JP2012141136A - Direct grip testing method and test jig - Google Patents
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Description
この発明は引張試験機等による被検査対象物の試験方法に関し、より詳しくは、接着剤を使用することなく被検査対象物を直接掴むことにより分離若しくは破断するための引張試験を行う方法及び試験治具に関し、引張や捻り等の外力によりコンクリート構造物の他、アスファルト舗装や、タイル建造物等の直接的把握可能な構造物の強度試験を行うことができるものである。 The present invention relates to a test method for an object to be inspected by a tensile tester or the like, and more specifically, a method and a test for performing a tensile test for separating or breaking by directly grasping the object to be inspected without using an adhesive. With regard to the jig, it is possible to perform a strength test on a structure that can be directly grasped, such as an asphalt pavement and a tile structure, in addition to a concrete structure by an external force such as tension or twist.
コンクリート構造物の表層部の強度を評価するための試験として、所謂プルオフ法により柱状のコンクリート部分を破断し引き抜くものがある。この試験にあっては、供試コンクリート表面に所定深さの環状溝(凹部)を穿設し、この溝の内側に形成されたコンクリートの柱状部分に引張試験機のクランプとの接続用の治具としての筒状鋼板を被装するとともにエポキシ系接着材等の接着剤により有底筒状鋼板をコンクリートの柱状部分に固着し、この筒状鋼板を油圧式の引張試験機のクランプに連結し、クランプを介してコンクリートの柱状部分に引張試験機からの引張力を印加することによりコンクリートの柱状部分の破断若しくは分離を惹起させ、破壊時の引張強度測定値よりコンクリートの表面構造・劣化状態の評価を行う。プルオフ法及びその改良方法については例えば特許文献1を参照されたい。
従来技術では被試験コンクリート表面における柱状部分に引張試験機のクランプに連結するための治具としての有底筒状鋼板を被せ、接着剤によってコンクリートの柱状部分に固着している。治具とコンクリートとの所定の固着状態を得るためには、接着剤の完全な固化を待たねばならず、そのため最低1日、望ましくは2日の待ち時間が必要であり、迅速な試験要求を満たすことができなかった。 In the prior art, a columnar portion on the surface of the concrete to be tested is covered with a bottomed cylindrical steel plate as a jig for connecting to a clamp of a tensile tester, and is fixed to the columnar portion of the concrete with an adhesive. In order to obtain a predetermined bonding state between the jig and the concrete, it is necessary to wait for the adhesive to completely solidify. Therefore, a waiting time of at least 1 day, preferably 2 days is required, and a quick test request is required. I could not meet.
この発明はこの問題点に鑑みなされたもので、接着剤の使用をすることなく迅速に被検査対象物の破断分離試験を行うことができるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of this problem, and an object of the present invention is to enable a break separation test of an object to be inspected quickly without using an adhesive.
この発明の直接つかみ試験方法においては、被検査対象物にその表面側より所定深さの環状溝を形成することによりその内側の被検査対象物の部分を柱状に残し、所定外力を発生するための外力発生源と連結される試験治具を前記環状溝に導入し、該試験治具をくさび作用下で被検査対象物の柱状部分に圧接させ、外力発生源より試験治具に外力を印加することにより、被検査対象物の柱状部分を破断若しくは分離に至らしめる。 In the direct grip test method of the present invention, by forming an annular groove having a predetermined depth from the surface side of the object to be inspected, leaving a portion of the object to be inspected in a columnar shape and generating a predetermined external force A test jig connected to the external force generation source is introduced into the annular groove, the test jig is brought into pressure contact with the columnar portion of the object to be inspected under wedge action, and an external force is applied to the test jig from the external force generation source. By doing so, the columnar part of the object to be inspected is broken or separated.
