JP2010117210A - タイルのせん断接着強度試験装置および試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】装置として適切な設置が可能であるとともに、方法としても合理的にタイルの接着個所にせん断力を作用させることが可能であって、試験精度の向上およびタイルのせん断接着強度そのものを的確に試験することができるタイルのせん断接着強度試験装置および試験方法を提供する。
【解決手段】試験対象タイルＴａの表面Ｘに固着される加力アタッチメント５と、試験対象タイル以外の、２以上のタイルＴｂにそれぞれ固着される反力受けアタッチメント６，７と、これら反力受けアタッチメント間に設けられ、これら反力受けアタッチメントを一体化するための連結治具８と、いずれかの反力受けアタッチメントと加力アタッチメントとの間に設けられ、試験対象タイルにその表面に沿った力を入力するために、反力受けアタッチメントに反力をとって加力アタッチメントに加力する加力手段９とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、装置として適切な設置が可能であるとともに、方法としても合理的にタイルの接着個所にせん断力を作用させることが可能であって、試験精度の向上およびタイルのせん断接着強度そのものを的確に試験することができるタイルのせん断接着強度試験装置および試験方法に関する。

壁などのタイル接着面に接着されるタイルは、日射によるタイルと下地コンクリートの熱膨張差などから生じるせん断作用で剥がれ落ちることがあるため、タイルのせん断接着強度を試験することが望ましい。

特に、試験室内ではなく、実際の施工物件を対象としてこの種試験を実施する技術として、例えば、特許文献１にあっては、既設建築物の外装タイルの接着性能試験を、作業員一人で、実際の現場で容易に測定することを可能にする目的で、建築物の外装タイルを１枚置きに鉛直方向への引張試験を行い、該引張試験によって取り除かれた外装タイル跡に小型化された現場型剪断試験機を設置し、該現場型剪断試験機で外装タイルへ水平方向に力を加えることにより外装タイルの剪断方向の接着性能試験を行うようにしている。

詳細には、下地コンクリート上で積層状態にある張り付けモルタルおよび外装タイルの双方に水平方向の力を加えて、張り付けモルタルごと外装タイルを剥がすようにしている。
特開２００７−１７０８８７号公報

背景技術にあっては、外装タイル跡は不整地面であって、当該不整地面に試験機を設置するようにしているため、剪断試験対象となる外装タイルに対して精度良く試験機を配置することが困難であり、試験誤差が生じるおそれがあった。また、外装タイル跡の不整地面を平滑にするには手間がかかり、試験を円滑に実施することができない。

また、水平方向力を外装タイルおよび張り付けモルタル双方に加えて試験を行うものであるため、下地コンクリートと張り付けモルタルとの間の剪断破壊は評価することができるが、タイルのせん断接着強度、すなわちタイルの裏足が張り付けモルタルから剥離する態様や、張り付けモルタルの凝集破壊などを評価することはできず、試験機として、また試験方法として、不満足なものであった。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、装置として適切な設置が可能であるとともに、方法としても合理的にタイルの接着個所にせん断力を作用させることが可能であって、試験精度の向上およびタイルのせん断接着強度そのものを的確に試験することができるタイルのせん断接着強度試験装置および試験方法を提供することを目的とする。

本発明にかかるタイルのせん断接着強度試験装置は、建築部材のタイル接着面に接着したタイルのせん断接着強度を試験する装置であって、試験対象タイルの表面に固着される加力アタッチメントと、上記試験対象タイル以外の、２以上のタイルにそれぞれ固着される反力受けアタッチメントと、これら反力受けアタッチメント間に設けられ、これら反力受けアタッチメントを一体化するための連結治具と、いずれかの上記反力受けアタッチメントと上記加力アタッチメントとの間に設けられ、上記試験対象タイルにその表面に沿った力を入力するために、該反力受けアタッチメントに反力をとって該加力アタッチメントに加力する加力手段とを備えたことを特徴とする。

前記加力手段の加力値を表示する加力計および該加力手段による前記加力アタッチメントの変位量を表示する変位計を備えたことを特徴とする。

前記加力手段は、前記反力受けアタッチメントに保持されることを特徴とする。

前記反力受けアタッチメントは、前記加力手段の加力方向に沿って、前記試験対象タイルの両側に配置されることを特徴とする。

前記連結治具は、前記試験対象タイル両側に配置された前記反力受けアタッチメント間にわたって延設され、前記加力アタッチメントには、該連結治具にスライド自在に係合するスライドガイドが設けられることを特徴とする。

