JP5576140B2 - コンクリート壁の表面粗さ評価方法及び評価装置 - Google Patents

コンクリート壁の表面粗さ評価方法及び評価装置 Download PDF

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Description

本発明は、コンクリート壁の表面を目粗し処理した後に、表面粗さ程度を評価するコンクリート壁の表面粗さ評価方法及び評価装置に関するものである。
建築構造物のコンクリート壁(主に外壁)をタイル、左官、石、塗装などの仕上げ用建材で仕上げる場合、コンクリート壁と仕上げ用建材との接着力を高めるために、コンクリート壁の表面を粗面にする処理を施す方法が採られている。
この粗面に処理する主な方法として、以下の方法が知られている。
1.超高圧水(100〜300MPa)によりコンクリート表面を斫る方法。
2.研磨機(ディスクサンダー、ベルトサンダー など)によりコンクリート表面を研磨する方法。
3.コンクリート型枠の打設面側に凝結遅延剤を塗布し、コンクリートの表面の凝結を遅らせ、コンクリート表面を粗面にする方法。
しかし、コンクリート壁の表面を粗面に処理するにあたり、粗さが不十分であると将来的にコンクリート壁と仕上げ用建材との接着力が低下し、仕上げ用建材が浮いてきたり剥がれたりし、最悪の場合、建材が脱落することもある。
そこで、コンクリート壁と仕上げ用建材との接着力を検査する必要がある。
コンクリート壁と仕上げ用建材との接着力を検査する方法は、仕上げ用建材を施工し終わった後または建築構造物の使用時に定期的に、例えば非特許文献1に示されるような試験機を用いて接着力を試験することが多い。
しかし、試験機による接着力試験は、仕上げ用建材を施工し終わった後に行うため、粗面処理が不十分であることが判明しても粗面処理をやり直すことができない。
また、試験機による接着力試験は、非特許文献2によると前記コンクリート表面の粗さと接着力に相関性がほとんどないことが報告されている。
これに対し、仕上げ用建材を施工する前にコンクリート壁の表面の粗さを評価する方法が提案されている。
その一例として、特許文献1に示されるような光沢度を測る方法がある。
また、他の例として、表面粗さ計を用いて測る方法や、マイクロスコープを用いて画像解析により表面の粗さを測定する方法もある。
また、本発明は、壁面の摩擦抵抗から目粗しの程度を評価する方法であるが、路面などのタイヤの摩擦抵抗を試験する場合はたとえば非特許文献3に示されるような試験機を用いて摩擦係数を試験する方法がある。
特開2009−24468
建築工事監理指針 平成19年度版 (下巻) 高山ら;外装タイル直張り工法の剥離防止性能に及ぼす目荒らしおよび吸水調整材の影響 その2,日本建築学会大会学術講演梗概集(中国)材料施工A-1,pp.107-108,2008.9 舗装試験法便覧,日本道路協会,pp.969「6-5 舗装路面のすべり抵抗の測定方法」
しかし、コンクリート表面の粗さを評価する方法のうち、光沢度による評価は、コンクリートの性状によって光沢度が異なり、コンクリート表面粗さを定量的に評価することが難しい。
また、特許文献1に示されるような金属箔を用いて光沢度を測定する方法は、金属箔の種類や金属箔をあてる測定者によってバラつきが大きいことが問題となる。
また、表面粗さ計を用いて測定する方法には、触針法、光線反射法があるが、いずれの方法も評価する面積が小さく、微小な凹凸を対象としているため、本発明の意図している仕上げ用建材の接着力強化を目的とした目粗しの評価には適さない。
また、マイクロスコープを用いる方法は画像解析を行うのに高度な技術が必要なため、簡便に評価することができない。
