平成 18 年 4 月 21 日
各

位
会 社 名

株式会社エムビーエス

代表者名

代表取締役社長山本

貴士（Q-Board・コード：１４０１）
問合せ先
電話番号

管理部長

徳永昌裕

０８３６−３７−６５８５「高耐久防災コーティングシステム」に関する共同研究の報告について
当社は、平成 17 年 10 月 13 日に開催しました「高耐久防災コーティングシステム」に関する共同研究について、この度、耐震性能の向上が確認されました。
つきましては、共同研究委託先である徳山工業高等専門学校の田村隆弘助教授から研究成果の報告を受けましたので、別添のとおりお知らせ致します。
尚、本件の成果によって、今期（平成１８年５月期）の当社業績に与える影響はなく、平成１７年７月 15 日に発表しております通期業績予想の通りであります。

新光産業・ｍｂｓ・徳山高専共同研究「高耐久防災コーティングシステム」の開発について

平成１８年３月３０日
徳山工業高等専門学校

土木建築工学科田村隆弘

１．はじめに２００５年１０月に「高耐久防災コーティングシステム」についての共同研究をスタートさせた。
ここまでの試験の目的は、主として開発しようとする「高性能コーティングシート（以下、高性能シート）」の基本的性能とこれの性能を段階的に変化させてコンクリート部材に添付した場合の耐荷性能を把握することにある。ここでは、これまでに行った試験の結果について報告する。
２．開発しようとする「高耐久防災コーティングシステム」について
高耐久防災コーティングシステムの概要について以下に示す。
１）開発しようとする新素材応用技術は、鋼材の約５倍の強度を有するガラス繊維を通常より少し長めの短繊維としてランダムに配置したガラス繊維シートを、伸展性に富み（コンクリートのひび割れに追従しやすい）耐候性、耐久性の極めて優れた特殊塗料に含浸させ「高性能シート」として構造物に塗布（コーティング）するものである。
２）既に本技術は、株式会社ＭＢＳより「ホームメイキャップ」のカラーコーティング技術として建築物の耐久性を大幅に改善する効果が評価されている。
３）これまでの本技術の材料開発の過程に於いて、ガラス繊維や特殊塗料（デカデックス）の物性については把握されており保証されている。
４）但し、ガラス繊維が連続していないために、コンクリート部材の単純な曲げや引張りに対する耐力の向上については、シート層を復層にする等の改善がどの程度効果があるか確認の必要がある。
５）ガラス短繊維の配置がランダムであるため、複雑な力が作用する場合（例えば、せん断やねじりを受ける場合）には、最大耐力が向上する可能性があると予想される。
３．試験結果の報告
３．１

高性能シートの特性試験 （直接引張試験）（１）目的

ガラス繊維混入デカデックスの引張強度特性を把握する。

（２）試験方法

25２）高性能コーティングシートの性能レベル40

Rサイズは適当

１）直接引張試験による。
レベル１〜レベル５（25mm 幅、35mm 幅）３）試験片（図１参照）各 3 体

合計 24 体50４）測定内容

50100

Rサイズは適当3540a) 引張強度b) のび50100

図１引張試験片50

写真１

引張試験（測定中）

写真２

引張試験（試験終了）（３）引張試験結果
表１

高性能シートの強度と伸び率供試体番号
H-S1-1
36H-S2-1
3H-S3-1
6H-S5-1
35H-SC5-3（４）引張試験結果

断面積
Ａ mm2
24.1
23.1
25.7
34.4
29.6
29.9
50.6
51.6
54.4
80.3
55.7

最大荷重
N
122.5
127.4
245.0
392.0
318.5
411.6
514.5
671.3
632.1
869.8
798.7

引張強度
N/mm2
5.1
5.5
9.5
11.4
10.8
13.8
10.2
13.0
11.6
10.8
14.3

強度平均
N/mm2

伸び率
平均％

6.7

85

11.1

71

12.0

95

11.8

8414.390

荷重−ひずみ関係

1515

H-S1-1gra

H-SC5-3gra

type-5応力(N/mm2)

応力(N/mm2)

type-11051050000.10.20.30.40.50.60ひずみ

図２ 応力−ひずみ関係（レベル１）

0.10.20.30.40.50.6

ひずみ

図３

応力−ひずみ関係（レベル５）

（５）考察高性能シートの引張強度は、精度の高い供試体製作が困難であるために、その試験結果にばらつきがある。しかしながら、ガラス繊維シートを重ねることにより半ば比例的にその強度が上昇し、ガラス繊維シート５層では、ガラス繊維シート１層に比較して、平均して２．１倍の強度差が現れた。このことは、１）ガラスシートの層数によって補強効果をコントロールすることができる。２）部材寸法によって、ガラスシートの層数を変えることにより、一定の補強効果を得ることができるといったことに繋がる事を示している。
３．２

