JP2006234801A - 固定強度測定機および測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固定プレートを用いて防水シートを下地に固定した際の固定強度を測定するにおいて、防水シートと固定プレートとの間の剥離強度だけでなく、固定プレートやアンカー部材の強度や屋外で風に煽られた状況での剥離等実際の現場に近い固定強度を測定することができるシートの固定強度測定機および測定方法を提供をする。
【解決手段】下地１に固定プレート３をアンカー部材４で打ち込み固定し、その上に防水シート５を敷設し、固定プレート３と防水シート５とを接着した防水シート５の固定強度測定機において、下地１に設置する支持部１２と、該支持部１２に対して上下方向に移動できる可動軸１４を有するとともに該可動軸１４には防水シート５の固定プレート３の周縁部をつかむチャック部１５を備え、チャック部１５でシート５をつかんだ状態で前記可動軸１５を上昇させる際の抵抗力を測定することができる測定部１６を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は建築や土木用の防水工事において、防水下地に予め固定した固定プレートに防水シート等を熱融着や溶剤による溶着または接着剤等で接着して固定した場合に、そのシートの下地への固定強度が十分に発揮されているかどうかを確認するための方法に係る。

防水シートのコンクリートなどからなる下地へ防水層を形成する方法において機械的固定方法がある。機械的固定工法とは浮かし貼り工法とも呼ばれ、防水シートの全面を下地に接着する方法と異なり、ボルト、ネジ又は釘などのアンカー部材により、局所的に下地に対して固定する方法である。

密着工法とも呼ばれる下地に防水シートの全面を接着してしまう方法では、下地が水分を多く含んでいる状態である場合や、下地が劣化している等で不陸が激しい場合ではそのまま接着することができず下地を乾燥させるなどの調整を行ってからでないとシートを敷設することができなかったのに対して、機械的固定方法では下地の厳密な調整を必要とせずある程度の状態が確保されれば防水シートを敷設することができるというメリットがある。

ところが防水シートを敷設してその上からプレートを設置してボルト等のアンカー部材で固定する方法では防水シートにアンカー部材による貫通孔を開けてしまうことになるのでいくらシール材を施すといっても肝心な防水性能に不安を残してしまう。

そこで先にプレートを下地にアンカー部材により打ち込み固定し、その上から防水シートを敷いてプレートと防水シートを熱融着や溶着や接着剤によって接着するといった工法が提案されており（特許文献１）、その方法であると防水シートに貫通孔を開けることがないので防水性能を損なうこともない。

特開平９−１５８４０８号公報 特開２００４−３７３５９号公報

ところが、防水シートとプレートとの間の接着はプレートが防水シートの裏側に隠れて外から見えない状態で作業を行わなければならないことから接着不良が起こりやすい。また、局所的に下地に固定している構造上、強風発生時にはシートの下地に固定していない部分が強風に煽られて浮き上がり、固定プレートの部分において防水シートを固定プレートの周縁部から剥離しようとする力がかかることになる。

また、防水シートの下地からの剥がれは防水シートと固定プレートとの間の接着強度だけに依存するのではなく、防水シートの強度が不足する場合は防水シートの破断によって剥がれてしまい、固定プレートの下地への固定力が不足する場合にはアンカー部材の抜け等によって剥がれてしまう。

よって防水シートと固定プレートとの接着強度だけでなく防水シートや固定プレートの本体の強度やアンカー部材の引き抜き強度も含めて、風でシートが煽られたような条件においても十分な接着力を発揮し、シートが下地に固定されているものである必要があり、そのような強固に固定できる固定方法を確立する必要がある。そのために実際に現場で防水シートが固定された状態と同じ構造にて固定強度を測定できるような試験方法が必要となってくる。

固定プレートが防水シートの裏側に隠れている構造の場合は特に接着不良が発生しやすく前述のように固定強度を測定できる試験方法が必要であるが、そのような固定方法のみならず防水シートの上から固定プレートをあててアンカー部材を防水シートに貫通させる形で固定する場合においても、防水シートの固定強度を測定する際に現場での構造に近い形で防水シート本体の強度やアンカー部材の引き抜き力等の中で最も弱い部分がどこであるかを判定できることは必要である。