また、非特許文献3による試験機は、舗装面のすべり抵抗を測定するために開発されたため、通常は水平に試験機を設置して測定を行なうこの試験機は振り子の原理を応用しているため本発明が目的にしている垂直の壁には適さない。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンクリート壁の表面を目粗し処理した後に、表面粗さ程度を評価するものであって、測定者によるバラつきが少なく、簡便に表面粗さ程度を測定することができる方法及び装置を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために、鉛直方向に延在するコンクリート壁の表面に目粗し加工を施した目粗し処理量を評価するコンクリート壁の表面粗さ評価方法であって、板状の摩擦抵抗体を前記コンクリート壁の表面に配置するステップと、前記摩擦抵抗体に前記コンクリート壁の表面に対して垂直方向に一定の荷重を掛けた状態で、前記摩擦抵抗体を記コンクリート壁の表面上を一定の速度で移動させる移動ステップと、前記移動ステップにおいて、前記摩擦抵抗体が移動する時の抵抗荷重を測定する測定ステップと、前記測定した抵抗荷重より目粗しの程度を算出し、評価する評価ステップと、を有し、前記移動ステップでは、前記垂直方向に掛かる荷重を荷重変換器で測定して制御することにより、前記一定の荷重を保つ、ことを特徴とする。
また、本発明は、鉛直方向に延在するコンクリート壁の表面に目粗し加工を施した目粗し処理量を評価するコンクリート壁の表面粗さ評価装置であって、前記コンクリート壁の表面に配置される板状の摩擦抵抗体と、前記摩擦抵抗体を支持する支持手段と、前記摩擦抵抗体が前記コンクリート壁の表面に対して垂直方向に一定の力で押し付けられるように前記支持手段に荷重を掛ける荷重付与手段と、前記コンクリート壁の表面に対して前記垂直方向に掛かる荷重を測定する荷重変換器と、前記摩擦抵抗体を前記コンクリート壁の表面に接しつつ前記支持手段を前記コンクリート壁の表面に沿って直線移動させる直線移動手段と、前記摩擦抵抗体が移動する時の抵抗荷重を測定する計測手段と、を有し、前記荷重付与手段は、前記荷重変換器による測定結果を用いて前記垂直方向への荷重を一定に保つ、ことを特徴とする。
本発明のコンクリート壁の表面粗さの評価方法及び装置によれば、建築構造物のコンクリート壁の表面目粗し処理の程度を、摩擦抵抗体をコンクリート壁に沿って移動させた際の抵抗荷重を測定して評価することにより、目粗し処理後の表面粗さの違いを定量化し、簡便に工事現場でも評価することが可能となる。
第1の実施形態に係るコンクリート壁の表面粗さ評価装置の断面を含む説明図である。 第1の実施形態に係るコンクリート壁の表面粗さ評価装置の平面図である。 第1の実施形態に係るコンクリート壁の表面粗さ評価装置の底面図である。 第1の実施形態に係る摩擦抵抗体をコンクリート壁側から見た図である。 第1の実施形態に係るコンクリート壁の表面粗さ評価方法を表すフロー図である。 第2の実施形態に係るコンクリート壁の表面粗さ評価装置の断面を含む説明図である。 第2の実施形態に係る摩擦抵抗体をコンクリート壁側から見た図である。 第1の実施形態に基づく実施例により計測される抵抗荷重図である。
以下、図1乃至図5を参照して本発明の第1の実施形態について詳細に説明する。
本実施の形態において、コンクリート壁8の表面は鉛直方向に延在している。
評価装置10は、摩擦抵抗体12、支持手段14、荷重付与手段16、直線移動手段18、計測手段20、フレーム22を含んで構成されている。
摩擦抵抗体12は、ゴム、スポンジ、不織布等の柔軟性を有する素材からなる。摩擦抵抗体12に対して荷重を掛けることにより変形するが、その際、亀裂や破れが生じることがなく、荷重を除荷した時には変形が戻るものが望ましい。
例えば、摩擦抵抗体12にゴムを用いた場合、ゴムの種類は天然ゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴムなどが用いられ、硬度10〜40(ショアA)が好ましい。ゴムは耐圧縮永久ひずみ性、耐引裂き性、耐摩耗性に優れたものが良い。
このような摩擦抵抗体12として、クロロプレンゴムシート「CB245N(クレハエラストマー株式会社製)」厚さ1mmなどの市販品が使用できる。
なお、目粗しの程度によって摩擦抵抗の差が表れるよう適度の柔らかさが求められるため、目粗しの程度に応じて、プラスチック、紙、繊維、ガラス、陶磁器、金属などの素材も選択しうる。