この方法実施のための試験治具は、内周面に下窄まりの係合面を有した筒形状の外側楔止部材と、外側楔止部材の内周に沿って周方向に離間して複数配置され、各々が外周面に外側楔止部材の前記係合面と対面した下窄まりの係合面を有した内側楔止部材と、前記外側楔止部材及び内側楔止部材間を相対的に上下に離間方向に移動させることにより内側楔止部材外周の前記係合面と外側楔止部材内周の前記係合面との間のくさび作用下で内側楔止部材をして半径内方に変位せしめ、内側楔止部材を被検査対象物の柱状部分に所定の力にて圧接せしめる外力印加手段とを備え、外側楔止部材は外力発生源との連結部を有している。 The test jig for carrying out this method includes a cylindrical outer wedge-stop member having a constricted engagement surface on the inner peripheral surface, and a circumferential separation along the inner periphery of the outer wedge stop member. A plurality of inner wedge members each having a constricted engagement surface facing the engagement surface of the outer wedge stopper member on the outer peripheral surface, and the outer wedge member and the inner wedge member relative to each other. The inner wedge member is moved within the radius by the wedge action between the engagement surface on the outer periphery of the inner wedge stopper member and the engagement surface on the inner periphery of the outer wedge member by moving vertically in the separating direction. And an external force applying means for urging the inner wedge member against the columnar portion of the object to be inspected with a predetermined force, and the outer wedge member has a connecting portion with an external force generation source.
外力印加手段は、内側楔止部材と外側楔止部材とを実質的に回り止めしつつ上下方向には相対移動可能に連結する連結手段と、外部より操作可能であり、内側楔止部材に対して外側楔止部材を上下に相対移動させることによりくさび作用力を調整する調整部材とを備えることができる。そして、連結手段は外側楔止部材の上方に配置されるトッププレートと、内側楔止部材毎に設けられ、上端がトッププレートに固定され、中間が外側楔止部材に上下移動可能に挿通され、下端が対応の内側楔止部材に螺合される連結ピンとから構成することができる。そして、くさび力調整部材はトッププレートに上方より遊嵌されるボルトにより構成され、ボルトの下端は外側楔止部材に螺合される。また、各内側楔止部材毎に連結ピンが周方向に間隔をおいて一対設けられ、前記ボルトは一対の連結ピンの中間に設けられる。 The external force application means can be operated from the outside and a connecting means for connecting the inner wedge member and the outer wedge member so as to be relatively movable in the vertical direction while substantially preventing the inner wedge member and the outer wedge member from rotating. And an adjusting member that adjusts the wedge acting force by relatively moving the outer wedge-closing member up and down. And the connecting means is provided for each top wedge plate and the top plate disposed above the outer wedge stop member, the upper end is fixed to the top plate, and the middle is inserted through the outer wedge stop member so as to be vertically movable, A lower end can be comprised from the connection pin screwed together by a corresponding inner side wedge stop member. The wedge force adjusting member is constituted by a bolt loosely fitted to the top plate from above, and the lower end of the bolt is screwed to the outer wedge stopper member. In addition, a pair of connecting pins is provided for each inner wedge member at an interval in the circumferential direction, and the bolt is provided in the middle of the pair of connecting pins.
この発明においては、試験治具はくさび作用下で被検査対象物を掴んでおり、外力発生源との連結に接着剤を必要とせず、必要な掴み力を得ることができ、迅速かつ正確な検査を実現することができる。 In this invention, the test jig grips the object to be inspected under the action of a wedge, and does not require an adhesive for connection with the external force generation source, so that the necessary gripping force can be obtained, and it can be performed quickly and accurately. Inspection can be realized.
また、内側楔止部材の分割数やくさびの角度や接触長等の調整要因により状況に応じた最適設計が可能であり、また、ねじ式等のくさび力調節手段を設けることで、最適な掴み力の設定が容易に可能となる。 In addition, the optimum design according to the situation is possible by adjusting factors such as the number of divisions of the inner wedge member, wedge angle and contact length, etc., and by providing a wedge force adjustment means such as a screw type, the optimum gripping is possible The force can be easily set.
以下この発明をコンクリート表面における柱状部分の引張強度試験において実施した場合について説明するが、この発明は引張強度試験以外の強度試験、例えば、捻りによるせん断試験においても実施可能である。また、被検査対象物としてコンクリート構造のみならずタイル構造建築物等においても実施可能である。 Hereinafter, although the case where this invention is implemented in the tensile strength test of the columnar part in the concrete surface is demonstrated, this invention can be implemented also in strength tests other than a tensile strength test, for example, the shear test by a twist. Moreover, it can be implemented not only in a concrete structure but also in a tile structure building as an object to be inspected.