例えば、特許文献２には防水シートの固着が十分であるかどうかを判定する方法が開示されているが、これは防水の現場において防水シートを敷設した際に接着不良があるかないかを判定する場合を想定したものであり、固定具（固定プレート）上の防水シート表面に吸着具をあてて吸着させ引張る方法である。この方法ではシートと固定具との接着面の全面を均等に引張ることになるので、固定具の周縁部から剥離されてゆくといったシートが風によって煽られた際の実際に近い条件で測定しているとは言えない。

そこで本発明は上記のように固定プレートを用いて防水シートを下地に固定した際の固定強度を測定するにおいて、防水シートをつかんで引張ることにより測定し、防水シートと固定プレートとの間の剥離強度だけでなく、固定プレートやアンカー部材の強度や屋外で風に煽られた状況での剥離等実際の現場に近い固定強度を測定することができるシートの固定強度測定機および測定方法の提供を目的とする。

そこで本発明の請求項１では、下地に固定プレートをアンカー部材で打ち込み固定し、その上に防水シートを敷設し、固定プレートと防水シートとを接着することで防水シートを下地に固定したものに対して、防水シートの固定強度を測定する固定強度測定機において、下地に設置する支持部と、該支持部に対して上下方向に移動できる可動軸を有するとともに該可動軸には防水シートをつかむチャック部を備え、チャック部で防水シートをつかんだ状態で前記可動軸を上昇させる際の抵抗力を測定することができる測定部を有することを特徴とする。

請求項２では、下地に固定プレートをアンカー部材で打ち込み固定し、その上に防水シートを敷設し、固定プレートと防水シートとを接着することで防水シートを下地に固定したものの固定強度の測定に用いる固定強度測定機であって、アンカー部材の下地への固定強度を測定するものにおいて、下地に設置する支持部と、該指示部に対して上下方向に移動できる可動軸を有するとともに該可動軸にはアンカー部材の頭に嵌め込む嵌合部を有することを特徴とする。

また請求項３では、下地に固定プレートをアンカー部材で打ち込み固定し、その上にシートを敷設し、固定プレートとシートとを接着することでシートを下地に固定したもののシートの下地への固定強度を測定する方法において、固定プレートの周辺部においてシートをつかみ上方へ引張ることを特徴とする。

請求項４では、下地に固定プレートをアンカー部材で打ち込み固定し、その上にシートを敷設し、固定プレートとシートとを接着することでシートを下地に固定したものの、シートの下地への固定強度を測定する方法において、アンカー部材の頭をつかんで上方を引張り、アンカー部材単体の引抜き強度を測定するとともに、固定プレート周辺の防水シートをつかんで上方へ引張り防水シートの固定強度を測定することを特徴とする。

請求項１および請求項３のように、下地に固定プレートを用いて固定した防水シートの強度を測定するに際して固定プレート周縁に位置するシートをつかんだ状態でシートを固定プレートの周縁部から剥離させるように引張って試験を行っている。よって防水シートと固定プレートとの接着力以外の部分が原因となる防水シートの剥がれの場合にも対応でき、また、防水シートが実際に現場で風に煽られて引張られる状況に似た状態で固定強度の測定を行うことができる。

請求項２および請求項４では、下地に打ち込むアンカー部材の引抜き強度を測定することができるので、防水シートを固定するアンカー部材の固定強度が十分な数値であるかどうかの測定を行うことができるので、防水シートの固定強度を総合的に確認することができる。

以下、添付図面にしたがって本発明の具体的な実施態様を説明する。図１は、本発明の固定強度測定装置にて固定強度を測定する固定プレートを用いて機械的に下地に固定する防水シートの固定方法を示す断面図である。

この固定方法は、防水シートを敷設しようとするコンクリートなどからなる下地１に固定プレート３をアンカー部材４で所定間隔をもって固定配置する。

固定プレート３を配置したら、次に防水シート５をその上から覆い被せるように配置する。防水シート５と固定プレート３との接着は加熱による融着や接着剤によるものなど様々な方法を用いることができるが、ここでは電磁誘導加熱により熱融着する方法を例にあげて説明する。