摩擦抵抗体12は、コンクリート壁8に接する略平面12aを有する形状を呈している。その平面12aは均一の表面粗さを有する。
摩擦抵抗体12は、例えば、図1に示すように板状を呈しており、その厚さは荷重を掛けたときに亀裂や破れ等が発生しないように、1〜50mmであることが望ましい。
摩擦抵抗体12は、コンクリート壁8に接する略平面12aの反対面12bが支持手段14に支持されている。
支持手段14による摩擦抵抗体12の支持は、例えば、図4に示すように、摩擦抵抗体12に埋め込みナット1402を設け、支持手段14から突出したボルトをこのナット1402に締め付ける方法や、あるいは、接着剤を用いて接着するなど従来公知の様々な方法が採用可能である。
また、摩擦抵抗体12は、評価を繰り返すことにより亀裂、破れ、摩耗が生じることが予想されるため、消耗品として簡単に交換できることが望ましく、したがって、支持手段14による摩擦抵抗体12の支持は交換可能であることが望ましい。
また、支持手段14は、摩擦抵抗体12を加圧するため剛性の高い素材として金属製部材(ブロック)が好ましいが、軽量化を図るために剛性の高いプラスチック製部材(ブロック)でも構わない。プラスチックとしてはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂(ABS樹脂)やポリカーボネートなどがある。
荷重付与手段16は、支持手段14を介して摩擦抵抗体12をコンクリート壁8に押しつけるように、コンクリート壁8の表面に対して垂直方向に一定の荷重を付与するものである。
荷重付与手段16は、弾性手段1602、支持手段14に対向する基板1604、ガイド部材1606、ローラ1608とから構成される。
弾性手段1602は例えばコイルスプリングにより構成され、弾性手段の一端は支持手段14に結合され、他端は支持手段14に対抗する基板1604に結合されている。そして、弾性手段1602により支持手段14と基板1604とを離す方向に付勢することで、支持手段14に一定の荷重を掛けるようにしている。
ガイド部材1606は例えばロッドからなり、ガイド部材1606の一端は基板1604に固定され、他端は支持手段14に設けられた孔1404に移動可能に挿通されている。このガイド部材1606により、支持手段14および摩擦抵抗体12が基板1604を介してコンクリート壁8の表面に垂直な方向に移動可能に支持されることになり、ブレを防止しつつ摩擦抵抗体12にコンクリート壁8の表面に対して一様な荷重を付与することができる。
ローラ1608は基板1604に回転可能に支持されている。
ここで、評価装置10のフレーム22は、コンクリート壁8に取着して固定されるものであり、コンクリート壁8に着脱可能に取着される複数の脚部22bと、脚部22bに支持されコンクリート壁8に平行に対向する板部22aとから構成されている。そして、板部22aには直線状に延在するレール22cが設けられている。
フレーム22は、レール22cが水平方向に延在するようにコンクリート壁8に取着される。
ローラ1608はレール22cに係合されて、レール22cに沿って直線移動される。
なお、脚部22bのコンクリート壁8への取着は、従来公知の様々な方法が採用可能である。
また、支持手段14、フレーム22として、例えば、JIS G4051機械構造用炭素鋼S40Cを採用できる。
すなわち、フレーム22がコンクリート壁8に取着されることにより、板部22a、ローラ1608、基板1604を介し弾性手段1602の弾性力により支持手段14、摩擦抵抗体12に一定の荷重がかかることとなる。
なお、コンクリート壁8の表面に対して垂直方向への荷重は、後述するように摩擦抵抗体12をコンクリート壁8の表面に対し水平方向に直線移動させた際にも、掛かっている荷重が変化したり、偏重してはならない構造とし、この場合、垂直方向に掛かっている荷重を荷重変換器(ロードセル)を用いて計測して制御してもよい。
直線移動手段18は、摩擦抵抗体12をコンクリート壁8の表面に接しつつ支持手段14をコンクリート壁8の表面に沿って水平方向に直線移動させるものである。
