(57)【要約】【課題】  本発明はコンクリートコンクリート構造物の他、アスファルト舗装や、タイル建造物等の直接的把握可能な構造物の試験方法及び試験治具に関し、接着剤の使用をすることなく迅速にコンクリート表面からの柱状部分の破断分離試験を行うことができるようにすることを目的とする。【解決手段】  試験治具は筒形状の外側楔止部材10と、外側楔止部材の内周に沿って離間して複数配置され内側楔止部材12とから構成され、外側及び内側楔止部材10, 12は対向する円錐面10A, 12Aを備える。外側及び内側楔止部材10, 12間に上下に離間方向の所定の力が印加され、円錐面10A, 12A間のくさび作用下で内側楔止部材12は半径内方に変位せしめられ、コンクリートの柱状部分56に圧接せしめられる。建研式の引張試験機のクランプ62が外側楔止部材10に連結され、引張力を印加することによりコンクリート柱状部分56の分離若しくは破断試験が行われる。【選択図】  図６
2012141136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査対象物にその表面側より所定深さの環状溝を形成することによりその内側の被検査対象物の部分を柱状に残し、所定外力発生のための外力発生源と連結される試験治具を前記環状溝に導入し、該試験治具をくさび作用下で被検査対象物の柱状部分に圧接させ、外力発生源より試験治具に外力を印加することにより、被検査対象物の柱状部分を破断若しくは分離に至らしめることを特徴とする直接つかみ試験方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法実施のための試験治具であって、内周面に下窄まりの係合面を有した筒形状の外側楔止部材と、外側楔止部材の内周に沿って周方向に離間して複数配置され、各々が外周面に外側楔止部材の前記係合面と対面した下窄まりの係合面を有した内側楔止部材と、前記外側楔止部材及び内側楔止部材間を相対的に上下に離間方向に移動させることにより内側楔止部材外周の前記係合面と外側楔止部材内周の前記係合面との間のくさび作用下で内側楔止部材をして半径内方に変位せしめ、内側楔止部材を被検査対象物の柱状部分に所定の力にて圧接せしめる外力印加手段とを備え、外側楔止部材は外力発生源との連結部を有したことを特徴とする試験治具。
【請求項３】
請求項２に記載の発明において、前記外力印加手段は、内側楔止部材と外側楔止部材とを実質的に回り止めしつつ上下方向には相対移動可能に連結する連結手段と、外部より操作可能であり、内側楔止部材に対して外側楔止部材を上下に相対移動させることによりくさび作用力を調整する調整部材とを備えたことを特徴とする試験治具。
【請求項４】
請求項３に記載の発明において、前記連結手段は外側楔止部材の上方に配置されるトッププレートと、内側楔止部材毎に設けられ、上端がトッププレートに固定され、中間が外側楔止部材に上下移動可能に挿通され、下端が対応の内側楔止部材に螺合される連結ピンとから成ることを特徴とする試験治具。
【請求項５】
請求項４に記載の発明において、前記くさび力調整部材はトッププレートに上方より遊嵌されるボルトにより構成され、ボルトの下端は外側楔止部材に螺合されることを特徴とする試験治具。
【請求項６】
請求項５に記載の発明において、各内側楔止部材毎に連結ピンが周方向に間隔をおいて一対設けられ、前記ボルトは一対の連結ピンの中間に設けられることを特徴とする試験治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は引張試験機等による被検査対象物の試験方法に関し、より詳しくは、接着剤を使用することなく被検査対象物を直接掴むことにより分離若しくは破断するための引張試験を行う方法及び試験治具に関し、引張や捻り等の外力によりコンクリート構造物の他、アスファルト舗装や、タイル建造物等の直接的把握可能な構造物の強度試験を行うことができるものである。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物の表層部の強度を評価するための試験として、所謂プルオフ法により柱状のコンクリート部分を破断し引き抜くものがある。