JPS5856594B2 - 不燃耐熱性の、アンカ−ボルトを孔内に固着するための固着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアンカーボルトを孔内に固着するための固着剤
（以下アンカーボルトの固着剤と称す）に関する。

更に詳細には水溶性アルカリ金属ケイ酸塩水溶液をバイ
ンダーとするアンカーボルトの固着剤に関する。

アンカーボルト等をコンクリートＡＬＣ（気泡性軽量コ
ンクリート）、レンガ、岩盤等の母材に打ち込み、固定
する方法は種々公知である。

従来、メタルアンカーと称される物理的な力で固定する
方法が主に採用されていた。

しかしこの方法によれば固定が不充分であり、耐震性に
弱く、コンクリート等の母材の端の部分には施行できな
い等の欠点がある。

又、プラスチック成型材料（熱可塑性樹脂）によるアン
カーもあるが、これは耐熱性がなく強度も弱い欠点があ
る。

そのため近年はレジンモノマーをバインダーとし、重合
開始剤を硬化剤とし、この両者が分離されて一つの容器
内に収められたケミカルアンカー等の商品名で知られる
固着剤を用いて化学的および物理的に固定する方法も採
用されている。

（実公昭４７−２２４９号公報、同５２−１７６６８号
公報等）。

この方法は穿孔内にケミカルアンカーレジンカプセルを
挿入し、回転するアンカーボルトを打込むことにより、
容器を破砕し、レジンと硬化剤を反応させ、短時間の内
にアンカーボルトを固着してしまう方法である。

この方法によれば、耐震性に優れ、強度もボルトが破断
する程の優れた性能を持っている。

しかしポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂
等の熱硬化性レジンをバインダーとしている為耐熱性が
劣るという欠点を有しており、高層建築、炉、煙突等、
不燃性が要求される場所での使用が制限されるという不
都合を有している。

本発明の目的は引き抜き強度、耐震性等の基本物性をケ
ミカルアンカーレジンカプセルより低下させることなく
、不燃耐熱性を有する、アンカーボルトを孔内に固着す
るための固着剤を提供するにある。

すなわち、本発明は無機質バインダー、硬化剤及び骨材
から成り、かつ前記骨材は前記無機質バインダー及び硬
化剤のいずれか一方または両者に含有せしめられ、かつ
前記無機質バインダー及び硬化剤は容器により隔離され
た状態で収容されたアンカーボルトを孔内に固着するた
めの固着剤であって、無機質バインダーとして粘度が１
００〜１００００ ｃｐ である水溶性アルカリ金属ケ
イ酸塩水溶及び硬化剤としてアルカリ金属ケイ酸塩と反
応し、固体状反応物を生せしめる無機化合物を用い、か
つ各成分の割合が、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液１００
重量部に対して、硬化剤１０〜８０重量部および骨材１
００〜３００重量部である、不燃耐熱性の、アンカーボ
ルトを孔内に固着するための固着剤を提供するにある。

本発明のアンカーボルト固着剤において水溶性アルカリ
金属ケイ酸塩水溶液はバインダーとして使用されるもの
である。

このような水溶性アルカリ金属ケイ酸塩としては、一般
式 Ｍ２Ｏ−ｍ５ｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（式中Ｍはアルカリ金属
、ｍは１〜７、好ましくは１．５〜４、ｎはＯまたは正
数を示す）で示される水溶性のアルカリ金属ケイ酸塩ま
たはこれらの変性物を挙げることができる。

具体的なものとしては、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリ
ウム、ケイ酸リチウム、前記水溶性アルカリ金属ケイ酸
塩化合物に、酸化亜鉛、水酸化亜鉛、ケイ酸アルミニウ
ム、フッ化カルシウム、ケイフッ化亜鉛、ホウ砂等の化
合物を反応、溶解させて耐水性を改良した変性ケイ酸塩
、またはこれらの混合物を挙げることができる。

特に接着力、経済性からケイ酸ナトリウムが好適である
。

本発明のアンカーボルトの固着剤において、硬化剤は水
溶性アルカリ金属ケイ酸塩化合物と反応し、固体状反応
物を生ぜしめ、それによりアンカーボルトを固定するた
めに用いられる。

硬化剤としては、一般にアンカーボルト打ち込み後、数
十秒〜数十分でアンカーボルトをほぼ固定でき、数十分
〜数時間で高強度を発現させる無機化合物が使用される
。

このような無機化合物としては、金属ケイ弗化物、金属
硼弗化物、多価金属酸化物、多価金属水酸物、多価金属
リン酸塩、多価金属硼酸塩、多価金属硫酸塩、多価金属
アルミン酸塩、多価金属ケイ酸塩、多価金属ケイ弗化物
、多価金属硼弗化物等の単独又は混合物又は混合焼成物
等が挙げられる。

