を 注い だ翌 日に引 抜き試 験体周辺の上部か ら膨潤 体の しみ_出し が認 め ら れた

。

そ し て

，

7日目で は乾 燥 塗 膜の厚さ が厚いほ ど膨 潤 体の し み 出し量が多く

，

td≦1

．

Omm の供 試 体で は乾 燥 塗 膜の厚さに ほぼ比 例し て し み出し量の_少ない_状 況と なっ て い る

。

引 抜 き試 験は_， セ メ ン トミル ク注入後 7

〜

8日目に半 分の供 試 体 数を

，

残 りを14

−

15 日 目に 行っ た

。

（§4

．

4

．

1 図

一

10参 照） 　膨 潤 層の厚さ測 定は， 各 引抜き試 験 後た だ ち に内管の 試 験 体 を引き出し

，

セ メ ン トミ ル ク の硬化 し た内 径 部分 をノギス （読 取り精 度 ：5／100mm ）で 測 定し

，

1 供試 体あ た り6 点 （上中 下の各 直交 する2点 ）の平 均 値か ら 内管外径 （φ

89mm

）を差引い て

，

その半 分を残 留の膨 潤 層の厚 さ と み な し た

。

図

一

5は

，

乾 燥 塗 膜の厚さ と膨 潤 層の残 留 厚さを座 標 軸に おい て測 定結果を示し た。 図

一

₉₀

一

一

_6は

_，

_{乾 燥 塗 膜の厚さ に対す る膨 潤 層の残 留 厚さ の倍} 率と

，

乾 燥 塗 膜の厚さ との関 係を示 し た グラ フ であ る。 　こ の _{よ う}な結 果か ら

，

セメ ン ト ミル ク中ll：お け る膨 潤 層の残 留 厚さ は

，

セ メン ト ミル ク の硬 化に伴う拘束状態 や

，

乾 燥塗 膜の_厚さに応 じた 膨 潤速度と 膨 潤体の密閉状 況等に影 響 され る と判 断さ れ る

。

な お_， こ の膨潤状 態は （4｝， （5） 式で表され る み かけの膨 潤 率 とは異な るも の と なる

。

また

，

膨 潤 体の し み 出しが少な い乾 燥 塗 膜の 厚さ （td≦LOmm ）と_， 掘 削 液にお け る膨 潤 層の残 留 厚さ （tL）との関 係は 　 tL≒0

．

28（1＋10置∂　（tLと tdの単位 ：cm ）

・

一

（11 ） で表さ れ る。 3

．

2

膨 潤 体の み か け の粘 度 1） 高 吸 水性ポ リマ

ー

溶液_濃度_とみ かけの_{粘度 （}せん断 歪 速 度

一

定 ） 　 3種 類 高 吸 水 性ポリマ

ー

溶 液 濃 度 （

D

。

‘

・

1

．

5

，2．

O

，

2

．

5％）そ れ ぞ れにつ い て

，

液温 を 5

〜30

℃ の範 囲で 5

°

C

刻み に 6段 階に分 けて_，

B

型粘 度 計ロ

・

一

タ

ーNo ．

4 （回転 数

6rpm

：せ ん断 歪 速 度 γ

＝1．26

　sec

’

i_）を 用 い て みかけの粘 度zaDAT

．

γ〕（poise） を計 測し たc

，

　

一

定の せ ん断 歪速度（γ）で測 定し た高 吸 水 性ポ リマ

ー

溶 液の _{粘 度} （η）には

，

溶 液 濃 度 （

Dp

）と液 温 （

T

）と の間に指数的な比例関係が見いだ せ る。 　図

一7

の座標は

，

縦軸に液温

15

℃ にお け る溶 液 濃 度 別で の み か けの_{粘度 （恥} μr

．

、5

，

丁

．

，

，

t6）＝ 32， 145

、

、

410　

poise

）

曾

α8

き

　_。

_．

_，

馨

　

・

．

・

ll

　