この試験にあっては、供試コンクリート表面に所定深さの環状溝（凹部）を穿設し、この溝の内側に形成されたコンクリートの柱状部分に引張試験機のクランプとの接続用の治具としての筒状鋼板を被装するとともにエポキシ系接着材等の接着剤により有底筒状鋼板をコンクリートの柱状部分に固着し、この筒状鋼板を油圧式の引張試験機のクランプに連結し、クランプを介してコンクリートの柱状部分に引張試験機からの引張力を印加することによりコンクリートの柱状部分の破断若しくは分離を惹起させ、破壊時の引張強度測定値よりコンクリートの表面構造・劣化状態の評価を行う。プルオフ法及びその改良方法については例えば特許文献１を参照されたい。
【特許文献１】特開平７−３５６６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術では被試験コンクリート表面における柱状部分に引張試験機のクランプに連結するための治具としての有底筒状鋼板を被せ、接着剤によってコンクリートの柱状部分に固着している。治具とコンクリートとの所定の固着状態を得るためには、接着剤の完全な固化を待たねばならず、そのため最低１日、望ましくは２日の待ち時間が必要であり、迅速な試験要求を満たすことができなかった。
【０００４】
この発明はこの問題点に鑑みなされたもので、接着剤の使用をすることなく迅速に被検査対象物の破断分離試験を行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の直接つかみ試験方法においては、被検査対象物にその表面側より所定深さの環状溝を形成することによりその内側の被検査対象物の部分を柱状に残し、所定外力を発生するための外力発生源と連結される試験治具を前記環状溝に導入し、該試験治具をくさび作用下で被検査対象物の柱状部分に圧接させ、外力発生源より試験治具に外力を印加することにより、被検査対象物の柱状部分を破断若しくは分離に至らしめる。
【０００６】
この方法実施のための試験治具は、内周面に下窄まりの係合面を有した筒形状の外側楔止部材と、外側楔止部材の内周に沿って周方向に離間して複数配置され、各々が外周面に外側楔止部材の前記係合面と対面した下窄まりの係合面を有した内側楔止部材と、前記外側楔止部材及び内側楔止部材間を相対的に上下に離間方向に移動させることにより内側楔止部材外周の前記係合面と外側楔止部材内周の前記係合面との間のくさび作用下で内側楔止部材をして半径内方に変位せしめ、内側楔止部材を被検査対象物の柱状部分に所定の力にて圧接せしめる外力印加手段とを備え、外側楔止部材は外力発生源との連結部を有している。
【０００７】
外力印加手段は、内側楔止部材と外側楔止部材とを実質的に回り止めしつつ上下方向には相対移動可能に連結する連結手段と、外部より操作可能であり、内側楔止部材に対して外側楔止部材を上下に相対移動させることによりくさび作用力を調整する調整部材とを備えることができる。そして、連結手段は外側楔止部材の上方に配置されるトッププレートと、内側楔止部材毎に設けられ、上端がトッププレートに固定され、中間が外側楔止部材に上下移動可能に挿通され、下端が対応の内側楔止部材に螺合される連結ピンとから構成することができる。そして、くさび力調整部材はトッププレートに上方より遊嵌されるボルトにより構成され、ボルトの下端は外側楔止部材に螺合される。また、各内側楔止部材毎に連結ピンが周方向に間隔をおいて一対設けられ、前記ボルトは一対の連結ピンの中間に設けられる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明においては、試験治具はくさび作用下で被検査対象物を掴んでおり、外力発生源との連結に接着剤を必要とせず、必要な掴み力を得ることができ、迅速かつ正確な検査を実現することができる。
【０００９】
