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ASフォーム(P)の概要
ASフォーム(P)の概要 高耐久性埋設型枠 レジンコンクリートパネル ASフォーム(P)の概要 「ASフォーム(P) 」は、レジンコンクリートを構成材料とし、プレス成形された高耐久性埋設型枠 材です。レジンコンクリートとは、セメントや水を一切使用せず、熱硬化性樹脂(レジン)を結合材とし て、骨材および充填材を強固に固化させたコンクリートであり、早強かつ高強度で、耐酸性・耐摩耗性・ 遮塩性・凍結融解抵抗性などに優れた機能性建設材料です。このレジンコンクリートをプレス成形するこ とで、加熱による熱硬化と加圧を同時に実行し、短時間で高品質・高精度のレジンコンクリートパネルを 大量生産することが可能となります。また、 「ASフォーム(P) 」は、パネル裏面に均一に配列された複 数の球状突起が、打設コンクリートに対してアンカー効果を発揮するため、パネル全面がほぼ均一な接着 性を有します。 「ASフォーム(P) 」を新設のコンクリート構造物の保護、あるいは劣化したコンクリート構造物の 補修に埋設型枠として使用することで、コンクリートの耐久性を大幅に高め、構造物の長寿命化、ライフ サイクルコストの低減に大きく寄与します。 図1 ASフォーム(P)の表面 図2 ASフォーム(P)の裏面 表1 ASフォーム(P)の諸物性 項 目 寸 法 t h Φd 図3 ASフォーム(P)の突起形状 h t 特 性 値 ※ 1800(Max)×900(Max)×10(18)mm 質 量 24 kg/㎡ 密 度 22 kN/m3 圧縮強度 80 MPa 以上 曲げ強度 20 MPa 以上 静弾性係数 15 ~ 25 GPa ※パネル寸法は任意に調整可能。t : 板厚 h : 突起高 d : 突起径 表の寸法・重量は、t = 10、h = 8、d = 10 とした仕様 ASフォーム(P)の品質性能 ASフォーム(P)の品質性能 「ASフォーム(P)」を埋設型枠として使用したコンクリート構造物の耐久性を評価するため、日 本下水道事業団「シートライニング工法」に要求される品質性能(項目1~4)に加え、沿岸部での塩 化物イオンの浸入、寒冷地での凍結融解、水路などでの土砂による摩耗、耐候性、中性化(項目5~9) に対する抵抗性について、性能確認試験を行った。 表1 ASフォーム(P)の性能確認試験結果 試 験 項 目 日本下水道事業団シートライニング工法 の品質規格(D2種) 試験結果 1.コンクリートとの固着性 2.97MPa 0.24MPa 以上 2.耐 酸 性 被覆にふくれ、われ、軟化、 溶出を認めない。 10%の硫酸水溶液に 60 日間浸漬しても被 覆にふくれ、われ、軟化、溶出がないこと。 2-1 シート部 硫黄の侵入は 1%(=0.1 ㎜) 10%の硫酸水溶液に 120 日間浸漬した時の 以下である。 侵入深さが設計厚さに対して 1%以下であ (シート表面の微細な凹凸部 ること。 に 0.05 ㎜=0.5%付着) 2-2 目 地 部 硫黄の侵入を認めない。 10%の硫酸水溶液に 120 日間浸漬した時の 侵入深さが設計厚さに対して 5%以下であ ること、かつ 100μm 以下であること。 3.耐アルカリ性 被覆にふくれ、われ、軟化、 溶出を認めない。 水酸化カルシウム飽和水溶液に 60 日間浸 漬しても被覆にふくれ、われ、軟化、溶出 がないこと。 4.透 水 性 0.00g 透水量が 0.15g 以下。 5.遮 塩 性 塩分の侵入を認めない。 10%の塩化ナトリウム水溶液に 91 日間 浸漬した時の侵入深さが設計厚さに対し て 1%以下であること。 (自社規格) 6.凍結融解抵抗性 質量変化率 相対同弾性係数 :-0.35% : 105% (相対同弾性係数 80%以上) 〔土木学会基準〕 7.耐 摩 耗 性 普通コンクリートの約 9.4 倍 (普通コンクリートと比較) 8.耐 候 性 色差(ΔE=3.49) 、曲げ強度 (残存率 98%)は、ほとんど 変化を認めない。 2000 時間照射後の色差(ΔE)が6以下で あること、曲げ強度残存率は 80%以上であ ること。 (自社規格) 9.