JP2003336401A - 強化繊維シート扇形アンカー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強化繊維シート扇形アンカーの扇形の形状
を保持し、施工現場でも常にその形状を安定に保ち保形
できる強化繊維シート扇形アンカーを提供すること。 【解決手段】 強化繊維を平行に束ねた繊維束１の一方
又は両方を扇形に広げてなる強化繊維シート扇形アンカ
ーであって、細幅部分Ｙとそれに連続する扇形に広げた
広幅部分Ｘとよりなり、該広幅部分Ｘがメッシュ状繊維
２により保形されている強化繊維シート扇形アンカー。
また、同様に、広幅部分Ｘがフィラメント繊維３により
保形されている強化繊維シート扇形アンカー。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強化繊維シート扇
形アンカーに関し、更に詳しくは、炭素繊維などの強化
繊維を貼り付けることによりコンクリート構造物を補強
する場合、強化繊維端部の力を効果的に伝達するために
用いられる強化繊維シート扇形アンカーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、コンクリート建造物等の耐震
補強を図るため、炭素繊維等の強化繊維材料よりなる補
強シートを柱、梁、橋梁等のコンクリート部材の表面に
巻き付けて配設する工法が開発されている。これは、地
震により柱等に加わるせん断力に対する補強方法の一つ
で、炭素繊維やアラミド繊維、ガラス繊維等の強化繊維
よりなる補強シートを、柱等の全周に巻き付けて補強す
るものである。

【０００３】しかし、柱や壁、梁等の部材が互いに一体
化して形成されている場合などには、そのままでは補強
シートで全周に巻き付けることができない。そのため、
こうした場合には、部材の表裏面に補強シートを貼り付
けることによりコンクリート部材を補強する。

【０００４】ところが、接着剤等で補強シートを単に貼
り付けただけでは、何らかの原因で補強シート、特にそ
の端部が剥がれてしまって、補強効果を必ずしも十分発
揮することができない。また、実際に地震等が発生した
場合、特に補強シートの端部付近では補強シートのせん
断に耐える力が壁等の部材に必ずしも十分には伝達しな
いという問題もあった。

【０００５】そこで、補強シートの端部を剥がれないよ
うにし、しかも補強シートの端部においてもコンクリー
ト構造物に力を効果的に伝えるため、補強シートの端部
に強化繊維シート製のアンカーを貼り付ける補強方法が
幾つか開発された（特許文献１、特許文献２、特許文献
３参照）。これは、例えば、補強シートの端部付近のコ
ンクリート構造物に穴を穿設し、穴の中に多数本の強化
繊維を配置し樹脂を含浸させたうえで、その強化繊維の
端部を扇形に広げ、その扇形に広げた部分を樹脂で補強
シートに接着する方法である。

【０００６】これらの方法は、現場で施工する場合、強
化繊維の一定領域を扇形に広げる作業を、必ず人手によ
り行わなければならない。図８に示すように、多数の強
化繊維を平行に束ねた繊維束を用意し〔図８（Ａ）参
照〕、この一方を広げて一定の角度θを有する扇形に形
成する〔図８（Ｂ）参照〕作業を行う。このような施工
時の作業は、技術者によって扇形の角度等の形状が必ず
しも一定とならず不安定である。

【０００７】すなわち、図９に示すように、扇形の一部
が欠ける場合、 図１０に示すように、扇形の角度（中
心角）が開き過ぎたり〔図１０（Ａ）参照〕、閉じ過ぎ
たり〔図１０（Ｂ）参照〕して一定しない場合、図１１
に示すように扇形全体の形が崩れる場合、図１２に示す
ように厚みが均一にならない場合〔（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は断面図）、等の問題が生じるのである。このよ
うな問題点は、施工する技術者が相当の熟練者であって
も避けることは容易ではない。

【０００８】

【特許文献１】特開平１１−１５２９０７号公報

【特許文献２】特開２０００−５４５６１号公報

【特許文献３】特開２０００−２７４４６号公報

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる実情
を背景に、上記の問題点を克服するためになされたもの
である。すなわち、本発明は、強化繊維シート扇形アン
カーの扇形の形状を保持し、施工現場でも常にその形状
を安定に保ち保形できる強化繊維シート扇形アンカーを
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かくして、本発明者は、
このような課題背景に対して、鋭意研究を重ねた結果、
強化繊維シート扇形アンカーの扇形部分を別の繊維で補
強したものとすることにより、施工時に保形が保証され
扇形が安定した状態となる点を見出し、この知見により
本発明を完成させたものである。

