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建設の施工企画

CMI 報告’10. 5センターについて紹介する。

2．材料試験研究センター（仮称）の概要

建設材料および構造物の性能評価
材料試験研究センター（仮称）,疲労試験研究センター（仮称）の設立

材料試験研究センター（仮称）は，コンクリート，瀝青材料，高分子材料，鋼材等の各種材料について，強度や耐久性等の性能を評価する目的で設立した。
これまで当研究所では，現地に出向いての付着試験や中性化深さ測定等に加えて，採取したコアの強度試験や塩化物イオン含有量の分析等を行ってきた。しか谷倉泉・榎園

正義・渡邉晋也

しながら，近年，水や塩化物，温度などの影響による耐久性を長期に渡る試験によって評価するニーズが増えてきた。さらに，従来実施してきた実物大試験体による施工試験や強度試験だけではなく，比較的小さな荷重で性能を評価することも必要とされてきている。
この様なことから，以下に紹介するような試験機を新1．はじめにたに導入し，各種ニーズに対応できる体制を整えているところである。導入した試験機を以下に示す。

最近の社会情勢を鑑みると，コンクリートから人への大合唱のもと，公共投資の多くが無駄であったかの（1）精密万能試験機ような論調を目にすることが多い。しかし，我が国で精密万能試験機は，静的に材料試験を行う試験機で行われた社会資本整備等の建設事業の多くが本当に無ある。品質管理や製品開発に必要とされるため，この駄であったのだろうか。否，我が国は道路や橋などの試験方法は，JIS，ISO，ASTM などで数多く規格化

社会基盤整備やものつくり技術の開発等によって工業されている。

立国を成しとげ，社会生活の向上にも大きく貢献してきているのである。
このように，昨今の鋼およびコンクリート構造物を取巻く環境は厳しいものであるが，その一方で，これ本試験機は，変位および荷重により制御し引張試験，圧縮試験，曲げ試験，せん断試験などを実施することが可能である。精密試験機の外観を写真─ 1 に示す。
試験機の仕様は表─ 1 のとおりである。

らの構造物は確実に高齢化しており，コンクリート片のはく離，はく落等の変状や，これに伴う維持管理費が増加していることも現実である。このため，構造物を管理する国や地方自治体はアセットマネジメントの考え方を取入れ，中長期的展望のもとで LCC を最小にするような維持管理手法を行うようになりつつある。
このような維持管理を行っていく上で重要なことは，供用中の構造物の健全性や新たに適用する補修・補強材料等の性能を正しく評価，確認することであり，このことは耐久性だけでなく，安全性確認の意味からも欠かすことは出来ない。
近年，特に中立的な立場で材料の性能を評価したり，補修・補強による効果の確認を求められるケースが増加している。この様なニーズに応えるため，当研究所
では最近新たにいくつかの試験機を導入した。本報告では，従来から保有する疲労試験機等と合わせ，これらを総合的に管理する予定で設立した 2 つの試験研究

写真─ 1

精密万能試験機

建設の施工企画 ’10. 583

表─ 1

精密万能試験機の仕様

項目
形式
最大荷重
最小荷重
クロスヘッド速度範囲
ストローク
有効試験幅

仕様
機械式コントロール方式
50 kN
0.05 kN
0.0005 〜 1000（mm/min）
605 mm
500 mm（2）環境負荷試験機（a）複合サイクル試験機
海洋環境や凍結防止剤などの塩害環境を再現し，材料の耐塩害性などを評価することが可能である。この試験機は，塩水噴霧と乾燥などをプログラムで自在に写真─ 3組合わせることが可能である。これにより，短時間で表─ 3材料の耐塩害性能を評価することが可能となる。
複合サイクル試験機の外観を写真─ 2 に示す。試験機の仕様は表─ 2 のとおりであり，表中の 3 つの異なる環境で試験することが可能である。また，重量架台を組合わせることにより，重量物（約 100 kg）

湿潤試験機

湿潤試験機の仕様

項目
試験機内温度
相対湿度
空気流量
回転環の速さ仕様
50 ± 1℃
98％ RH 以上
湿潤箱内容積の約 3 倍／時
毎分 1/3 回転の耐塩害性の評価も可能である。
（c）恒温恒湿槽
目的に応じた温度，相対湿度，負荷時間を設定し，繰返し回数をプログラム設定することが可能である。
この外気条件を変えることにより，外気環境による材料の劣化・変状を確認し，各種材料の耐候性を評価することが可能である。
恒温恒湿槽の外観を写真─ 4 に示す。試験機の仕様は表─ 4 の通りである。
写真─ 2
表─ 2

複合サイクル試験機

複合サイクル試験機の仕様

項目

仕様
室温〜 55℃，湿潤モード
湿度 95％〜 100RH
室温〜 55℃，塩水噴霧モード
塩水噴霧量 80 cm2 あたり 0.5 〜 3.0 ml/h
室温〜 60℃，乾燥モード
湿度 20％〜 65％ RH（60℃時）（b）湿潤試験機
湿潤試験機は，塗装鋼板試験体等を結露させ，腐食

写真─ 4

恒温恒湿槽の促進により錆の発生や塗膜の膨れ・剥がれの発生状
表─ 4態を確認し，塗料の耐湿潤性能を評価する試験機である。本試験機は，耐荷重が 10 kg までの製品を吊下げながら，毎分 1/3 回転させる機構である。
湿潤試験機の外観を写真─ 3 に示す。試験機の仕様は表─ 3 のとおりである。