固定プレート３は少なくとも防水シート５側の上面を熱可塑性樹脂からなる被覆材７で被覆したものであり、例えば図２にしめすように上下面とも熱可塑性の被覆材７で覆われており、防水シート５と重なっている部分で、防水シート５の上から電磁誘導加熱機Ｄで金属製のプレート本体６を加熱して表面に被覆材７を融解することによって防水シート５に孔を開けることなく固定プレート３を融着固定する。

以上のように固定プレート３を用いて防水シート５を下地に固定するような方法の場合、固定プレート３の上に防水シート５が覆い被さっていることから固定プレート３の位置が確認しづらいということもあり、固定プレート３と防水シート５との間で接着不良が起こったりすることがあり、接着方法について十分に安全な方法を検討して設計する必要がある。

例えば熱融着であれば電磁誘導加熱機の出力の調整を行ったり、十分に融着を行うことができる加熱時間を設定したり、加圧力を設定したりする。また、接着剤によるものであっても接着剤の量や加圧力、加圧時間を設定しなければならない。そのような検討を行う際に固定強度を測定してその固定条件の良否を判断するのに、固定強度の測定は実際の現場の条件に沿ったものでなければ検討する意味が少なくなる。

そこで本発明では、図３で示すような固定強度測定装置を用いて実際の現場の条件に似た力が防水シートに働いた上で剥離する限界の強度を測定することができる。本発明の固定強度測定装置の例を説明する。本発明の固定強度測定装置１１は下地１に設置するための支持部１２と支持部１２と一体の枠体１３と該枠体１３に対して上下動可能な可動軸１４を有し、可動軸１４には下端にチャック部１５を有するとともに上端には軸にかかる荷重を測定するロードセル１６を介在して上昇装置１７を接続している。

枠体１３は支持部１２によって下地１に設置しており、可動軸１４に荷重がかかったときに支持部１２で支えられている。固定プレート３に接着した防水シート５を固定プレート３の周縁で円形に切断しており、チャック部１５で防水シート５の切断した端部５ａをつかむことができるようになっている。

また上昇装置１７は可動軸１４を持ち上げてチャック部１５でつかんだ防水シート５を剥離させるためのものであるが、上昇装置１７と可動軸１４とは引張型のロードセル１６を介在させて接続されており、ロードセル１６で可動軸１４にかかる荷重を測定することができるようになっている。また、図示はしていないがロードセル１６で検知した荷重は従来から採られている一般的な方法で数値に表示できるようにする。そのような構成を採ることで防水シート５の下地への固定強度を測定することができる。

このようなかたちで防水シート５をつかんで引張ると、多くの場合は防水シート５と固定プレート３との間で剥離するので、防水シート５と固定プレート３と剥離強度を測定する場合がほとんどである。しかし、固定プレート３のアンカー部材での下地１への固定力が不十分である場合防水シート５と固定プレート３とが剥がれずにアンカー部材の下地からの引き抜き強度を測定することになり、防水シート５本体の強度が最も弱ければ防水シート５の破断となる。また固定プレート３自身の強度が不足する場合やアンカー部材の強度が不足する場合等もあり、それぞれ最も強度的に弱いところが破壊し、その強度の測定を行うことができる。

よって、防水シート５と固定プレート３の接着力だけでなく防水シート５の本体強度や固定プレート３の曲げ強度等も含めて実際に最も弱い部分を判定することができ、またその強度を測定することができる。

図４は固定強度測定機の別の例であって、アンカー部材４の下地１からの引き抜き強度を測定することができるものである。防水シート５を本発明のように機械的固定方法で下地に固定する場合、局所的に下地に固定しているという構造上、強風発生時にはシートの下地に固定していない部分が強風に煽られて浮き上がる。防水シートの５破断や固定プレートの変形等が起きなくても繰り返して防水シート５が煽られることによって、下地に打ち込んだアンカー部材４が徐々に下地１から引き抜かれて最後には完全に抜けてしまったり、防水シート５の破断につながったりすることがある。アンカー部材４の下地への固定強度は下地の状態に依存して変化するものであるが、通常２５００〜２７００Ｎを超える数値を確保する必要がある。

そのために、防水シート５の固定に先立ってアンカー部材４の下地１からの引抜き強度を測定する。図４の測定機では下地１に設置するための支持部１２と支持部１２と一体の枠体１３と該枠体１３に対して上下動可能な可動軸１４を有し、可動軸１４には下端に例えば釘抜き状のアンカー部材４の頭部４ａに嵌合する嵌合部１８を有するとともに上端には軸にかかる荷重を測定するロードセル１６を介在して上昇装置１７を接続している。

