JP2017155553A - Adhesive material of concrete and metal and adhesive method thereof - Google Patents

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Naoki Ando
直樹 安藤
高橋 正雄
Masao Takahashi
正雄 高橋
嘉寛 山口
Yoshinori Yamaguchi
嘉寛 山口
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To firmly adhere a metallic member to a concrete hole such as a ceiling part of a reinforced-concrete tunnel by a one-fluid epoxy adhesive so as to provide permanent joining force.SOLUTION: An outer peripheral surface 5 of a metallic female screw part 4 of an insert anchor construction unit 3, has an irregular rough surface of a period of 0.8-10 μm, and a fine irregular surface of a period of 10-300nm exists on its rough surface, and its surface is covered with a ceramic hard thin layer such as metallic oxide and metallic phosphoric oxide. A female screw part 4 of the insert anchor construction unit 3 is inserted into a concrete hole 2 of a concrete wall 1, and a one-fluid epoxy adhesive is pushed in by a bolt 7, and is adhered by heating-hardening by a heater 9.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コンクリートと金属の接着物とその接着方法に関する。更に詳しくは、トンネル等のコンクリート構造物にアンカー等の金属部材を固着し、その金属部材に照明、送風設備等を固定するための、コンクリートと金属の接着物とその接着方法に関する。   The present invention relates to a bonded material between concrete and metal and a bonding method thereof. More specifically, the present invention relates to a concrete-metal adhesive and its bonding method for fixing a metal member such as an anchor to a concrete structure such as a tunnel, and fixing lighting, blower equipment and the like to the metal member.

近年話題になった高速道路のトンネルでの天井板の落下事故の原因は、経年変化によるコンクリートに固定されたアンカーボルトの腐蝕、及びアンカーボルトとコンクリートの間の固着力の低下が原因と言われている。この原因は、アンカーボルト穴の周辺部の漏水により、コンクリート自体の劣化、及び植え込まれたアンカーボルト自身の腐食の双方が、接合系を破壊したことにあった。更には、インフラ設備の建設後のそれらの部材の経年変化は、予測されながらも十分な保守管理が充分ではなく、突然の崩壊を生じ大事故を招いた。本発明は、本発明の発明者等が長年研究開発を継続してきた金属とエポキシ接着剤の関係、即ち、金属同士、金属とCFRP(Carbon fiber reinforced plastics)、金属とセラミックスをエポキシ接着剤で、強く接着する技術を延長した技術を用いて、上記のような事故を起こさぬ方法について検討した。本発明に至るにあたり、既に知られている情報や関連技術として以下のものがある。   It is said that the cause of the fall of the ceiling board in a highway tunnel, which has become a topic in recent years, is due to the corrosion of anchor bolts fixed to concrete due to secular change and the decrease in the adhesion between anchor bolts and concrete. ing. The cause was that both the deterioration of the concrete itself and the corrosion of the implanted anchor bolt itself destroyed the joint system due to water leakage around the anchor bolt hole. Furthermore, the secular change of those members after the construction of the infrastructure facilities was predicted, but sufficient maintenance management was not sufficient, resulting in a sudden collapse and a major accident. The present invention is the relationship between metals and epoxy adhesives that the inventors of the present invention have continued research and development for many years, that is, between metals, metals and CFRP (Carbon fiber reinforced plastics), metals and ceramics with epoxy adhesives, Using a technique that extended the technique of strong bonding, we examined a method that would not cause such an accident. In reaching the present invention, the following are already known information and related technologies.

(鉄筋コンクリート)
コンクリートは通水性があり、水に溶け込んだ炭酸ガス、酸素、塩等も通過し得る。コンクリートは塩基性物質であり、通過水が炭酸ガス等を含んだ酸性水であっても塩基性水となり、塩基性水は鋼材を腐食せず鉄筋はそれなりの長期使用に耐える。しかしながら、特に、コンクリートに微少なヒビ割れ等が発生すると、雨水等の通過水の通路となり、この通路部分のコンクリートの水溶性塩基性物質を溶かし切って、中性から酸性化すると鉄筋の腐食が始まる。この腐食は、鉄筋部を膨張させてコンクリートのヒビ割れを大きくし、更に通過水量を増やすことになる。通過水の酸性度が上がると、砂や砂利を繋ぎ止めているセメント部の溶解が起こりコンクリートを脆くするから、遂には鉄筋とコンクリート双方の弱体化が加速的に進む。
(Reinforced concrete)
Concrete is water permeable and can pass carbon dioxide, oxygen, salt, etc. dissolved in water. Concrete is a basic substance, and even if the passing water is acidic water containing carbon dioxide gas etc., it becomes basic water, and the basic water does not corrode the steel material and the rebar can withstand long-term use. However, in particular, when microcracks or the like occur in concrete, it becomes a passage for rainwater and other water, and when the water-soluble basic substance of the concrete in this passage is completely melted and acidified from neutrality, corrosion of the reinforcing bars will occur. Begins. This corrosion expands the rebar and enlarges cracks in the concrete, and further increases the amount of water passing through. When the acidity of the passing water rises, the cement part that holds sand and gravel is dissolved and the concrete becomes brittle, so the weakening of both the reinforcing bars and concrete eventually accelerates.

このような自然環境下に置かれて、少なくともコンクリートの表面形状と表面部強度を保とうとするのに、最も効果的な方法はコンクリートの表面に塗布される樹脂材をコートする方法が知られている。樹脂材のコートとは、具体的に言えば、エポキシ系床用塗料を使った塗装である。樹脂材でコンクリートをコートすることにより、水の侵入口や出口を閉めて劣化原因物質の通過を大きく抑制する。勿論、鉄筋コンクリートを構成する鉄筋についても、近年はエポキシ塗料でカバーされた塗装鉄筋が普及しており、コンクリート中の通過水対策が取れるようになっている。   In order to maintain at least the surface shape and surface strength of concrete placed in such a natural environment, the most effective method is a method of coating a resin material applied to the concrete surface. Yes. Specifically, the coating of the resin material is painting using an epoxy-based floor paint. By coating the concrete with a resin material, the entrance and exit of water are closed and the passage of deterioration-causing substances is greatly suppressed. Of course, as for the reinforcing bars constituting the reinforced concrete, in recent years, painted reinforcing bars covered with an epoxy paint have become widespread, and measures against passing water in the concrete can be taken.

(NAT)
本発明者等は、過去に発明として、NAT(Nano adhesion tech.)理論と命名した接着方法を提唱した(文献1〜9)。この接着方法は、金属片同士、金属片とCFRP、金属片とセラミック間の接着力を、NAT理論を提唱する以前の約2倍以上にすることを可能にした。NAT理論は、金属の表面を接着剤で接合するとき、最適と見られる超微細凹凸形状に形成する技術を含んでおり、且つ、接着剤の種類は原理的に限定されるわけではないが、基本的には1液性接着剤を使用すべきと述べている(使用の便宜性)。最善のNAT処理(NAT理論による化成処理)がなされた金属材は、1液性エポキシ接着剤の硬化物との間で80MPa近い接合力が得られる。近年では、自動車航空機等の移動機械製造業にて使用が始まった。又、正しく使用すれば、その接合力の長期耐水性、耐湿熱性は高い。
(NAT)
The present inventors have proposed an adhesion method named NAT (Nano adhesion tech.) Theory as an invention in the past (References 1 to 9). This bonding method has made it possible to increase the adhesive strength between metal pieces, between metal pieces and CFRP, and between metal pieces and ceramics by about twice or more than before the NAT theory was proposed. The NAT theory includes a technique for forming a metal surface with an ultra-fine concavo-convex shape that is considered to be optimal when bonding metal surfaces with an adhesive, and the type of adhesive is not limited in principle. Basically, one-component adhesive should be used (convenience of use). A metal material that has been subjected to the best NAT treatment (chemical conversion treatment according to NAT theory) can obtain a bonding force close to 80 MPa with a cured product of a one-component epoxy adhesive. In recent years, it has begun to be used in the mobile machinery manufacturing industry such as automobile aircraft. Moreover, if used correctly, the long-term water resistance and moist heat resistance of the bonding strength is high.

但し、難点として、1液性エポキシ接着剤を使うために、150〜180℃の加熱硬化工程が必要であり、工場内での操作としては容易だが、土木現場での施工が困難である。そのために土木分野用の接着剤として、あまり注目されていない。家屋等の建築物、土木構造物等における表面塗装、隙間充填材として通常使用されるのは、2液性硬化塗料、2液性エポキシ接着剤、シリコーンシーリング材等である。これらは、常温付近で数十分から数日で硬化するタイプであり、加熱操作不要の熱硬化性樹脂群である。そして、前述したNAT処理した金属片を、1液性エポキシ接着剤に代えて、2液性エポキシ接着剤で接着した場合には、残念ながら接着力は半減する。   However, as a difficult point, in order to use a one-component epoxy adhesive, a heat curing step of 150 to 180 ° C. is required, and although it is easy as an operation in a factory, it is difficult to construct on a civil engineering site. Therefore, it has not received much attention as an adhesive for civil engineering. Two-component cured paints, two-component epoxy adhesives, silicone sealants, etc. are commonly used as surface coatings and gap fillers in buildings such as houses and civil engineering structures. These are types that cure in a few tens of minutes to several days near room temperature, and are a group of thermosetting resins that do not require a heating operation. If the NAT-treated metal piece is bonded with a two-component epoxy adhesive instead of the one-component epoxy adhesive, unfortunately the adhesive strength is halved.