・

．

・ 　 　o0 　　　　 　　　　0

，

1　　　　 　　　0

．

2　　　　　　0

．

3

　　　　

乾 燥塗膜の厚さ td

_（

C皿 丿 図d5　膨潤層の セ メント ミル ク中で の厚さ

．

10 8

〃

り 4 魯 ー 認 単 臘 β 2

0

　 0　 　　　　　　0

．

1　　　　　 　 α2　　　　　　0

．

3 　 　 　 　　 乾 燥 塗膜の厚さtd_‘cm _丿 図

一

6　膨 潤 層の セ メン ト ミル ク中での膨張率

を そ れ ぞれ の _{基 準}と し

，

横軸に_液温 （T ＝ 15℃ ）を基 準と し て無 次元化し た両対数軸で あ る

。

こ の図に プロ ッ 　トし た 異 な る液温の 溶液濃 度 別で のみ か けの粘 度と基 点 を結ぶ _直線は

_，T

＝ 5

°

C

の

D

_ρ

＝

2

．

o

’

i_％

・

_と2

．

_5％ ， お よ び

T ；25

℃ と

30

℃ の

．

Pi

　

1．

5

％ に若干 不整 合な測 点 も認 め ら れ る が

，

お お む ね

　　　

η〃ハzγ［≒ 斌』ρT

，

γ

el．

ε61X （

15

／

T

）o

’

s

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

《12 ） で表せ る。

　 ．

ま た

，

同 じ測 定 結果 を 図＝L8 で は

，

溶 液 濃 度Dp； 2

．

5 ％ と， 各液温別の み か けの粘 度 zaD。it

．

隅 γ

．

1

．

2e ）を 基 準と して無 次元 化し

．

た両 対 数座 標に表した。榕 液 濃 度の計 測 範 囲が狭いが

，

液 温 別に変えてプロ ヅ ト し た測点と基 点 を

_．

結 ぷ 直線は

，

お お む ね

　　　

ηDハzTl ≒zaDAT

．

γ

＝

1

．

261＞〈（

1

）ρ／

2．

5

｝ 4n

・

・

・

・

・

…

　

r・

・

一・

・

《

13

）

『

で_表せ る

。

　 いま

，Dp

＝ 2

．

5

％の

．

　

T

＝ 15℃ に お ける み か けの粘 度 の 測定 値は， ZIDp

−

2

．

、

．

T

．

1

．

、

、

￥

．

，

．

26〕＝

410pbise

であること か ら

，

（12 ＞式と （13 ）式によ り

　　　

qnAT

．

γ ，≒410（正）p／

2．

5

）

°

’

7 ×（15／

T

）o

’

5

・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…



（14） が得ら れ る。 2 ） せ ん断歪速度とみか けの粘 度　 　 　

、

　

B

型 粘度 計ロ

ー

タ

ー．

No ．

4の回転 数を， 0

．

3

〜

12rpm 　 （せ ん断歪 速度γ

＝0．0628L2 ．51

　se6

「

1）の範 囲で6段 階 変 化さ せ

，

液 温

T ＝

25℃， 高 吸 水 性ポリマ

ー

_{溶 液 濃} 度 Dρ

＝

2

．

5

．

％ に お け る み か け の粘

N

’

，

’

　zaPA　r

．

　T）（poise）の 測 定 を 行った

。

　 図

一

9は

，

せ ん断 歪 速 度と み か け の粘 度の関係を， 回 転 数 6rpm に_相当するせ ん断歪 速 度 γ＝ 1

．

26　sec

−

1とみ か けの_{粘 度} Mp 。

．

2

．

5

．

T

．

z5

、

γ

一

1

．

，G］＝

330

　polseを基準と して， 無 次元化し た値を座標軸と す る両対数 グラ フ上に_プロ ッ 　ト し た

。

この 図にお け る基 点 を 通る直線は

，

_．

　　　

