更 日

(2)はく離予防の試験結果

1.はじめに
昨年の2012年にあしば（Vol.118）で “クリアウオールによるタイルのはく離防止効果について"を発刊したが、その後の試験結果と施工物件の経年調査を合わせて本報にまとめた。これにより、クリアウオールをタイル張り仕上げ外壁の全面に塗布することで、タイル仕上げの持つ風合いを損なうことなく、(1)防水性、(2)はく離予防、(3)美観の維持の３つの要求性能を長期にわたって保持していることが明らかになった。
2.タイル張り仕上げ外壁の問題とクリアウオールによる改修
2.1　タイル張り仕上げ外壁が抱える問題
2.1.1　タイル目地からの雨水の浸入
タイル仕上げ外壁の問題は、モルタル目地が防水的に無防備であること、さらにタイル面において、モルタル目地の占める割合が意外と大きく15 ～ 19%もあることである。図１に示すように50角および50二丁掛けモザイクタイル張りにおけるモルタル目地の面積はそれぞれ19%、15%と、意外と大きな面積を占めており、この部分をシームレスに防水し、モルタル目地からの雨水の浸入を防ぐ必要がある。
2.1.2タイルとコンクリート間での伸縮挙動1).2)
タイルとコンクリートとの動きの違いがタイルのはく離を引き起こすことが知られている。タイルと下地コンクリートとの界面には、(1)日射による温冷繰返しによる温度膨張率差（サーマルムープメント）、（2）雨水による乾燥と湿潤の繰返しによる吸水膨張率差（モイスチャームープメント）の２種類の挙動がある。その違いが、タイルのはく離を引き起こすと言われている。下地コンクリートの熱膨張率はタイルの約2倍であることから、日射によりタイル面が温まると、コンクリートはタイルよりも膨張する。また、雨水が当たってもタイルはほとんど吸水しないが、モルタル目地から水が浸入して張付けモルタルや下地コンクリートが吸水すると、張付けモルタルや下地コンクリートは大きく吸水膨張する。温度と水分によるそれぞれの膨張率の差によるひずみが生じて、タイルのはく離を引き起こす。温冷繰返しおよび乾湿繰返しによるタイルはく離のメカニズムを図２に示す。
2.2クリアウオールによる改修
図３のようにクリアウオールでタイル目地を防水すれば、雨水の浸入に伴うモイスチャームープメントによるはく離を防ぐことができる5).8)~11)
3.クリアウオールの実績と経年調査
3.1  実績
クリアウオールを2008年に上市し５年が経過した。施工物件は430件、施工面積は約30万m²に達した。施工物件をマンション等の住居施設と事務所ビル等の非住居施設に分けた実績を表１に示す。全体の中で住居施設が48％程度、非住居施設が58％程度であり、非住居施設の実績が若干多かった。また、1件当たりの施工面積は、平均600 ～ 800 m²と住居・非住居施設とも同じ規模であった。
クリアウオール工法の選定理由は、以下の３つに集約される。 1）雨漏り防止（防水） 2）タイルのはく離子防（目地からの雨水の浸入防止で接着強度を維持） 3）タイルの汚れ、白華防止（タイル自体の持つ意匠性を維持）この中で、クリアウオールの採用における最も大きな理由は、雨漏り防止となっている。
3.2 施工物件の経年調査
3.2.1 某社事務所ビル外壁（名古屋市北区）
クリアウオールS-1仕様、施工2007年3月施工面積65 m²、経年調査2013年7月（6年4か月経過）
(1)施工時の状況
クリアウオール施工時の状況を写真１～８に示す。
(2)経年調査(2013年7月1日塗膜採取)
6年経過後の調査結果を写真9 ～ 13に示す。写真9および10に示すように、タイルに浮きやはく離、汚れはなく良好な状態であった。また、写真11に示すように施工前は壁面コーナー部に雨筋汚れが発生していたが、クリアウオール施工６年後も写真１2に示すように汚れは生じていなかった。 (3)タイル面から剥ぎ取ったクリアウオール塗膜の評価写真14および15にクリアウオール塗膜採取箇所と採取したフリー塗膜を示す。採取した塗膜は、下記①～③の項目について評価した。 ①途膜厚さ②途膜の透明性と黄変の有無③塗膜のひび割れ追従性（ゼロスパンテンション伸び量）