本発明にかかるタイルのせん断接着強度試験方法は、建築部材のタイル接着面に接着したタイルのせん断接着強度を試験する方法であって、試験対象タイルの表面に加力アタッチメントを固着するとともに、該試験対象タイルの接着面積を超える接着面積となる他のタイルに反力受けアタッチメントを固着し、次いで、上記反力受けアタッチメントと上記加力アタッチメントとの間に設けた加力手段により、該反力受けアタッチメントに反力をとって該加力アタッチメントに加力して、上記試験対象タイルにその表面に沿った力を加えることを特徴とする。

試験実施前に予め、前記タイル周囲の目地材を除去しておくことを特徴とする。

本発明にかかるタイルのせん断接着強度試験装置および試験方法にあっては、装置として適切な設置ができるとともに、方法としても合理的にタイルの接着個所にせん断力を作用させることができ、試験精度の向上およびタイルのせん断接着強度そのものを的確に試験することができる。

以下に、本発明にかかるタイルのせん断接着強度試験装置およびその試験方法の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。本実施形態にかかるタイルのせん断接着強度試験装置（以下、単に「試験装置」という）およびその試験方法は、試験体や既設の建築物等の壁、床または天井に、横方向もしくは縦方向あるいは縦横方向に配列したタイルのいずれに対しても、適用可能である。

図１は本実施形態にかかる試験装置１の側断面図、図２はその平面図、図３は図１中Ａ−Ａ線矢視断面図、図４は図１中Ｂ−Ｂ線矢視断面図、図５は図２中Ｃ−Ｃ線矢視図である。

タイルＴａ，Ｔｂ，Ｔｃは例えば、壁などの下地コンクリート２の表面をタイル接着面４として、その上に施工された張り付けモルタル３を介して、張り付けられる。タイル接着面４に対するせん断破壊は通常、タイルＴａ，Ｔｂ，Ｔｃの足裏と張り付けモルタル３の間、張り付けモルタル３の凝集破壊、張り付けモルタル３とタイル接着面４である下地コンクリート２表面との界面で観察される。張り付けられた複数のタイルＴａ，Ｔｂ，Ｔｃのいずれかが、試験対象タイルＴａとされる。

試験装置１は主に、加力アタッチメント５と、２以上の反力受けアタッチメント６，７と、反力受けアタッチメント６，７を連結して一体とする連結治具８と、加力手段９を備える。

加力アタッチメント５は、試験対象タイルＴａの表面Ｘに固着される。加力アタッチメント５は、試験対象タイルＴａの表面Ｘに接着材で固着されるベース１０と、ベース１０上に搭載される下方ブロック１１と、下方ブロック１１上に搭載され、ボルト１２で当該下方ブロック１１と締結される上方プレート１３と、上方プレート１３から下方ブロック１１を貫通してベース１０に螺着され、ベース１０から上方プレート１３までを一体化する第１締結ボルト１４と、ベース１０と下方ブロック１１との間に装着されるワッシャ１５を備える。

下方ブロック１１には、第１締結ボルト１４を挟んで、互いに平行な一対の溝部１６が形成され、これら溝部１６が上方プレート１３で覆われることにより、連結治具８にスライド自在に係合する通孔状のスライドガイド１７が一対形成される。

反力受けアタッチメント６，７は、試験対象タイルＴａ以外の、他の２以上のタイルＴｂにそれぞれ個別に固着される。本実施形態にあっては、２つの反力受けアタッチメント６，７は、試験対象タイルＴａに対し縦並びあるいは横並びで当該試験対象タイルＴａの両側にタイルＴｃ一枚分を隔てて位置する、２枚のタイルＴｂにそれぞれ配設される。

図示例において、左側の主反力受けアタッチメント６は、タイルＴｂの表面に接着材で固着されるベース１８と、ベース１８上に搭載される下方プレート１９と、下方プレート１９上方に配設される上方ブロック２０と、上方ブロック２０から下方プレート１９を貫通してベース１８に螺着され、ベース１８から上方ブロック２０までを一体化するための第２締結ボルト２１と、ベース１８と下方プレート１９との間に装着されるワッシャ２２を備える。