また、内側楔止部材の分割数やくさびの角度や接触長等の調整要因により状況に応じた最適設計が可能であり、また、ねじ式等のくさび力調節手段を設けることで、最適な掴み力の設定が容易に可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１はこの発明の試験治具の縦断面図である。
【図２】図２は図１のII−II線に沿った矢視断面図である。
【図３】図３は図１のIII−III線に沿った矢視断面図である。
【図４】図４は図１のIV−IV線に沿った矢視断面図である。
【図５】図５はこの発明の試験治具をによるコンクリートの接着力試験（試験治具の初期状態）を模式的に示す図である。
【図６】図６は図５と同様であるが、試験治具を建研式試験機に連結し、コンクリートの柱状部分に圧接した状態を示す。
【図７】図７はくさび押え力と最大引張荷重の関係を模式的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下この発明をコンクリート表面における柱状部分の引張強度試験において実施した場合について説明するが、この発明は引張強度試験以外の強度試験、例えば、捻りによるせん断試験においても実施可能である。また、被検査対象物としてコンクリート構造のみならずタイル構造建築物等においても実施可能である。
【００１２】
図１−図４はこの発明の実施形態としての試験治具を示しており、この試験治具はこの発明の外力発生源としての引張試験機（建研式の引張試験機等）のクランプとの連結のための治具であり、後述のように被検査対象物としてのコンクリートの表面に穿設された所定深さの環状溝に導入され、かつ環状溝の内側におけるコンクリートの円柱状部分にくさび作用下で圧接され、引張試験機からの引張力がコンクリートの円柱状部分に印加され、円柱状部の破断・分離に至らしめられ、そのときの計測値により接着強度や破壊強度の評価を行うことができる。
。
【００１３】
図１に示すように、試験治具は外側楔止部材１０と内側楔止部材１２とを備える。外側楔止部材１０は上端面が実質上閉じ、下端が開いた筒形状をなしている。外側楔止部材１０は開放した下端付近において内周面が下窄まりの円錐面１０Ａ（本発明の外側楔止部材の下窄まりの係合面）を形成する。内側楔止部材１２は図４に示すように筒形状の部品を円周方向に沿って複数（この実施形態の場合は４個）に分割した形態をなしており、各内側楔止部材１２は横断面においては円周方向においては９０°に僅かばかり足りない角度延びる円弧状をなしている。各内側楔止部材１２は図１に示すように下端部において外周面が下窄まりの円錐面１２Ａ（本発明の内側楔止部材の下窄まりの係合面）を形成している。外側楔止部材１０の内周円錐面１０Ａと内側楔止部材１２の外周円錐面１２Ａとは同一角度をなしており、図１に示す外側楔止部材１０と内側楔止部材１２との相対上下位置（初期状態＝内側楔止部材１２の半径内方への変位は零）においては、外側楔止部材１０の内周円錐面１０Ａと内側楔止部材１２の外周円錐面１２Ａと外側楔止部材１０の内周円錐面１０Ａとは正対した位置関係にある。そして、この初期位置から外側楔止部材１０に対して内側楔止部材１２を外力により離間方向に変位（相対的に上下方向の変位）させてゆくと、円錐面10A, 12Aが相互に乗り上げることにより（くさび作用により）内側楔止部材１２が半径内方に変位され、内側楔止部材１２をコンクリート円柱状部へ圧接し、これを掴むことができる。隣接する内側楔止部材１２間には幾分の隙間δ（図４）が残され、図１の初期状態よりこの隙間δの分だけ外側楔止部材１０に対する内側楔止部材１２の相対移動が可能となっている。そして、コンクリート面への食い付きを良くするため内側楔止部材１２の内周面１２Ｂに粗面加工が施されている（図１）。
【００１４】