このような固定強度測定機を用いることによって、アンカー部材４の固定強度を測定することができ、アンカー部材４のみ下地１への固定強度を測定して確認した上で、更に防水シート５を固定プレート３に固定してから前記のような測定機を用いて防水シート５をチャック部１５でつかんだ状態で固定強度を測定するという手順をふむことによって、より総合的な強度の測定を行うことができる。

本発明で用いる防水シート５の素材として用いられるものは、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、イソプレン・イソブチレン共重合体（ＩＩＲ）等が挙げられ、耐候性に優れるとともに良好なゴム弾性を有するＥＰＤＭが好ましい。

防水シート５の厚みとしては、０．８〜２．５ｍｍ程度の厚みのものが用いられる。１．０ｍｍ未満であると強度的に不足し、２．５ｍｍを超える厚みになると接合部において段差が大きくなり過ぎて外観を損ねたりシート同士の接合部の浮きなどの問題が発生したりするので好ましくない。

防水シート５の固定プレート３と熱融着する面に熱可塑性シート８を積層しておくことによって、防水シート５と固定プレート３との融着にかかる時間を大幅に短くすることができる。

熱可塑性シート８としては、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂やエチレン・α−オレフィン共重合体樹脂層からなるオレフィン系熱可塑性エラストマーなどを用いることができ、通常３０〜３００μｍ厚みのシートを積層する。厚みが３０μｍ未満であるとシート表面のパターンに熱可塑性シート８が沿わないなどの原因により熱融着による強度が低くなり、３００μｍを超えると防水シート５との熱収縮率の差により防水シート５におおきなソリが発生するので好ましくない。

また、本発明の固定プレート３はステンレス、亜鉛メッキ鋼板、ガルバニウム鋼板などの金属やその他の無機素材、繊維強化樹脂などからなる径がφ６０〜１００ｍｍ程度の円形または正方形、矩形などのプレート本体６と、その少なくとも防水シート５と接する表面を覆う被覆材７からなっており、厚みとしては０．２〜１．５ｍｍのものが用いられる。厚みが０．２ｍｍ未満であると強度的に不足し、防水シート５が風の負圧などで浮き上がろうとした時に破壊される可能性がある。１．５ｍｍを超えると防水シート５上に現れる段差が大きくなり外観を損ねることになるので好ましくない。

被覆材７として用いられるものとしては、防水シート５と融着が可能な熱可塑性素材であることが必要になり、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニルアセテートなどのオレフィン樹脂やそれらを変成した塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、マレイン化エチレンビニルアセテートなどの変成オレフィン樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。

また、プレート本体６と被覆材７とは、例えば融着や接着剤を介在するなどして固着されている。プレート本体６は、電磁誘導加熱によって加熱することのできる導体である必要があり、さらには防錆性、耐候性の高いものが好ましく、具体的には鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、溶融アルミニウムメッキ鋼板、冷間圧延ステンレス鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板などが挙げられる。

このプレート本体６の厚みは使用する金属の種類によっても夫々異なるが、通常０．４〜２．０ｍｍ程度のものが用いられる。０．４ｍｍ未満であると剛性が低く屋根葺材としての形状を保つことができず、また２．０ｍｍを超えると加工性が乏しくなる上に、重量が大きくなって好ましくない。特にステンレス鋼を用いる場合は０．５〜１．０ｍｍの厚さがもっとも好ましい。ステンレス鋼であればこの範囲で剛性も十分に得られ、また、金切りはさみで簡単に切断加工することができ、施工時の加工も容易である。

次に本発明の実施例となる方法および本発明の範囲から外れる比較例となる方法で実際に防水シートの固定を行い両者を比較した。

（実施例１）
実施例１としては、亜鉛銅板製の厚み０．６ｍｍ、直径がφ６５ｍｍの固定プレートを用い、該固定プレートにはＴＰＯからなる厚み０．１ｍｍの被覆材を接着剤を介して重ねてヒートラミネートにて積層被覆している。その固定プレートをつかってネジ径がφ５．８ｍｍで長さが５０ｍｍのステンレスネジで下地に固定した。その上から、加硫ゴム系ＥＰＤＭからなり厚みが１．５ｍｍの防水シートを重ねた。電磁誘導装置で５００Ｗ×１０秒間×０．１１ＭＰａの条件で加熱を行った。