zaOAT

，

γ 〕≒zλbρ

＝

z

．

s

、

T

＝

2s

，

γ，x （γ／

1．

26）

−

o

』

62

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　

（15 ） で表せ る。 　 い ま

，

せ ん断 歪速度 γ

＝

1

．

26　sec ：i_を

一

_{定と し （}14） 式で液 温

T

＝

25“

C

，

_{高 吸 水 性}ポ リマ

ー

_{溶 液 濃}度 Dρ

＝

2．

5

％ と おい た場合の み か けの 粘 度 qDA　T

，

　7i ≒318PQise は

，

（15 ）式の 粘 度に ほ ぼ等しい とみ な せ ること から

，

　 zabAT

，

γb≒410（γ／1

．

26）

−

0

−

62 　 　　 　 　＞〈_〔

1

）p／

2．

S

）4．X （

15

／

T

） o

’

5 　 　　 　＝ 24

．

7×

1

）お7／（re

．

6！_xTO

’

5 ）

・

・

・

…

　

tt・

・

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　《16） が_得られ

．

る

。

　 　し たがっ て， 膨 潤 体の み か けの粘 度は

，

（16）式で

’

表 せ るよ うに高 吸 水 性 ポ リマ

ー

の溶 液 濃 度が大き く影 響す る

。

ま た， その溶 液 濃 度は （4）式や （9）

，

（10＞式の 膨 潤 率 （脇 ，

MtZh

）） との関連で把 握できる。 なお

，

（16

）

式の_{定 数}に関し て は

，

高 分 子構造体の_{特 質}上実験 的な若 干の ばらつ き を有するもの と思わ れ る が_，

．

近似的な値と し て適 用で き る も の と考え る

。

需

20

鞋τ　 　 霆ξ 竪 農 q　 　

k

さ 重1

．

03

聳

　

　 　 　 　 遡　0

．

5　 捉 　 　 　

0．

2

　　　　　　　0

．

5

　　　　　

1．

0

　　　　　2

．

0

　

　

　

　

　

　

　

　

　

灘

1

・・

 

図

一

7　み か け の粘 度の液 温 と 溶 液濃 度 との対 数 関 係

　

A

l

黜

蟹

　 　o

．

5

　

　

　

°

’

°

5

α

〜

・度

噸

，

鬻

瓢

）

1

’

° 　 　 図

一

8　み か けの粘 度の溶 液 濃 度と液 温と の 　 　 　 対 数 関 係

一

へ

ξ

『

11 卜

．

噂

．

需 δ さ e ユ0

，

0

睾

寿 5

．

o

§

tt

審

．

−

　 ぎ

_「

軾 懸 巽 1

．

o 0

．

62

．

_o

_．

₅ 　 0

．

05　 　 0

．

1 0

．

5　　ユ

、

0　　　3

．

θ

　　　　　　

・ ・断歪速眦 1・9

（

謝

図

一

9　せ ん断 歪 速 度と み か け の粘 度との対 数 関 係 §

4．

膨 潤 層の伝達 摩 擦 応 力 度 と耐 久 性

4．

1

　 引抜き試 験の結 果 　引 抜き試 験は

_，

_§3

．

3

．

1の 4）セメ ン トミル ク中の膨 潤状況 （引抜き試 験体 ）で詳 述し た実 験供試体 24 体に つ い て行っ たもの である

。

引 抜き試 験の試 験 装 置 を_， 次 頁 図

一

10に示 し た

。

試 験は

，

実 験 供 試 体の外 管 容 器 を 固 定し

，

0

．

1

〜

O

．

2mm ／min の _{引 抜}き 速度で 内管の試 験 体を引上 げ る とい う方法を採用し た

。

な お， 測定には荷

　　　　　　 ［

重 計 （東 京 測器製

，TCLZ

−100

　

KA

）と高感 度 型 変位計 （同

，CDP −

10）お よ びデ

ー

タ

ー

ロ ガ

ー

（同

，

　