モルタル・無筋コンクリート曲げ試験（１）目的
１）モルタルおよび無筋コンクリートでの曲げ耐荷性能の改善能力の確認
２）靱性性能の確認（２）実験条件
１）全面コーティング
２）比較のためコーティングのない供試体＊性能レベル等は以下の表による
表２

モルタル・コンクリートの曲げ試験実験条件（各３体合計３９体）
性能レベル種類

寸法

シートナシ

１３５７

モルタル

150×530×15(mm)

○

○

○

○−モルタル150×530×30(mm)

○

○

○

○−

コンクリート150×530×150(mm)

○

○

○

○

○

（３）試験方法15

試験方法は、図に示す４点曲げ試験による。

30

モルタル150モルタル

コンクリート150

図４150

150

モルタル・無筋コンクリートの曲げ試験

写真３

曲げ供試体

（４）試験結果

モルタル板曲げ試験

破壊状況

モルタル板曲げ試験の様子を写真４，写真５に示す。

写真４

モルタル（シート無）（５）試験結果

モルタル板の曲げ試験

写真５
荷重−変位
7

7

MR30-3-1-gra-t

MR30-0-3-gra-t
66type-3

シート無し
5

応力度(kN/mm2)

応力度(kN/mm2)

モルタル（シート有）

4354322110002468100

図５ 応力−ひずみ関係（シート無）

246810ひずみ

ひずみ

図６応力−ひずみ関係（レベル３）（６）考察
無筋コンクリートの曲げ試験により、高性能シートの曲げに対する抵抗力が確認出来た。シートをコーティングすることで、亀裂発生後の破壊が延性的になるが、最大荷重の増加率は、破壊が局所的であるため、コーティングのないものに比較して,ガラス繊維３層で２０％程度であった。
３．３

曲げ耐力せん断耐力試験

（１）

目的

１）梁部材における耐荷性能の確認
２）靱性性能の確認
３）梁部材におけるせん断破壊抵抗性能の確認
（２）

試験条件

試験条件並びに最大荷重を以下の表に示す。
表３

試験条件及び最大荷重

供試体番号

性能レベル

載荷幅(mm)

せん断ｽﾊﾟﾝ比

最大荷重(KN)

破壊ﾓｰﾄﾞ

MS-0-3シート無100

4.52

80.0 せん断MS-1-1

レベル１1004.52

80.0 せん断MS-3-4レベル３100

4.52

95.4 曲げMS-5-4レベル５100

4.52

96.8 曲げMS-0-2シート無6803.14

90.0 せん断MS-1-4

レベル１680

3.14

106.9 せん断MS-3-1

レベル３680

3.14

117.9 曲げMS-5-3

レベル５680

3.14

108.8 せん断MS-0-1

シート無380

3.86

88.6 せん断MS-1-2

レベル１380

3.86

97.7 せん断MS-3-3レベル３380

3.86

102.3 せん断MS-5-1

レベル５380

3.86

102.3 せん断

210

ＧＦデカデックスなし

250（３）断面形状及び配筋

40

3D1635 40 40 35150

ＧＦデカデックス全面塗布

図７ 曲げせん断供試体

断 面（４）曲げせん断載荷実験 実験結果 荷重−たわみ曲線
LOAD (KN)１）せん断スパン比

a/d=4.32

120110

レベル３レベル５1009080706050

レベル１40302010

シート無00510152025303540455055606570C.P. DEFLECTION (mm)

図８ 荷重−スパン中央たわみ（a/d=4.32）
２）せん断スパン比

a/d=3.86 とせん断スパン比

a/d=3.15 は省略。

MS-0-3MS-1-1
MS-3-4MS-5-4

（５）曲げせん断載荷実験
１）せん断スパン比

実験結果

破壊状況（一例）

a/d=4.32
100a/d=4.32=95cm

スパン2000100

部材長2200

図９

写真６

シート無し

写真８

レベル３100載荷試験

写真７

写真９レベル１レベル５２）せん断スパン比 a/d=3.86、およびせん断スパン比 a/d=3.15 については、省略。
（５）考察
曲げせん断試験では、高性能シートの性能レベルを上げるに従って、せん断耐力が上昇し、せん断スパン比によっては、せん断破壊から曲げ破壊に移行させる効果が確認された（写真９）。