(棒ヒーターと熱電対)
金属材、樹脂素材、無機材料化学、それに金属加工技術の高度化により、用途が異なるが、高寿命で高温で加熱可能な小型棒ヒーター等が、量産され安価で提供される世の中になった。即ち、直径3mm以下で、300℃までも加熱できる棒ヒーター、そしてその温度測定が可能な直径1mm以下のシーズ型熱電対も量産され市販されており、特殊仕様のものを使用する必要はなく容易に入手できる利点がある。これらがあれば、1液性エポキシ接着剤の現場作業も可能になるはずであるが、本発明者が知る限りでは未だ採用されていない。
(Bar heater and thermocouple)
Due to the advancement of metal materials, resin materials, inorganic material chemistry, and metal processing technology, small bar heaters that can be heated at high temperatures with high lifetimes are mass-produced and offered at low cost. In other words, bar heaters with a diameter of 3 mm or less and capable of heating up to 300 ° C., and sheathed thermocouples with a diameter of 1 mm or less capable of measuring the temperature are also mass-produced and easily marketed without the need for special specifications. There are benefits that can be obtained. With these, it would be possible to work on site with a one-part epoxy adhesive, but as far as the present inventor is aware, it has not been adopted.

WO2008/114669WO2008 / 114669 WO2008/133096WO2008 / 133096 WO2008/133296WO2008 / 133296 WO2008/126812WO2008 / 126812 WO2008/133030WO2008 / 133030 特開2010−064397JP2010-064397 WO2008/146833WO2008 / 146833 WO2009/084648WO2009 / 084648 WO2009/116484WO2009 / 116484 特願2015−97750Japanese Patent Application No. 2015-97750 特開2011−26457JP2011-26457 特開2011−148937JP2011-148937A

近年、中央高速道路の笹子トンネルで天井板が崩落し、痛ましい人身事故が発生した。この検証結果を知り、前述したNAT理論の提唱者として、このような事故を未然に防ぐための技術的な課題を解決する提案をすべきと、本発明者は考えた。トンネルの天井、側壁等には、例えば、照明機器、送風機、走行表示板等の重量機器を、その機能から天井、側壁等の位置に設置せざるを得ない。事故防止のために、天井、側壁等に接着剤で固着された吊具を完全に規制するのは代替手段がなく、技術的に難しい。このためにコンクリートに接着剤で固着されたボルト等のアンカーに締結された吊具で、重量機器を吊り下げて取り付けざるを得ない。トンネルの天井等に配置される重量機器を、仮に、全て地盤に設置された側壁から立ち上げた骨組み構造物で、支えるとのルールを作ったとしても、コスト面から不適切と判断される。   In recent years, the ceiling board collapsed in the Isogo tunnel of the Central Expressway, causing a painful injury. As a result of knowing this verification result, the present inventor thought that as an advocate of the NAT theory described above, a proposal should be made to solve a technical problem to prevent such an accident. For example, heavy equipment such as lighting equipment, a blower, and a traveling display board must be installed on the ceiling and side walls of the tunnel because of their functions. In order to prevent accidents, it is technically difficult to completely control the hanging tool fixed to the ceiling, the side wall or the like with an adhesive because there is no alternative means. For this reason, heavy equipment must be hung and attached with a lifting tool fastened to an anchor such as a bolt fixed to concrete with an adhesive. Even if a rule is made to support heavy equipment placed on the ceiling of a tunnel, etc., with a frame structure that is all set up from the side wall installed on the ground, it is judged inappropriate from the viewpoint of cost.

そこで、天井コンクリートと金属部品である吊具の固着金具との接着を技術的に信頼性の高いものにする。この上で、仮に、設置後10年は無点検だが、その後は数年に1回点検する等のような明確なルールを定め、手抜き点検が絶対に生じないような規則、システム等を構築することが現実的である。但し、その為には、天井コンクリートとアンカーとの接着力維持、経年劣化の監視は重要である。この接着力維持には、コンクリートを含むコンクリート穴周辺部の表面形状、及び、金属部品の表面形状等を含む接着構造系自体の耐久性が、点検なしに、例えば20年程度保障できるという技術レベルでなくてはならない。これらの信頼性、モデル検証による保証があってこそ、前述した規則が生きて来る。本発明は、以上のような問題から発明されたものであり、以下の課題を解決するものである。   Therefore, the bonding between the ceiling concrete and the metal fittings of the hanging tool is made technically reliable. On this basis, if there is no inspection for 10 years after installation, then a clear rule will be established, such as checking once every few years, and a rule, system, etc. will be established so that no omission inspection will occur. That is realistic. However, for that purpose, it is important to maintain the adhesive strength between the ceiling concrete and the anchor and monitor the deterioration over time. In order to maintain the adhesive strength, the technical level is such that the durability of the adhesive structure system itself including the surface shape of the concrete hole periphery including the concrete and the surface shape of the metal parts can be guaranteed for, for example, about 20 years without inspection. It must be. Only with these reliability and assurance by model verification, the above-mentioned rules come to life. The present invention has been invented from the above problems, and solves the following problems.

本発明の目的は、コンクリート穴と、このコンクリート穴に接着される金属製であるアンカーとが接着強度が強く耐久性、信頼性のある、コンクリートと金属の接着物とその接着方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、コンクリート穴と、このコンクリート穴に接着される金属製であるアンカーにおいて、1液性エポキシ接着剤を加熱してボイドの発生を少なくして硬化させる、コンクリートと金属の接着物とその接着方法を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a concrete-metal bond and its bonding method, in which a concrete hole and a metal anchor bonded to the concrete hole have high bonding strength and durability and reliability. It is in.
Another object of the present invention is to heat a one-part epoxy adhesive in a concrete hole and a metal anchor bonded to the concrete hole to harden it by reducing the generation of voids. An object of the present invention is to provide an adhesive and an adhesion method thereof.

本発明の更に他の目的は、コンクリート穴と、このコンクリート穴に接着される金属製であるアンカーにおいて、コンクリート穴とアンカーの隙間に確実に1液性エポキシ接着剤を充填することができる、コンクリートと金属の接着物とその接着方法を提供することにある。   Still another object of the present invention is to provide a concrete hole and a metal anchor bonded to the concrete hole, in which the one-part epoxy adhesive can be reliably filled in the gap between the concrete hole and the anchor. It is another object of the present invention to provide a metal adhesive and its bonding method.

本発明1のコンクリートと金属の接着方法は、
0.8〜10μm周期の凹凸ある粗面を有し、且つ、前記粗面上に10〜300nm周期の微細凹凸面があり、前記微細凹凸面の表面は金属酸化物、又は金属リン酸化物のようなセラミック質の硬質薄層で覆われている金属、又は金属合金であるアンカー、及び
前記アンカーに着脱自在で、加熱用のヒーターを収納できる穴が開けてあるヒーター埋め込み部材と
からなるアンカー施工ユニットとを用意し、
一方で、コンクリート壁に穴を開け、開けられた穴径は前記アンカーの外径より大きな穴径のコンクリート穴を形成し、
前記コンクリート穴に、前記アンカーを差し込んで前記アンカーの外周部に形成された隙間を1液性エポキシ接着剤で埋めた後、前記ヒーターを前記アンカーの穴に装填して通電して、前記アンカーを加熱して前記1液性エポキシ接着剤を硬化させることを特徴とする。
The method of adhering concrete and metal of the present invention 1
There is a rough surface with irregularities with a period of 0.8 to 10 μm, and there are fine irregularities with a period of 10 to 300 nm on the rough surface, and the surface of the fine irregularities is made of metal oxide or metal phosphorous oxide. Anchor construction comprising a metal or metal alloy anchor covered with a ceramic hard thin layer, and a heater embedded member that is detachable from the anchor and has a hole that can accommodate a heater for heating. Prepare the unit and
On the other hand, a hole is drilled in the concrete wall, and the drilled hole diameter forms a concrete hole with a larger hole diameter than the outer diameter of the anchor,
After inserting the anchor into the concrete hole and filling the gap formed in the outer periphery of the anchor with a one-component epoxy adhesive, the heater is loaded into the hole of the anchor and energized, Heating to cure the one-component epoxy adhesive.

本発明2のコンクリートと金属の接着方法は、本発明1において、
前記アンカーは、雌ネジ又は雄ネジが形成されたナット又はボルトであり、前記1液性エポキシ接着剤で埋める前に、前記アンカーと前記コンクリート穴とを仮固定されることを特徴とする。
本発明3のコンクリートと金属の接着方法は、本発明1又は2において、
前記アンカー施工ユニットには、前記ヒーターを挿入して配置するためのヒーター挿入穴が開けてあり、前記ヒーター挿入穴に棒状の前記ヒーターが配置されていることを特徴とする。
The method for adhering concrete and metal according to the present invention 2 in the present invention 1,
The anchor is a nut or a bolt in which a female screw or a male screw is formed, and the anchor and the concrete hole are temporarily fixed before being filled with the one-component epoxy adhesive.
The method for adhering concrete and metal according to the present invention 3 in the present invention 1 or 2,
The anchor construction unit is provided with a heater insertion hole for inserting and arranging the heater, and the rod-shaped heater is disposed in the heater insertion hole.

本発明4のコンクリートと金属の接着方法は、本発明1又は2において、
前記アンカー施工ユニットには、前記ヒーターによる前記加熱の温度を計測するための温度計測器が配置されていることを特徴とする。
The method of adhering concrete and metal according to the fourth aspect of the present invention is the first or second aspect of the present invention.
The anchor construction unit is provided with a temperature measuring device for measuring the temperature of the heating by the heater.

