ホ! 規格基準紹介

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建材試験 センター 規格 JSTM) 紹介
その l 一 JSTM
J7001 一環境関係
萩 原伸 治 ，m語現在 ， 様 々 な分野において 大きな課題であ る地
球環境に対して ， 建築分野ではラィフサィクル ア

セスメント， 建物の長寿命化等をテーマに多くの研究がなされている。 そのなかで， キ一ヮ一ド としてよく 用 いられるのが「 耐久性」であ る。
建築材 料の 耐久性は ，個々に 規 定されている・解説

耐久性・熱変形性 とは耐久性とは， 耐熱性， 耐 水性， 耐凍害性 ，耐薬 品性， 耐光性 ， 耐候性 ， 耐摩耗性 … 等 ，様 々 な評価 項 目があ るが・ 要 するに「 劣 化に対する 抵抗性」であ る。劣 化要因としては ，熱 ， 水 ， 力，日射等の 自 然環境及び， 人 為的

JIS 及ぴ その他の規 格等 に従って 試験を行 ぅこと行為等 があ る。材料又は部材 の用途及び使 用により 評価できる。 しかし， 複数の建築材料によ目的を考慮し ， 劣化要因を把握・ 検 討するこって構成される 外壁及び屋根 等 に関しては，そのとにより，耐久性の評価が可能となってくる。
熱変形性 とは， 日射熱及び雨による 湿度上昇及び下降に伴 ぅ膨張及び収 縮に対する性能であ る。 日射熱 を受け，混度 が上昇及び 下降することにより 材料は膨張 変 形及び収縮変形しようとするが ，部材は 複数の 箇所で固定されているため ，その変形が拘束される。 その評価手法が構築 されていないのが 現状であ る。外壁及び屋根 等は ， 日射 。 季節の変化等による湿度の影響 ，降 雨による水分の 影響を受ける。 これらの 影響を総合的に 評価したものが， 本規格であ る。

実 大外壁 等 の 日射熱 による 熱変形 性及び 耐久性試験 方法 (JSTMJ7001) についてこの規格は ， 建築物の外壁 ， 屋根等の 自然環境にさらされる 部材 について， 人工気候室 を用いて日射， 気湿 ， 降雨等の環境の変化による 熱変形性ため， 部材内 部に応力が発生し ， 部材及び部材 を構成する材料に負荷を与 ぇ ることになる。
その際 ，この応 力が材料の 強度を超える場合には，ひび割 れが発生することもあ る。熱変形は ， 毎 日繰り返し発生するため ， 部材及び部材 を構成する材料の 性 能を適切に評価することが重要であ る。

及び耐久性を試験する 方法について 規定した。

定する場合は ， 制作時に試験体の 構成材に センサ取るものとする。 試験体の 内部の湿度やひずみを 測候る
気す
エとを代表し， 熱変形性又は 耐久性を適切に 評価できうるょれって製作する。 試験体の 大 きさは， 外壁等の 部 位Ⅰに示す

図器

試験体は ， 原 則として実際の 仕様及ぴ施 工に従室

0 試験体

0 試験方 法試験体の 取付は ， 外気条件設定 チャンバー と 室一 で実施できる 試験体の 最大寸法は，高 さが3m,内条件設定 チャンバーの 間に設置した 試験休取付

幅は2.8m であ る。

枠に実際の施工に従って 行ぅ 。

* (財) 建材試験センター 中央試
験所 品質性能部環撹グループ

建材試験情報10， 04で構成さーを埋め込むか 貼り 付けておく。 なお， 当 センタ

3ア①熱変形性 試験

用語

試験は，先ず， 初期状態として外気温度と 室内・解説

人工気候室 とは温度を 等 しくし， 試験体の 温度を平衡させ ， 基準

人 工気候 室は ， 外気条 件を設定する 外気 条変位等の測定を行ってからとなる 温度 ，ひずみ，件設定 チャンバー と 室内 条件を設定する 室内開 始する。 試験条件は ， 試験体の 使用環境を考慮

条件設定 チヤンバーの 2つのチャンバーを 有す

して決定するが ， 試験条件が特にない 場合には，るもので，それぞれのチャンパーは ， 設 定し次のa), b)に示す試験 条件を標準とする。 繰 り返た湿湿度等 の環境条 件がプロバラム 制御機器
等 によって自動的に 制御する機能を 持つもの