主反力受けアタッチメント６には、下方プレート１９と上方ブロック２０との間に挟み込んで、板状の連結治具８が設けられる。上方ブロック２０には、これに連結治具８を一体的に締結する取付ボルト２３が螺着される。従って、連結治具８は、取付ボルト２３および第２締結ボルト２１によって、主反力受けアタッチメント６に固定される。

図示例において、右側の副反力受けアタッチメント７は、タイルＴｂの表面に接着材で固着されるベース２４と、ベース２４上に搭載される下方プレート２５と、下方プレート２５上に搭載される上方プレート２６と、上方プレート２６から下方プレート２５を貫通してベース２４に螺着され、ベース２４から上方プレート２６までを一体化する第３締結ボルト２７と、ベース２４と下方プレート２５との間に装着されるワッシャ２８を備える。

下方プレート２５には、第３締結ボルト２７を挟んで、スライドガイド１７方向に沿って互いに平行に一対の段部２９が形成され、これら段部２９とそれらの上に迫り出す上方プレート２６により、連結治具８に嵌合する受け溝部３０が一対形成される。副反力受けアタッチメント７は必要に応じて、上記以外の他のタイルに配置することで、２つ以上設置してもよい。

上述した連結治具８は、平面外形輪郭がＵ字状に形成される。連結治具８は、試験対象タイルＴａの両側に配置された反力受けアタッチメント６，７の間に、主反力受けアタッチメント６から、加力アタッチメント５のスライドガイド１７を貫通して、副反力受けアタッチメント７にわたって延設される。

連結治具８は、Ｕ字状の折り返し部８ａが取付ボルト２３および第２締結ボルト２１によって主反力受けアタッチメント６に締結固定され、折り返し部８ａから延びる一対の延設部８ｂが加力アタッチメント５のスライドガイド１７に挿通されるとともに、各延設部８ａの先端が副反力受けアタッチメント７の受け溝部３０に、第３締結ボルト２７の締結力で嵌合固定される。必要に応じて、延設部８ｂ先端は、副反力受けアタッチメント７の上部プレート２６などに溶接等で強固に仮固定するようにしてもよい。

これにより、試験対象タイルＴａ以外の２つのタイルＴｂに固着された反力受けアタッチメント６，７は一体化されて、両者一体で反力を受け止めるようになっている。すなわち、主反力受けアタッチメント６と副反力受けアタッチメント７は、同等の反力を受け持つ。

加力手段９は、連結治具８で連結された反力受けアタッチメント６，７のうちの主反力受けアタッチメント６と加力アタッチメント５との間に設けられる。主反力受けアタッチメント６の上方プレート２０には、立ち上げ部２０ａが形成され、加力手段９は、この立ち上げ部２０ａにボルト３１で取付固定されて、主反力受けアタッチメント６に保持される。

本実施形態にあっては、加力手段９として、主反力受けアタッチメント６から加力アタッチメント５へ向かって加力する油圧ポンプ９ａ付きの油圧シリンダ９ｂが採用されている。油圧シリンダ９ｂ本体が主反力受けアタッチメント６に固定され、図示しないピストン部が少なくとも、加力アタッチメント５の下方ブロック１１に面してこれを押圧するようになっている。加圧アタッチメント５に加力すると、反力受けアタッチメント６，７に反力をとって、試験対象タイルＴａにその表面に沿った力が入力されるようになっている。

従って本実施形態では、連結治具８で連結一体化される２つの反力受けアタッチメント６，７は、加力手段９の加力方向に沿って、試験対象タイルＴａの両側に配置されている。

試験装置１にはまた、加力手段９の加力値を測定し表示する加力計および加力手段９による加力アタッチメント５の変位量を測定し表示する変位計３２が設けられる。加力計は、油圧ポンプ９ａの油圧を測定して表示する図示しない油圧計で構成される。

変位計３２は、主反力受けアタッチメント６に、加力手段９を挟んで配置して一対取り付けられる。変位計３２は、筒状体３２ａに内蔵したスプリングや筒状体３２ａ内に導入するエア等の押圧手段によって当該筒状体３２ａから突出される接触子３２ｂを有し、当該接触子３２ｂを加力アタッチメント５に当接させてその突出量を、筒状体３２ａに備えた図示しない位置センサで測定し表示するようになっている。