以下、本発明の技術思想を構成する上記の各要素を、更に詳細に説明する。
(金属とエポキシ接着剤間の接着力)
本発明は、金属材とコンクリートとの接着物であるが、これは金属材とエポキシ接着剤間の接着力、及び、コンクリートとエポキシ接着剤との接着力に分割して考えることで理解出来る。本発明では、先ず金属材と1液性エポキシ接着剤間の接着力を最高度に高くすべく、基本的には前述した本発明者等が提唱するNAT理論を適用する。本発明者等の経験によると、コンクリートと1液性エポキシ接着剤間の接着力は、前述したNAT理論を適用した金属材と1液性エポキシ接着剤間の接着力よりも劣る。それ故、コンクリートと金属間の1液性エポキシ接着剤による接着操作においては、コンクリート側の表面処理操作を徹底することのみを考え対応すればよく、それ故に最適の作業方法が探し易い。
Hereafter, each said element which comprises the technical idea of this invention is demonstrated in detail.
(Adhesive strength between metal and epoxy adhesive)
The present invention is an adhesive product between a metal material and concrete. This can be understood by dividing into an adhesive force between a metal material and an epoxy adhesive and an adhesive force between concrete and an epoxy adhesive. In the present invention, the NAT theory proposed by the present inventors is basically applied in order to maximize the adhesion between the metal material and the one-component epoxy adhesive. According to the experience of the present inventors, the adhesive force between the concrete and the one-component epoxy adhesive is inferior to the adhesive force between the metal material to which the NAT theory described above is applied and the one-component epoxy adhesive. Therefore, in the bonding operation with a one-component epoxy adhesive between the concrete and the metal, it is only necessary to consider only thorough the surface treatment operation on the concrete side, and therefore it is easy to find the optimum working method.

即ち、NAT理論は、この理論に基づいてNAT処理された金属材同士の1液性接着剤による接着強度を最高の強度にする。更に詳しく言えば、先ず金属片にNAT処理と称する表面処理をするが、そのNAT処理とは金属片を、多種多様な形の化成処理をして結果的に、(1)0.8〜10μm周期の凹凸ある粗面にし、(2)この粗面上に、10〜300nm周期(好ましくは、50〜100nm周期)の微細凹凸面があるようにし、更に(3)この微細凹凸面の全表面は、金属酸化物又は金属リン酸化物等のセラミック質の硬質薄層になるようにする処理法のことである。そして、更に2つの必要条件があり、使用接着剤は、(4)1液性接着剤(本発明の場合は、1液性エポキシ接着剤)を使用すべきこと、及び、接着作業工程として、(5)「染み込まし処理」工程を入れること、である。この(4)、及び(5)を含む接着作業そのものを、本発明者等はNAT接着法と称している。   That is, in the NAT theory, based on this theory, the bonding strength between the NAT-treated metal materials by the one-component adhesive is maximized. More specifically, the metal piece is first subjected to a surface treatment called NAT treatment. The NAT treatment is performed by subjecting the metal piece to various types of chemical conversion treatment, and as a result, (1) 0.8 to 10 μm. (2) A fine uneven surface having a period of 10 to 300 nm (preferably, a period of 50 to 100 nm) is provided on the rough surface, and (3) the entire surface of the fine uneven surface. Is a treatment method for forming a ceramic hard thin layer such as metal oxide or metal phosphate. And there are two more requirements, and the adhesive used should be (4) one-component adhesive (in the case of the present invention, one-component epoxy adhesive), (5) To include a “soaking process” step. The present inventors call the bonding work itself including (4) and (5) as the NAT bonding method.

実際に、前述した(1)〜(5)を完全に実施すると、同金属片同士の接着対でのせん断接着強さは70〜80MPa、引張り接着強さは50〜80MPaになる(金属種によって異なる。)ことが判明している。更に加えて、最新の技術によれば、更に詳細な金属材への表面処理を行うことで、せん断接着強さはNATと同等だが、引張り接着強さが100MPaになる手法も見出された(特許文献10参照)。そして、金属種を選べば、そのNAT理論により接着された金属対(試験片)を高湿度下、冠水下の環境に置いても、その接着力は殆ど低下しない。例えば、85℃で85%湿度にした、高温高湿の環境を再現する試験機に数千時間入れても、当初の接着力に近い接着力が観察できる金属種がある。   Actually, when the above (1) to (5) are completely carried out, the shear bond strength between the metal pieces is 70 to 80 MPa, and the tensile bond strength is 50 to 80 MPa (depending on the metal type). Different). In addition, according to the latest technology, by carrying out a more detailed surface treatment on a metal material, a method has been found in which the shear bond strength is equivalent to NAT but the tensile bond strength is 100 MPa ( (See Patent Document 10). If a metal species is selected, even if a metal pair (test piece) bonded according to the NAT theory is placed in an environment of high humidity and submersion, the adhesive force hardly decreases. For example, there is a metal species that can observe an adhesive force close to the original adhesive force even when placed in a testing machine that reproduces a high-temperature, high-humidity environment at 85 ° C. and 85% humidity.

現時点において、本発明の発明者等の見解では、このような長期の耐湿熱型の機能を有する接着対が可能な表面処理法を確立したのは、アルミニウム、アルミ合金、アルミ鍍金鋼材、チタン、チタン合金、銅、そして、SUS304とSUS316のステンレス鋼である(本発明者等により、2015年6月時点で確立した技術。)。例えば、道路上のトンネル天井に設置する送風機、道路案内板等の基材を、吊り下げ固定するための高強度材として、本発明の発明者等の見解では、前述した金属の中から選ぶのであれば、金属材価格、金属材自体の防錆力等の観点からSUS304ステンレス鋼が好ましい。   At present, according to the view of the inventors of the present invention, it is possible to establish a surface treatment method capable of such an adhesive pair having a long-term moisture and heat resistant function, such as aluminum, aluminum alloy, aluminum-plated steel, titanium, Titanium alloy, copper, and stainless steel of SUS304 and SUS316 (technology established as of June 2015 by the present inventors). For example, as a high-strength material for suspending and fixing a base material such as a blower or a road guide plate installed on a tunnel ceiling on a road, it is selected from the metals described above in the view of the inventors of the present invention. If present, SUS304 stainless steel is preferable from the viewpoint of the metal material price, the rust prevention power of the metal material itself, and the like.

(コンクリートとエポキシ接着剤間の接着力に関する理論)
コンクリートは、砂や砂利をセメントペーストで結合したものであり、コンクリート強度はセメントペーストに支配される。即ち、砂や砂利等を骨材というが、骨材とセメントペースト間の接着力が、コンクリートの強度そのものである。ポルトランドセメントの場合、水を加えてセメントペーストとし、更に、骨材を加えて混ぜ合わせ、型枠に打設してから数日かけて固化させる。この間、セメントペーストは、水分を結晶水に変えて固化し固体化する。通常、打設してから28日間を養生期間とし、好ましい条件で養生すれば、28日経過時に最高強度のコンクリートに至る。一般に、高強度コンクリートとされる物は、圧縮強度50〜150MPa、引張り強度5〜15MPa、せん断強度10〜30MPaである。
(Theory about the adhesive strength between concrete and epoxy adhesive)
Concrete is a combination of sand and gravel with cement paste, and the concrete strength is governed by cement paste. That is, sand and gravel are called aggregates, but the adhesive strength between the aggregate and the cement paste is the strength of the concrete itself. In the case of Portland cement, add water to make a cement paste, then add and mix aggregates, place in a formwork and solidify over several days. During this time, the cement paste is solidified by changing the water to crystal water. Normally, if the curing period is 28 days after placement and curing is performed under favorable conditions, the concrete will have the highest strength after 28 days. Generally, high strength concrete has a compressive strength of 50 to 150 MPa, a tensile strength of 5 to 15 MPa, and a shear strength of 10 to 30 MPa.

コンクリート強度は、一般に前述した圧縮強度を言い、高強度コンクリートの強度は50MPa以上等と表現される。しかしながら、本発明と関係するのは、主として引張り強度、及びせん断強度である。即ち、以上から骨材とセメントペースト間の接着力は、引張り接着強さ5〜15MPa、せん断接着強さ10〜30MPaである。このような接着強度は、ガラスやセラミック材同士を、1液性エポキシ接着剤で接着して得た対(試験片)の接着強度と同レベルであり、それなりの強い接着力ではあるもののNAT処理済み金属片と、1液性エポキシ接着剤間の接着力より劣る。   Concrete strength generally refers to the compressive strength described above, and the strength of high-strength concrete is expressed as 50 MPa or more. However, it is mainly the tensile strength and shear strength that are relevant to the present invention. That is, as described above, the adhesive force between the aggregate and the cement paste has a tensile bond strength of 5 to 15 MPa and a shear bond strength of 10 to 30 MPa. Such adhesive strength is the same level as the adhesive strength of the pair (test piece) obtained by bonding glass and ceramic materials with one-component epoxy adhesive. It is inferior to the adhesive force between a used metal piece and a one-component epoxy adhesive.

(強いコンクリートと金属間の接着力を確保する)
それ故に、コンクリートと金属間の1液性エポキシ接着剤による高い接着力確保のために、必要な条件は金属側になくコンクリート側にある。それ故、コンクリート側は、その表面作成方法(削り出し方法)を選択し、より丁寧に接着すべき面の清掃をしなければならない。即ち、接着すべきコンクリート部は、よく切れるダイヤモンド刃等を備えた切削工具で切削されたものが好ましく、振動を主に使って掘り崩す手法の穴開け法は好ましくない。又、穴開け作業後は、生じた砂やセメント塵等を丁寧に取り除きその表面を清浄に保ち、且つ、熱風等を送り込んで乾燥させる必要である。そうすることで、コンクリートと1液性エポキシ接着剤の間で最高の接着力が得られる。本発明はこの推論を先ず利用すべきと考えた。
(Ensure strong adhesion between concrete and metal)
Therefore, in order to secure a high adhesive force with a one-component epoxy adhesive between concrete and metal, the necessary condition is on the concrete side rather than on the metal side. Therefore, the concrete side has to select the surface preparation method (scraping method) and clean the surface to be bonded more carefully. That is, the concrete part to be bonded is preferably cut by a cutting tool having a diamond blade or the like that can be cut well, and the drilling method of digging mainly using vibration is not preferable. Further, after the drilling operation, it is necessary to carefully remove the generated sand, cement dust, etc., keep the surface clean, and send hot air or the like to dry. By doing so, the highest adhesion between concrete and one-part epoxy adhesive is obtained. The present invention thought that this reasoning should be used first.