図1−図4はこの発明の実施形態としての試験治具を示しており、この試験治具はこの発明の外力発生源としての引張試験機(建研式の引張試験機等)のクランプとの連結のための治具であり、後述のように被検査対象物としてのコンクリートの表面に穿設された所定深さの環状溝に導入され、かつ環状溝の内側におけるコンクリートの円柱状部分にくさび作用下で圧接され、引張試験機からの引張力がコンクリートの円柱状部分に印加され、円柱状部の破断・分離に至らしめられ、そのときの計測値により接着強度や破壊強度の評価を行うことができる。
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1 to 4 show a test jig as an embodiment of the present invention. This test jig includes a clamp of a tensile tester (such as Kenken-type tensile tester) as an external force generation source of the present invention. As described later, the jig is introduced into an annular groove having a predetermined depth drilled in the surface of the concrete as an object to be inspected, and the cylindrical portion of the concrete inside the annular groove. Welded under the action of a wedge, the tensile force from the tensile testing machine is applied to the cylindrical part of the concrete, leading to the breaking and separation of the cylindrical part, and the adhesive strength and fracture strength are evaluated based on the measured values at that time. It can be carried out.
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図1に示すように、試験治具は外側楔止部材10と内側楔止部材12とを備える。外側楔止部材10は上端面が実質上閉じ、下端が開いた筒形状をなしている。外側楔止部材10は開放した下端付近において内周面が下窄まりの円錐面10A(本発明の外側楔止部材の下窄まりの係合面)を形成する。内側楔止部材12は図4に示すように筒形状の部品を円周方向に沿って複数(この実施形態の場合は4個)に分割した形態をなしており、各内側楔止部材12は横断面においては円周方向においては90°に僅かばかり足りない角度延びる円弧状をなしている。各内側楔止部材12は図1に示すように下端部において外周面が下窄まりの円錐面12A(本発明の内側楔止部材の下窄まりの係合面)を形成している。外側楔止部材10の内周円錐面10Aと内側楔止部材12の外周円錐面12Aとは同一角度をなしており、図1に示す外側楔止部材10と内側楔止部材12との相対上下位置(初期状態=内側楔止部材12の半径内方への変位は零)においては、外側楔止部材10の内周円錐面10Aと内側楔止部材12の外周円錐面12Aと外側楔止部材10の内周円錐面10Aとは正対した位置関係にある。そして、この初期位置から外側楔止部材10に対して内側楔止部材12を外力により離間方向に変位(相対的に上下方向の変位)させてゆくと、円錐面10A, 12Aが相互に乗り上げることにより(くさび作用により)内側楔止部材12が半径内方に変位され、内側楔止部材12をコンクリート円柱状部へ圧接し、これを掴むことができる。隣接する内側楔止部材12間には幾分の隙間δ(図4)が残され、図1の初期状態よりこの隙間δの分だけ外側楔止部材10に対する内側楔止部材12の相対移動が可能となっている。そして、コンクリート面への食い付きを良くするため内側楔止部材12の内周面12Bに粗面加工が施されている(図1)。
As shown in FIG. 1, the test jig includes an
この発明によれば、外側楔止部材10と内側楔止部材12とを回り止めしつつ上下には相対移動可能に連結する連結手段と、外部より操作可能であり、かつ外側楔止部材10に螺合されるくさび力調整部材とからなる外力印加手段が設けられる。図1に示すように、外側楔止部材10の上方に円形のトッププレート14が配置される。図4に示すように各内側楔止部材12には円周方向の両端位置において、即ち、各内側楔止部材12に2本の連結ピン16が設けられる。図1に示すように、連結ピン16は上端にねじ部16-1を備え、このねじ部16-1はトッププレート14に挿通され、トッププレート14を挟み、上下にナット18, 20が螺合され、ナット18, 20を上下より締結することにより連結ピン16の上端はトッププレート14に固定される。図2には上側のナット18が図示される。図1において、各連結ピン16は. 外側楔止部材10の上端壁10-1に形成されるばか孔22(図3も参照)を遊嵌され、下端のねじ部16-2は内側楔止部材12のねじ孔25(図4)に螺合される。トッププレート14を外側楔止部材10の上壁10-1のばか孔22を遊嵌させ、かつ内側楔止部材12に螺合締結した構造はこの発明の連結手段を構成し、外側楔止部材10に対して内側楔止部材12を上下移動自在に連結し、また、外側楔止部材10に対する内側楔止部材12の相対的下方移動は連結ピン16を収納するばか孔22の遊嵌(ガタ)の度合いを適当に設定することで、円錐面10A, 12Aの傾斜故に内側楔止部材12を半径内方に移動せしめることができる。