TDS −

302_） とマ イク ロディ ス ク レコ

ー

ダ

ー

（同，

RM −

351 ）を用い た

。

また， 膨 潤 層の せん断 強 度は， 各 試 験 体の最 大 引 抜 き力か ら試 験 体の重さを差し引い た

荷

重 を

，

各 試 験 体の 膨 潤性塗料を塗 布し た部 分の面積で_除し た値と した_。

　

’

図

一11

は

_，

乾 燥 塗 膜の厚さと膨 潤 層のせ ん断

_聲

度と を 座 標 軸に _， 引 抜 き 試 験で求 め た 結 果 を 示 し た もの で あ る。

．

この図 よ り

，

せ ん断強度は乾燥塗膜の厚さにお お む

ね比 例し た傾向が認め ら れ る が

，

養生期間や セ メン ト ミ ル ク の違 い によ る顕 著な 差 は 認 め難く

，

乾燥塗膜の厚さ

td＝

0

，

10

〜

O

．

　15　cm の_{場 合}の せ ん断 強 度は お お むね

_，

τ

＝

₀

_．

_OO1　

−

O

．

　OO7　

kgf

_／cm2 で あ る。 膨 潤 層が引抜き試験 体に付着 し た ま まで引 抜か れて く る もの が多く観 察さ れ たこ と から

，

吸 水 面に近い_{膨 潤 体}の_{部 分}で ス _リッ プし た もの と考え ら れ

，

膨 潤 層の せ ん断 強度と して小さい値に な っ たもの と判断 さ れ る

。

　い ま

，

引抜き試験 結果よ り平 均的な値を も とに

_，

せ ん 断 強 度 τ

＝O．

　

004

　

kgf

／cm2

_，

　s

＝

2

．

5

×10

−

4　cm ／sec _（

＝

0

．

15mm ／min ）

，

（1ユ） 式の 関 係よ り乾 燥 塗 膜の厚 さ

td

＝

₀

_．

_13c【n に対する膨 潤 層の厚さ tL≒0

．

64　cm _{（残 留 膨} 潤 層の倍 率 ：t，／t，

＝

4

。

9）と おい た場 合

，

（3）式 より 逆 算し て得ら れ る み か け の粘 度は

，

ZIDAT

．

T）≒1

．

04　X　IOs poiseと な る。 ま た

，

（2 ）式の関 係か ら γ＝＝3

．

9×IO

”

4 sec

−

［

，

温 度

T ＝15

℃ と おい て

，

_{上 記}み かけの粘 度に対 す る高吸水性ポリマ

ー

の溶液濃度

1

）ρを （16 ）式か ら逆 算す る と

，

Dp≒2

．

8 （％）と な る

。

こ の濃 度は

，

（4） 式の膨 潤 体の乾 燥 塗 膜に対 する膨 潤 率 （

M

．）と して

，

蛎 ≒ll

．

9程 度とな る

。

　 実 験で得ら れ た引 抜き せ ん断強度は

，

膨潤 層が引 抜き 試 験 体に付 着 し た状況 や

M

，〉置L／晦 と な る関 係か ら

，

実験では膨 潤 体の し み出し に よ り膨 潤 層の残 留 濃度が希 薄になっ たと考え る こ と もで き る が

，

む し ろ 吸水 面に近 い境 界 部 分の膨 潤 率 （膨 潤 体の み か けの膨 潤 率 ：

M

。 ま た は

，

1嫉恥

1

に よ る み か けの粘 度 （ηp 娼 γ 〕）の小さい部 分で ス リッ プし た た めでは ないか と考えて いる。 　 　 　 　可 動制御式 　 　 　 　 電 動 ギ ヤ モ

ー

タ

ー

　 　“thきger ○ o

．

卜o

、

2皿〆nin 厂

一

ロ

ー

ドセ ル 変位 計

｝

鉄 板 〔外 管 固筮）

一

一

一

「

_{「 ＼}

一

_一

セ メント ミル ク ⊂硬 化状 無） i

「

　 管 （断m 内目 （引 抜 き供試 咋）

詈

「

潤 滑 層　 　デ

ー

タ

ー

『

ガ

ー

図

一

10　引抜き試験 装置 4

．

2

　伝達摩擦応力度の推定 　地 盤 沈 下に_伴う負の_摩擦力は

，

地中に埋 込ま れ た杭 表 面の膨 潤 層ない し は

，

その吸 水 部 分の膨 潤 体のせ ん断強 度 を介 して杭 体に伝 達 さ れる

。

その杭の伝 達 摩 擦 応 力度 は

，

上 述の実 験 的 関 係 式を通し て得ら れ る膨 潤 体の せん

一 92 一

　 　