中性化に対する抵抗性 中性化深さ 0.0mm 中性化が認められないこと。 硫黄侵入 深 さ ※試験項目5~9は、日本下水道事業団シートライニング工法の要求性能以外の耐久性試験。 1 ASフォーム(P)の品質性能 1.固 着 性 1.1 試験目的 日本下水道事業団「シートライニング工法(D2 種)の品質規格」に適合していることを確認する。 1.2 試験体 日本下水道事業団「シートライニング工法による防食被覆層の品質試験方法」に基づいて、試験体 の寸法が 500×500×200mm となるように型枠の一面にASフォーム(P)を設置した後、コンク リートを打設して作製する。 1.3 試験方法 日本下水道事業団「シートライニング工法による防食被覆層の品質試験方法」に準じて行う。 固着性試験箇所は、図4のように各辺の端部から 50 mm の4箇所および中央1箇所の合計5箇所 とし、下地材のコンクリートに達するまで切込みを入れ、鋼製ジグ(40×40 mm)を貼り付けた後、建 研式引張試験機により固着強さを測定する。 No.5 No.2 No.3 No.1 No.4 図4 固着性試験箇所 1.4 試験結果 シートライニング工法(D2 種)の固着性の品質規格(0.24 MPa 以上)に適合する品質を有するこ とを確認した。 表2 固着性試験結果 試験体 No 最大荷重 (N) 固着強さ (MPa) 1 4640 2.90 2 4710 2.94 3 5360 3.35 4 4190 2.62 5 4900 3.06 平 均 - 2.97 破壊状態 B部破断 AB界面剥離 B部破断 AB界面剥離 B部破断 AB界面剥離 B部破断 AB界面剥離 B部破断 AB界面剥離 - 備考)破壊状態の記号 A:ASフォーム(P) B:打設コンクリート 2 : 100% : 0% : 100% : 0% : 100% : 0% : 80% : 20% : 70% : 30% ASフォーム(P)の品質性能 2.耐 酸 性 2.1 試験目的 日本下水道事業団「シートライニング工法(D2 種)の品質規格」に適合していることを確認する。 2.2 試験体 日本下水道事業団「シートライニング工法による防食被覆層の品質試験方法」に基づいて、複合試 験体の寸法が 100×100×200mm となるように、6面をASフォーム(P)で覆われた試験体の内 部にコンクリートを打設して作製する。 2.3 試験方法 日本下水道事業団「シートライニング工法による防食被覆層の品質試験方法」に準じて行う。 耐酸性の性能確認は、ASフォーム(P)複合供試体を 10wt%硫酸水溶液に浸漬し、60 日間浸漬 後、被覆のふくれ、割れ、軟化および溶出の有無を目視により確認し、引き続き 120 日間浸漬後、E PMAを用いて硫黄侵入深さを測定する。 2.4 試験結果 シートライニング工法(D2 種)の耐酸性の品質規格に適合する品質を有することを確認した。 表3 耐酸性試験結果 試 験 項 目 耐 試験結果 シートライニング工法の品質規格 10%の硫酸水溶液に 60 日間浸漬して 被覆にふくれ、われ、軟化、 も被覆にふくれ、われ、軟化、溶出が 溶出は認められなかった。 ないこと。 酸 性 シート部 硫黄の侵入は 1%以下(=0.1 10%の硫酸水溶液に 120 日間浸漬した ㎜)であった。 時の侵入深さが設計厚さに対して 1% (シート表面の微細な凹凸 以下であること。 部に 0.05 ㎜=0.5%付着) 目 地 部 10%の硫酸水溶液に 120 日間浸漬した 硫黄の侵入は、認められなか 時の侵入深さが設計厚さに対して 5% った。 以下であること、かつ 100μm 以下で あること。 硫黄侵入 深 さ ASフォーム(P)複合試験体 普通コンクリート試験体 図5 120 日間浸漬後の試験体状況 3 ASフォーム(P)の品質性能 表4 EPMA 分析内容 マッピングエリア 分析元素 試験片スケール パネル表面(A部) S(硫黄) 1.0×1.0mm 目地(B部) S(硫黄) 10×10mm B 図6 マッピングエリア 図7 パネル表面(A部)EPMA 分析結果 図8 目地(B部)EPMA 分析結果 4 A ASフォーム(P)の品質性能 3.耐アルカリ性 3.1 試験目的 日本下水道事業団「シートライニング工法(D2 種)の品質規格」に適合していることを確認する。 