３．４

短柱圧縮試験

（１）目的

圧縮を受ける柱部材の横拘束による耐力向上性能の確認（２）実験条件
部分コーティング

全面コーティング

比較のための供試体

コーティング性能レベル（レベル１、レベル３、レベル５）試験体各３体

合計２１体

断面は、直径１０cm×高さ２０cm

塗布なし

部分塗布

全面塗布

図１０ 円柱圧縮試験イメージ（３）実験状況

写真１０

圧縮試験状況

（４）実験結果

写真１１

応力−ひずみ関係
ひずみ曲線(TC-0-3)ひずみ曲線(TCH-5-1)

300

LOAD (KN)

LOAD (KN)

圧縮試験状況（部分コーティング）

275
250

300275250225225200200175

175150150125125100100757550502525

縦ひずみ
横ひずみ0-300-250-200-150-100-50050100150200250

縦ひずみ
横ひずみ

0-350 -300 -250 -200 -150 -100 -50

050100

シート無し

200 250300 350

400300STRAIN (×10 -4 )

図１１150-4STRAIN (×10 )

図１２

性能レベル５（５）考察
高性能シートを巻きたてることによる最大耐力の向上は顕著でなかった。しかし、最大荷重後、コンクリートの剥離をシートが拘束することは確認された（図１４）。
３．５

ねじり試験

（１）目的
１）ねじりを受ける鉄筋コンクリート部材への高性能シートのねじり耐力への効果を確認する。
（２）実験条件
１）コーティング性能レベル（レベル１、レベル３、レベル５の３種類）
２）比較のためにシートを張らない供試体（１体）

50150

550

5025

400

100@3=300

スターラップ 10D13(SD295B)

20050（３）実験供試体

200506D16(SD295B)

ハッチ部シートコーティング（シート層：１，３，５）

400100@30=300254D16(SD295B)

スターラップ 10D13(SD295B)

3540653565 35100@7=70050

図１３5035 40

ねじり供試体配筋図

図１４ シートの添付状況（４）実験結果

写真１２ねじり試験（シート無し）

写真１３ ねじり試験（性能レベル５）

35930Load (kN)

10NT-0-1

NT-0-1NT-1-1
MaxLoad=23.02kN

Torque (kN・m)

8NT-1-1

NT-3-1NT-5-1
MaxLoad=29.42kN
NT-3-1257206515410352
1 -50515253545Disp (mm)000.05ねじり試験（荷重ー載荷点変位）0.10.150.20.25

Twist (rad./mm)

図１５ねじり試験（荷重−載荷点変位）（５）考察
写真１２、１３に見られるように、性能レベル５でシートを添付した供試体では、内部でコンクリートが砕ける状態になるが、コンクリートが剥離することはなかった。
また、性能レベルを上げるに従い、最大荷重並びに最大荷重後の靱性性能が向上する事が確認された。
３．６

鉄筋腐食試験

（１）目的（２）実験条件
１）コーティング性能レベル（レベル１、レベル３、レベル５）２）シート無し、３面コーティング、４面（全面）コーティング（３）実験状況（４）実験結果

写真１４

腐食試験（シート無し）

写真１５（４面コーティング

性能レベル５）図１６腐食試験（積算電流量）（５）考察
写真１４，１５に見られるように４面張ることにより、ひび割れの進行を抑えることが確認できた。また、図１６の積算電流量に示すように、性能レベルを上げるに従い、積算電流量が抑えられ、腐食の進行を抑えている。より性能レベルの高い高性能シートを添付することにより、鉄筋コンクリート部材の高耐久性が図られることが示された。
４．研究成果全般のまとめ
高性能シートを鉄筋コンクリート部材にコーティングした一連の実験で、本シートの部材耐力に与える効果が明らかになってきた。特に、曲げせん断試験において、せん断破壊を曲げ破壊に移行させたシートの効果は、工学的にも意味のある成果と言える。また、せん断破壊に限らず曲げ破壊や圧縮部材の破壊に対して、コンクリートの剥落欠損を防ぎ延性的は破壊モードに導くことも確かめられ、これらの成果から、本システムの土木分野への適用の可能性が認められた。また、腐食試験に見られるように、より性能レベルの高い高性能シートを添付することにより、鉄筋コンクリート部材の高耐久化が図られることが明かとなった。