しサィ クル数は ， 3 サィクル を標準とし， 3 サィタであ る。

ル終了後初期 状 態に戻す。
司温度基準方式

外気条件は ， 図 2 及ぴ表 Ⅰに示す 試験条 件を標準とする。

度を (一20 一
外気条件設定チャンバーは ， 温40) 士1。C , 相対湿度を (20 一90) 士3% の範囲
で ， 温湿度が任意に設定できるものであ り，日b)熱童 基準 方式 外気条 件を日射 照射装置によ射照射装置及び散水装置を有するものである。って ， 熱量をⅠkW/lmL 定 として 加熱する。 他は，司と同様とする。

日射照射装置は ， 赤 外線ランプにより 試験

体全面に最大 1.2kW/rm2 の熱量を一様に照射できるものであ る。照射熱 量の 調節は ， 被照射②耐久性試験
耐久性試験は， 熱変形性 試験と同様に ，先ず，体表面の 温 度が設定値になるよ ぅ にする方式

初期状態を基準としてから 試験を開始し ， 要求さ式 (熱量基準方式 ) の2 通 りが実施可能な機構れる 試験条件で，必要なサィ クル数で 繰 り返し 負荷 を与えた 後 ， 初期状態に戻して 試験を終了する。
試験条件は ， 原 則的に熱 変形性試験と同様に 決定 するが， 標準的には，次の司に 示す条 件で試験(温度基準方式 ) と ， 一定の熱童 を照射する方であ る。

散水装置は ，チャンパー 内の上部に固定した散水 ノズルで試験 体 上方から 噴霧 して，試験体 の表 面を水膜状 に一様に 濡 らすことができるものである。

を行ぅ 。
試験体取付擦2mx2m)

図]38

試験装置の概要

建材試験情報 10， 04

l

日射

冷却過程

啓挙

日射

表面温 度

・

冶佃面外｜｜60｜｜80外 気温度(成 り行き ) @320(成 片@@:き @｜｜方向｜｜‑度

ま 20 初期

一・

加熱過程

100l

Ⅰ

図3

変位測走位置の例

l0 分l[@分何分｜

30分 20盆 3時間 30分 ls.分 耐 久 性 試 験

時間｜分i・

・

20年 7時間 30分 イ 0盆 7時間 30分 20分 熱変形牲試検
一 40Ⅰ

l0 分@ル熱変形性拭験 .16 時 間
耐 久性試験 : 8時間

図2

標準的 な試験条件表]

標準的 な試験条件

0 測定項 目
測定項目は ， 温度 ， 湿度 ， 変位 (たわみ), ひずみ及び含水率であ る。
温 度及び湿 度の測定は ， JIS に規 定される 熱電対及び電気 式湿度計を用 ぃて行ぅ 。
変位の測定は ， 試験体の 面外方向について電気項目

熱変形性試瞼

@サイクルの 時問式変位計 を用いて行う。 必 要に応じて 面 内方向変耐久性試験位を測定する。 変位の測定は ， 図 3 に示す位置に8時間おいて行い， 測定した変位から次式 によ つてたわみを算出する。

加熱時間

8時問

4時間

散水時間

lo 分

Io 分

冷却時間

8出安 R@@4時問

繰り返しサイクル 数3サイクル

90 サイクル6 ヰ 5.2‑(8.‑散1碓は・mIln)))し冷却時 には温度ュ 0 土 1でとする。な

室内の温湿度条件は一定とし 温蓑四土 ㏄， 相栽昆1)

あ : 直線上に並ぶ 3 点の変位の内の 中央部 の 変位 (mm)あ ，あ : 直線上に並ぶ 3 点の変位の内の 両端部の 変位 (mm)

また，お， 加熱時の気温は特に制御しなくてもよい。
度 60 土 3% とする。

く

ここに，虜 : たわみ (mm)注) 加熱時には日射照射装置を用ぃて 日射を照射し表面温度は80 土 3でとする。
冷却開始時には散水 ( 水量あ)/2ひずみは，ひずみゲージを 貼り 付けて測定する。
コンクリート 等の内部ひずみを 測定する場合は ，埋 め込みゲージを 用いて測定する。 測定したひず

司試験条件

外気条件は ， 図 2 及ぴ表Ⅰに示す 条

件で試験を行ぅ。

b] 中問確認繰 り返し試験中に， 試験体の 劣化状
況等を確認するために 一時試験を申断する場合は ， 初期状態に戻して 行ぅ 。 その後 ， 調験を開始
加行ぅ 。
する場杏には，サィクル の初めの熱から建材試験情報10， 04

みから 拘束を受けるひずみを 算出し， 熱応力を次式から 算 出する。
ワヰ E.