(4)試験結果
4)-1 塗膜厚さ(膜厚)
表２に採取した塗膜の膜厚測定結果を示す。ほぼ仕様通りの膜厚となっていた。
*）塗膜採取時に、CP-100［下塗用］はタイル側に付着していた。
4)−2 採取塗膜の透明性
採取した塗膜の透明性を初期塗膜と下地に“ ■□■□ ”のチェック模様を透かして比較した結果を写真16に示す。初期塗膜に比較してわずかに不透明さが増しているのは、塗膜採取時のはく離カッターによる傷等の影響であり、約６年経過後においても、概して良好な透明性を維持していると言える。
4)−3塗膜の黄変性
塗膜の経年による黄変度合いをJIS K 5600-4-5（塗料一般試験方法-第４部：塗膜の視覚特性−第５節：測色（測定）に準拠して測定し、JIS K 5600−4−6（塗料一般試験方法−第4部：塗膜の視覚特性−第6節：測色（色差の計算））により色差（ΔE）を、JIS K 7373（プラスチック−黄色度および黄変度の求め方）により、黄変度（ΔYI）を求めた。初期塗膜および6年経過塗膜の（ΔE）および黄変度（ΔYI）を求めた結果を表3に示す。色差ΔE =  ((ΔL *)² +  (Δa *)² +  (Δb *)²)1/2 (AL *、Aa *、Ab *は初期と経年塗膜（6年）のL *、a *、b *の差を示す）黄変度YI = 100 ×  (1.28X − 1.06Z) ÷ Y  (X、Y、Zは色光の3原色)
色差ΔEは+ 2.2および黄変度ΔYIは+ 2.9と若干の変化が数値として得られたが、実際の塗膜を初期塗膜と目視で比較観察した結果、色差および黄変度共に、その変化は目視で識別できない程度であった。
4)−4 塗膜の伸びと下地ひび割れ追従性（ゼロスパンテンション伸び量）
(a) 採取塗膜の伸び性能採取塗膜を３号形ダンベル片に打抜き、23℃で100％まで伸長させた状態（標線間２cmが4 cmまで伸びた状態）を写真17に示す。クリアウオール塗膜は6年経過後でも十分柔軟性を保持していた。 (b)採取塗膜の下地ひび割れ追従性（ゼロスパンテンション伸び量） i ）試験体の作製①経年逸膜（6年）試験体の作製現場から採取した塗膜をエポキシ樹脂系接着剤でフレキシプル板に張り付け試験体を作製し、引張試験機にてゼロスパンテンション伸び量を測定した。 ②初期塗膜試験体の作製（比較用）初期塗膜を用いた試験体を作製し、同様にゼロスパンテンション伸び量を測定した。
ii）試験方法
試験温度を– 20、23および60℃の3条件で、引張速度は5 mm/minで引張り、塗膜にピンホールや破断が生じた時点でのストローク幅（mm）を測定した。写真18 ～ 20にゼロスパンテンション伸び試験の様子を示す。
iii ）ゼロスパンテンション伸び量試験結果
図４に、現場から採取した塗膜のゼロスパンテンション伸び量を示す。 − 20 ～ 60℃の温度領域で試験した結果、6年経過後も初期値に対し、いずれも90%程度の追従性を保持していることが分かった。
3.2.2 某マンション外壁(愛知県犬山市)
クリアウオールS-1仕様、施工2009年9月（築12年経過後に改修）施工面積1,456 m²、構造RC造11階、経年調査2013年5月（3年10か月経過） 3年10か月後の調査結果を写真21 ～ 25に示す。写真23および24のように、改修前には雨筋汚れが生じていたサッシ下においても、改修後３年１0か月経過後も雨筋汚れがなく良好な状態を保っていた。また、改修した時点で既に生じていたタイル割れ部位についても、写真25のように、改修後のタイル割れや塗膜状態であった。 S_H_[[]