これら油圧計および変位計３２は必要に応じて、パソコン等の演算処理手段に接続され、これら油圧計および変位計３２から出力される測定値を演算処理手段に出力して、例えば加力値と変位量の関係を示す連続的なグラフなどが表示出力されるようにすることが好ましい。

次に、本実施形態にかかる試験装置１を用いた試験方法について説明する。まず、試験実施前に予め、タイルＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ周囲の目地モルタル３３等の目地材を下地コンクリート２内部に達するように切削して除去する。

次いで、試験対象タイルＴａの表面Ｘに加力アタッチメント５のベース１０を接着材で固着するとともに、下地コンクリート２と試験対象タイルＴａとの接着面積を超える接着面積となる他のタイル、具体的には試験対象タイルＴａ両側の２つのタイルＴｂに、反力受けアタッチメント６，７のベース１８，２４を接着材で固着する。

次いで、加力アタッチメント５および副反力受けアタッチメント７のベース１０，２４上にそれぞれ下部ブロック１１および下部プレート２５を配置する一方、油圧ポンプ９ａ付き油圧シリンダ９ｂ、変位計３２および連結治具８を予め取り付けた主反力受けアタッチメント６の下部プレート１９から上方部分のサブアッセンブリを、主反力受けアタッチメント６のベース１８上に配置し、連結治具８の延設部８ｂを溝部１６および段部２９に合わせ、第２締結ボルト２１を仮締めする。

次いで、加力アタッチメント５および副反力受けアタッチメント７の上部プレート１３，２６を、連結治具８の上に被せつつ、下部ブロック１１および下部プレート２５上に載置し、第１締結ボルト１４および第３締結ボルト２７を仮締めする。その後、すべての締結ボルト１４，２１，２７を本締めして、試験装置１のセットを完了する。

次いで、加力手段９により、反力受けアタッチメント６，７に反力をとって加圧アタッチメント５に加力し、これにより試験対象タイルＴａにその表面に沿った力を加える。

本実施形態にあっては、加力アタッチメント５を試験対象タイルＴａの表面Ｘに固着して加力するので、まさにタイルＴａからタイル接着面４である下地コンクリート２までの層内にせん断力を作用させることができ、タイルＴａの足裏と張り付けモルタル３の間、張り付けモルタル３の凝集破壊、張り付けモルタル３とタイル接着面４の間におけるせん断破壊を試験することができる。

また、試験装置１のアタッチメント５〜７をタイルＴａ，Ｔｂ，Ｔｃに固着するようにしたので、不整地面に設置する場合と異なり、試験精度を向上することができる。従ってまた、不整地面を平滑化する作業を不要とすることができる。

試験対象タイルＴａの接着面積よりも広い接着面積で反力をとるようにしたので、試験対象タイルＴａの変位量のみを高精度で的確に測定することができる。

以上要するに本実施形態にかかる試験装置および試験方法にあっては、試験装置１として適切な設置が可能であるとともに、試験方法としても合理的に試験対象タイルＴａの接着個所にせん断力を作用させることができ、試験精度の向上およびタイルのせん断接着強度そのものを的確に試験することができる。

また、加力手段９を主反力受けアタッチメント６に保持させるようにしたので、試験中に作業員が加力手段９を保持しなければならないなどの手間を省くことができ、円滑に試験を実施することができる。

反力受けアタッチメント６，７を、加力手段９の加力方向に沿って、試験対象タイルＴａの両側に配置するようにしたので、反力受けアタッチメント６，７を試験対象タイルＴａの片側に並べて配置する場合に比べて、加力作用および反力を受ける作用を安定化することができる。

連結治具８を、試験対象タイルＴａ両側の反力受けアタッチメント６，７間に延設するとともに、加力アタッチメント５に、連結治具８にスライド自在に係合するスライドガイド１７を設けたので、加力時における試験対象タイルＴａの水平方向への変位に伴う加力アタッチメント５の移動を円滑に案内することができるとともに、せん断破壊に伴う試験対象タイルＴａおよび加力アタッチメント５の飛散を防止でき、安全性を確保できる。