直線移動手段18は、線状材1802と、リール1804と、レール22cと、ローラ1608とを含んで構成される。
線状材1802はワイヤ、チェーン等からなり、一端が支持手段14に連結され、他端がリール1804に固定され巻回されている。
リール1804は、フレーム22の脚部22bに回転可能に支持されている。
レール22cは、ローラ1608を介して支持手段14および摩擦抵抗体12を水平方向に直線移動可能に案内する。
したがって、リール1804を回転させ線状材1802を巻き取ることで、レール22cに係合したローラ1608が回転し、支持手段14および摩擦抵抗体12はコンクリート壁8の表面に沿って直線移動がなされる。
なお、摩擦抵抗体12の直線移動は、一定の速度で行われなければならないため、リール1804の回転を一定にする。
直線移動の速度を一定にするために、変位計を用いて単位時間あたりの移動距離を計測して移動速度を制御することも可能であるが、より簡便である方法としてはリール1804の回転数で制御する方が好ましい。
なお、摩擦抵抗体12が水平に一定方向に一定速度で移動されれば他の方法でもよく、例えば油圧シリンダーや電気モータを用いて摩擦抵抗体12を移動させてもよい。
次に、計測手段20は、線状材1802の長手方向の中間部に挿入されており、摩擦抵抗体12が直線移動する際に線状材1802にかかる抵抗荷重を測定するものである。
計測手段20は、荷重を計測できるものであればよく、従来公知の様々な計測装置が採用可能である。
なお、コンクリート壁8の表面の目粗しにより設けられた突起に摩擦抵抗体12が引っかかったり、外れたりすることで抵抗荷重が変わる。したがって計測手段20により抵抗荷重を測定することによってコンクリート壁8の表面の目粗し程度がわかる。
以上説明したように構成された本実施の形態の動作について図5を参照にしながら説明する。
まず、支持手段14がフレーム22の端に寄せられた状態の評価装置10を計測対象のコンクリート壁8に配置し固定する(S1)。このコンクリート壁8への固定により摩擦抵抗体12には弾性手段1602から一定の荷重がかかる。
次に計測手段20の零点を確認する(S2)。
その後、リール1804の一定速度での回転を開始する(S3)。リール1804の回転により、摩擦抵抗体12及び支持手段14が、コンクリート壁8の表面上を水平方向に一定速度で直線移動することとなる。
この直線移動している間、線状材1802にかかる抵抗荷重を計測手段20で測定する(S4)。
そして、支持手段14がフレーム22の端に到達した時点でリール1804の回転を停止し測定を終了する(S5、S6)。
次に得られた抵抗荷重の変動によりコンクリート壁の目粗しの程度を算出し、評価する(S6、S7)。
目粗しの評価は、例えば、次のように行なう。
図8に示すように、抵抗荷重の変動を示す曲線の傾きの極性が変わる間隔、抵抗荷重の相対値などから、コンクリート壁の表面の粗さを評価することができる。
具体的には、曲線の傾きの極性が変わる間隔が広い場合には、コンクリート壁の表面に設けられた突起の間隔が大きいことが認識できる。
また、曲線の傾きの極性が変わる間隔が一様である場合は、目粗しが均一であることが認識できる。
また、傾きの極性が変わるまでの抵抗荷重の相対値が大きい場合には、突起の高さが高いことが認識できる。
したがって、本実施の形態に係るコンクリート壁の表面粗さ評価方法及び装置によれば、測定者によるバラつきを少なくし、簡便にコンクリート壁の目粗しの程度を評価することができる。
次に、第2の実施形態について、図6、図7を用いて説明する。なお、第1の実施の形態と同様な箇所、部材に同一の符号を付して説明する。
コンクリート壁8の表面は鉛直方向に延在している。
評価装置30は、摩擦抵抗体12、支持手段14、荷重付与手段16、回転手段32、計測手段、フレーム22を含んで構成されている。
第2の実施形態では、第1の実施形態と異なって、摩擦抵抗体12を直線移動ではなく回転移動させている。
そして、図7に示すように、摩擦抵抗体12および支持手段14はコンクリート壁8の表面から見て扇形状を呈し、板部22aは円形を呈し、レール22cは環状を呈している。