防水シートの下地への固定が完了した後に、本発明の固定強度測定装置を用いて防水シートの下地への固定強度を測定した。その結果を表１に示す。

（実施例２）
防水シートと固定プレートの間をより基布強度の強い防水シートの上側からディスクを下地へ固定する方法で強制的に固定した以外は実施例１と同じ要領で防水シートを下地へ固定した。

防水シートの下地への固定が完了した後に、本発明の固定強度測定装置を用いて防水シートの下地への固定強度を測定した。その結果を表１に示す。

（実施例３）
防水シートと固定プレートの間をより基布強度の強い防水シートの上側からディスクを下地へ固定する方法で強制的に固定した上に固定プレートとして通常のものよりも厚みの大きい１．５ｍｍのものを用い、更にステンレスネジとしてネジ径がφ４．５ｍｍで長さが５０ｍｍのものを用いた以外は実施例１と同じ要領で防水シートを下地へ固定した。

防水シートの下地への固定が完了した後に、本発明の固定強度測定装置を用いて防水シートの下地への固定強度を測定した。その結果を表１に示す。

実施例１〜３の結果を見るとそれぞれ最も強度の弱い部分の剥離や破損、下地からの抜けといった現象が発生しており、防水シートと固定プレートとの間の剥離強度だけでなく防水シートを下地へ固定する構造全体の中で最も弱い部分が判定できるとともにその強度を測定することができた。

ビルなどの建築物の屋上などにおいて防水工事を行う防水シートの機械的固定構造の防水シートの下地への固定強度を測定するのに利用することができる。

本発明の防水シートの固定方法を実施したところの断面図である。 固定プレートの一例を示す断面図である。説明図である。 本発明のシートの固定強度測定機の断面図である。 本発明の別の固定強度測定機の断面図である。

符号の説明

１ 下地
２ 断熱材
３ 固定プレート
４ アンカー部材
５ 防水シート
６ プレート本体
７ 被覆材
８ 熱可塑性シート
Ｄ 電磁誘導装置
１１ 固定強度測定装置
１２ 支持部
１３ 枠体
１４ 可動軸
１５ チャック部
１６ ロードセル
１７ 上昇装置
１８ 嵌合部

Claims (4)

1. 下地に固定プレートをアンカー部材で打ち込み固定し、その上に防水シートを敷設し、固定プレートと防水シートとを接着することで防水シートを下地に固定したものに対して、防水シートの固定強度を測定する固定強度測定機において、下地に設置する支持部と、該支持部に対して上下方向に移動できる可動軸を有するとともに該可動軸には防水シートをつかむチャック部を備え、チャック部で防水シートをつかんだ状態で前記可動軸を上昇させる際の抵抗力を測定することができる測定部を有することを特徴とする固定強度測定機。
2. 下地に固定プレートをアンカー部材で打ち込み固定し、その上に防水シートを敷設し、固定プレートと防水シートとを接着することで防水シートを下地に固定したものの固定強度の測定に用いる固定強度測定機であって、アンカー部材の下地への固定強度を測定するものにおいて、下地に設置する支持部と、該指示部に対して上下方向に移動できる可動軸を有するとともに該可動軸にはアンカー部材の頭に嵌め込む嵌合部を有することを特徴とする固定強度測定機。
3. 下地に固定プレートをアンカー部材で打ち込み固定し、その上にシートを敷設し、固定プレートとシートとを接着することでシートを下地に固定したものの、シートの下地への固定強度を測定する方法において、固定プレート周辺の防水シートをつかみ上方へ引張ることを特徴とする固定強度測定方法。
4. 下地に固定プレートをアンカー部材で打ち込み固定し、その上にシートを敷設し、固定プレートとシートとを接着することでシートを下地に固定したものの、シートの下地への固定強度を測定する方法において、アンカー部材の頭をつかんで上方を引張り、アンカー部材単体の引抜き強度を測定するとともに、固定プレート周辺の防水シートをつかんで上方へ引張り防水シートの固定強度を測定することを特徴とする固定強度測定方法。
   

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