According to the present invention, the connecting means for connecting the
更に、ボルト24(この発明のくさび力調整部材)は上側よりトッププレート14のばか孔26に挿入され、ボルト24の下端24-1は外側楔止部材10の上壁10-1に夫々の内側楔止部材12のための一対の連結ピン16の間の中間位置に形成されるねじ孔28に螺合される(図3参照)。ボルト24の頭部24Aはトッププレート14の外部に位置し、工具(トルクレンチ)によりボルト24を回すことにより外側楔止部材10はトッププレート14に向けて引き上げられ(内側楔止部材12は外側楔止部材10に対して相対的に下降され)、そのため円錐面10A, 12Aの傾斜故に内側楔止部材12は半径内方に変位せしめられる。また、外側楔止部材10の上壁とトッププレート14との間にはガタ止めスプリング30が配置される。
Further, the bolt 24 (wedge force adjusting member of the present invention) is inserted into the
そして、引張試験機のクランプからの引張力を治具に加えるため、外側楔止部材10の上壁10-1には内ねじを形成したスリーブ状の連結部32が溶接固定され、連結部32はトッププレート14のばか孔34に遊嵌され、先端がトッププレート14から突出している。引張試験機は建研式として周知の油圧式のもの(特許文献1に開示されたものと同様なもの)を使用することができ、そのクランプが後述のように連結部32のねじ孔32Aに螺合され、油圧により引張力を治具に加えることができる。
この発明の試験治具によるコンクリート表面の直接つかみ引張試験方法について、橋梁等における鋼板デッキに対するコンクリート層の掴み強度の計測の例を説明すると、図5においてデッキは50にて示され、デッキ50にコンクリート層52が形成される。試験治具は詳細には図1−図4の構造のものであるが、簡明のため外側及び内側楔止部材10, 12のみが簡略化して図示されている。検査に先立ってコンクリート層52に大小2つの同芯のデッキに届くまでの孔が穿設され、その間のコンクリート部分が破壊除去され、その結果、デッキ50まで届く環状溝(凹み)54が形成され、そのため環状溝54の内側には円柱状のコンクリート部分56が残される。そして、環状溝54に外側及び内側楔止部材10, 12より成る試験治具が導入される。このとき、内側楔止部材12は半径内方へのせり出し量が零の初期位置にあり、そのため内側楔止部材12はコンクリートの柱状部分56の対向面から幾分離間している。
Then, in order to apply a tensile force from the clamp of the tensile tester to the jig, a sleeve-like connecting
With respect to the method for directly grasping and pulling the concrete surface with the test jig of the present invention, an example of measuring the grip strength of the concrete layer with respect to the steel plate deck in the bridge or the like will be described. In FIG. A
図1のボルト24をトルクレンチにより回すことにより、図5の外側及び内側楔止部材10, 12間に矢印の離間方向の力が働き外側楔止部材10に対して内側楔止部材12は相対的に下方に動き、傾斜面10A, 12A間の案内作用(くさび作用)により、内側楔止部材12は半径内方に変位してゆき、最終的には内側楔止部材12は図6に示すように円柱状のコンクリート部分56の周壁面に圧接され、ボルト24の締付用のトルクレンチにより設定の締付力(=fSET)に至らしめることができる。内側楔止部材12は円周方向に4個に設けられており、円柱状のコンクリート部分56に対する個々の内側楔止部材12の円周方向での均等な食い付きが得られるように夫々のボルト24の締め付け力(=fSET)の個別的な調節が行われる。内側楔止部材12と円柱状のコンクリート部分56との間の掴み力は後述のように比例的な関係にある。
By rotating the
このようにして外側及び内側楔止部材10, 12より成る試験治具を円柱状のコンクリート部分56にくさび作用下での固定を行った後、引張試験機による円柱状のコンクリート部分56の破断試験が行われる。引張試験機としては建研式として市販されているものを採用することができ、例えば、株式会社サンコウ電子研究所製のものを採用することができ、この引張試験機は図6において符号60にて略示され、クランプ金具62を備えており、引張試験機の本体の脚部64をコンクリート面上に載置し、クランプ金具62を外側楔止部材10の連結部32の雌ねじ部32Aに螺合することで、引張試験機と本発明の試験治具との連結を簡便に行うことができる。クランプ金具62は周知のように本体内部で油圧機構に連結され、ハンドル66を矢印mのように回す操作により引張力を上げてゆくことができる。内側楔止部材12と円柱状のコンクリート部分56との間の掴み力がデッキ50に対するコンクリート部分56の接着力を上回れば、最終的にはコンクリート部分56はデッキより分離・破壊されるに至り、そのときの表示部68の表示により掴み力の測定が可能となる。
