JPH02115500A - アンカー固定用固着材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、コンクリート躯体、基礎、岩盤等に、アン
カーボルト、鉄筋、杭等を固定するためのアンカー固定
用固着材に関するものである。

〈従来技術〉 アンカーボルト、杭等（以下アンカーという）は構造物
１機械、設備類、仮設材等をコンクリート躯体、基礎１
岩盤等（以下、基盤という）に固定する役割を果すもの
であり、アンカーを基盤に固定する方法に関しては、基
盤に穿設した取付孔の中にアンカーを挿入し、取付孔と
アンカーとの空隙に反応性樹脂材を含む固着材を充填し
、これを反応させて硬化させることによってアンカーを
固着する方法が知られている。そして、該アンカー固定
用の固着材としては、熱硬化性樹脂からなる主材と、該
主材とは隔離されて充填された硬化剤と、骨材とから成
るものが多用されており、骨材としては、天然石または
人工石の砂、粉、またはガラス繊維やガラスピーズなど
の無機物の使用が常であった。

上述のように、主剤、硬化剤、骨材から成るアンカー固
定用固着材は、カプセル容器中に封入されており、硬化
剤の方は更に別の容器内に収容されて主剤とは隔離され
た状態で充填されているものである。使用に際しては、
固着材が封入された容器を基盤の取付孔内に挿入し、こ
こにアンカーを打込んで容器を破壊し、硬化剤容器をも
破壊して、主剤と硬化剤とを反応させて主剤である熱硬
化性樹脂を硬化させることによって、アンカーを固着さ
せる。

上述のアンカー固定方法は、高精度でアンカーの植設が
でき、優れた接着強度が期待できる゛うえに、大幅な工
期短縮がもたらされることから、土木建築分野での使用
例が多くなってきており、土木１車の場合には、アンカ
ーは１例えば橋梁支承定着部、鋼橋脚柱の定着、型枠支
持用等に、また建築工事の場合には、倉庫ビル外部車路
スロープの配管用架台取付工事、床板補強工事、外部看
板取付工事等の広い範囲で使用されるに至っている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 かぐて、上記従来技術によって、第１図に示されるよう
に基盤ｌの取付孔２中に反応性樹脂材からなる固着剤３
によって固着されたアンカー４の引抜耐力（圧縮耐力）
は、アンカー４が十分な耐力を保有している場合、取付
孔２の直径（Ｄ）又は深さ（Ｌ）を大きくする程、大き
くなるものであって、一般的には、その取付孔側壁面積
πＤＬ又は投影面積πＤ（Ｌ◆２０）に比例して、換言
すれば、直径（Ｄ）又は深さ（Ｌ）に略々比例して増大
するものと信じられていた。

しかしながら、因みに、実際の施工に当って、アンカー
の直径、即ち、取付孔の直径（Ｄ）を大きくしていって
も、引抜耐力は直径（ロ）に比例しては増大してゆかず
、直径寸法上では十分耐えられるはずのアンカーが抜は
出してしまうというような事故が発生するという問題点
があった。このことは、引抜耐力に対する取付孔の直径
（Ｄ）に関する負の寸法効果に由来するものと想定され
るところである。

く問題点を解決するための手段〉 上記従来技術における負の寸法効果について考察するに
１反応性樹脂材を用いて固着したアンカーの引抜きは、
第１図に示すように、基盤ｌの、固着剤３と接する側壁
面の凹凸部分のせん断破壊によって、そこがせん断部分
となるものであって、かかるせん断部分には、すべり面
５が形成される。ここに形成されるすべり面５も又凹凸
の多いものであり、荷重の増大によってその凸部が相互
に乗上げるようになり、それによって圧縮応力が生じ、
これが強い摩擦力を生むのであり、結果的にこの摩擦力
がアンカーの引抜耐力を支配するものである。ところで
、すべり面５の凸部の高さ（ｕ）を取付孔２の半径（［
１／２）で割ったものが、そこに生じる圧縮歪み（＠）
の大きさであり、これに基盤材のヤング率（Ｅ）を掛け
ると、近似的にそれがそこに生じる圧縮応力（σｄ）の
大きさとなる。これを、式で表わすと次の通りである。