どぼ)

ここに， ワ熱応力 (N/Imm2 (k虹/cm2))E. 縦弾性係数 (N/Imm2 (kef/cm2))
s: 拘束ひずみ (円39拘束ひずみは， 拘束を受けな ぃ状態における 温は 試験の 途 中で行 ぅ 。 試験前の接 着強度は ，度変化に伴 ぅ ひずみ (自由 ひずみ又は温度ひずみ )此較用試験体 を用いて 求 める。 なお， 試験途から計測したひずみを 差し引いたものであ る。

中の 接着強度試 験のために取り 除いた部分は ，どⅠ E,/

一ど

ここに，ど@(3)

同 一の 材料で充分な補修を 行 ぅ 。

: 拘束ひずみ

ウ : 自由 ひずみ (線膨張率 X 温度)
佑 : 計測ひずみ

0 試 験結果の 評価
試験の結果は ， 変位 ，たわみ，ひずみ， 熱応力 ，含 水率は， 強 度や混度分布に著しく 影響が生じ

外観 ・ひび 割れ 剥離の 検査 ， 強 度の項 目で評価る場合に参考として 測定する。 測定は ， 電極法にするが， 試験の内容に応じて 適宜評価項 目を選択

より電極の比抵抗から 含 水率の経時変化を求めるし，評価する。

・方法又 はその他のセンサーを 用 ぃて行ぅ 。

0 おわりに0 ひび 割れ ， 剥離等 の 検査試験開始双及び 試験終了後の 試験体表面や取付試験装置を用いて人工的に 自然環境を再現し ， 熱け部の外観を 目 視 により観察し ， 異常の有無を調変形性及び耐久性を促進的に 評価する手法を 述べべる。ている。

耐久性試験においては ， 外観観察を 15サィクル毎に行い， 異常が発生した 時期を特定できるよ ぅにする。 また， 赤外線カメラによって 試験前後の試験休の表面温度分布を測定し ， 此較することにより， 外装材のひび 割 れや タィル の 剥離等の異常をみる。 更に ，タィル等の接着状態の 変 化をみるために， 直径2gmm の 鋼球 による 試験前後の 打昔により異常を 調べる。

本規格は ， 建築物の外壁及び屋根 等 に対して，よって， 環境条件の負 荷を促進的に 与えた試験室レベルのものであ り，緩やかに環境 条件の負荷を受ける実際の 建築物との 柑関関係は明らかになっていない。 しかし， 短時間で自然環境の 条件を促進的に与えることで ， 実際の状 況において 試験体 に発生すると 考えられる不具合及び 劣 化現象が現れてくることが ，わかってきたところである。

今後更に，多 くのデータ 蓄積を行うことにより ，実建築物との 柑関 を明らかにしていく 必要があ る。
0 強度試験

本規格を有効的に 利用することにより ， 設計段耐久性試験において ， 劣化の程度を調べるため階において環境因子における 試験条件を危険 側 にに次のような強度 試験を行 ぅ 。

与え ， S 材の耐久性を 確言 忍 することも可能であ る。

司曲げ強度

また， 実際建物に使用した 時に発生した 部材の 劣化に対して， 環境条件を再現して 試験体に与えるパネル状の試 験体又は 試験体 を構成する材料について 試験終了後に曲げ 試験を行い ，曲げ強度を求める。 パネルの 曲げ試験は， ⅢSA1414 に規 定する方法に 準拠して行い ， 材料の 曲げ訳験は ，その材料のJIS等を参考にして 行う。

ことにより， 劣化因子を 概ね特定することができるため，その劣化に対する対処方法も 検討できる。

b) 接着強度 タィル等の接 着強度は ， 建研式按着 力試験器 を用 ぃた単軸引張強度試験方 法に耐久性試験に対する 需要も増すと 考ぇ られるので， 積極的に活用されることを 期待する。

今後 ， 建物の耐久性に関する 関心は益 々高 まり，よって求 める。接着強度試験は ， 試験前後 又40

建材試験情報10,04