構造用エポキシにおけるTgの意味
エポキシのガラス転移温度（Tg）は、硬化した樹脂が剛直なガラス状態から柔らかいゴム状態に変化する温度範囲です。Tg以下ではポリマーネットワークは剛性があり荷重を支えますが、Tg以上では弾性率が急激に低下し、クリープが加速し、接着剤は炭素繊維と基材間で力を確実に伝達できなくなります。したがって、外部接着CFRPシステムでは、接着剤のTgが補強が耐えられる使用温度の上限を設定します。Tgを確認せずに構造用エポキシを指定することは、CFRPプロジェクトで最も一般的でありながら最も重大な見落としの一つです。
TgがCFRP性能を支配する理由
ウェットレイアップCFRPラップでは、含浸エポキシは3つの役割を果たします：ファブリックを含浸し、複合材をコンクリートに接着し、繊維と基材間のせん断を伝達します。これらすべては樹脂が剛性を保つことに依存します。樹脂温度がTgに近づくと、その貯蔵弾性率は一桁低下し、接着強度が低下し、繊維の有効ひずみはACI 440.2Rの設計値を大幅に下回ります。結果として、静かな耐力低下が発生し、高温日の荷重イベントまで気付かれないことがよくあります。Tgはマーケティング上の数値ではなく、設計が近づいてはいけない温度の崖です。
コード要件とTgマージン
ACI 440.2Rは、補強部材の最大持続使用温度が接着剤のTgよりも安全なマージンだけ低いことを要求しています。広く採用されている慣行は15℃のマージンです：設計使用温度はTgマイナス15℃を超えてはなりません。ICC-ESの認定基準とGB 50367も同様の立場をとり、接着剤のTgをDMA（ASTM E1640 / ISO 6721）で報告し、設計温度を規定量上回ることを要求しています。ほとんどの建物内部やシェルターされた外部部材では、少なくとも60℃のTgがあれば、典型的な45℃のピーク表面温度に対してこのルールを満たします。
FSE 322含浸接着剤：Tgは最低60℃
FidStrong FSE 322は、FSC炭素繊維ファブリックのウェットレイアップに使用される含浸構造用エポキシです。現場施工のウェットレイアップ用に配合され、標準条件（23℃で7日間、または同等）で硬化した場合のTgは最低60℃です。これにより、設計表面温度が45℃未満のほとんどの建物や橋梁の補強用途に適しています。低温硬化や迅速なスケジュールの場合は、現場硬化サンプルでDMAにより実際のTgを確認してください。Tgは実際の硬化温度と時間に敏感であり、23℃/7日で最低60℃のTg定格の樹脂でも、10℃で硬化するとより低いTgになります。
使用温度による適切な接着剤の選定
| 設計表面温度 | 必要Tg（最低） | 推奨システム |
|---|---|---|
| 40℃まで（内部、日陰） | 55℃ | FSE 322 + FSE 302 エポキシプライマー |
| 45℃まで（外部シェルター） | 60℃ | FSE 322（標準硬化） |
| 55℃まで（直射日光、暗色表面） | 70℃ | FSE 322（後硬化、または高Tgバリアント） |
| 55℃超（産業高温ゾーン） | 解析による | FidStrongに相談；機械的保護を検討 |
プレート接着の場合、FSE 362 プレート接着剤には独自のTg定格があります。高温環境に指定する前に、同じマージンルールを満たしていることを確認してください。
現場でのTg確認
技術データシートに記載されたTgは特定の硬化スケジュールを反映しています。現場条件が正確に一致することはほとんどありません。重要または高温環境のプロジェクトでは、実際の混合バッチからビームサンプルを採取し、作業と並行して硬化させ、DMAまたはDSCで試験してください。40～50℃で24～48時間の後硬化により、FSE 322の実際のTgを最大限に引き上げることができ、設計温度がTg限界に近い場合には良い慣行です。Tg結果とともに硬化履歴を常に記録してください。
よくある質問
Tg以上の温度でエポキシを使用できますか？
荷重伝達には使用できません。Tg以上では接着とせん断伝達が急速に低下します。ピーク使用温度がTgマイナス15℃を超える場合は、より高いTgの接着剤を選択するか、熱保護を追加するか、システムを大幅に格下げしてください。
速い硬化はTgを低下させますか？
はい。Tgは硬化度に依存します。低温での速い硬化はネットワークを未硬化のままにし、TgがTDS値よりも低くなります。実際の現場スケジュールで硬化したサンプルで常にTgを確認してください。
火災にさらされる構造にはどのTgが必要ですか？
エポキシのTgだけではCFRPを火災から保護できません。耐火定格部材には、規定の耐火時間に合わせた防火被覆と組み合わせて、コード準拠の接着剤を使用し、火災時にはCFRPは無効と想定してください。