0．

015

繦6

丶

距

GO 、

010

誌

鵬已 　 　0

．

005 機 F 颪 （

T

＝ 15・♪ 肥 号 は 国

一

5 に 网 じ 　 　 △ 　 　 　 口

　　　　　　

．

_夢

・

3

ム

　

。

＿？

．

玉 膨

　　

・ ° ・

　

。

ys

「 o ● 　 　 　 　 0 　 　 　 　 　0　　　　　　　0

．

1　　　　　　 0

．

2　　　　　　0

．

3 　 　　 　　　 　　　 乾 燥 塗膜の厚さtti_（crn_） 図

一

11 引 抜き試 験に お け る膨 潤 層の せん断 強 度と乾 燥塗 膜 O

．

　 　 　 厚さ と の関係 断強 度に等し く なる もの と考え ら れ る

。

すな わ ち

，

（3＞ 式の基 本 式 を もとに

，

伝 達 摩 擦 応 力 度 τ 〔kgf／Cm2 ）は 　 　 　τ≒5

．

64xlo4 ×〔

S

／（1十10　td_＞）o

’

3e 　　 　　 ／（M 毒T×7

「

o

・

5）

・

・

・

・

・

・

…

　

77・

・

…

　

幽

・

・

・

…

　

鹽

・

・

囓

鹽

・

・

曁

一・

曁

（17） で表せ る。 　い ま

，

温度

T ＝15

℃

_，

_{乾燥塗 膜}の厚さ

td＝・

0．

10〜

0．

15cm

，

地 盤 沈 下 速度8

＝6．

　

34

× 10

−

B

−・

9．

51

×　10

−

7 cm _／sec _{（年 間}の 地 盤 沈下量

，

2

〜

30　cm _相…当）

，

お よび 膨 潤 層の膨 潤率を

M

。

＝5〜10

程度と仮 定し た場合

，

対 応する伝 達 摩 擦 応 力 度とし て は

，

_（17 ）式より図

一

12の よ うに表さ れ

，

τ≦0

．

03kgf／cm2 と な る

。

0．

04

03 　 　 02 　 　 01 0 　 　 　 　 　

　

0 　 　 　 　 　 　 0 　 　 へ 囚

・

… 鳶 屯 ト 　

_．

慳 R 遠 覃 鹽 製 嘱

〒

閥 瀏

地 盤 沈 下 速 度 　 　 　lo

”

7_{α ］} ゾ痂c‘ 　 　 　 　 s

一

σ

．

3∫

・

　 m／5eじ 膨 潤 率 frle

＝

le　 　s

＝

Y

．

5」x10

−

？_cm／sc 　 　 　 　s

＝

6

．

3

・

1xIo

』

Scm／sec 　 　 　 　 　0　 　 　 　

− 一・

　 　 　 O

．

IO　O

．

1工　0

．

12 　0

．

工3　0

．

14　0

．

］

．

5 　 　　　 　　 　　　 乾 燥 塗 膜の_厚さtd_（cm _） 図

一

12 伝 達 摩 擦 応 力 度の乾 燥 塗 膜の厚さ と膨 潤 率お よび地 盤 　 　 　 沈 下 速 度との関 係 4

．

3　 耐久性につ い て 　膨 潤 性 塗 料は_， 使 用 状 況 を変える ことによっ て溶 液か ら固い乾 燥 塗 膜へ

，

そ し て乾_{燥 塗 膜}か ら 膨 潤 （流）体へ と変化す る。 ま た

，

地 上に置か れ た状 態と地 中

．

に設 置さ れ た状 態と が あ り， 耐 久 性につ い て評 価する基 準の設 定 を ど の よ う に す る かに問 題 が あるが， 耐 光 性 や 耐 薬 品 等 に関す る種々 の 実験 を日本 化 学 塗 料 （株 ）で試みた