3.2 試験体 日本下水道事業団「シートライニング工法による防食被覆層の品質試験方法」に基づいて、複合試 験体の寸法が 100×100×200mm となるように、6面をASフォーム(P)で覆われた試験体の内 部にコンクリートを打設して作製する。 3.3 試験方法 日本下水道事業団「シートライニング工法による防食被覆層の品質試験方法」に準じて行う。 耐アルカリ性の性能確認は、ASフォーム(P)複合供試体を水酸化カルシウム飽和水溶液に浸漬 し、60 日間浸漬後、被覆のふくれ、割れ、軟化および溶出の有無を目視により確認する。 3.4 試験結果 シートライニング工法(D2 種)の耐アルカリ性の品質規格に適合する品質を有することを確認し た。 表5 耐アルカリ性試験結果 試 験 項 目 耐アルカリ性 試験結果 シートライニング工法の品質規格 水酸化カルシウム飽和水溶液に 60 日間 被覆にふくれ、われ、軟化、 浸漬しても被覆にふくれ、われ、軟化、 溶出は認められなかった。 溶出がないこと。 図9 60 日間浸漬後の試験体状況 5 ASフォーム(P)の品質性能 4.透 水 性 4.1 試験目的 日本下水道事業団「シートライニング工法(D2 種)の品質規格」に適合していることを確認する。 4.2 試験体 日本下水道事業団「シートライニング工法による防食被覆層の品質試験方法」に基づいて、複合試 験体の寸法が直径 150×厚さ 40mm になるようにコンクリートを打設して作製する。 4.3 試験方法 日本下水道事業団「シートライニング工法による防食被覆層の品質試験方法」に準じて行う。 透水性の性能確認は、ASフォーム(P)複合試験体に 0.29MPa の水圧を1時間かけた後、透水 量を測定する。 4.4 試験結果 シートライニング工法(D2 種)の透水性の品質規格に適合する品質(透水量 0.15g 以下)を有す ることを確認した。 表6 透水試験結果 試験体 No. 試験前の質量(g) 試験後の質量(g) 透水量(g) 1 1543.91 1543.91 0.00 2 1487.14 1487.14 0.00 3 1490.93 1490.93 0.00 平 均 - - 0.00 図10 透水試験状況 6 ASフォーム(P)の品質性能 5.遮 塩 性 5.1 試験目的 ASフォーム(P)の遮塩性を確認する。 5.2 試験体 日本下水道事業団「シートライニング工法による防食被覆層の品質試験方法」の耐酸性試験、耐ア ルカリ性試験と同様に複合試験体の寸法が 100×100×200mm となるように、6面をASフォーム (P)で覆われた試験体の内部にコンクリートを打設して作製する。 5.3 試験方法 JSCE-G572-2003〔浸漬によるコンクリート中の塩化物イオンの見掛けの拡散係数試験方法(案)〕 に準じて、ASフォーム(P)複合試験体(耐酸性試験参照)を濃度 10%の塩化ナトリウム水溶液 に 91 日間浸漬した後、複合供試体の外観変化、質量変化率およびEPMAによる切断面分析により 塩分の侵入深さを測定する。 5.4 試験結果 91 日間浸漬後のASフォーム(P)複合供試体は、被覆のふくれ、割れ、軟化および溶出は認め られず、質量変化率も 0.09%と、ほとんど認められなかった。また、EPMAによる切断面の面分析 においても、ASフォームには塩分の侵入は全く認められなかった。 現状試験体 No.1 図11 No.2 91 日間浸漬後の試験体状況 表7 塩害促進試験結果(質量変化率) 浸漬時間 試験体 No. 質量(g) 質量変化率(%) 外観観察 浸 漬 開始前 1 2 平均 4492.8 4568.2 - - - - - - - 30 日 1 2 平均 4493.3 4575.0 - 0.01 0.15 0.08 被覆にふくれ、われ、軟化、溶 出は認められなかった。 60 日 1 2 平均 4493.3 4575.6 - 0.01 0.16 0.09 被覆にふくれ、われ、軟化、溶 出は認められなかった。 91 日 1 2 平均 4493.3 4575.6 - 0.01 0.16 0.09 被覆にふくれ、われ、軟化、溶 出は認められなかった。 