(トンネルの天井部に金属部材を接着する接着操作)
しかしながら、むしろ問題は予期した接着強度が、トンネル内の天井部で実際に得られるかという作業ノウハウだと思われる。1液性エポキシ接着剤を使用しての接着操作は、接着理論に近く完全な接着強度にすることは容易ではない。その理由を簡単に言えば、(1)の理由は、接着剤は常温下では高粘度を保つ糊状、ペースト状であり、50〜90℃に昇温させると粘度が下がって低粘度液状となり、更に昇温させると重合反応が生じて固化に進む。
(Adhesion operation to attach a metal member to the ceiling of the tunnel)
However, the problem seems to be work know-how on whether the expected adhesive strength can actually be obtained at the ceiling in the tunnel. Adhesion operation using a one-part epoxy adhesive is not easy to achieve perfect adhesion strength close to the adhesion theory. The reason (1) is simply because the adhesive is paste-like or paste-like that maintains a high viscosity at room temperature. When the temperature is raised to 50 to 90 ° C., the viscosity decreases and becomes a low-viscosity liquid. When the temperature is further raised, a polymerization reaction occurs, and solidification proceeds.

要するに、接着剤は昇温の途中で粘度が下がるので、昇温中に接着すべき個所に閉じ込めておかないと、流下して接着面に接着剤が不在になる。天井での操作であれば、この対策が最重要になる。次に(2)の理由は、一般的な1液性エポキシ接着剤は硬化温度が150〜180℃と高温であり、1液性エポキシ接着剤に含まれる水分、例えば製造工程中に混入する水分、保管中に空中の湿気を吸って含まれる水分、生産工程で含まれた微量の低沸点化合物等、が気化してボイドを作ることである。この対策としては、接着剤層の層厚を可能な限り薄くして、接着面に含まれる接着に不必要な接着剤量を減らすこと、及び、接着剤が存在する箇所を完全に封じて、昇温時に自身の膨張や水分の気化によって、圧力が自動上昇するようにすることである。   In short, since the viscosity of the adhesive decreases during the temperature rise, if the adhesive is not confined in a place to be bonded during the temperature rise, the adhesive will flow down and the adhesive will be absent. This is the most important measure for ceiling operation. Next, the reason for (2) is that a general one-component epoxy adhesive has a high curing temperature of 150 to 180 ° C., and moisture contained in the one-component epoxy adhesive, for example, moisture mixed in the manufacturing process. This means that the moisture contained by sucking moisture in the air during storage, the trace amount of low-boiling compounds contained in the production process, etc. are vaporized to form voids. As countermeasures, the layer thickness of the adhesive layer is made as thin as possible to reduce the amount of adhesive unnecessary for adhesion contained in the adhesive surface, and the place where the adhesive is present is completely sealed, The pressure is automatically increased by the expansion of itself and the evaporation of moisture at the time of temperature rise.

これら、本発明者等により、直接的に接着力に影響する接着操作の要点が判明したのは、NATや新法が開発され、金属材同士である接着対の引張り接着強さが、最高100MPaもあると判明したことによる。即ち、NAT発明以前には、1液性エポキシ接着剤の接着力は、30〜40MPa止まりとされていた。そのような低レベルの接着力であれば、前述した(1)及び(2)のような注意事項は、重視する必要がなかったわけである。この点、本発明者等は、接着すべき金属材側の形状や構造について、よく検討して後述する仕掛けある形状や構造物にして提案することにした。この構造の金属材を使用して、且つ、本発明者等が指定する操作方法に従って接着操作をすれば、自動的に前述した(1)及び(2)の対策ができる。要するに、本発明は、コンクリート厚板が天井を成す部分において、そこに穴を開けてアンカーである金属材を挿入し、1液性エポキシ接着剤で接着硬化するものである。   The inventors of the present invention have found that the gist of the gluing operation that directly affects the gluing force is that NAT and a new method have been developed, and the tensile gluing strength of a gluing pair of metal materials is as high as 100 MPa. Because it was found to be. That is, prior to the invention of NAT, the adhesive strength of a one-part epoxy adhesive was limited to 30 to 40 MPa. With such a low level of adhesive strength, the precautions such as (1) and (2) described above do not need to be emphasized. In this regard, the present inventors have carefully studied the shape and structure on the metal material side to be bonded, and decided to propose a shape and structure with a mechanism to be described later. If the metal material having this structure is used and the bonding operation is performed according to the operation method designated by the present inventors, the measures (1) and (2) described above can be automatically performed. In short, according to the present invention, in a portion where a concrete plank forms a ceiling, a hole is made there, a metal material as an anchor is inserted, and adhesive hardening is performed with a one-component epoxy adhesive.

本発明のコンクリートと金属の接着物とその接着方法は、コンクリート穴と、このコンクリート穴に接着される金属製であるアンカーにおいて、接着強度が強く耐久性、信頼性のある、1液性エポキシ接着剤を加熱してボイドの発生を少なくして硬化させる、コンクリート穴とアンカーの隙間に確実に1液性エポキシ接着剤を充填することができるものである。   The concrete-to-metal bonded material and the bonding method thereof according to the present invention are a one-part epoxy bonding method in which a concrete hole and an anchor made of metal bonded to the concrete hole have high bonding strength, durability and reliability. The agent is heated to reduce the generation of voids and harden, and the gap between the concrete hole and the anchor can be reliably filled with the one-component epoxy adhesive.

図1は、本発明によるコンクリート壁に穴を開けて打ち込むインサートアンカーの施工途中を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an intermediate part of an insert anchor that is drilled into a concrete wall according to the present invention. 図2は、金属片同士を接着剤で接着した物の形状を示した接着対であり、その接着対のせん断接着強さを測定するための試験片である。FIG. 2 is an adhesive pair showing the shape of a metal piece bonded with an adhesive, and is a test piece for measuring the shear bond strength of the bonded pair.

図1は、本発明によるコンクリート壁に、穴を開けて打ち込むインサートアンカーの施工途中を示す断面図である。コンクリート壁面(天井面等)1に、コンクリート用ドリル(図示せず)で、インサートアンカー用のコンクリート穴2を穿孔する。この穿孔後、コンクリート穴2内の切屑等を除去して清掃する。このコンクリート穴2に、インサートアンカー施工ユニット3の雌ネジ部4を挿入する。雌ネジ部4の外周面5は、前述したNAT理論によるNAT処理された表面を有する。雌ネジ部4の中のは、貫通孔が形成されており、この内周面には雌ネジ6が形成されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing an intermediate part of an insert anchor that is punched into a concrete wall according to the present invention. A concrete hole 2 for an insert anchor is drilled in a concrete wall surface (ceiling surface or the like) 1 with a concrete drill (not shown). After this drilling, the chips and the like in the concrete hole 2 are removed and cleaned. The female screw portion 4 of the insert anchor construction unit 3 is inserted into the concrete hole 2. The outer peripheral surface 5 of the female screw portion 4 has a surface subjected to NAT treatment according to the NAT theory described above. A through hole is formed in the female screw portion 4, and a female screw 6 is formed on the inner peripheral surface.

雌ネジ6が形成されている貫通孔7には、1液性エポキシ樹脂が充填されている。また、雌ネジ6には、ボルト7の雄ネジ部8がねじ込まれている。直径4mmの棒状のカートリッジヒーター9が、ボルト7の中心に挿入して配置されている。更に、ボルト7には、熱電対10が挿入されている。熱電対10は、カートリッジヒーター9で加熱されたボルト7の温度を計測するものである。ボルト7の頭部には、六角スパナ(図示せず)を挿入してボルト7を回すソケット11が形成されている。   The through hole 7 in which the female screw 6 is formed is filled with a one-component epoxy resin. Further, the male screw portion 8 of the bolt 7 is screwed into the female screw 6. A rod-shaped cartridge heater 9 having a diameter of 4 mm is disposed by being inserted into the center of the bolt 7. Further, a thermocouple 10 is inserted into the bolt 7. The thermocouple 10 measures the temperature of the bolt 7 heated by the cartridge heater 9. A socket 11 for inserting a hexagonal spanner (not shown) and turning the bolt 7 is formed at the head of the bolt 7.

[施工方法]
インサートアンカー施工ユニット3の雌ネジ部4の外周面5は、前述したNAT理論によるNAT処理された表面を有する。即ち、この表面は、0.8〜10μm周期の凹凸ある粗面を有し、且つ、その粗面上に10〜300nm周期の微細凹凸面があり、その表面は金属酸化物や金属リン酸化物のようなセラミック質の硬質薄層で覆われている金属、又は金属合金である。一方、コンクリート壁1にコンクリートドリルで、雌ネジ部4の外周面5の外径より大きな穴径のコンクリート穴2を穿孔する。
[Construction method]
The outer peripheral surface 5 of the female thread portion 4 of the insert anchor construction unit 3 has a surface that has been subjected to NAT processing according to the NAT theory described above. That is, this surface has a rough surface with irregularities with a period of 0.8 to 10 μm, and has a fine irregular surface with a period of 10 to 300 nm on the rough surface, and the surface is a metal oxide or a metal phosphorous oxide. It is a metal or metal alloy covered with a ceramic hard thin layer. On the other hand, a concrete hole 2 having a hole diameter larger than the outer diameter of the outer peripheral surface 5 of the female screw portion 4 is drilled in the concrete wall 1 with a concrete drill.

