JP2002250136A

JP2002250136A - 補強パネル

Info

Publication number: JP2002250136A
Application number: JP2001050854A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Sakamoto; 坂本全布
Original assignee: CIVIL RENEWALE KK
Current assignee: CIVIL RENEWALE KK
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】強固に一体化できる補強パネルを提供するこ
と。【解決手段】本体構造物７の補強に用いる補強パネル
１であって、繊維シート４と、強化板３と、接着剤２と、か
らなり、前記繊維シートと前記強化板の間に粒状物６を
介在させたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートなど
で構築した構造物の補強に用いる補強パネルに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】コンクリート構造物は、種々の材料的・
構造的な要因により経年劣化が生じ、ひび割れが発生し
て内部の鉄筋が腐食したり、断面欠損などを生じて構造
耐力が低下したりするため、必要に応じて補強する必要
がある。従来、既設コンクリート構造物（以下、「既設
コンクリート」という）の補強方法としては、鋼板巻き
工法、炭素繊維シート巻き工法、コンクリート増し厚工
法などが実施されており、それぞれ以下のような方法で
ある。

【０００３】鋼板巻き工法とは、既設コンクリートの外
側に、厚さ６ｍｍ〜１５ｍｍの鋼板を設置し、既設コン
クリートと鋼板の間隙（１０ｍｍ〜８０ｍｍ）にセメン
ト系高強度無収縮モルタル（以下、「高強度無収縮モル
タル」という）を充填し一体化する工法である。また、
炭素繊維シート巻き工法とは、既設コンクリートの表面
を削り取り、平滑に形成してから、炭素繊維シートをエ
ポキシ樹脂で貼り付ける工法である。そして、コンクリ
ート増し厚工法とは、既設コンクリートの表面を削り取
り、平滑に形成してから、既設コンクリート表面に型枠
を設置し、既設コンクリートと型枠の間隙（１５ｃｍ〜
３０ｃｍ）に鉄筋を配置した後に、コンクリートを打設
し一体化する工法である。

【０００４】さらに、上記した鋼板や炭素繊維シートの
替わりに所望の構造耐力を確保できる複合構造の補強パ
ネルが使用できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記した複合構造の補
強パネルを使用するにあたっては、次のような問題点が
ある。＜イ＞複数の材料を繋ぎ合わせて使用するため、補強パ
ネルが強固に一体になっていないと、構造物の補強材と
して使用しても充分に補強効果を得ることができない。＜ロ＞補強する構造物と補強パネルとを確実に結合しな
ければ、補強パネルの効果を得ることができない。＜ハ＞加工が困難な補強パネルでは、トンネルの覆工な
ど曲面を有する部分の補強に使用することができない。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記したような従来の問題を解
決するためになされたもので、強固に一体化した補強パ
ネルを提供することを目的とする。また、補強する構造
物との結合力が高い補強パネルを提供することを目的と
する。さらに、作業が簡単で、短時間で設置可能な補強パ
ネルを提供することを目的とする。本発明は、これらの
目的の少なくとも一つを達成するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の補強パネルは、本体構造物の補強
に用いる補強パネルであって、繊維シートと、強化板と、
接着剤と、からなり、前記繊維シートと前記強化板の間に
粒状物を介在させたことを特徴とするものである。ここ
で、強化板としてはフレキシブルボード、ステンレス材、
鋼材、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）、繊維補強コンク
リート、高強度コンクリート等をなどが使用できる。ま
た、繊維シートとしては炭素繊維シート、アラミド繊維
シート、ポリエチレン繊維シート、ポリプロピレン繊維
シート、ガラス繊維シート、ビニロン繊維シート等が使
用できる。接着剤としてはエポキシ樹脂等が使用でき
る。そして、粒状物には珪砂を使用することができ、特に
６号珪砂が好ましい。