_。

　こ こ に

_，

そ れ らの_実験結果］3 ｝ を要 約し て述べ る

。

1） 乾 燥塗膜の紫外線照射 （

5

ケ

ー

ス_， 各2回 〉に より

，

外 観と膨 潤率の_変化 を調べ _{た結 果} ， 100時 間 以 内では外 観の変 化や膨 潤 率に ほ と ん ど変化が見ら れ ない

。

こ の こ と より， 通 常の使 用 状 況で 日光に曝さ れ て も影響ない も の と考え られ る

。

2） 高 吸 水 性ポ リマ

ー

の水 溶 液 （濃 度1

〜

3％）に対し

，

食 塩を （外割 濃 度0

．

5

〜

4％） 添 加 し

，

粘 度の測 定 （B 型 粘 度 計ロ

ー

タ

ーNo ．

4， 3

〜

60　rpm ， 25℃〉を行っ た。 そ の結 果

，

塩 分 濃 度の高ま りに よ り粘 度の低下が生じ る

。

3） 充 填 剤 を含む高 吸 水 性ポ リマ

ー

濃 度2％の水 溶 液に

　　　　　　 ’

水酸 化 ナ トリ ウム _（規 定 濃 度 ：O

〜

O

．

2N ） を添 加し

，

アル カ リ性 （pH

＝

9

〜

13 ）に対す る粘 度の変化を測 定 （B 型 粘 度 計ロ

ー

タ

ー

No

，

4

，

6rpm

，

25℃ _）した。 そ の結 果

，

pH

＝

12を超 える付 近か ら粘 度の低 下が生じ る。 4 ） 同様に

，

_{充 填剤}を含む高吸水性ポリマ

ー

濃 度 2 ％ の _{水 溶 液}に硫 酸 （規 定 濃 度 ：

O− O．2N

_{） を添 加} し

，

酸 性 （pH

＝

il〜 9）に対す る粘 度の変 化を測 定 （

B

型 粘 度 計ロ

ー

タ

ーNo ．

4

，

60　rpm

，

25℃ ）し た

。

そ の結果

，

酸 性濃度の_高ま りに_対して も粘 度の_{低 下}が生じ る。 　これ ら耐薬品濃度の_高ま り に対す る粘度の_変化は， 低 下する傾 向にあり， ス リップレイ ヤ

ー

_{としての潤 滑 性 を} 高める側に働くもの と考え られ る

。

　

