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日本建築学会大会学術講演梗概集（東海） 2021 年 9 月

外壁下地鋼材とドリルねじ接合部の耐久性向上に関する実験的研究(その 5)：耐食性試験
ドリルねじ 下地材 高耐食めっき鋼板
耐食性 複合サイクル試験

正会員 ○久保康弘*1 同岸元孝之*1 同 萩原裕久*1
同 城倉貴史*2 同 中島一浩*3 藤井勝義*3 星山守*4

1．はじめに

3．耐食性試験
3-1．試験方法

表-１ 試験に用いた下地鋼板とドリルねじの仕様
材質

ねじ径mm

表面処理

SWCH18A

6.0

電気亜鉛めっき (Ep-Fe/Zn5 CM1)
高耐食表面処理 (亜鉛ニッケル合金めっき＋合金コーティング＋無機系コーティング)

鋼板

材質

板厚mm

表面処理

A’

SS400

B’

SS400

2.3C’

SGMH400

さび止めペイント (JIS K 5674 鉛・クロムフリーさび止めペイント)
溶融亜鉛めっき (JIS H 8641 溶融亜鉛めっき)(HDZ40)
高耐食めっき鋼板 (JIS G 3323 溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき鋼板及び鋼帯) (K27)

ドリルねじad

耐食性の確認方法は前報(その 2)同様に，JIS H 8502(めっきの耐食性試験方法)により，塩水噴霧 35℃(2 時間)→乾燥 60℃(4 時間)→湿潤(2 時間)を 1 サイクルとする複合サイクル試験(以下，CCT)とし，200 サイクルまで実施した．腐食減量の測定は，前報同様に中性除錆剤に 15 時間浸漬させ，錆・めっき・塗膜を除去した後，腐食減量を測定した．鋼素地の腐食減量と腐食減量率は下記により算出した．
①CCT 前の鋼素地重量(ｇ)②CCT 後の鋼素地重量(ｇ)
鋼素地の腐食減量(ｇ)＝①-②
鋼素地の腐食減量率(%)＝{(①-②)/①}×100

試験体は，鋼板 A’，B’，C’の 3 種類に，ドリルねじ
a，d の 2 種類をドリルねじの中間付近まで打ち込んだ図1 の引張試験体および，2 枚の鋼板をドリルねじで接合した図-2 のせん断試験体とした．
試験体は約 70 度傾斜させ，ドリルねじの頭部が上面に50350向くように設置した．

200

筆者らは，外壁下地鋼材とドリルねじ接合部の耐久性向上について実験的に検討を行い，前報1)にて外壁下地材には高耐食めっき鋼板を，ドリルねじの表面処理には高耐食表面処理を用いた組合せが耐食性に優れることを報告した．
前報(その3)では，試験体Aの表面仕上げをJIS K 5674
鉛・クロムフリーさび止めペイント(以下，さび止めペイント)2回塗り(実測膜厚61μm)としたが，実施工ではさび止めペイントを一次防錆用に塗装(膜厚10～15μm)された形鋼が外壁下地材としてそのまま施工されることがあるため，今回は上記形鋼から切り出した試験体(実測膜厚13µm)を用いた．
また，前報(その3)では，試験体Bの表面仕上げを，溶融亜鉛めっきHDZ55(実測めっき厚119μm)としたが，外壁下地鋼材は板厚2.3㎜の形鋼を用いることが多く，板厚2.3㎜では溶融亜鉛めっき(JIS H 8641)のHDZ40までしかめっきすることが出来ない．このためHDZ40のめっき付着量の下限側で評価する必要があると考え，(実測膜厚59µm)の試験体を用いた．
合わせて，実現場ではドリルねじにせん断荷重が発生することを考慮し，新たにせん断試験を追加した．本報(その5)では耐食性試験結果を，(その6)では耐力試験結果を報告する．
2．鋼板及びドリルねじの仕様
本研究で用いた鋼板とドリルねじの仕様を表-1に示す．
下地鋼材には上記の2仕様(以下，鋼板A’，鋼板B’)に比較用として高耐食めっき鋼板(以下，鋼板C’)を加えた．
また，ドリルねじの表面処理は，電気亜鉛めっき(以下，ドリルねじa) 及び高耐食表面処理(以下，ドリルねじd)を選定した.

50

図-1 引張試験体

図-2 せん断試験体

3-2．試験結果
3-2-1．ねじ接触部の外観観察結果
CCT200 サイクル後の外観写真(ねじ先端側)を表-2 に示す．鋼板 A’は鋼板及びドリルねじともに著しい赤錆の膜厚μm（製品規格）
5

めっき厚,膜厚μm(実測)5925

Experimental study on durability of strength and corrosionresistant of steel panel joints.
Part 5: Result of the corrosion-resistant tests

鋼板に点状の赤錆が確認された．これは前報の溶融亜鉛めっき(めっき厚 119μm)に比べ赤錆の発生が多く，めっき913発生が確認された．また，鋼板 B’(めっき厚 59μm)では付着量が少なくなった影響と考えられる．鋼板 C’では，前報と同様に鋼板の赤錆は僅かであった．鋼板 B’，C’
共にドリルねじ a には赤錆が発生していたが，ドリルねじ d の赤錆は僅かであった．さらにはこのドリルねじ dと鋼板の接触部近傍では鋼板 B’に比べ，鋼板 C’のドリルねじのほうが赤錆の発生が少なかった．また，白さKUBO Yasuhiro, KISHIMOTO Takayuki, HAGIWARA Hirohisa,
SHIROKURA Takashi, NAKAJIMA Kazuhiro,
FUJII Katsuyoshi, HOSHIYAMA Mamoru― 897 ―