【０００８】また、本発明の補強パネルは、本体構造物
の補強に用いる補強パネルであって、繊維シートと、２枚
の強化板と、接着剤と、からなり、２枚の強化板の間に前
記繊維シートを配置し、前記繊維シートと前記強化板の
間に粒状物を介在させ、前記強化板の一方の表面に補強
パネルから突出するずれ止め材を取り付けたことを特徴
とするものである。ここで、ずれ止め材には、公知のジベ
ル、スタッドジベル、スパイラル鉄筋、みぞ形鋼等が使用
できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら本発明の
実施の形態について説明する。

【００１０】＜イ＞補強パネル補強パネル１は、強化板３と繊維シート４と接着剤２と
粒状物６とで構成する。必要に応じて繊維シート４を２
枚の強化板３で挟んで形成してもよい。そして、強化板
３と繊維シート４の間には粒状物６を介在させる。この
ため、強化板３と繊維シート４の間には、粒状物６と接着
剤２が配置される。

【００１１】＜ロ＞強化板強化板３は、繊維シート４を保護し、補強パネル１の剛性
を上げるために使用する板材である。強化板３を１枚の
み使用する場合は、本体構造物７とは反対側に配置され
るように使用する（図３参照）。強化板３には、フレキ
シブルボード、ステンレス材、鋼材、繊維強化プラスチッ
ク（ＦＲＰ）、繊維補強コンクリート、高強度コンクリー
ト等をなどが使用できる。

【００１２】フレキシブルボードは、セメント、有機繊
維（パルプ）を主成分としており、それらを混練した
後、ロール状に成形し、脱水プレスしたものである。こ
の高強度のフレキシブルボードは、周知の製品を使用す
ることができ、入手が容易なものは、厚さ３ｍｍ〜６ｍ
ｍの規格の製品である。フレキシブルボードは、工場に
おいて容易に製造可能であり製品の品質が安定してお
り、曲げ強度が３０（Ｎ／ｍｍ^２）以上と大きく、表面
にひび割れが発生しない、不燃性を有するなどの耐久性
からみた利点がある。さらに、曲げ加工等が容易にで
き、補強すべき既設コンクリート構造物の形状に応じ
て、所望の形状に成形が可能であること、比重が１．６
〜１．８と軽いため作業性や運搬が容易であることなど
の施工性からみた利点もある。

【００１３】なお、補強パネル１に使用する２枚の強化
板３ａ、３ｂには、それぞれに異なる材料を使用すること
もできる。

【００１４】＜ハ＞繊維シート繊維シート４は、補強パネル１の強度を上げるために配
置するシート状の材料である。繊維シート４は、公知の
単一配向シート、単一配向シートを合板のように交互に
積層したもの、クロス状のもの等を使用することができ
る。繊維シート４には、接着剤２を含浸させるため、少な
くとも接着剤２が浸透するような材質又は織り方である
必要がある。ここで、含浸とは、多孔性物体（繊維シート
４）の改質のために空隙中に液状物質（接着剤２）を侵
入させることをいう。接着剤２の含浸は、補強パネル１
を製造する前に予め行っておいても、製造中に行っても
よい。繊維シート４には、例えば炭素繊維シート、アラミ
ド繊維シート、ポリエチレン繊維シート、ポリプロピレ
ン繊維シート、ガラス繊維シート、ビニロン繊維シート
等が使用できる。

【００１５】ここで炭素繊維シートは、比重が１．７〜
１．８と軽量であり、錆びない特性を有するとともに、
繊維方向では、鉄筋の約５倍〜６倍である５０００〜６
０００（Ｎ／ｍｍ^２）という大きな引張強度を有してい
る。そのため、高強度の強化板（３ａ、３ｂ）の間に、
炭素繊維シートを配置することにより、薄膜で鉄筋コン
クリートと同等以上の構造耐力を得ることができる。

【００１６】＜ニ＞粒状物粒状物６は、繊維シート４と強化板３、繊維シート４と
結合材８との付着力を高めるために配置するものであ
る。粒状物６には、珪砂などを使用することができる。
特に、６号珪砂が好ましい。付着強度の試験結果につい
ては後述する。