一

方

，

長 期 的な観 点か ら地 盤の圧 密 沈 下は

，

収 束に向 か う。 そのせ ん断 歪 速 度の緩 和は

，

膨 潤 層を介して伝 達 さ れる杭 体の摩擦 応力 度とし て も小さ く な る

。

そ し て_， 地 中におい ては膨 潤 体の乾 燥 や溶 出の可 能 性 も低いと 思 え ること か ら

，

長 期 的に ス リップレイ ヤ

ー

とし て の伝 達 摩 擦 応 力 度の低 減 機 能を損な うことも少な い もの と_考え ら れ る。 この点に関して は

，

施工実 験 を通し て予 測する こと ができるもの と考えて いる

。

温 （T ：℃ ）と の 間に

，

（16） 式の実 験 的関係 式で もっ て推 測され る

。

な お

，

膨 潤体の み かけの粘 度は_， 高吸水 性ポリマ

ー

溶液 濃 度に関連 し た膨 張 率 （M。 ま たは

M

，，

，

．）） に大き く依 存し た もの と な る

。

膨 潤 体の膨 潤 率は

，

M． ≒5

〜

10程 度の もの と考え ら れ る。　 　

1

4 ） セメ ン ト ミル ク硬 化後に引 抜いた試験 体 （0

．

6mm ≦ td≦3

．

Omm ）の伝 達摩擦 応 力度 （膨 潤 層のせ ん断 強 度 ） は

，

τ＝ 0

．

001

〜

0

．

0_ユ5　

kgf

_／cmz _{程 度}の_{極 め}て小さい値と な る。 膨 潤 体の み か けの粘 度と せ ん断 歪 速 度に比 例 する 膨潤 層のせ ん断強 度はTt その膨 潤層を介して杭 体に伝 達 さ れ る摩 擦 応 力に ほ ぼ等しい _もの と考え た場 合

，

（17） の実 験 式で_表すこと ができ る。ち な みに

，

膨 潤 性 塗 料 （td ＝ 1

．

O

〜

1

．

5mm ）を施 し た杭体部分 _の伝達摩擦 応力_度は

，

地盤 沈下 速度と膨 潤率に_{多 少影響}さ れ る もの の お お む ね_， r≦

0．

03

　

kgf

_／cm2 程 度の小さい_値に な る も の と考え られ る

。

　 本 報で は

，

室 内 実 験による膨 潤 性 塗 料の材 料 特 性につ い て報 告し た が

，

さらに実 杭の現 場 試 験による長 期 計 測 と載 荷試験 結 果 等につ い て報 告す る予 定であ る

。

謝 　辞 　 本 実 験 的 研 究は

，

（株 ）日本エ ア システム の委 託 研 究 により実 施し たもの で あり

，

関 係 者 各 位に深く感 謝い た します。 また， 本 膨 潤 性 塗 料の開 発な らびに実 験 計 測に 際して 日本 化 学 塗 料 （株 ）の方々 に は多 大な協 力をい た だ き ま し た

。

こ こ に記 して謝 意 を表し ます

。

§5

．

結 　 び 　膨潤 性 塗料の乾燥 塗 膜に対す る実 験 的 関 係により

，

下 記の点 が明ら か と なっ た

。

1 ） 乾燥塗膜の膨潤 （膨 張 率）は

_，

その_厚さ や拘 束 密 閉 状 況に よ り異な る と考え られ る が

，

無拘束 状態に お け る 場合で は水温に比 例する とと もに 1以下の累乗係 数 を 有 する浸 漬 時 間に比 例 して高まる

。

また_，乾 燥 塗 膜（0

．

6mm ≦ td≦3

．

　O　mm ）の 膨 潤 に 伴 う 圧 力は

_，

鉛 直 圧

5．

　

O

kgf

_／cmZ の もとでも生 じ る

。

2） 乾 燥 塗 膜は_， セ メ ン トミ ル ク中で も膨 潤 を伴う

。

セ メ ン トミル ク （掘 削 液 相 当の調 合 ｝が硬化し た後に残留 する拘 束され た状況に お ける膨 潤 層の厚 さ （

tL

：mm _） と して は_， 乾 燥 塗 膜の_厚さ （

td

≦1

，

0mm

_）との_間で t。

　　　　　　　 t

≒2

．

8× （1十

td

）程 度の閧 連 性 を得る

。

　また

，

pH≧12と考え ら れ る セ メ ン トミ ル ク中で は

，

膨 潤 層の高吸水 性 ポ リマ

ー

_溶液の粘 度が低 下し

，

伝 達せ ん断 応力 も 低下す る傾 向に あ る も の と考え ら れ る。 3 ）膨 潤層の吸水 面に近い境 界 部分の粘度は

，

実験的観 察か ら膨 潤体の そ れ に ほ ぼ相 当し た ものと考え られる

。

膨 潤 体の み か けの 粘 度 （aPA　T

．

　T ））は

，

　

B

型 粘 度 計ロ

ー

タ

ーNo ．

4を 用いた実 験により， 高 吸 水 性 ポ リマ

ー

_{溶 液} 濃 度 （Dρ ：％ ）とせ ん断 歪 速 度 （γ ：sec

−

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一

₉₄

一