摩擦抵抗体12と支持手段14については形状のみ異なるため説明を省略する。
荷重付与手段16は、弾性手段1602、基板1604、ガイド部材1606、ローラ1608とから構成される。
回転手段32は、回転軸3202と、レール22cと、ローラ1608とから構成される。
回転軸3202は、支持手段14に固定されて基板1604を移動可能に貫通しフレーム22の板部22aで回転可能に支持されている。
この回転軸3202は、回転動作の軸になり、ガイド部材1606とともに、支持手段14および摩擦抵抗体12が基板1604を介してコンクリート壁8の表面に垂直な方向に移動可能に支持されることになり、ブレを防止しつつ摩擦抵抗体12にコンクリート壁8の表面に対して一様な荷重を付与することができる。
回転軸3202には、ハンドルなどの治具3204が結合され、治具3204を回転することにより回転軸3202を回転させる。それにより、摩擦抵抗体12は荷重が付与された状態で、回転軸3202を中心に、コンクリート壁8の表面に沿って回転移動することとなる。
計測手段は、治具3204に備えられており、回転軸3202を回転させる力を付与するときの抵抗荷重、すなわちトルクを計測することができる。
計測手段は、荷重(トルク)を計測できるものであればよく、従来公知の様々な計測装置が採用可能である。
コンクリート壁8の表面の目粗し程度に応じて、摩擦抵抗体12が回転移動する時のトルクが変わる。
したがって治具3204に取り付けられた計測手段によりトルクを測定することにより、第1の実施の形態と同様に、荷重(トルク)の変動によりコンクリート壁の目粗しの程度を算出し、評価することが可能となる。
なお、第2の実施の形態では、摩擦抵抗体12を回転移動させるので、連続して複数回の測定が可能であり、より正確な測定が可能となる。
なお、本実施の形態では、建築建造物の側面に施す仕上げ用建材の落下等を防ぐためにコンクリート壁の表面を目粗し加工することを想定して、コンクリート壁8の表面が鉛直方向に延在している場合について説明をしているが、他の目的でコンクリート壁8の表面に目粗し加工を施したものの目粗しの程度を評価する場合等には、コンクリート壁8の延在方向が他の方向であっても本発明は適用される。
また、荷重付与手段16として、弾性手段1602を利用する形態について説明したが、摩擦抵抗体12に、コンクリート壁8の表面に垂直方向に一定の荷重が掛かれば他の方法でもよく、例えば油圧シリンダーを用いて加圧させたり、螺子で締め付けたりする方法を採用してもよい。
10、30……評価装置
8……コンクリート壁
12……摩擦抵抗体
14……支持手段
16……荷重付与手段
18……直線移動手段
20……計測手段
22……フレーム
32……回転手段

Claims (9)

  1. 鉛直方向に延在するコンクリート壁の表面に目粗し加工を施した目粗し処理量を評価するコンクリート壁の表面粗さ評価方法であって、
    板状の摩擦抵抗体を前記コンクリート壁の表面に配置するステップと、
    前記摩擦抵抗体に前記コンクリート壁の表面に対して垂直方向に一定の荷重を掛けた状態で、前記摩擦抵抗体を記コンクリート壁の表面上を一定の速度で移動させる移動ステップと、
    前記移動ステップにおいて、前記摩擦抵抗体が移動する時の抵抗荷重を測定する測定ステップと、
    前記測定した抵抗荷重より目粗しの程度を算出し、評価する評価ステップと、を有し、
    前記移動ステップでは、前記垂直方向に掛かる荷重を荷重変換器で測定して制御することにより、前記一定の荷重を保つ、
    ことを特徴とするコンクリート壁の表面粗さ評価方法。
  2. 記移動ステップにおける前記摩擦抵抗体の移動は、水平方向に向けた直線移動であることを特徴とする請求項に記載のコンクリート壁の表面粗さ評価方法。
  3. 記移動ステップにおける前記摩擦抵抗体の移動は、回転移動であることを特徴とする請求項に記載のコンクリート壁の表面粗さ評価方法。