コンクリート穴2に、インサートアンカー施工ユニット3の雌ネジ部4を差し込み、仮固定する。雌ネジ部4の外径寸法より大きな穴径のコンクリート穴2に、雌ネジ部(一種のナット)4を挿入しても固定できないので、1液性エポキシ接着前が加熱硬化する以前に仮固定を行う。この仮固定は次の方法で行う。即ち、コンクリート穴2と雌ネジ部4の隙間に、砕石片又は金属片等のスペーサ、治具等を差し込む、又は雌ネジ部4をテーパーする等の他の方法で、雌ネジ部4の落下を止めるために仮固定する。更に、天井等の施工では、1液性エポキシ接着前が加熱硬化する前に、その接着剤が漏れないように、2液性エポキシ接着剤、又はシリコーン充填材等の常温で硬化する接着剤で出口部分に詰めて、又はシールテープ等で隙間をシールするとよい。以上、仮固定が完了すると、コンクリート穴2に雌ネジ部4を挿入した状態で、カートリッジヒーター9に通電し、ボルト7を加熱する。そして、このボルト7を回転させて、雌ネジ部4にねじ込む。   The female screw portion 4 of the insert anchor construction unit 3 is inserted into the concrete hole 2 and temporarily fixed. Even if the female screw part (a kind of nut) 4 is inserted into the concrete hole 2 having a larger diameter than the outer diameter of the female screw part 4, it cannot be fixed. I do. This temporary fixing is performed by the following method. That is, the female screw part 4 is dropped by other methods such as inserting a spacer such as a crushed stone piece or a metal piece, a jig or the like into the gap between the concrete hole 2 and the female screw part 4 or tapering the female screw part 4. Temporarily fix to stop. Furthermore, in the construction of ceilings, etc., an adhesive that cures at room temperature, such as a two-part epoxy adhesive, or a silicone filler, so that the adhesive does not leak before the one-part epoxy adhesive is heated and cured. The gap may be sealed in the outlet portion or with a sealing tape or the like. As described above, when the temporary fixing is completed, the cartridge heater 9 is energized and the bolt 7 is heated with the female screw portion 4 inserted into the concrete hole 2. Then, the bolt 7 is rotated and screwed into the female screw portion 4.

このねじ込みにより、雌ネジ6が形成されている貫通孔15に、1液性エポキシ樹脂が充填されているので、1液性エポキシ樹脂が溢れて、雌ネジ部4の外周面5とコンクリート穴2の隙間を埋める。ボルト7は加熱されているので、1液性エポキシ樹脂も加熱され、所定の温度(例えば、150℃以上)になるまで、加熱を続けて1液性エポキシ樹脂を硬化させる。このときの温度は、熱電対10で測定される。1液性エポキシ樹脂が硬化したら、ボルト7を逆回転させて取り外す。雌ネジ部4には、機器の取り付け用の固定ボルトがねじ込まれる。   As a result of this screwing, the through hole 15 in which the female screw 6 is formed is filled with the one-component epoxy resin. Fill the gap. Since the bolt 7 is heated, the one-component epoxy resin is also heated and is heated until the temperature reaches a predetermined temperature (for example, 150 ° C. or higher) to cure the one-component epoxy resin. The temperature at this time is measured by the thermocouple 10. When the one-component epoxy resin is cured, the bolt 7 is reversely rotated and removed. A fixing bolt for mounting the device is screwed into the female screw portion 4.

[1.金属材]
本発明で使用できる金属の材質は、あらゆる実用的な金属、金属合金材が使用できる。但し、NAT処理法が開発されていない金属合金種もある。それらについては、新たに表面処理法の開発が必要である。本発明者等が充分に実験していない金属種は純ニッケル、全く実験していない実用金属種は、錫、鉛、金、銀、純鉄等である。しかしながら、公開していないが数百種の金属合金材に関するNAT処理法のデータを本発明者らは有している。
[1. Metal material]
Any practical metal or metal alloy material can be used as the metal material that can be used in the present invention. However, there are metal alloy types for which no NAT treatment method has been developed. For these, it is necessary to develop a new surface treatment method. The metal species that the inventors have not fully experimented with are pure nickel, and the practical metal species that have not been tested at all are tin, lead, gold, silver, pure iron, and the like. However, although not disclosed, the present inventors have data on NAT treatment methods for several hundred types of metal alloy materials.

[1−1.金属材の形]
図1に例示した雌ネジ部4のようなナットは勿論のこと、植え込みボルト、吊具等、必要な形状の金具を使用できる。即ち、コンクリート製の床、天井等の壁面に穴を開けて、棒状の金属材を挿入し、接着剤接合するのであれば図1のような2部品構造に限定されるわけではない。図1に示した構造を採用せざるを得なかったのは、本発明が必要とされるのはトンネル天井のように、高い位置にあるコンクリート構造体の下向き面に、金属材を確実に接着する操作が最も厄介で難しいからである。
[1-1. Metal material shape]
Needless to say, a nut such as the female screw portion 4 illustrated in FIG. That is, as long as a hole is made in a wall surface such as a concrete floor or ceiling, a rod-shaped metal material is inserted, and adhesive bonding is performed, the structure is not limited to the two-part structure as shown in FIG. The structure shown in FIG. 1 has to be adopted because the present invention is required to securely bond the metal material to the downward surface of the concrete structure at a high position such as a tunnel ceiling. This is because the operation to perform is the most troublesome and difficult.

[1−2.各種金属とその化学的表面処理]
表面処理は、前述したNAT理論に沿ったものであればよい。即ち、必ずしもNAT理論通りの表面処理法に従っていない新処理法(NAT2処理法:特許文献10に記載の方法)もあり、これらではNAT処理2条件(前述の(1)及び(2))から多少外れた形状である。しかしながら、これらも本発明で使用できる。要するに、十分高い接着力が生じれば良い。NAT理論での表面処理の具体例は、特許文献1〜9に記載されている。NAT処理法の標準的手順は、以下である。即ち、(1)脱脂、(2)化学エッチング、(3)微細エッチング、及び(4)表面硬化、の4工程に依っている。
[1-2. Various metals and their chemical surface treatment]
The surface treatment may be performed according to the NAT theory described above. That is, there is also a new treatment method (NAT2 treatment method: the method described in Patent Document 10) that does not necessarily follow the surface treatment method according to the NAT theory, and these are somewhat different from the NAT treatment 2 conditions (the above (1) and (2)). It is a detached shape. However, these can also be used in the present invention. In short, it is sufficient that a sufficiently high adhesive force is generated. Specific examples of the surface treatment in the NAT theory are described in Patent Documents 1 to 9. The standard procedure for NAT treatment is as follows. That is, it depends on four steps: (1) degreasing, (2) chemical etching, (3) fine etching, and (4) surface hardening.

基本的な考え方は、(2)の化学エッチングで表面を清浄にする(汚れや錆を除く)のと同時に、NATで要求する(1)のミクロンオーダー周期の粗面を先ず作成することであり、次に、(3)の微細エッチングは化学手法を駆使して、数十nm周期の微細凹凸面を作成することである。ここまでの処理で、既にミクロンオーダー粗面と数十nm周期の微細凹凸が成す2重凹凸面形状になる。この2重凹凸面の表面組成物は、金属酸化物又は金属リン酸化物、又は鋼材中のセメンタイトのように、硬質でセラミック質と言える薄い表面硬化膜構造が形成されている場合もある。しかしながら、それでもその表面の硬化膜が薄くて、表面硬化膜構造としては不十分と判断した場合、又は湿気で早々に金属水酸化物(錆)になり易い場合等のとき、その対応のために、上記(4)の表面硬化工程を置くことがあるというものである。   The basic idea is to clean the surface with chemical etching (2) (excluding dirt and rust) and at the same time create the rough surface with the micron order period (1) required by NAT. Next, the fine etching of (3) is to create a fine concavo-convex surface with a period of several tens of nanometers using a chemical method. By the processing so far, a double uneven surface shape formed by a rough surface of micron order and fine unevenness with a period of several tens of nanometers is obtained. The surface composition of the double irregular surface may have a hard and thin surface hardened film structure that can be said to be ceramic, such as metal oxide, metal phosphate, or cementite in steel. However, when the cured film on the surface is still thin and it is judged that the surface cured film structure is insufficient, or when it is prone to become a metal hydroxide (rust) quickly due to moisture, etc. The surface hardening step (4) may be placed.

(接着力に耐湿熱性あるNAT金属接着対)
NAT処理した金属片同士を、1液性エポキシ接着剤でNAT接着したとして、その接着対を85℃85%湿度下に置いて、その接着力の経時変化をみると、殆どの金属種で接着力はごく徐々にしか低下しない。これは、NAT接着法は「染み込まし処理」を含む故である。「染み込まし処理」とは、1液性エポキシ接着剤に、MIBK等のケトン系溶剤を加えて、低濃度の懸濁液を一旦作成し、これを表面処理済み金属片に塗布し、低温送風乾燥して溶剤を揮発除去する等、金属上の微細凹凸面の超微細凹部の奥底まで接着剤が入り込むようにする手法を指す。
(NAT metal adhesive pair with moisture and heat resistance for adhesion)
Assume that NAT-treated metal pieces are NAT-bonded with a one-component epoxy adhesive, and the adhesive pair is placed at 85 ° C and 85% humidity. Power is only gradually reduced. This is because the NAT bonding method includes “soaking treatment”. “Soaking and soaking” is a one-part epoxy adhesive with a ketone-based solvent such as MIBK. Once a low-concentration suspension is created, this is applied to a surface-treated metal piece, and then blown at a low temperature. It refers to a technique that allows the adhesive to enter the bottom of the ultra-fine concave portion of the fine uneven surface on the metal, such as drying and volatilizing and removing the solvent.

NAT接着を行うと、金属と硬化したエポキシ接着剤との隙間はなくなり易い。即ち、nmオーダーの話だが、接着剤硬化物と金属片表面層の間に隙間があれば、接着剤硬化物中を拡散して、この隙間に水分子や酸素分子等が集まり水分子は液相水を作る。この液相水に金属イオンが溶け出すと、これがその後に金属水酸化物(錆)となり、隙間を満たし更に拡大膨張して接着剤硬化物を押上げ新たな隙間を作るであろう。結局は、接着力を減少させて行くことになる。それ故に、隙間生成を抑える「染み込まし処理」は、接着力の長期耐湿熱性を確保する上で非常に重要なのである。   When NAT bonding is performed, there is no gap between the metal and the cured epoxy adhesive. In other words, if it is a story on the order of nm, if there is a gap between the cured adhesive and the surface layer of the metal piece, it diffuses in the cured adhesive, and water molecules, oxygen molecules, etc. gather in this gap and the water molecules are liquid. Make Aimizu. When metal ions are dissolved in this liquid phase water, it becomes metal hydroxide (rust), which will fill the gap and expand further to push up the cured adhesive and create a new gap. Eventually, the adhesive strength will decrease. Therefore, the “soaking process” that suppresses the formation of gaps is very important in ensuring long-term wet heat resistance of the adhesive force.