この発明によれば、外側楔止部材１０と内側楔止部材１２とを回り止めしつつ上下には相対移動可能に連結する連結手段と、外部より操作可能であり、かつ外側楔止部材１０に螺合されるくさび力調整部材とからなる外力印加手段が設けられる。図１に示すように、外側楔止部材１０の上方に円形のトッププレート１４が配置される。図４に示すように各内側楔止部材１２には円周方向の両端位置において、即ち、各内側楔止部材１２に２本の連結ピン１６が設けられる。図１に示すように、連結ピン１６は上端にねじ部16-1を備え、このねじ部16-1はトッププレート１４に挿通され、トッププレート１４を挟み、上下にナット18, 20が螺合され、ナット18, 20を上下より締結することにより連結ピン１６の上端はトッププレート１４に固定される。図２には上側のナット１８が図示される。図１において、各連結ピン１６は. 外側楔止部材１０の上端壁10-1に形成されるばか孔２２（図３も参照）を遊嵌され、下端のねじ部16-2は内側楔止部材１２のねじ孔２５（図４）に螺合される。トッププレート１４を外側楔止部材１０の上壁10-1のばか孔２２を遊嵌させ、かつ内側楔止部材１２に螺合締結した構造はこの発明の連結手段を構成し、外側楔止部材１０に対して内側楔止部材１２を上下移動自在に連結し、また、外側楔止部材１０に対する内側楔止部材１２の相対的下方移動は連結ピン１６を収納するばか孔２２の遊嵌（ガタ）の度合いを適当に設定することで、円錐面10A, 12Aの傾斜故に内側楔止部材１２を半径内方に移動せしめることができる。
【００１５】
更に、ボルト２４（この発明のくさび力調整部材）は上側よりトッププレート１４のばか孔２６に挿入され、ボルト２４の下端24-1は外側楔止部材１０の上壁10-1に夫々の内側楔止部材１２のための一対の連結ピン１６の間の中間位置に形成されるねじ孔２８に螺合される（図３参照）。ボルト２４の頭部２４Ａはトッププレート１４の外部に位置し、工具（トルクレンチ）によりボルト２４を回すことにより外側楔止部材１０はトッププレート１４に向けて引き上げられ（内側楔止部材１２は外側楔止部材１０に対して相対的に下降され）、そのため円錐面10A, 12Aの傾斜故に内側楔止部材１２は半径内方に変位せしめられる。また、外側楔止部材１０の上壁とトッププレート１４との間にはガタ止めスプリング３０が配置される。
【００１６】
そして、引張試験機のクランプからの引張力を治具に加えるため、外側楔止部材１０の上壁10-1には内ねじを形成したスリーブ状の連結部３２が溶接固定され、連結部３２はトッププレート１４のばか孔３４に遊嵌され、先端がトッププレート１４から突出している。引張試験機は建研式として周知の油圧式のもの（特許文献１に開示されたものと同様なもの）を使用することができ、そのクランプが後述のように連結部３２のねじ孔３２Ａに螺合され、油圧により引張力を治具に加えることができる。
この発明の試験治具によるコンクリート表面の直接つかみ引張試験方法について、橋梁等における鋼板デッキに対するコンクリート層の掴み強度の計測の例を説明すると、図５においてデッキは５０にて示され、デッキ５０にコンクリート層５２が形成される。試験治具は詳細には図１−図４の構造のものであるが、簡明のため外側及び内側楔止部材10, 12のみが簡略化して図示されている。検査に先立ってコンクリート層５２に大小２つの同芯のデッキに届くまでの孔が穿設され、その間のコンクリート部分が破壊除去され、その結果、デッキ５０まで届く環状溝（凹み）５４が形成され、そのため環状溝５４の内側には円柱状のコンクリート部分５６が残される。そして、環状溝５４に外側及び内側楔止部材10, 12より成る試験治具が導入される。このとき、内側楔止部材１２は半径内方へのせり出し量が零の初期位置にあり、そのため内側楔止部材１２はコンクリートの柱状部分５６の対向面から幾分離間している。
【００１７】
図１のボルト２４をトルクレンチにより回すことにより、図５の外側及び内側楔止部材10, 12間に矢印の離間方向の力が働き外側楔止部材１０に対して内側楔止部材１２は相対的に下方に動き、傾斜面10A, 12A間の案内作用（くさび作用）により、内側楔止部材１２は半径内方に変位してゆき、最終的には内側楔止部材１２は図６に示すように円柱状のコンクリート部分５６の周壁面に圧接され、ボルト２４の締付用のトルクレンチにより設定の締付力（＝ｆSET）に至らしめることができる。内側楔止部材１２は円周方向に４個に設けられており、円柱状のコンクリート部分５６に対する個々の内側楔止部材１２の円周方向での均等な食い付きが得られるように夫々のボルト２４の締め付け力（＝ｆSET）の個別的な調節が行われる。内側楔止部材１２と円柱状のコンクリート部分５６との間の掴み力は後述のように比例的な関係にある。