  4. 前記摩擦抵抗体は、ゴム、スポンジ、不織布の何れかであり、厚さが1〜50mmの板状を呈することを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載のコンクリート壁の表面粗さ評価方法。
  5. 鉛直方向に延在するコンクリート壁の表面に目粗し加工を施した目粗し処理量を評価するコンクリート壁の表面粗さ評価装置であって、
    前記コンクリート壁の表面に配置される板状の摩擦抵抗体と、
    前記摩擦抵抗体を支持する支持手段と、
    前記摩擦抵抗体が前記コンクリート壁の表面に対して垂直方向に一定の力で押し付けられるように前記支持手段に荷重を掛ける荷重付与手段と、
    前記コンクリート壁の表面に対して前記垂直方向に掛かる荷重を測定する荷重変換器と、
    前記摩擦抵抗体を前記コンクリート壁の表面に接しつつ前記支持手段を前記コンクリート壁の表面に沿って直線移動させる直線移動手段と、
    前記摩擦抵抗体が移動する時の抵抗荷重を測定する計測手段と、を有し、
    前記荷重付与手段は、前記荷重変換器による測定結果を用いて前記垂直方向への荷重を一定に保つ、
    とを特徴とするコンクリート壁の表面粗さ評価装置。
  6. 記コンクリート壁の表面に対向する板部を有し前記コンクリート壁に取着されるフレームをさらに備え、
    前記荷重付与手段は、前記垂直方向に移動可能に前記支持手段に結合されたガイド部材と、前記支持手段に対向し前記ガイド部材を保持する基板と、前記支持手段と前記基板との間に掛装されそれらを離す方向に付勢する弾性手段とを備え、
    前記直線移動手段は、前記板部に取着された直線状に延在するレールと、前記レールに直線移動可能に係合し前記基板に回転可能に支持されたローラと、一端が前記支持手段に連結された線状材と、前記フレームに回転可能に支持され前記線状材の他端が巻回されたリールとを有し、
    前記直線移動は、前記リールを回転させて線状材を巻き取ることで行なわれることを特徴とする請求項に記載のコンクリート壁の表面粗さ評価装置。
  7. 鉛直方向に延在するコンクリート壁の表面に目粗し加工を施した目粗し処理量を評価するコンクリート壁の表面粗さ評価装置であって、
    前記コンクリート壁の表面に配置される板状の摩擦抵抗体と、
    前記摩擦抵抗体を支持する支持手段と、
    前記摩擦抵抗体が前記コンクリート壁の表面に対して垂直方向に一定の力で押し付けられるように前記支持手段に荷重を掛ける荷重付与手段と、
    前記コンクリート壁の表面に対して前記垂直方向に掛かる荷重を測定する荷重変換器と、
    前記摩擦抵抗体を前記コンクリート壁の表面に接しつつ前記支持手段を前記コンクリート壁の表面に沿って回転移動させる回転手段と、
    前記摩擦抵抗体が回転移動する時の抵抗荷重を測定する計測手段と、を有し、
    前記荷重付与手段は、前記荷重変換器による測定結果を用いて前記垂直方向への荷重を一定に保つ、
    ことを特徴とするコンクリート壁の表面粗さ評価装置。
  8. 記コンクリート壁の表面に対向する板部を有し前記コンクリート壁に取着されるフレームをさらに備え、
    前記荷重付与手段は、前記垂直方向に移動可能に前記支持手段に結合されたガイド部材と、前記支持手段に対向し前記ガイド部材を保持する基板と、前記支持手段と前記基板との間に掛装されそれらを離す方向に付勢する弾性手段とを備え、
    前記回転手段は、前記板部に取着された円弧状に延在するレールと、前記レールに移動可能に係合し前記基板に回転可能に支持されたローラと、前記円弧状に延在するレールの中心位置で前記垂直方向に延在し前記支持手段に固定されて前記基板を貫通し前記板部で回転可能に支持された回転軸と、前記回転軸を回転させる治具とを有し、
    前記回転移動は、前記治具により前記回転軸を回転させることで行なわれることを特徴とする請求項に記載のコンクリート壁の表面粗さ評価装置
  9. 前記摩擦抵抗体は、交換可能であることを特徴とする請求項乃至のいずれかに記載のコンクリート壁の表面粗さ評価装置。
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