3.2.3 某マンション外壁(愛知県豊明市)
クリアウオールS-1仕様、施工2007年10月（築12年経過後に改修）、施工面積2,119 m²、構造RC造7階、経年調査2013年5月（5年7か月経過）クリアウオール施工直後の外観を写真26に、改修後５年７か月経年後の外観を写真27 ～ 31に示す。雨掛かりによる汚れが心配されるベランダ外壁面にも汚れが認められず良好であった。雨が直接当たる部位であるが、雨掛かりによる雨筋汚れは全くなく良好であり、施工直後の状態を維持していた。 (5年7か月経過後) ・雨筋汚れなく良好写真29　施工後５年７か月経過のベランダ外壁・雨掛かりのベランダ外壁雨筋汚れなく良好・雨筋汚れなく良好
4.はく離予防効果試験
4.1　はじめに
タイル張り仕上げ外壁の不具合は、写真32 ～ 34に示すように多くある。温湿度膨張係数が異なる材料を積層したタイル張り仕上げ外壁は、温度や湿度変化に伴って各層ごとに異なった伸縮挙動を示すために、接着界面での抜労によるタイルのはく離が生じやすくなっている1)。本稿では、タイル張り仕上げ外壁に対するクリアウオールの効果として、モルタル目地の防水によるタイルのはく離予防効果を検討した結果を報告する。なお、本報はあしば(Vol.118) 9の続報である。
4.2　試験方法
4.2.1　試験体の作製
表４に示す調合のコンクリートを寸法300 × 300 × 50 mmに成形し、７日水中（20℃）養生した後、21日乾燥（23℃、60%）養生した。コンクリート基板の打設底面にEVA系吸水調整材を100 g/m²塗布した後、直張り工法を想定し、既調合のタイル張り用EVA系ポリマーセメントモルタル（4 mm厚）を用いてタイルを張付けた。その後、試験体を84日乾燥養生した後、表５に示すクリアウオールをローラー刷毛で塗装およびタイル張付け面以外の５面にエポキシ樹脂でシールし、14日乾燥養生した。なお、タイルは磁器質タイル（装足あり、45二丁平、JIS A 5209区分Ｉ類）で、ランプ照射による温度上昇が速やかな黒色とした。また、図５に示すように、タイル表面、張付けモルタルとコンクリート基板界面、コンクリート基板の英面に熱電対とひずみゲージを張付けた。表6に、参考として各材料の膨張率をまとめた。
※セメント：普通ボルトランドセメント（密度3.16 g/cm³）細脊材：奈良県壱分産山砂、粗脊材：三重県藤原鉱山産砕石混和剤：BASFジャパン梯ポリシード2000（AE減水剤）
タイル張付け

4.2.2 促進試験条件
養生後の試験体について、20 ± 5℃の環境下で表7に示す3種類の繰返し試験を2,000サイクルまで実施した結果を報告する。加熱は、レフランプ（200 W形、110 V）を用い、タイルの表面温度が70℃になるようにし、冷却はランプを消灯して自然冷却あるいは散水(6 L/分）を行った。試験体および装置の様子を写真35 ～ 40に示す。

4.2.3　引張接着強度試験
養生後および各種繰返し後に、コンクリート下地まで達する切り込みを入れた後、建研式接着力試験機を用いて接着強度を測定した。(A)温冷繰返し試験、(B)乾湿繰返し試験および（C）温冷･乾湿繰返し試験は400サイクル（33日間）、1,000サイクル（83日間）、2,000サイクル（167日間）後に接着強度を測定した。
4.3試験結果
4.3.1 促進劣化条件：温度とひずみの測定結果
(1)温度の測定結果