【００１８】
このようにして外側及び内側楔止部材10, 12より成る試験治具を円柱状のコンクリート部分５６にくさび作用下での固定を行った後、引張試験機による円柱状のコンクリート部分５６の破断試験が行われる。引張試験機としては建研式として市販されているものを採用することができ、例えば、株式会社サンコウ電子研究所製のものを採用することができ、この引張試験機は図６において符号６０にて略示され、クランプ金具６２を備えており、引張試験機の本体の脚部６４をコンクリート面上に載置し、クランプ金具６２を外側楔止部材１０の連結部３２の雌ねじ部３２Ａに螺合することで、引張試験機と本発明の試験治具との連結を簡便に行うことができる。クランプ金具６２は周知のように本体内部で油圧機構に連結され、ハンドル６６を矢印ｍのように回す操作により引張力を上げてゆくことができる。内側楔止部材１２と円柱状のコンクリート部分５６との間の掴み力がデッキ５０に対するコンクリート部分５６の接着力を上回れば、最終的にはコンクリート部分５６はデッキより分離・破壊されるに至り、そのときの表示部６８の表示により掴み力の測定が可能となる。
【００１９】
図７はくさび押え力（ボルト締付力＝くさび力）と最大引張荷重（くさび力下での掴み力に打ち勝つときの引張荷重値）との関係を模式的に示し、くさび押え力の増大に対して比例的に増大する最大引張荷重が得られる。また、最大引張荷重は内側楔止部材１２と円柱状のコンクリート部分５６との接触面積にも比例的な関係があり、接触面積を大きくしてゆくことにより大きな最大引張荷重が得られる。ラインａは接触面的が小さい場合、ラインｂは大きい場合を模式的に示している。従って、試験対象に適した最大引張荷重となるようにくさび押さえ力及び接触面積の設計を行う必要があることはいうまでもない。
【００２０】
また、以上説明の実施形態はデッキ面に対するコンクリート層の接着強度のための試験について説明しているが、コンクリート自体の強度試験にも同様に用いることができる。また、被検査対象物としてはコンクリートだけではなく、アスファルトとし、アスファルトのコンクリート面に対する接着強度やアスファルト自体の強度測定にも使用できる。また、デッキ（鉄板）に穿孔することで、デッキのコンクリート層に対する接着強度の測定にも利用可能である。更には、路面素材に限らず、その他の各種の被検査対象物、例えば岩石や土塊等、更には建物壁面の強度試験にも使用することが可能である。
【００２１】
また、以上の実施形態においては、試験治具により把持される被検査対象物の柱状部分は円形断面を想定しているが、必ずしも円形断面に限らず、くさび力を使用可能であれば矩形断面においても実施可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１０        外側楔止部材
１０Ａ      外側楔止部材の円錐面
１２        内側楔止部材
１２Ａ      内側楔止部材の円錐面
１４        トッププレート
１６        連結ピン
２４        ボルト（本発明のくさび力調整部材）
３０        ガタ止めスプリング
３２        連結部
５０        鋼板デッキ
５２        コンクリート層
５４        環状溝（凹み）
５６        円柱状のコンクリート部分
６０        引張試験機
６２        クランプ金具
【図１】
2012141136.tif 000003
【図２】
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【図３】
2012141136.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012141136.tif 000009