7 ASフォーム(P)の品質性能 表8 EPMA 分析内容 マッピングエリア 分析元素 試験片スケール パネル表面および目地部 CL(塩素) 10×10mm 図12 マッピングエリア ASフォーム(P)複合試験体 普通コンクリート試験体 図13 91 日間浸漬後のEPMAによる塩分測定結果 8 ASフォーム(P)の品質性能 6.凍結融解抵抗性 6.1 試験目的 ASフォーム(P)の凍結融解抵抗性を確認する。 6.2 試験体 複合試験体の寸法が 100×100×400mm となるように、6面をASフォーム(P)で覆われた試 験体の内部にコンクリートを打設して作製する。 6.3 試験方法 JIS A 1148〔コンクリート中の凍結融解試験方法〕の水中凍結融解試験方法に準じて行い、凍結融 解の1サイクルは4時間で5℃から-18℃に下がり、または、-18℃から5℃に上がるものとし、 300 サイクル終了後の質量変化率および相対同弾性係数を測定する。 6.4 試験結果 300 サイクル経過後、ASフォーム(P)複合供試体には重量変化は、ほとんど認められなかった が、コンクリート試験体は凍結融解作用による劣化のために、重量が減少し(約 3%)、全体にスケ ーリングが見られた。また、相対動弾性係数も全く低下が認められず、優れた耐凍結融解抵抗性を有し ていることが確認された。 表9 相対動弾性係数測定結果 サイクル数 試験体 No. 0 100 200 300 1 100 102 104 105 2 100 101 100 104 3 100 100 107 105 平 均 100 101 104 105 表10 ASフォーム(P)複合試験体質量変化率(%) サイクル数 試験体 No 0 100 200 300 1 0 -0.13 -0.23 -0.36 2 0 -0.24 -0.39 -0.59 3 0 -0.04 -0.05 -0.12 平 均 0 -0.14 -0.22 -0.36 ASフォーム(P)複合供試体 表11 コンクリート試験体質量変化率(%) サイクル数 試験体 No 0 100 200 300 1 0 0.53 1.56 2.75 2 0 0.80 1.99 3.32 3 0 0.68 2.00 3.26 平 均 0 0.67 1.85 3.11 普通コンクリート試験体 図14 300 サイクル経過後の試験体状況 9 ASフォーム(P)の品質性能 7.耐摩耗性 7.1 試験目的 レジンコンクリートの耐摩耗性を確認し、普通コンクリートのそれと比較する。 7.2 試験体 試験体は、鉄板(厚さ 1.2mm)を試験ドラムに取り付けられるように加工した型枠内(長さ 297 ×幅 143×高さ 32.5 mm)に、レジンコンクリートおよび普通セメントコンクリート(σ28 = 31.2N /㎜ 2)を打設して作製する。 7.3 試験方法 図15に示す奥田式スリヘリ試験機を用いて耐摩耗性試験を行い、スリヘリ係数を求める。 長さ 297×幅 143×高さ 32.5 mm の鉄板製の型枠中に供試体を、電力中央研究所 奥田式スリヘリ 試験機のドラム状の回転保持部に取り付け、内部に直径 19 mm、長さ 40 mm、質量 95g のロッドを 20 個入れ、毎分 20 リットルの水を供給しながら、ドラムを回転させ、ロッドの衝撃および摩耗作用 により減ずる供試体の質量を測定し、スリヘリ係数を求めて比較する。 【断面図】 【正面図】 図15 奥田式スリヘリ試験機概要 7.4 試験結果 スリヘリ係数Ac は、衝撃摩耗質量を単位面積あたりの摩耗損失容量として(1)で表される。 Ac = V/A …………………… (1) ここにおいて、 Ac : スリヘリ係数(mm3/cm2) V : 摩耗損失容量(mm3) A : 摩耗を受けた面積(cm2)を表す スリヘリ係数と試験時間の関係を図16に示す。図16より試験時間 8 時間でのスリヘリ係数(試 験体 3 本の平均)は、普通コンクリート 809.3(mm3/cm2)に対して、レジンコンクリートは 86.3 (mm3/cm2)と、約 9.4 倍の高い耐摩耗性を有していることが確認できた。 