多価金属としては、例えば、アルミニウム、カルシウム
、マグネシウム、亜鉛、鉄、ジルコニウムが好ましく用
いられる。

強度、硬化速度等の点から好適な硬化剤としては、３Ｃ
ａＯ−５ｉ０２．２ＣａＯ−８ｉＯ２等の無水ケイ酸カ
ルシウム、３ＣａＯ−Ａ１２０３．４ＣａＯ−Ａ１□０
３、Ｆｅ２Ｏ３等のアルミン酸カルシウムおよびポルト
ランドセメント、早強セメント、混合セメント、高炉セ
メント等のセメント類のカルシウム含有水硬性化合物が
挙げられる。

反応後の固着剤からアルカリ成分の溶出を防止するため
には、硬化剤として、多価金属の酸性塩、例えばアルミ
ニウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、鉄、ジルコ
ニウムのリン酸塩、縮合リン酸塩等を用いることが奨め
られる。

従ってより好ましくは、硬化剤として、前記カルシウム
含有水硬性化合物と、前記リン酸塩、縮合リン酸塩等と
の併用系が用いられる。

本発明のアンカーボルトの固着剤において、骨材はバイ
ンダーおよびまたは硬化剤と混合され、接着層すなわち
固体状反応物に機械的強度を付与するものであり、重要
な成分である。

この様な骨材としては、水溶性アルカリ金属ケイ酸塩と
実質的に反応しない物、例えば、シリカ質、アルミナ質
の耐火物粒子が一般的に使用される。

より具体的には、石粉、無機質材料粉末、ケイ砂、砕石
、砂、玉石、陶磁器破砕物等が挙げられる。

骨材粒子の大きさは特に制限はないが通常カプセルの大
きさにより又、作業性、性能等により任意に選ばれて決
定される。

本発明のアンカーボルトの固着剤において、各成分の割
合は硬化剤の活性程度、望まれる作業性等により任意に
選ばれる。

通常は水溶性アルカリ金属ケイ酸塩水浴液１００重量部
当り、硬化剤粉末１０〜８０重量部及び骨材１００〜３
００重量部とされる。

硬化剤量が１０重量部未満となると固化が不充分となり
、８０重量部以上となると、固化が速すぎる為作業性が
悪くなり、また骨材量が１００重量部未満となると所定
の強度が得られ難くなり、一方３００重量部以上となる
と、バインダー成分が少なくなる為、所定の接着力が得
られ難くなる傾向にある。

なお、カプセル材料がガラス等の場合には、ガラスも骨
材として計算される。

以下、本発明のアンカーボルトの固着剤の使用形態につ
き説明する。

アンカーボルト固着剤はバインダーと硬化剤が分離して
カプセル中に収納されることが必要であるが、骨材はど
ちらか一方と混合されても、また両者と混合されても良
い。

般にはバインダーと混合される。

バインダーは水溶液の状態で容器内に収納されるので容
器への注入作業性および現場施行時の作業状況等により
粘度を調節する。

バインダーの粘度が低くなると、アンカーボルト打ち込
み時に容器破損と同時にバインダーが流れてしまい、粉
体である硬化剤との混合が不均一となったり、また天井
等に打ち込む場合には、バインダーが流れ出し充分な接
着力が得られなくなったり、一方粘度が高すぎる場合に
は製造時の容器への注入が困難になったり、接着作業時
に硬化剤粉体と均一に混合しない。

更には固化時間が速くなり過ぎる為、作業性が悪くなる
等の不都合を生じるようになり好ましくない。

このような覗点から一般的にはバインダーの粘度は１０
０〜１００００ｃｐ１特に１０００〜５０００ｅｐ の
範囲にある物が好ましく用いられる。

粘度の調整はアルカリ金属ケイ酸塩化合物の濃度調整、
８１０２７Ｍ２０のモル比の調整、他の化合物との反応
による変性、増粘剤添加等任意の方法で行うことが出来
る。

容器の型、材質、バインダーと硬化剤の分離方法は目的
に合うものなら、公知の方法いずれも使用出来るが、通
常は硬化剤粉末を内管内に充填し、外管と内管の間にバ
インダーおよび骨材粒子を充填したカプセルとされる。

勿論外管と内管充填物は逆であってもよい。

また硬化剤とバインダー＋骨材を別の管内に充填したも
のをセットとして用いてもよい。

容器の材質はアンカーボルト打込み時に容器も破砕され
、充填材としての役割をはたすことを考えればガラス管
又は陶磁器等が最適である。

カプセル化されたアンカーボルトの固着剤の使用に当っ
ては、まず所望の地点にアンカーボルト固着用カプセル
の外径よりも若干大きめの穴を開け、この中に該固着用
カプセルを挿入し、この中にハンマードリル等に取り付
けたアンカーボルトを打ち込む。