σｄ　　　＝　　　ε　・Ｅ ここに、 σｄ＝圧縮応力 ＝すべり面上の凸部の高さ ＝圧縮歪み Ｅ　＝基盤材のヤング率 そして、この圧縮応力（σｄ）に摩擦係数（ＩＬ）を掛
けたものが、単位面積当りの摩擦力（τ）であり、次式
で表わされる。

＝　σｄＸｇ。

上記（２）式におけるＵの値はコンクリートの性質に依
存するものであるが、取付孔直径（Ｄ）には殆ど影響さ
れない、従って、単位面積当りの摩擦力（τ）は近似的
に取付孔直径（Ｄ）の逆比例関数となる。これを実験的
に実証したものが、第２図に示す取付孔直径（Ｄ）〜摩
擦力（τ）のグラフであり、同グラフ中の曲線（Ａ）は
単位面積当りの摩擦力（τ）が取付孔直径（Ｄ）に対し
て略々逆比例の関係であることを表わしている。なお、
同グラフでは、縦軸の単位面積当りの摩擦力（τ）の実
測値を基準化して相対値でプロットしである。

そして、この単位面積当りの摩擦力（τ）に対して基盤
ｌの固着剤３に接する側壁面積を乗じて得られる全摩擦
力が引抜耐力（Ｐｓｉ）を規定するものであり、かかる
引抜耐力（Ｐ■）は、有効取付孔深さ（実際の取付孔深
さよりも若干浅くなる）を（Ｌｏ）とすると、次式で表
わされる。

Ｐ■＝　　　τ　×　πＤＬ’ 上記（３）式により表わされるところによれば、面積の
項中の（［ｌ）が消去されることから、この場合、引抜
耐力（Ｐ＋＋＋）は、取付孔直径（Ｄ）には無関係とな
り、主として取付孔有効深さ（Ｌｏ）依存の関数に従う
こととなる。上記の事柄は、樹脂固着のアンカーに係わ
る取付孔直径（Ｄ）の負の寸法効果として説明されると
ころである。

結局のところ、以上の研究結果によれば、負の寸法効果
に基づくアンカーサイズの増大に伴う摩擦力の低下を防
ぐのには、追加的に圧縮応力を生む別の新たな機構を導
入することで、負の寸法効果による摩擦力の減少分を補
償してやればよいことが分る。かかる補償のための機構
として、この発明は２反応性樹脂から成る固着剤を、荷
重の増大に応じて相当量、変形させて、アンカー表面の
度山部（例えば、鉄筋の節、ボルトのねじ山等）により
、アンカー軸に直角な方向に変形（流れ）を逸らせて追
加的な圧縮応力を生せしめるものであるが、この場合、
反応性樹脂からなる主剤中に混入する骨材を、熱硬化性
樹脂の硬化物そのもので構成することにより、前記問題
点を解決せんとするものである。

く作　用〉 この発明の構成は、骨材を熱硬化性樹脂硬化物そのもの
としたことで、骨材が無機物である従来の場合に比べて
、主剤が硬化して基盤の取付孔中にアンカーを固着した
ときの固着剤の剛性、即ち、骨材を含む樹脂硬化物全体
の剛性が適度に低下し、アンカーにかかる荷重の増大に
伴って該樹脂硬化物に相当量の変形（流れ）が生じ、こ
の変形がアンカー表面の度山部に当って局所的に阻止さ
れることになり、その変形がアンカー軸に直角な方向に
逸れて、そこに負の寸法効果の補償に必要な追加的な圧
縮応力が生じるように作用するものである。

〈実施例〉 次に、この発明の実施例を第３図以下の図面に基づいて
説明すれば以下の通りである。

第３図において、主剤６は不飽和ポリエステル樹脂など
の熱硬化性樹脂から成り、カプセル容器７内に封入され
ており、該主剤６中には、別の小カプセル容器９内に収
容された硬化剤８が充填されている。又、容器７内には
、骨材ｌＯが主剤６と混合状態で充填されており、該骨
材１０は、主剤６と同程度の剛性をもつ樹脂１例えば、
不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリルレート樹脂
などの熱硬化性樹脂の硬化物から成るものである。

なお、長期間の保存が必要とされる場合には、熱硬化性
樹脂硬化物から成る骨材ｌＧとして、主剤６中に含まれ
る有機溶媒に対する耐性が十分に高いものを選定するか
、あるいは、第４図に示すように、カプセル容器７を二
重構造として、内容器１１内に骨材１０を封入して主剤
６と隔離すればよく、この場合には、内容器１１内には
、硬化剤８（通常的には粉体）を骨材ｌＯとともに封入
してもよい。