In this way, after fixing the test jig composed of the outer and
図7はくさび押え力(ボルト締付力=くさび力)と最大引張荷重(くさび力下での掴み力に打ち勝つときの引張荷重値)との関係を模式的に示し、くさび押え力の増大に対して比例的に増大する最大引張荷重が得られる。また、最大引張荷重は内側楔止部材12と円柱状のコンクリート部分56との接触面積にも比例的な関係があり、接触面積を大きくしてゆくことにより大きな最大引張荷重が得られる。ラインaは接触面的が小さい場合、ラインbは大きい場合を模式的に示している。従って、試験対象に適した最大引張荷重となるようにくさび押さえ力及び接触面積の設計を行う必要があることはいうまでもない。
Fig. 7 schematically shows the relationship between the wedge pressing force (bolt tightening force = wedge force) and the maximum tensile load (the tensile load value when overcoming the gripping force under the wedge force). A maximum tensile load that increases proportionally is obtained. The maximum tensile load is also proportional to the contact area between the inner wedge-stopping
また、以上説明の実施形態はデッキ面に対するコンクリート層の接着強度のための試験について説明しているが、コンクリート自体の強度試験にも同様に用いることができる。また、被検査対象物としてはコンクリートだけではなく、アスファルトとし、アスファルトのコンクリート面に対する接着強度やアスファルト自体の強度測定にも使用できる。また、デッキ(鉄板)に穿孔することで、デッキのコンクリート層に対する接着強度の測定にも利用可能である。更には、路面素材に限らず、その他の各種の被検査対象物、例えば岩石や土塊等、更には建物壁面の強度試験にも使用することが可能である。 Moreover, although embodiment described above has demonstrated the test for the adhesive strength of the concrete layer with respect to a deck surface, it can be used similarly for the strength test of concrete itself. In addition, the object to be inspected is not only concrete but also asphalt, which can be used for measuring the adhesion strength of asphalt to the concrete surface and the strength of asphalt itself. Moreover, by drilling in the deck (iron plate), it can be used for measuring the adhesion strength of the deck to the concrete layer. Furthermore, the present invention can be used not only for road surface materials but also for other various inspection objects such as rocks and earth blocks, and also for building wall strength tests.
また、以上の実施形態においては、試験治具により把持される被検査対象物の柱状部分は円形断面を想定しているが、必ずしも円形断面に限らず、くさび力を使用可能であれば矩形断面においても実施可能である。 Further, in the above embodiment, the columnar portion of the object to be inspected that is gripped by the test jig assumes a circular cross section, but is not necessarily limited to a circular cross section, and a rectangular cross section if a wedge force can be used. Can also be implemented.
10 外側楔止部材
10A 外側楔止部材の円錐面
12 内側楔止部材
12A 内側楔止部材の円錐面
14 トッププレート
16 連結ピン
24 ボルト(本発明のくさび力調整部材)
30 ガタ止めスプリング
32 連結部
50 鋼板デッキ
52 コンクリート層
54 環状溝(凹み)
56 円柱状のコンクリート部分
60 引張試験機
62 クランプ金具
DESCRIPTION OF
30
56 Cylindrical
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