【００１７】＜ホ＞接着剤接着剤２は、強化板３と繊維シート４とを強固に接合し
て、一体成形できる材料であればどのような種類のもの
を用いてもよいが、接着強度や作業性の点から、エポキ
シ樹脂が好ましい。なお、その他の接着剤２としては、
酢酸ビニル樹脂系、ＥＶＡ系（エチレン酢酸ビニル共重
合樹脂系）、アクリル樹脂系等の樹脂系接着剤や、クロ
ロプレンゴム系、スチレン・ブタジエンゴム系等のゴム
系接着剤や、セメント系、石膏系等の水・気硬性接着剤
を用いることも可能である。

【００１８】＜ヘ＞ずれ止め材ずれ止め材９は補強パネル１の片面から突出するように
設ける（図２参照）。ずれ止め材９には、公知のジベル、
スタッドジベル、スパイラル鉄筋、みぞ形鋼等が使用でき
る。補強パネル１にずれ止め材９を取り付けることで、
補強パネル１と本体構造物７を強固に一体化することが
できる。また、ずれ止め材９は、補強パネル１と本体構造
物７の間に鉄筋を配置する場合のスペーサ、鋼材などに
補強パネル１を取り付ける場合の接続材として使用する
こともできる。例えば、本体構造物７が鋼構造物の場合、
鋼構造物の表面にずれ止め材９を溶接することによって
補強パネル１を取り付けることができる。この結果、鋼
構造物の補強及び防食をおこなうことができる。

【００１９】＜ト＞接合材接合材８は、本体構造物７と補強パネル１の間に介在さ
せて両者を一体化する材料である。ここで、接合材８に
は、高強度無収縮モルタル、エポキシ樹脂、ＥＶＡ系、
高分子樹脂系、酢酸ビニル樹脂系、ゴムラテックス系、
アクリルエマルジョン系、再生ゴム系、シリコーン系な
どの接合材を用いることが可能である。

【００２０】

【実施例】以下図面を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明する。

【００２１】＜イ＞補強パネルの設置水上の桟橋、橋梁、トンネルの覆工、天井など、本体構造物
７が劣化及び腐食しやすい環境にありながら、作業環境
が悪い場所での施工に、本発明の効果が顕著に表れる。
まず、本体構造物７の表面に補強パネル１を設置する。
補強パネル１の設置方法には、所定の大きさの補強パネ
ル１を本体構造物７の表面に必要な数だけ順次並べてい
く方法、複数のパネルを本体構造物の形状に合わせて接
合した後に本体構造物７の表面に設置する方法がある。
また、本体構造物７を新設する場合は補強パネル１を型
枠として使用する。

【００２２】＜ロ＞ずれ止め材を使用する場合（図２参
照）補強パネル１は、２枚の強化板（３ａ、３ｂ）の間に繊維
シート４を配置して接着剤２で一体化して形成する。こ
こで、繊維シート４と強化板３の間には粒状物６を散布
する。補強パネル１を本体構造物７に設置する場合に本
体構造物側となる面には、ずれ止め材９を取り付ける。
補強パネル１と本体構造物７の間には接合材８を充填し
て両者を一体化する。なお、ずれ止め材９が鋼材の場合、
本体構造物の鉄筋７１に溶接することによって補強パネ
ル１を取り付けることもできる。

【００２３】図４にずれ止め材９を取り付けた補強パネ
ル１を既設コンクリート７ａに取り付けた場合の引張り
試験の説明図を示す。ここでは、ずれ止め材９にスタッ
ドジベルを使用し、接合材８に高強度無収縮モルタルを
使用して試験をおこなった。なお、この試験は建設省の
土木研究所の直接引張り試験法によるものである。試験
結果は、ずれ止め材を取り付けないパネルの付着強度は
１．６（Ｎ／ｍｍ ^２）、本発明のずれ止め材９を取り付
けた補強パネル１の付着強度は２．８（Ｎ／ｍｍ^２）で
あった。この結果、本発明の補強パネル１の方が明らか
に本体構造物へ強固に取り付けることができるといえ
る。