NAT処理や新型処理(NAT2処理:特許文献10)にて、生成する金属上の超微細凹凸面の形状にはさまざまである。この超微細凹凸面は、使用する金属種にも関係するが、金属部と接着剤硬化物との間に、僅かながら隙間が残ったとしても、その接着力の長期耐湿熱性が維持され易い物もあり、特定されている。そのような金属種としては、NAT2処理や新型のNAT処理をしたアルミニウム、アルミ合金、チタン、チタン合金、銅、そしてSUS304とSUS316ステンレス鋼である。それ故に、これらを使用すると金属材と1液性エポキシ接着剤の間の接着は、確実な長期耐湿熱性が発現する。本発明者の考えだが、本発明のアンカーに使う金属材としては、SUS304が適当ではないかと思っている。前記したように、耐湿熱性が得易い点もあるが、強度が十分ありしかもそれほど高価な材料でもない。   In the NAT process or the new type process (NAT2 process: Patent Document 10), there are various shapes of the ultra fine uneven surface on the metal to be generated. This ultra-fine irregular surface is related to the type of metal used, but even if a slight gap remains between the metal part and the cured adhesive, the long-term moist heat resistance of the adhesive force can be easily maintained. There are also identified. Such metal species include aluminum, aluminum alloy, titanium, titanium alloy, copper, and SUS304 and SUS316 stainless steel that have undergone NAT2 treatment or new NAT treatment. Therefore, when these are used, the adhesion between the metal material and the one-component epoxy adhesive exhibits a certain long-term wet heat resistance. The inventor believes that SUS304 is suitable as a metal material used for the anchor of the present invention. As described above, although there is a point that moisture and heat resistance is easily obtained, it is not a material that has sufficient strength and is not so expensive.

[2.コンクリート材]
本発明者等は、トンネル工事者ではなくトンネル用に使うコンクリート材種にある詳細な種々の規定の詳細を知らない。それ故に、本発明ではポルトランドセメントと砂、砂利と水から作成した所謂、高強度コンクリート、即ち、圧縮強度50〜150MPa、引張り強度5〜15MPa、せん断強度10〜30MPaの範囲にあるコンクリートを対象物とした。
[2. Concrete material]
The inventors are not tunnel builders and do not know the details of the various regulations in the concrete grades used for tunnels. Therefore, in the present invention, a so-called high-strength concrete made from Portland cement and sand, gravel and water, that is, a concrete having a compressive strength of 50 to 150 MPa, a tensile strength of 5 to 15 MPa, and a shear strength of 10 to 30 MPa. It was.

[3.1液性エポキシ接着剤]
日本国内外で、1液性エポキシ接着剤が多数市販されている。本発明では、これらのほぼ全てが使用できる。即ち、ジシアンジアミド粉体を硬化剤として配合している1液性エポキシ接着剤は前記したケトン系溶剤を使用した「染み込まし処理」に適応しており(後述)、これらが使用できる。幸い、ジシアンジアミド硬化型の1液性エポキシ接着剤が市販品の大部分である。前述したNAT処理された金属片を、後述の接着手法を用いて接着した接着対(図2参照)を用いて、せん断接着強さを測定した場合、常温下での接着力はこれらの接着剤で、60〜90MPaの範囲内であり、多くは70〜80MPaだった。要するに、常温下での接着力は、市販されている前記1液性エポキシ接着剤では大差はなく、NAT理論による処理物であれば金属種や金属合金種によらない。
[3.1 liquid epoxy adhesive]
Many one-component epoxy adhesives are commercially available in Japan and overseas. In the present invention, almost all of these can be used. That is, the one-component epoxy adhesive containing dicyandiamide powder as a curing agent is suitable for the “soaking treatment” using a ketone solvent (described later), and these can be used. Fortunately, dicyandiamide curable one-part epoxy adhesives are the majority of commercial products. When the shear bond strength is measured using an adhesive pair (see FIG. 2) obtained by adhering the above-described NAT-treated metal piece using the adhesion method described later, the adhesive strength at room temperature is determined by these adhesives. In the range of 60 to 90 MPa, most of the pressure was 70 to 80 MPa. In short, the adhesive strength at room temperature does not differ greatly in the one-component epoxy adhesive that is commercially available, and it does not depend on the metal species or metal alloy species as long as it is a treated product according to the NAT theory.

本発明者等が常用している1液性エポキシ接着剤は、「スコッチウエルド(登録商標)EW2040(スリーエム ジャパン株式会社(本社:日本国東京都))」、又は「EP106NL(セメダイン株式会社(本社:日本国東京都))」、であり、双方共にジシアンジアミド硬化型の物である。又、常温下の接着力のみならず、高温下、例えば150℃下での接着力も重要な場合、上記「EW2040」の使用が好ましい。即ち、NAT処理したA7075Al合金同士のNAT接着には、この接着剤を使うことで150℃下のせん断接着強さ35MPaを記録した。トンネル火災等も想定すれば耐熱性ある物の使用が好ましい。   One-component epoxy adhesives that are commonly used by the present inventors are “Scotch Weld (registered trademark) EW2040 (3M Japan Co., Ltd. (Head Office: Tokyo, Japan))” or “EP106NL (Cemedine Co., Ltd. (Headquarters). : Tokyo, Japan))], both of which are dicyandiamide curing type. Further, when not only the adhesive strength at normal temperature but also the adhesive strength at high temperature, for example, 150 ° C. is important, the use of “EW2040” is preferable. That is, for NAT bonding between NAT-treated A7075Al alloys, a shear bonding strength of 35 MPa at 150 ° C. was recorded by using this adhesive. If a tunnel fire or the like is assumed, it is preferable to use a heat-resistant material.

[4.接着剤の塗布操作]
NAT接着法では「染み込まし処理」という操作が必要だが、これは本発明でも同様である。「染み込まし処理」は、常温で粘度ある1液性エポキシ接着剤の粘度を意図的に下げ、金属片上の超微細凹部にも接着剤が入り込むようにする操作である。具体的には、以下の2方法がある。
[4. Adhesive application operation]
In the NAT bonding method, an operation of “soaking treatment” is necessary, but this is the same in the present invention. The “soaking treatment” is an operation for intentionally lowering the viscosity of the one-component epoxy adhesive having a viscosity at room temperature so that the adhesive also enters the ultrafine recesses on the metal piece. Specifically, there are the following two methods.

(密閉容器を使用する)
金属片の必要個所に接着剤を塗り、予め50〜70℃に加熱したデシケータに入れ、真空ポンプで減圧する。数分間減圧したら空気を入れて常圧に戻す。そして再び減圧にする、という減圧/常圧戻し操作を数回繰り返し、その後にデシケータから金属片を出す。元々糊状の接着剤は、一旦液状になったことが明らかな物になっており、この接着剤付き金属片同士をくっつけてクリップ等で固定し、そのまま熱風乾燥機に入れて硬化工程とする。
(Use a sealed container)
Adhesive is applied to the necessary part of the metal piece, put in a desiccator heated to 50 to 70 ° C., and depressurized with a vacuum pump. After reducing the pressure for several minutes, add air and return to normal pressure. Then, the depressurization / normal pressure returning operation of reducing the pressure again is repeated several times, and then the metal piece is taken out from the desiccator. Originally the glue-like adhesive is apparently once in a liquid state, and the metal pieces with the adhesive are bonded together and fixed with clips etc., and then put into a hot air dryer as it is for the curing process. .

(ケトン溶剤を使用する)
前述した方法は、金属片が大型だと超大型バッグやオートクレーブが必要となり商業化が困難である。それ故に発案した方法だが、使用する1液性エポキシ接着剤が、ジシアンジアミド硬化型の1液性エポキシ接着剤の場合しか使用できないものに非常に有効である。市販されている1液性エポキシ接着剤の殆どが、ジシアンジアミド硬化型であるから実際にはほぼ全使用できる(特許文献11、12)。具体的用法は、以下である。
(Use ketone solvent)
The method described above is difficult to commercialize because a large piece of metal requires a very large bag or an autoclave. Therefore, the proposed method is very effective when the one-component epoxy adhesive to be used can be used only in the case of a dicyandiamide-curable one-component epoxy adhesive. Since most of the commercially available one-component epoxy adhesives are dicyandiamide curing type, practically all can be used (Patent Documents 11 and 12). The specific usage is as follows.

先ず1液性エポキシ接着剤に、同量以下のMIBK(メチルイソブチルケトン)を加えよく混合して低粘度懸濁液とする。金属片の必要個所に、前述した懸濁液を塗り、50〜60℃にした温風乾燥機に20分ほど入れて溶剤を完全揮発させる。これが「染み込まし処理」工程となる。本発明は、このMIBK使用の「染み込まし処理」を重視しているが、その理由は実用的であるという理由に加え、染み込み具合は上記の密閉容器法より確実なことによる。温風乾燥機から出した後、金属上の接着剤量が薄い場合は元の接着剤を追加し厚塗りする。そして、接着剤付き金属片同士を接合させて、クリップ等の固定治具で固定し、更に押し付けて接着剤層厚を薄くし、そのまま熱風乾燥機に入れたり、組み込んだ棒ヒーターに通電して加熱し硬化工程に入る。   First, the same amount or less of MIBK (methyl isobutyl ketone) is added to a one-part epoxy adhesive and mixed well to obtain a low viscosity suspension. The above-described suspension is applied to the necessary part of the metal piece, and the solvent is completely volatilized by putting it in a hot air dryer set at 50 to 60 ° C. for about 20 minutes. This is the “soaking process”. The present invention places importance on the “soaking treatment” using MIBK. The reason is that it is practical, and the soaking state is more reliable than the above-mentioned closed container method. If the amount of adhesive on the metal is thin after removing from the hot air dryer, add the original adhesive and apply a thick coat. Then, the metal pieces with adhesive are joined together, fixed with a fixing jig such as a clip, and further pressed to reduce the thickness of the adhesive layer, and then put in a hot air dryer or energized the built-in bar heater. Heat to enter the curing process.