びも鋼板 C’のねじ接触部近傍の方が少なく高い防食性量が少なくなった影響と考えられる．

が確認された．

表-3 CCT200 サイクル後のドリルねじの外観と鋼素地の腐食減量率

表-2 CCT200 サイクル後の試験体外観写真(引張試験用)
CCT200サイクル

ドリルねじの外観と腐食減量

ドリルねじa（電気亜鉛めっき）
d（高耐食表面処理）

ドリルねじ
a （電気亜鉛めっき）

ｄ （高耐食表面処理）

CCT前

A’
さび止め
ペイント

鋼板との接触部

鋼板との接触部《37.0%》⇒【42.8%】（1.2倍）《4.9%》⇒【13.8 %】（2．8倍）《28.4%》⇒【37.6 %】（1.3倍）《1.7%》⇒【2.0%】（1.2倍）

Ａ’
さび止めペイント

鋼B’
板 溶融亜鉛めっき

C'
高耐食めっきB’
鋼溶融亜鉛板めっき《1.2%》⇒【1.5%】（1.3倍）《24.4%》⇒【27.5 %】（1.１倍）※ 凡例：《前回の鋼素地の腐食減量率》⇒【今回の鋼素地の腐食減量率】（変化の割合）（変化の割合）＝今回の鋼素地の腐食減量率÷前回の鋼素地の腐食減量率※ 写真は3体のうち腐食状況が外観的に中間のもの 腐食減量率は3体の平均値※ ドリルねじの外観について，ＣＣＴ前以外は除錆後のため黒変している．

接触部近傍

表-4 CCT200 サイクル後の鋼板素地の腐食減量率
鋼 板

C’
高耐食めっきＡ’ さび止めペイント
B’ 溶融亜鉛めっき
C’ 高耐食めっき

前回の鋼板素地の腐 今回の鋼板素地の腐食減量率(％)
食減量率(％)
28.9
29.3
1.5
7.2
1.24.0変化の割合（今回÷前回）
1.0倍
4.8倍
3.3倍

※ドリルねじdを打ち込んだ鋼板の値

Ｂ’よりも発錆が少ない

4．結論

3-2-2．ドリルねじ除錆後の外観観察と腐食減量測定結果
表-3 にドリルねじの外観写真と鋼素地の腐食減量率を示す．

外壁下地鋼材とドリルねじ接合部の耐食性に関する実験を行なった結果，以下の結論を得た．
(1)ドリルねじについて：ドリルねじ a(電気亜鉛めっき)(1)ドリルねじ a と d ともに，全ての鋼板との組み合わよりもドリルねじⅾ(高耐食表面処理)の方が腐食しにく

せにおいて，鋼板との接触部はドリルねじのねじ山が残い結果となった．これは亜鉛ニッケル合金めっきの効果存していた．しかし，鋼板との接触部以外では，打込んと表面コーティングによる遮蔽効果によるものと考える．

だ鋼板の種類によりドリルねじの腐食状態が異なり，鋼(2)鋼板について：鋼板 A’(さび止めペイント)は極めて

板 A’に比べ，鋼板 B’と鋼板 C’の欠損が少なく，鋼耐食性が低く，鋼板 B’(溶融亜鉛めっき)と鋼板 C’(高板 C’が最も少なかった．これは亜鉛めっき，特に高耐耐食めっき)は腐食が少ない結果となった．発錆が少な

食めっき鋼板の犠牲防食効果が，より広範囲に及んだた

かった鋼板 B’と鋼板 C’について比較すると，鋼板めと推定される．

C’の方が発錆が少ない良好な結果となった．これは高(2)鋼板 A’に打込んだドリルねじ d の鋼素地の腐食減

耐食めっき鋼板に含まれるアルミニウムとマグネシウム量率は前報に比べ約 2.8 倍に増加した．これは鋼板のさによる効果と考える．

び止めペイントの塗膜を前報よりも薄くしたことにより，(3)鋼板とドリルねじの組み合わせについて：いずれの鋼板 A’が早期に発錆し長期間その影響を受けたことが組み合わせの場合もねじと鋼板の接触部はねじ山の欠損原因と考える．

が少ないことが分かったが，その周辺のねじ山は鋼板その他は前報に比べ約 1.2 倍となっており，機差の影

A’の場合はドリルねじⅾを用いても腐食によりねじ山響と考える．

が欠損した．これに反して、鋼板 B’と鋼板 C’に打込3-2-3．鋼板素地の腐食減量率

んだドリルねじⅾのねじ山は欠損が少なく，鋼板 C’と表-4 に鋼板素地の腐食減量率を示す．の組み合わせが最良であった．このことから、下地とね

鋼板素地の腐食減量率は，前報と比較して鋼板 B’とじの組み合わせが重要であることが明らかとなった．

鋼板 C’が増加した．これは機差の影響と考えるが，鋼参考文献
1)岸元ら，外壁下地鋼材とドリルねじ接合部の耐久性向上に関する実験的研究(その 1)～(その 4)，日本建築学会大会学術講演梗概
集(関東)，2020 年 9 月，pp929-936

板 B’が最も増大していることについては，めっき付着*1 東日本旅客鉄道*2 日本製鉄*3 ロブテックスファスニングシステム*4 カナヤマ*1 East Japan Railway Company*2 NIPPON STEEL CORPORATION*3 Lobtex Fastening System Co., Ltd.
*4 Kanayama Co., Ltd.

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