この操作により、ガラス管等が破損され、バインダーと
硬化剤が混合され反応が起り固化する。

通常固化するまでの時間が数分〜数十分のものが作業性
の点から好ましく、この固化時間の調整はバインダーの
濃度、５ｉ０２／Ｍ２０のモル比、バインダーと硬化剤
の混合比率、硬化剤の活性等により調整することができ
る。

以上詳述したように、本発明のアンカーボルトの固着剤
は完全無機質であるために従来の有機質であるレジンを
バインダーとする固着剤では不可能であった不燃性、耐
熱性が付与されるという顕著な効果を有している。

以下に実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、
本発明はこれらによって制限されるものではない。

また、本発明のアンカーボルトの固着剤は従来のレジン
をバインダーとする固着剤と同等の引き抜き強度を有す
るものであり、その工業的価値は極めて犬なるものであ
る。

実施例 １ 外径１６ｍ扉φ、長さ１１０ｍ７ＩＬの一方をシールし
たバインダー用ガラス管と、この中に入るやはり一方を
シールした硬化剤用ガラス管（外径９ｍｍφ、長さ１０
５ｍｍ）を用意した。

第１表に示す組成表における硬化剤成分を硬化剤用ガラ
ス管に入れシールした後、バインダー用ガラス管に挿入
し、バインダー用外管と硬化剤用内管の間に第１表の組
成表におけるバインダー及び骨材を入れた後、プラスチ
ック製キャップにより封をし、アンカーボルト固着剤カ
プセルを作成した。

次にコンクリートブロックに１９７１Ｌ７ＩＬφＸ １
３０ｍｍの孔をあげ、この中に上記アンカーボルト固着
剤カプセルを挿入した後、１６ｍｒＩＬφＸ３００ｍｍ
のネジ切をしたボルトをハンマードリルにより打ち込み
、所定時間経過した後に固着されたボルトの引き抜き強
度を測定し、その結果を第１表に示した。

第１表から本発明のアンカーボルトの固着剤は完全に無
機質でありながら従来実用されているレジン系のカプセ
ルと同程度の引き抜き強度を発現できることが明らかで
あり、更には不燃耐火性であるという利点を有している
。

実施例 ２ 第１表実験番号２の組成物において、バインダーおよび
骨材を外径１６ｍ７ＩＬφ、長さ１１０ｍｍの外管に硬
化剤を外径９關φ、長さ１０５ｍｍの内管に入れ、ケミ
カルアンカー固着剤カプセルを作成した。

このカプセルを一方をシールした内径１９關φ、長さ１
４０７／ＬｒＩＬの鉄パイプ中に挿入した後、コンクリ
ートブロックを母材とする場合と同様な操作により、１
６關φＸ３００ｍｍのネジ切りをしたボルトをノ・ンマ
ードリルを使用して打ち込んだ。

１日経過後、ボルトの固着された鉄ノ〈イブを６００°
Ｃで６０分加熱した時、加熱状態での引き抜き強度は７
ｔであった。

一方間形状を持つポリエステルをバインダーとするレジ
ンカプセルによる場合は、６００’ｃによる加熱で黒煙
を発生し、かつ、引き抜き強度は得られなかった。

実施例２より、本発明のアンカーボルトの固着剤は優れ
た耐火性を有することが明らかであり、不燃、無煙であ
るという利点を有して℃・る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無機質バインダー、硬化剤及び骨材から成り、かつ
   前記骨材は、前記無機質バインダー及び硬化剤のいずれ
   か一方又は両者に含有せしめられ、かつ前記無機質バイ
   ンダー及び硬化剤は容器により隔離された状態で収容さ
   れたアンカーボルトを孔内に固着するための固着剤であ
   って、無機質バインダーとして粘度が１００〜１０００
   ０ ｃｐ であるアルカリ金属ケイ酸塩水溶液及び硬化
   剤としてアルカリ金属ケイ酸塩と反応し固体状反応物を
   生せしめる無機化合物を用い、かつアンカーボルト固着
   用組成物を構成する各成分の割合が、アルカリ金属ケイ
   酸塩水溶液１００重量部に対して、硬化剤１０〜８０重
   量部および骨材１００〜３００重量部であることを特徴
   とする不燃耐熱性のアンカーボルトを孔内に固着するた
   めの固着剤。 ２ 硬化剤がカルシウムを含む水硬性化合物であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアンカーボル
   トの固着剤。 ３ 硬化剤がカルシウムを含む水硬性化合物および多価
   金属の酸性塩の混合物であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項または第２項記載のアンカーボルトの固着
   剤。