[5.接着剤の硬化操作(棒ヒーター使用時)]
日本国内の市場にある量産品として、最も細く、且つ、発熱部が短く発熱量もそれなりに大きな物としてシーズ径2.3mmφ、発熱部長さ20mm、最大発熱量10Wのものがある。それ故に、金属部に開ける穴径は最小で2.5mmφ、その穴深さは20mm以上とすべきだろう。金属部の最小の大きさは、この穴部を設けた上で強度的に支障のない設計にすべきである。更に言えば、金属部の温度調節をする上で、熱電対の挿入口を設けるべきであり、市販のシーズ型熱電対は最も細い物で0.15mmφであり、直径0.3mmφの穴を設ければ温度測定が可能である。又、市販の極細ドリル刃を使えば、0.3mm径で穴深さ10mmまでなら加工は容易である。
[5. Adhesive curing operation (when using a bar heater)]
As mass-produced products in the Japanese market, there is the one with the thinnest, short heat-generating part and a large heat-generating value with a seed diameter of 2.3 mmφ, a heat-generating part length of 20 mm, and a maximum heat-generating value of 10 W. Therefore, the hole diameter to be opened in the metal part should be at least 2.5 mmφ, and the hole depth should be 20 mm or more. The minimum size of the metal part should be designed so that there is no problem in strength after the hole is provided. Furthermore, when adjusting the temperature of the metal part, a thermocouple insertion port should be provided, and the commercially available sheathed thermocouple is the thinnest one with a diameter of 0.15 mm and a hole with a diameter of 0.3 mm. Temperature measurement is possible. If a commercially available ultra-fine drill blade is used, processing is easy if the diameter is 0.3 mm and the hole depth is 10 mm.

[6.シーリング材]
(トンネル天井部に開けた穴にリベット状物を差し込み固定する)
コンクリート天井に適切な穴を開け、図1に示した形状のインサートアンカー施工ユニット3に、1液性エポキシ接着剤を充填して穴に押し込んでも、そのままでは落下するからコンクリート欠片等を隙間に押し込んで仮固定する。その後、インサートアンカー施工ユニット3の雌ネジ部4に、ねじ込まれたボルト7をねじ込んで、1液性エポキシ接着剤を押し出すのであるが、その前に下部に開いた隙間を封じなければならない。その簡易的封止に常温硬化する接着剤や封止材(シーリング材)が必要である。
[6. Sealing material]
(A rivet-like object is inserted and fixed in the hole opened in the tunnel ceiling.)
A suitable hole is made in the concrete ceiling, and even if the insert anchor construction unit 3 having the shape shown in FIG. 1 is filled with a one-component epoxy adhesive and pushed into the hole, it will still fall, but a concrete piece will be pushed into the gap. Temporarily fix with. Thereafter, the screw 7 is screwed into the female thread portion 4 of the insert anchor construction unit 3 to push out the one-component epoxy adhesive, but before that, the gap opened at the lower part must be sealed. For this simple sealing, an adhesive that cures at room temperature and a sealing material (sealing material) are required.

(封止操作と穴開け)
シールテープなどでシールしても良いが、シリコーンシーリング材が最も適していると思われる。接着操作の最後の工程は、1液性エポキシ接着剤の加熱硬化工程になり、シール部分にも170℃程度の高温がかかるので、それなりの耐熱性あるシール材が必要となるが、2液性エポキシ接着剤を使うほどのこともないと思われる。シリコーンシーリング材は、多種類が生産販売されており、1液性常温硬化型で、且つそこそこ耐熱性ある物が市販されている。この作業自体は、特別注意すべき点はない。下水管の繋ぎ目封止の作業と同様に、円周型の隙間を十分に詰めればよい。
(Sealing operation and drilling)
Although it may be sealed with a sealing tape or the like, a silicone sealant seems to be most suitable. The last step of the bonding operation is a one-component epoxy adhesive heat-curing step, and a high temperature of about 170 ° C. is also applied to the seal portion, so a certain heat-resistant sealing material is required, but two-component There seems to be no use of epoxy adhesives. Many types of silicone sealing materials are produced and sold, and one-part, room-temperature-curing types that are moderately heat-resistant are commercially available. This work itself has no special points. Similar to the work of seam sealing of the sewer pipe, it is sufficient to sufficiently close the circumferential gap.

シーリング材が封止操作後1日程度経過して固化したとして、その封止物に注射針を差し込み封止漏れ個所を敢えて作るのもよい結果を生むことが多い。即ち、接着剤による封止に、図1形状のインサートアンカー施工ユニット3の雌ネジ部4にボルト7をねじ込んで接着剤を溢れさせ、雌ネジ部4とコンクリート穴2の間の空間の全てを、接着剤で埋めたいのだが元々あった空気を逃がさねばならない。上述した封止がもし完全封止に至っており、且つ、コンクリートに、空気の逃げ道がなければ空気の行き場所がないことになる。通常、トンネル天井面等を成すコンクリート厚壁の上面に空隙があったり、強い水圧がかかっていなければ、コンクリート自身に僅かながら通気性があるので注射針を刺して意図的に空気の逃げ道を作る必要もない。それ故にこれは現場判断である。   Assuming that the sealing material solidifies after about one day after the sealing operation, it is often the case that an injection needle is inserted into the sealing material to create a sealing leakage point. That is, for sealing with an adhesive, the bolt 7 is screwed into the female screw portion 4 of the insert anchor construction unit 3 in the shape of FIG. 1 to overflow the adhesive, and the entire space between the female screw portion 4 and the concrete hole 2 is filled. I want to fill it with glue, but I have to escape the air that was originally there. If the above-described sealing is complete, and there is no air escape path in concrete, there will be no place for air to flow. Normally, if there is a gap on the top surface of the concrete thick wall that forms the tunnel ceiling, etc., or if there is no strong water pressure, the concrete itself is slightly breathable, so a needle is inserted to intentionally create an air escape route. There is no need. This is therefore a field judgment.

以下、本発明の実施の形態を実施例によって説明する。
(a)電子顕微鏡観察
SEM型の電子顕微鏡「S−4800(株式会社日立ハイテクノロジーズ(本社:東京都)製)」及び「JSM−6700F(日本電子株式会社(本社:東京都)製)」を使用し1〜2KVにて観察した。
(b)走査型プローブ顕微鏡観察
「SPM−9600(株式会社島津製作所(本社:京都府)製)」を使用した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described by way of examples.
(A) Electron microscope observation SEM type electron microscopes “S-4800 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation (head office: Tokyo))” and “JSM-6700F (manufactured by JEOL Ltd. (head office: Tokyo))” Used and observed at 1-2 KV.
(B) Scanning probe microscope observation “SPM-9600 (manufactured by Shimadzu Corporation (head office: Kyoto))” was used.

[リベット状物の形例]と[接着作業例]
図1に、インサートアンカー施工ユニット3とその雌ネジ部4が、コンクリート製天井に開けたコンクリート穴2に差し込まれ仮固定された様子を示した。実際の作業に当たっては、図1に示した2部品からなるインサートアンカー施工ユニット3を機械加工で作成する。金属材としてSUS304ステンレス鋼を使用するものとした。
[Example of rivet shape] and [Adhesion work example]
FIG. 1 shows a state in which the insert anchor construction unit 3 and its female screw portion 4 are inserted into a concrete hole 2 opened in a concrete ceiling and temporarily fixed. In actual work, the insert anchor construction unit 3 comprising two parts shown in FIG. 1 is created by machining. SUS304 stainless steel was used as the metal material.

雌ネジ部4を、以下の液処理工程で、耐湿熱型のNAT処理をした。即ち、槽に市販のアルミ用脱脂剤10%を含む水溶液(60℃)を用意し、前記部品を5分浸漬し水洗した。次いで別の槽に、1.5%濃度の苛性ソーダを含む水溶液(40℃)を用意し、これに前記部品を1分間浸漬して水洗した。次いで別の槽に、5%濃度の硫酸と1%濃度の1水素2弗化アンモンを含む水溶液(65℃)を用意し、雌ネジ部4を8分浸漬し水洗した。次いで別の槽に、3%濃度の硝酸水溶液を用意し、雌ネジ部4を3分浸漬し水洗した。次いで別の槽に、1%濃度のアンモニア水を用意し、雌ネジ部4を3分浸漬し水洗した。次いで別の槽に、5%濃度の亜塩素酸ソーダと10%濃度の苛性ソーダを含む水溶液(55℃)を用意し、雌ネジ部4を5分浸漬し水洗した。これらを80℃に設定した温風乾燥機に15分間入れて乾燥した。   The female screw portion 4 was subjected to a heat and moisture resistant NAT treatment in the following liquid treatment process. That is, an aqueous solution (60 ° C.) containing 10% of a commercially available aluminum degreasing agent was prepared in a tank, and the parts were immersed for 5 minutes and washed with water. Next, an aqueous solution (40 ° C.) containing 1.5% caustic soda was prepared in another tank, and the components were immersed in this for 1 minute and washed with water. Next, an aqueous solution (65 ° C.) containing 5% sulfuric acid and 1% ammonium difluoride was prepared in another tank, and the female screw part 4 was immersed for 8 minutes and washed with water. Then, a 3% nitric acid aqueous solution was prepared in another tank, and the female screw part 4 was immersed for 3 minutes and washed with water. Subsequently, 1% ammonia water was prepared in another tank, and the female screw part 4 was immersed for 3 minutes and washed with water. Next, an aqueous solution (55 ° C.) containing 5% sodium chlorite and 10% sodium hydroxide was prepared in another tank, and the female screw part 4 was immersed for 5 minutes and washed with water. These were placed in a hot air dryer set at 80 ° C. for 15 minutes and dried.