使用に際しては、上記のカプセル容器７を基盤ｌの取付
孔２内に挿入し、アンカー４をハンマードリル等によっ
て回転と衝撃を与えながら取付孔２内に押し込むと、前
記固着剤カプセル容器７が砕けるとともに、第３図の実
施例にあっては、硬化剤カプセル容器９が砕け、第４図
の実施例にあっては、内容器１１が砕けて、硬化剤８と
主剤６とが攪拌、混合され、主剤樹脂が硬化して固着剤
３となり、アンカー４が固着されるものである。

しかして、第５図に示すように、基盤ｌに固着されたア
ンカー４に引抜荷重Ｐが作用すると、樹脂硬化物を骨材
とすることで、従前の天然石や人工石を骨材とするもの
に比べて、その剛性が低下している固着剤３には、相当
量の変形（流れ）を生ずるようになるが、かかる変形は
、アンカー４の表面に膨出れた膨出部４ａによって局所
的に阻止されて、矢印ａで示すように、アンカー軸に直
角の方向に逸れ、その逸れた方向に向う変形のベクトル
成分が、基盤ｌに対して矢印すで示す作用線方向の圧縮
応力として、従前の固着剤３由来で基盤２に向う圧縮応
力に重畳して作用するものである。

なお１図中、Ｘで示した部分は、すべり面に大きい圧縮
応力が働く結果、大きい摩擦力の生ずるところである故
、有効面積とも呼べるところであるが、圧縮応力作用線
すで示されるように、すべり面をある程度離れたところ
では、基盤１中の圧縮応力場は近似的に−様なものとな
る。

ところで１本願発明の構成は、上記のように。

骨材を含む樹脂硬化物全体から成る固着剤′３の剛性を
低下させて相当量の変形を生じさせることによって、新
たに圧縮応力を追加的に発生させるものであるが、基盤
であるコンクリートには、圧縮極限点が存在し、所定の
圧縮応力に至ると飽和状態になり、それ以上圧縮力が増
加することはない、この状態が、第２図のグラフ中で曲
線（近似直線）（Ｂ）で示されており、圧縮応力σｄは
取付孔の直径（Ｄ）にかかわらず略一定となる。

即ち、ｔｙ　ｄ　　＝　ｃｏｎｓｔ　　で表わされ、従
って、τ＝　σｄ　Ｘ　ｐ＋＝ｃｏｎｓｔとなる。

く効　果〉 上記のように、この発明によれば、熱硬化性樹脂を含む
主剤と、硬化剤と、骨材とから成るアンカー固定用固着
材において、前記骨材を熱硬化性樹脂の硬化物で構成し
たことにより、アンカー固定時の固着剤の硬化物がすべ
て樹脂硬化物で構成されるので、従来骨材として無機物
を用いていた場合に比べて固着剤の剛性が低下する。し
たがって、アンカーに引抜荷重が作用した場合に、固着
剤に変形（流れ）を生じて、これがアンカーの膨出部に
当ってアンカー軸と直角方向に逸れて、すべり面に対し
て、追加的に大きな圧縮応力を発生させるので、従来、
アンカーサイズの増大に伴って生じた負の寸法効果を十
分に補償することができて、その結果、引抜耐力は取付
孔の側壁断面積の関数に従うという従来の認識を真に実
現することができるという優れた効果を奏するものであ
る。

第１図は従来技術によるアンカー固定構造、第２図は圧
縮応力〜取付孔直径の関係を表わすグラフ、第３図はこ
の発明の実施例を示す断面図、第４図は他の実施例の断
面図、第５図は作用説明図である。

１　、、、、基＠　　　　　　　２　、、、、取付孔３
　、、、、固着剤（樹脂硬化物） ４、、、、アンカー　　　　５　、、、、すべり面６　
、、、、主剤　　　　　　８　、、、、硬化剤１０、、
、、骨材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　反応性熱硬化性樹脂からなる主剤と、該主剤とは隔離
   されて充填された硬化剤と、骨材とから成るアンカー固
   定用固着材において、前記骨材が熱硬化性樹脂硬化物で
   あることを特徴とするアンカー固定用固着材。