各種繰返し試験における測定位置ごとの温度挙動を図6に、最大温度差を図7に示す。 (A)温冷繰返しにおける最大温度は、タイル面で74℃、下地面で70℃、葵面では56℃まで上昇した。また、最低温度はタイル面で49℃、下地面で55℃、装面では49℃まで低下した。最大温度差は、タイル面で25℃、下地面で15℃、葵面では7℃となった。 (B)乾湿繰返しにおける温度変化は、散水時で21℃、乾燥時で22 ～ 24℃と小さな変化であった。最大温度差は、タイル面で3℃、下地面で2℃、裏面では1℃の変化であった。 (C）温冷・乾湿繰返しにおける最大温度は、タイル面で73℃、下地面で69℃、英面では52℃まで上昇した。また、散水時における最低温度は、タイル面で26℃、下地面で31℃、裏面では36℃まで低下した。最大温度差は、タイル面で47℃、下地面で38℃、裏面では16℃の変化であった。
(2)ひずみの測定結果
(A)温冷繰返し、(B)乾湿繰返し、(C)温冷・乾湿繰返しにおける各測定位置の最大ひずみ差を図8に示す。(B)乾湿繰返しの試験体以外は、タイル表面から10 mmの位置にあるコンクリート下地面でひずみ差が最大となった。温度変化のみを受ける（A）温冷礫返しにおける各層のひずみは、クリアウオールの塗装の有無にかかわらず同程度であった。各層での温度変化が小さい（B）乾湿繰返しでは、目地からの吸水と膨張により、未塗装のひず-�-未塗装みが大きくなった。各層の温度差が大きく、タイル面への散水を伴う（C）温冷・乾湿繰返しでは、未塗装のコンクリート下地面で最大ひずみを示した。一方、温度変化のみを受けるクリアウオールでは、未塗装と比べて、ひずみ差が2/3程度であった。なお、詳細な温度挙動およびひずみ挙動については、あしば（2012年）の中間報告を参照のこと9)
4.3.2 各種繰返し試験後のタイルの接着強度と破断面
(A)温冷繰返し、(B)乾湿繰返し、(C)温冷・乾湿繰返しにおける各種繰返し試験の初期、 400、1,000、2,000サイクル後の接着強度を図9に、破断位置面積率を図10に示す。なお、接着強度グラフの括弧内の数値は、初期値に対する2,000サイクル後の接着強度の保持率を示す。未塗装では、繰返しサイクルの増加に伴って、全ての繰返し条件で接着強度が低下した。特に、(C)温冷・乾湿繰返しでは接着強度は0.9 N/mm²であり、タイル接着強度の目安である0.4 N/mm² 11に近づいている。また、未塗装における破断位置面積率は、(A)温冷繰返しで（a）タイルと張付けモルタルの界面破壊または張付けモルタルの母材破壊が増大しているのに対し、(B)乾湿繰返しおよび（C)温冷・乾湿繰返しでは、(b)張付けモルタルとコンクリート基板の界面破壊が増大した。本はく離現象は、タイルの直張り工法を適用した物件で発生しており²、乾湿および温冷・乾湿の複合作用がタイルはく離の一因になっていると考える。クリアウオールは、温度履歴が未塗装と同じである（A）温冷繰返しや（B）乾湿繰返しにおいて接着強度の低下が未塗装に比べて軽微であり、破断位置およびその面積率も初期と同程度であった。一方、急激かつ大きな温度変化を受ける（C）温冷・乾湿繰返しでは未塗装と比べて、その程度は軽微であるものの、接着強度の低下、(b)張付けモルタルとコンクリート基板の界面破壊が増大した。しかし、クリアウオールを塗装した試験体の接着強度は未塗装の３倍程度を保持していた。これらの結果から、クリアウオール工法は、未塗装と比べ、(A)温冷繰返し、(B)乾湿繰返し、および（C）温冷・乾湿繰返しに起因したタイルのはく離を予防できるものと考える。今後試験を継続し、これらの挙動をさらに把握していきたいと考える。 -�-未塗装
5.まとめ
タイル張り仕上げ外壁改修工法「クリアウオール」を上市して５年を経過した。今回、施工実績の経年調査と室内実験でのはく離予防試験により、タイルの有する意匠性を損なうことなく、防水機能、美観およびはく離子防効果を維持していることを実証できたと考える。タイル面をモルタル目地を含めて、全体を透明な膜でシームレスに覆うことにより、タイル外壁の初期状態をさらに10年、20年を経ても維持し続けられることを今後実証していきたい。その後の改修方法（剥がさずに塗り重ねる）についても、建物の寿命の目安となる約60年維持し続けることも実証していかなければならないと考える。