【００２４】＜ハ＞本体構造物の表面が曲面の場合（図
３参照）トンネルの覆工など本体構造物７の表面が曲面の場合
は、加工しやすい補強パネル１を使用するのが好まし
い。例えば、強化板３の上に接着剤２を塗布し、粒状物６
を散布し、繊維シート４（接着剤２を含浸させたもの又
は未含浸のもの）を設置し、その上からさらに粒状物６
を散布して形成した補強パネル１ａを使用する。この補
強パネル１ａは、強化板３を片側にしか使用しないた
め、２枚の強化板（３ａ、３ｂ）を使用するものに比べ
て曲面に加工しやすい。

【００２５】以下に繊維シート４の表面に粒状物６を散
布した場合と、散布しない場合との付着強度試験結果に
ついて説明する。

【００２６】

【表１】

【００２７】ここで、試験に使用した珪砂の粒度を下表
に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】上記の結果から、６号珪砂を散布した場合
が最も付着強度が強くなることがわかる。これは、粒状
物６の粒径が小さすぎると付着に対する高さが不足し、
粒径が大きすぎると繊維シート４に付着せずに剥がれ落
ちるためだと考えられる。なお、粒状物６の物理的性質
及び化学組成は、それほど付着強度に影響を与えること
がない。

【００３０】図５に、補強パネル１の曲げ試験結果を示
す。図５の実線Ａは繊維シート４に炭素繊維シートを使
用した場合の変位〜荷重曲線、一点鎖線Ｂは繊維シート
４にポリエチレン繊維シート又はポリプロピレン繊維シ
ートを使用した場合の変位〜荷重曲線、破線Ｃは繊維シ
ートを使用しない場合の変位〜荷重曲線である。

【００３１】

【発明の効果】本発明の補強パネルは以上説明したよう
になるから次のような効果を得ることができる。＜イ＞繊維シートに粒状物を散布する。このため、粒状
物と強化材の付着力が大きくなり、強固に一体化した補
強パネルとすることができる。＜ロ＞繊維シートが接合材と接する場合は、その間にも
粒状物を散布する。このため、補強する構造物と補強パ
ネルの結合力を高めることができる。＜ハ＞補強パネルの片面にずれ止め材を設置した場合、
補強する構造物と補強パネルとを強固に一体化できる。＜ニ＞ずれ止め材は、鉄筋のスペーサや接続材としての
役割も果たすことができる。このため、作業が簡単で、短
時間で補強パネルを設置することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の補強パネルの実施例の斜視図。

【図２】ずれ止め材を取り付けた補強パネルを設置した
場合の断面図。

【図３】曲面に補強パネルを設置した場合の断面図。

【図４】補強パネルの引張り試験の説明図。

【図５】補強パネルの曲げ試験結果の変位〜荷重曲線
図。

【符号の説明】

１・・・補強パネル２・・・接着剤３ａ・・強化板３ｂ・・強化板４・・・繊維シート６・・・粒状物７・・・本体構造物９・・・ずれ止め材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本体構造物の補強に用いる補強パネルであ
って、繊維シートと、強化板と、接着剤と、からなり、前記
繊維シートと前記強化板の間に粒状物を介在させたこと
を特徴とする、補強パネル。
【請求項２】本体構造物の補強に用いる補強パネルであ
って、繊維シートと、２枚の強化板と、接着剤と、からな
り、２枚の強化板の間に前記繊維シートを配置し、前記繊
維シートと前記強化板の間に粒状物を介在させ、前記強
化板の一方の表面に補強パネルから突出するずれ止め材
を取り付けたことを特徴とする、補強パネル。