もう一方の部品の中側部品は、機械加工による油分や指脂を除くべく以下の洗浄処理をした。即ち、浸漬槽に、市販のアルミ用脱脂剤10%を含む水溶液(60℃)を用意し、前記部品を5分浸漬し水洗した。次いで別の槽に、1.5%濃度の苛性ソーダを含む水溶液(40℃)を用意し、これに前記部品を1分間浸漬して水洗した。これらも80℃に設定した温風乾燥機に15分間入れて乾燥した。何れの部品もアルミ箔、又はOPPフィルム袋に入れて保管した。   The middle part of the other part was subjected to the following cleaning process to remove oil and finger grease by machining. That is, an aqueous solution (60 ° C.) containing 10% of a commercially available aluminum degreasing agent was prepared in an immersion tank, and the parts were immersed for 5 minutes and washed with water. Next, an aqueous solution (40 ° C.) containing 1.5% caustic soda was prepared in another tank, and the components were immersed in this for 1 minute and washed with water. These were also put in a hot air dryer set at 80 ° C. for 15 minutes and dried. All parts were stored in aluminum foil or OPP film bags.

12cm厚さの鉄筋コンクリート製の天井板に対し、その鉄筋が含まれていない部分に図1の様に81mm深さまで直径31mmで超鋼型コンクリート用ドリル刃を使って鉛直上方に削り取った。次いで高圧水を5mm径パイプで送り込み削りカスを排除した。次にドライヤーを使い熱風を穴の最上部に30分送付し続け乾燥した。   A 12 cm thick reinforced concrete ceiling board was scraped vertically upward using a super steel type concrete drill blade with a diameter of 31 mm to a depth of 81 mm as shown in FIG. Next, high pressure water was fed through a 5 mm diameter pipe to remove scraps. Next, hot air was sent to the top of the hole for 30 minutes using a dryer and dried.

一方、紙コップに1液性エポキシ接着剤「スコッチウエルドEW2040(スリーエム ジャパン株式会社)」を数g取り、溶剤MIBK(メチルイソブチルケトン)を同量取って1本箸でよく混ぜて懸濁液状にした。そして台所用手袋を装着し、前記のリベット状物の外側部品の上下部をつまんで外側面全面に前記懸濁液を筆で塗った。これを温風乾燥機に入れて55℃×20分送風加熱し溶剤を揮発させた(もし現場に小型温風乾燥機を持ち込むことが出来なければ送風外気に1時間程度放置することでもよい)。次いでこれに中側部品をねじ込んで図1に示したリベット状物の姿にし、上部に出来たへっこみ部分に1液性エポキシ接着剤「EW2040」を詰め込み、そしてこの接着剤を満杯にした後、リベット状物をコンクリート穴に奥まで差し込んだ。   On the other hand, take several grams of 1-component epoxy adhesive “Scotch Weld EW2040 (3M Japan Co., Ltd.)” in a paper cup, take the same amount of solvent MIBK (methyl isobutyl ketone) and mix well with one chopstick to form a suspension. did. Then, wearing kitchen gloves, the upper part and the lower part of the outer part of the rivet were pinched and the suspension was applied to the entire outer surface with a brush. This was put into a hot air dryer and heated by blowing air at 55 ° C. for 20 minutes to volatilize the solvent (if the small hot air dryer could not be brought to the site, it could be left in the outside air for about 1 hour) . Next, the middle part is screwed into the rivet-like shape shown in FIG. 1, and the one-part epoxy adhesive “EW2040” is filled in the dent portion formed at the top, and the adhesive is filled. Later, rivets were inserted into the concrete holes as far as they could go.

そして下部に出来たリベット状物と穴の隙間に砕石片3〜4個使って差し込みインサートアンカー施工ユニット3が落下しないよう仮固定した。次いでシリコーンシーリング材「POSシールスピード(セメダイン株式会社(本社:東京都)製)」を使い隙間部を埋めた。即ち、隙間部の深さ10mm位をシール材で埋まるようにした。そして翌日まで放置し硬化させた。   Then, 3-4 pieces of crushed stone pieces were used in the gap between the rivet-like material formed in the lower portion and the hole, and the insert anchor construction unit 3 was temporarily fixed so as not to fall. Next, the gap was filled using a silicone sealant “POS seal speed (Cemedine Co., Ltd. (head office: Tokyo))”. That is, the depth of about 10 mm of the gap was filled with the sealing material. Then, it was left to harden until the next day.

シーリング材が硬化していることを指押しで確認し、次いでインサートアンカー施工ユニット3の中側部品をねじってゆっくりと押し込んだ。シーリングが完全であると隙間部分は加圧状態になり、押し込みのボルト7を廻して反力が感じられる。その場合はしばらく休んでから、再びねじ回しをして反力が先程より減っていれば再びねじ回しを進めた。遂にねじ回し反力が減らなくなったなら、シーリング材に注射針を刺して空気が排出されるかを確認する。空気が出れば、更にねじ込んで押し込む。そして最後まで押し切ったらそれで終了とするが、押し切る前にねじ回しによる反力が高くなり、注射針を抜いて先に接着剤が針を詰まらせていたならば、更に1周だけ、ボルト7をねじ込んでこの操作を終える。   It was confirmed by finger pressing that the sealing material was cured, and then the middle part of the insert anchor construction unit 3 was twisted and slowly pushed. When the sealing is complete, the gap portion is in a pressurized state, and a reaction force is felt by turning the pushing bolt 7. In that case, after resting for a while, the screwdriver was turned again, and if the reaction force decreased from the previous time, the screwdriver was advanced again. When the screw is finally turned and the reaction force does not decrease, the needle is inserted into the sealing material to check whether air is discharged. If air comes out, screw it in further and push it in. And when it is pushed all the way to the end, it will be finished, but if the reaction force due to screwing becomes high before pushing, and the syringe needle is pulled out and the adhesive has clogged the needle first, the bolt 7 is further turned only once. Screw in to finish this operation.

リベット状物にある穴に棒ヒーター、細穴に熱電対を装填し、通電して170℃×60分の加熱操作をする。常温から170℃への昇温中にシーリング部が緩んでリベット状物が落下する可能性もあるのでその事故を防ぐ為に下床から棒状物でリベット状物下部を支えるようにしておけば万全である。   A hole in the rivet is loaded with a bar heater, and a thermocouple is loaded into the narrow hole, and the heating operation is performed at 170 ° C. for 60 minutes. There is a possibility that the sealing part will loosen and the rivet-like object may fall during the temperature rise from room temperature to 170 ° C. To prevent the accident, it is perfectly possible to support the lower part of the rivet-like object with a stick-like object from the lower floor. It is.

Claims (4)

0.8〜10μm周期の凹凸ある粗面を有し、且つ、前記粗面上に10〜300nm周期の微細凹凸面があり、前記微細凹凸面の表面は金属酸化物、又は金属リン酸化物のようなセラミック質の硬質薄層で覆われている金属、又は金属合金であるアンカー、及び
前記アンカーに着脱自在で、加熱用のヒーターを収納できる穴が開けてあるヒーター埋め込み部材と
からなるアンカー施工ユニットとを用意し、
一方で、コンクリート壁に穴を開け、開けられた穴径は前記アンカーの外径より大きな穴径のコンクリート穴を形成し、
前記コンクリート穴に、前記アンカーを差し込んで前記アンカーの外周部に形成された隙間を1液性エポキシ接着剤で埋めた後、前記ヒーターを前記アンカーの穴に装填して通電して、前記アンカーを加熱して前記1液性エポキシ接着剤を硬化させる
ことを特徴とするコンクリートと金属の接着方法。
There is a rough surface with irregularities with a period of 0.8 to 10 μm, and there are fine irregularities with a period of 10 to 300 nm on the rough surface, and the surface of the fine irregularities is made of metal oxide or metal phosphorous oxide. Anchor construction comprising a metal or metal alloy anchor covered with a ceramic hard thin layer, and a heater embedded member that is detachable from the anchor and has a hole that can accommodate a heater for heating. Prepare the unit and
On the other hand, a hole is drilled in the concrete wall, and the drilled hole diameter forms a concrete hole with a larger hole diameter than the outer diameter of the anchor,
After inserting the anchor into the concrete hole and filling the gap formed in the outer periphery of the anchor with a one-component epoxy adhesive, the heater is loaded into the hole of the anchor and energized, A method for adhering concrete and metal, comprising heating and curing the one-component epoxy adhesive.
請求項1において、
前記アンカーは、雌ネジ又は雄ネジが形成されたナット又はボルトであり、前記1液性エポキシ接着剤で埋める前に、前記アンカーと前記コンクリート穴とを仮固定される
ことを特徴とするコンクリートと金属の接着方法。
In claim 1,
The anchor is a nut or a bolt in which a female screw or a male screw is formed, and the concrete and the concrete hole are temporarily fixed before filling with the one-component epoxy adhesive. Metal bonding method.
本発明1又は2において、
前記アンカー施工ユニットには、前記ヒーターを挿入して配置するためのヒーター挿入穴が開けてあり、前記ヒーター挿入穴に棒状の前記ヒーターが配置されている
ことを特徴とするコンクリートと金属の接着方法。
In the present invention 1 or 2,
The anchor construction unit has a heater insertion hole for inserting and arranging the heater, and the rod-shaped heater is disposed in the heater insertion hole. .
本発明1又は2において、
前記アンカー施工ユニットには、前記ヒーターによる前記加熱の温度を計測するための温度計測器が配置されている
ことを特徴とするコンクリートと金属の接着方法。
In the present invention 1 or 2,
The anchor construction unit is provided with a temperature measuring device for measuring the temperature of the heating by the heater. The method for bonding concrete and metal.
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