【引用文献】
1)日本建築学会,建築工事標準仕様書・同解説, JASS19,陶磁器質タイル張り工事, 2012. 2)小笠原和博,名知博司,鳥山信治,タイル張り仕上の性能と剥落防止の要点,建築技術, pp.66-71, 2006年3月. 3)阿知波政史,松井智隆,タイル張り仕上げ外壁用改修工法[クリアウオール],東亞合成グループ研究年報,  TREND  第12号,  pp.42−48,  2009年1月. 4)谷川伸,マンションの外壁・屋根のトータルメンテナンスによる資産価値の向上,防水ジャーナル, pp.47-49,  2009年10月. 5)阿知波政史,谷川伸,透明なハイソリッドアクリルウレタン系タイル張り仕上げ外壁用改修工法の開発,日本建築学会大会学術梗概集(北陸), pp.383-384, 2010年9月. 6)三位茂樹、建物の資産価值向上に貢献するタイル張り仕上げ外壁用改修工法、建築仕上技術、Vol.35. No.414, pp.62-63, 2010年1月. 7)阿知波政史,透明ハイブリッドアクリルウレタン樹脂によるタイル張り仕上げ外壁の改修,防水ジャーナル, pp.43-44, 2011年５月. 8)阿知波政史,神村浩之,谷川伸,本橋健司,透明なアクリルウレタン樹脂を用いたタイル張り仕上げ外壁用改修工法の基礎性状，日本建築仕上学会2011年大会学術講演会，pp.213-216，2011年10月. 9)谷川伸, 「クリアウオール」によるタイルの剥離防止効果について,  “あしば(東亞合成㈱　機能化学品事業部建材・土木Ｇ  技術機関紙)",  Vol.118,  pp.1-15,  2012年8月. 10)福島浩一，谷川伸，本橋雄司，透明なアクリルウレタン樹脂を用いたタイル張り仕上げ外壁用改修工法の基礎性状，日本建築仕上学会2011年大会学術講演会，pp.23-26，2012年10月. 11)福島浩一，谷川伸，ハイソリッドアクリルウレタン系タイル張り仕上げ外壁改修工法の剥離防止効果について，防水ジャーナル，pp.70-71，2012年10月. 12)福島浩一,谷川伸,本橋雄司,アクリルウレタン系透明防水材を用いたタイル張り仕上げ外壁改修工法によるタイル剥離防止効果,  REFORM,  pp.82-85,  2013年1月. 13)杉浦哲也,阿知波政史,谷川伸,本橋健司,透明なアクリルウレタン系防水材を用いたタイル張り仕上げ外壁改修工法によるタイルはく離防止効果の検討，日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道） No.1421, pp.841-842, 2013年8月. _S_HLILB_A東亞合成株式会社機能化学品事業部 建材・土木グループお問い合わせ  0120-557-947 (フリーダイヤル) ホームページURL ／http://www.toagosei.co.jp本店営寒部〒105-8419  東京都港区西新橋1-14-1大　阪　支　店〒530-0005　大阪市北区中之島3-3-3名古屋支店〒460-0003　名古屋市中区錦1-4-6　図国宮禁所〒762-0004  坂出市昭和町2-4-1福岡宮秦所〒810-0001  福岡市中央区天神2-8-30札幌出張所〒060-0807　札幌市北区北七条西4-1-2 TEL : 03  (3597)  7342  (ダイヤルイン) TEL : 06  (6446)  6568  (ダイヤルイン) TEL : 052 (209) 8594 (ダイヤルイン) TEL : 0877  (46)  3300（代表） TEL : 092 (721) 1902 (代表) TEL : 011 (757) 8733