項目
試験機内温度
相対湿度
温度上昇時間温度下降時間耐荷重

恒温恒湿槽の仕様

仕様− 40℃〜 100℃
20 〜 98％ RH− 40℃〜 100℃（45 分以内）
20℃〜− 40℃（50 分以内）
400 kg84

建設の施工企画表─ 5

以上のような試験機を導入し，現在も各種材料の性能評価試験を実施している。これに引続き，低温から高温領域を再現できるひび割れ追従試験機（防水層の評価に用いる試験機で現在は 23 ℃で評価する試験機を保有），コンクリートの長さ変化率を測定するための恒温室，凍結融解試験機の導入についても検討しているところである。

’10. 5大型疲労試験機の仕様

項目
形式
静的最大荷重動的最大荷重
ストローク
繰返し速度

仕様
油圧サーボコントロール方式± 6000 kN
4000 kN
150 mm
0 〜 500 回／分（振幅 5 mm で 200 回／分）
板材：板厚 100 mm ×幅 300 mm
試験体の最大寸法
チャック間距離：3010 mm
曲げ試験：幅 2.5 m ×長さ 20 m

3．疲労試験研究センター（仮称）の概要（2）200 kN および 100 kN 疲労試験機
当研究所では，これまでに長大橋や高速道路に用い

この疲労試験機は，移設が可能な汎用，多目的の試られる各種材料や溶接継手構造について，数多くの疲験装置である。これまでの試験事例としては，曲げ疲労試験を行ってきた。これらの多くは，圧縮，引張，労治具を組合わせて行った橋梁用ケーブルの曲げ疲労

曲げ，2 方向載荷（鉛直，水平）等によるものであっ試験や，吹付けコンクリートの振動下での施工実験，たが，最近では自動車の交通荷重を模擬した屋外輪荷橋梁に付設される照明柱等の各種付属物の疲労試験等

重疲労試験機を 2 機導入した。これを機に，各種疲労がある。200 kN および 100 kN 疲労試験機それぞれの試験機（Pmax：4000 kN，200 kN，100 kN）と合わせて，外観を写真─ 6，7 に示す。試験機の仕様は表─ 6，7構造物の強度や耐久性を評価していく疲労試験研究セのとおりである。

ンターを設立し，総合的な観点から試験の実施，評価，とりまとめまでを行っていく体制とした。以下に主な試験機を紹介する。
（1）大型疲労試験機
大型疲労試験機は，長大橋等で使用されるハンガー
ロープ，平行線ケーブルストランド，板厚 100 mm までの各種鋼材および溶接継手，実物大構造物などの疲労試験が可能である。また，各種の大型試験体を用いた構造物載荷試験も実施している。大型疲労試験機の

写真─ 6200 kN 疲労試験機

写真─ 7100 kN 疲労試験機

外観を写真─ 5 に示す。試験機の仕様は表─ 5 のとおりである。

表─ 6

写真─ 5 大型疲労試験機

200 kN 疲労試験機の仕様

項目仕様
形式
油圧サーボコントロール方式
静的最大荷重± 250 kN
動的最大荷重± 200 kNストローク250 mm
繰返し速度0 〜 660 回／分（振幅 5 mm で 300 回／分）
試験体の最大寸法
幅 1 m ×長さ 10 m

建設の施工企画 ’10. 585

表─ 7100 kN 疲労試験機の仕様

項目
仕様
形式
油圧サーボコントロール方式
静的最大荷重± 125 kN
動的最大荷重± 100 kNストローク200 mm
繰返し速度
0 〜 1800 回／分（振幅 1 mm で 600 回／分）
試験体の最大寸法
幅 2 m ×長さ 4 m

表─ 8

項目
形式
載荷台車重量
移動距離
移動速度
タイヤサイズ
試験体の最大寸法表─ 9（3）屋外輪荷重疲労試験機
屋外輪荷重疲労試験機は，実際の大型トラックが繰返し走行する状態を，気象条件の変化を含めて屋外の自然状態で再現し，実物大の鋼床版等の疲労試験を行うものである。
試験機の外観を写真─ 8，9 に示す。各試験機の仕屋外輪荷重疲労試験機 ≪ 1 号機≫の仕様

仕様
電動ウィンチ駆動方式
28 トン（軸重 14 トン× 2 軸）
無断階可変式（最大 20 m）
毎分 5 往復（移動距離 3 m 時）
295/80R22.5
幅 10 m ×長さ 20 m

屋外輪荷重疲労試験機 ≪ 2 号機≫の仕様

項目
形式
載荷台車重量
移動距離
移動速度
タイヤサイズ
試験体の最大寸法仕様
電動ウィンチ駆動方式
最大 14 トン（軸重 7 トン× 2 軸）
無断階可変式（最大 10 m）
毎分 7 往復（移動距離 3 m 時）
11R22.5 16PR
幅 8 m ×長さ 15 m

様は表─ 8，9 のとおりである。最近，新設した 2 号機は載荷荷重を下げて移動速度を速めたもので，両機4．おわりにとも数ヶ月に及ぶ昼夜間連続の自動運転が可能という施工技術総合研究所では，ここで紹介した試験機以特徴を有する。

外にも特色のある多くの試験機を保有し，各種建設材料や構造物についての試験を通して，その評価を行っている。
今後も社会のニーズを踏まえて試験設備の充実を図るとともに，中立公正な立場から性能を評価し，実際の現場で求められる材料や技術の研究，開発に貢献していきたいと考えている。

写真─ 8

屋外輪荷重疲労試験機 ≪ 1 号機≫［筆者紹介］谷倉 泉（たにくら いずみ）㈳日本建設機械化協会
施工技術総合研究所
研究第二部 部長

榎園 正義（えのきぞの㈳日本建設機械化協会
施工技術総合研究所
研究第二部 研究課長

写真─ 9

屋外輪荷重疲労試験機 ≪ 2 号機≫

渡邉 晋也（わたなべ㈳日本建設機械化協会
施工技術総合研究所
研究第二部 研究員まさよし）しんや）