10 ASフォーム(P)の品質性能 スリヘリ試験結果(奥田式) 1,000.0 レジンコンクリート① 900.0 レジンコンクリート② レジンコンクリート③ 800.0 コンクリート① スリヘリ係数(mm3/cm2) 700.0 コンクリート② コンクリート③ 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 -100.0 0 2 4 6 8 10 試験時間(hr) 図16 スリヘリ試験結果 試験時間(hr) 0 2 4 8 レジンコンクリート① 0.0 1.1 19.4 75.7 レジンコンクリート② 0.0 -10.3 11.6 93.1 レジンコンクリート③ 0.0 -15.1 8.1 90.1 普通コンクリート① 0.0 183.2 396.2 782.8 普通コンクリート② 0.0 202.0 435.7 882.3 普通コンクリート③ 0.0 181.4 387.2 762.9 ※表中の数値は、スリヘリ係数(mm3/cm2) 11 ASフォーム(P)の品質性能 8.耐 候 性 8.1 試験目的 ASフォーム(P)の耐候性を確認する。 8.2 試験体 試験体は、200×50×10mm のASフォーム(P)を使用する。 8.3 試験方法 JIS A 1415〔高分子系建築材料の実験室光源による暴露試験方法〕のキセノンアーク光源による暴 露試験方法(WX-A 法)に準じて、キセノンアーク光源を 500、1000、1500 および 2000 時間照射 後(10 年相当) 、色差と曲げ強度を確認する。なお、試験体片面への水噴霧サイクルは、102 分照射 後、18 分間噴霧する。 8.4 試験結果 2000 時間照射後の色差ΔEは、ΔE=3.49<ΔE0=6(JAPAN COLOR 2000 ベタ色許容色差) と色ムラの範囲に入る程度の色調変化であり、曲げ強度も低下は認められなかった。 表12 促進耐候性試験結果(色差ΔE) 試験体 No サイクル数 500h 1000h 1500h 2000h 1 3.08 4.26 4.30 3.93 2 3.25 3.85 5.03 3.18 3 3.23 3.49 3.39 3.37 平 均 3.19 3.87 4.24 3.49 表13 促進耐候性試験結果(曲げ強度 MPa) 試験体 No 0h 500h 1000h 1500h 2000h 1 21.5 21.7 22.7 23.2 21.7 2 22.9 22.1 23.9 23.4 22.1 3 23.8 22.8 25.0 23.7 23.1 平 均 22.7 22.2 23.9 23.4 22.3 図17 キセノンアーク光源、WX-A法 図18 12 2000 時間照射後の外観 ASフォーム(P)の品質性能 9.中性化に対する抵抗性 9.1 試験目的 ASフォーム(P)の中性化に対する抵抗性を確認する。 9.2 試験体 複合試験体の寸法が 100×100×400mm となるように、6面をASフォーム(P)で覆われた試 験体の内部にコンクリートを打設して作製する。 9.3 試験方法 JIS A 1153〔コンクリートの促進中性化試験方法〕に準じて行い、試験体を温度 20±2℃、相対湿 度 60±5%、二酸化炭素濃度 5±0.2%の条件に設定した中性化促進装置内に 4 週、13 週、26 週間放 置した後、フェノールフタレイン着色法により中性化深さを測定する。 9.4 試験結果 ASフォーム(P)複合供試体は、中性化の兆候は全く認められなかったが、コンクリート試験体 は、26 週間後には、表面より 21.7mm まで中性化されていることが確認された。 表14 ASフォーム(P)複合試験体 中性化深さ(mm) 促進期間 試験体 No 0週 4週 13 週 26 週 1 0.0 0.0 0.0 0.0 2 0.0 0.0 0.0 0.0 3 0.0 0.0 0.0 0.0 平 均 0.0 0.0 0.0 0.0 表15 コンクリート試験体 中性化深さ(mm) ASフォーム(P)複合供試体 促進期間 試験体 No 0週 4週 13 週 26 週 1 0.0 7.2 15.4 21.5 2 0.0 6.3 15.4 21.4 3 0.0 6.6 12.0 22.3 平 均 0.0 6.7 14.3 21.7 普通コンクリート試験体 図19 13 26 週間経過後の試験体状況