変位計３２を、加力手段９を挟んで一対設けたので、試験対象タイルＴａの変位態様を精度良く計測することができる。また、タイルＴａ，Ｔｂ，Ｔｃ周囲の目地材を除去しておくので、測定時の加力および反力に対する剛性が各タイルＴａ，Ｔｂの接着個所で同様となり、計測した変位量から反力による変位を除いた、実際の変位量を容易に算定することができる。

本実施形態にかかる試験装置１を用いた試験方法を実施した後は、反力受けアタッチメント６，７のベース１８，２４を固着したタイルＴｂに対し、従来周知の「建研式引張接着力試験器」を適用することで、タイルの面外方向引張試験を行うことができる。これにより、試験跡を取り除き、またせん断接着強度と引張接着強度の対比にも利用することができる。

本発明にかかる試験装置および試験方法は、上記実施形態に限られるものではなく、反力受けアタッチメント６，７は、タイル表面に限らず、タイルに対し適宜な位置に固着すればよい。また、副反力受けアタッチメント７は、主反力受けアタッチメント６との間に加力アタッチメント５を挟む配置ではなく、主反力受けアタッチメント６と並べる配置としてもよい。

また、加力手段９は、油圧シリンダに限らず、手動式もしくは動力式のジャッキなど、一軸方向力を発生するものであれば、どのような機構のものであっても用いることができる。また、試験装置および試験方法は、壁に限らず、床や柱、梁のタイルに対しても適用することができることはもちろんである。

本発明にかかるタイルのせん断接着強度試験装置の好適な一実施形態を示す側断面図である。 図１に示した試験装置の平面図である。 図１中、Ａ−Ａ線矢視断面図である。 図１中、Ｂ−Ｂ線矢視断面図である。 図２中、Ｃ−Ｃ線矢視図である。

符号の説明

１ 試験装置
４ タイル接着面
５ 加力アタッチメント
６，７ 反力受けアタッチメント
８ 連結治具
９ 加力手段
１７ スライドガイド
３２ 変位計
３３ 目地モルタル
Ｔａ 試験対象タイル
Ｔｂ，Ｔｃ 他のタイル
Ｘ 試験対象タイルの表面

Claims (7)

1. 建築部材のタイル接着面に接着したタイルのせん断接着強度を試験する装置であって、
   試験対象タイルの表面に固着される加力アタッチメントと、
   上記試験対象タイル以外の、２以上のタイルにそれぞれ固着される反力受けアタッチメントと、
   これら反力受けアタッチメント間に設けられ、これら反力受けアタッチメントを一体化するための連結治具と、
   いずれかの上記反力受けアタッチメントと上記加力アタッチメントとの間に設けられ、上記試験対象タイルにその表面に沿った力を入力するために、該反力受けアタッチメントに反力をとって該加力アタッチメントに加力する加力手段とを備えたことを特徴とするタイルのせん断接着強度試験装置。
2. 前記加力手段の加力値を表示する加力計および該加力手段による前記加力アタッチメントの変位量を表示する変位計を備えたことを特徴とする請求項１に記載のタイルのせん断接着強度試験装置。
3. 前記加力手段は、前記反力受けアタッチメントに保持されることを特徴とする請求項１または２に記載のタイルのせん断接着強度試験装置。
4. 前記反力受けアタッチメントは、前記加力手段の加力方向に沿って、前記試験対象タイルの両側に配置されることを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載のタイルのせん断接着強度試験装置。
5. 前記連結治具は、前記試験対象タイル両側に配置された前記反力受けアタッチメント間にわたって延設され、前記加力アタッチメントには、該連結治具にスライド自在に係合するスライドガイドが設けられることを特徴とする請求項４に記載のタイルのせん断接着強度試験装置。
6. 建築部材のタイル接着面に接着したタイルのせん断接着強度を試験する方法であって、
   試験対象タイルの表面に加力アタッチメントを固着するとともに、該試験対象タイルの接着面積を超える接着面積となる他のタイルに反力受けアタッチメントを固着し、
   次いで、上記反力受けアタッチメントと上記加力アタッチメントとの間に設けた加力手段により、該反力受けアタッチメントに反力をとって該加力アタッチメントに加力して、上記試験対象タイルにその表面に沿った力を加えることを特徴とするタイルのせん断接着強度試験方法。
7. 試験実施前に予め、前記タイル周囲の目地材を除去しておくことを特徴とする請求項６に記載のタイルのせん断接着強度試験方法。

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