【００１１】即ち、本発明は、（１）、強化繊維を平行
に束ねた繊維束の一方又は両方を扇形に広げてなる強化
繊維シート扇形アンカーであって、細幅部分とそれに連
続する扇形に広げた広幅部分とよりなり、該広幅部分が
メッシュ状繊維により保形されている強化繊維シート扇
形アンカーに存する。

【００１２】そして、（２）、広幅部分の表裏両面にメ
ッシュ状繊維を接着することで保形されている強化繊維
シート扇形アンカーに存する。

【００１３】そしてまた、（３）、広幅部分の表裏両面
にメッシュ状繊維を溶着することで保形されている強化
繊維シート扇形アンカーに存する。

【００１４】そしてまた、（４）、メッシュ状繊維が広
幅部分の表裏両面で連続して結合されている強化繊維シ
ート扇形アンカーに存する。

【００１５】そしてまた、（５）、保形するためのメッ
シュ状繊維が無機又は有機繊維よりなる強化繊維シート
扇形アンカーに存する。

【００１６】そしてまた、（６）、強化繊維を平行に束
ねた繊維束の一方又は両方を扇形に広げてなる強化繊維
シート扇形アンカーであって、扇形に広げた広幅部分と
細幅部分とよりなり、広幅部分がフィラメント繊維によ
り保形されている強化繊維シート扇形アンカーに存す
る。

【００１７】そしてまた、（７）、広幅部分の表裏両面
にフィラメント繊維を接着することで保形されている強
化繊維シート扇形アンカーに存する。

【００１８】そしてまた、（８）、広幅部分の表裏両面
にフィラメント繊維を溶着することで保形されている強
化繊維シート扇形アンカーに存する。

【００１９】そしてまた、（９）、フィラメント繊維が
広幅部分の表裏両面で連続して結合されている強化繊維
シート扇形アンカーに存する。

【００２０】そしてまた、（１０）、保形するためのフ
ィラメント繊維が無機又は有機繊維よりなる強化繊維シ
ート扇形アンカーに存する。

【００２１】本発明は、この目的に沿ったものであれ
ば、上記１〜１０の中から選ばれた２つ以上を組み合わ
せた構成も採用可能である。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の強化繊維シート扇形アン
カーについて詳細に説明する。

【００２３】

【第１の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態における強化繊維シート扇形アンカーを示す概略図で
あり、それぞれ平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、及び側面
図（Ｃ）を示す（なお、便宜上、各図は端面の図で示
す）。

【００２４】この強化繊維シート扇形アンカーは、基本
的には、多数の強化繊維１１を平行に束ねて繊維束１と
し、この繊維束１の一方を扇形に広げてなるものであ
る。使用される強化繊維１１としては、設定された引張
り強度を保証するものであればよく、例えば、カーボン
繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、玄武岩繊維等が使用
される。

【００２５】強化繊維シート扇形アンカーの細幅部分Ｙ
は、扇形に広げない繊維束１の部分、すなわち、多数の
強化繊維１１を平行に束ねた繊維束１がそのままの状態
となっている部分である。また、広幅部分Ｘは、細幅部
分Ｙより連続的に広がって扇形に形成されている部分で
ある。

【００２６】この扇形の広幅部分Ｘは、広がりが一定の
角度θ（中心角θ）を形成しており、この状態がメッシ
ュ状繊維２（いわゆる網状体をいう）により保持される
ことで、広幅部分Ｘの保形がなされる。ここで、扇形の
広幅部分Ｘを保形するには、メッシュ状繊維２を少なく
とも一方の面に接合することである。そして扇形の広幅
部分Ｘの表裏両面に接合することで片面の場合より更に
保形性が高まる。

【００２７】図２は、メッシュ状繊維を表裏両面に接合
した強化繊維シート扇形アンカーを示す概略図であり、
それぞれ平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、及び側面図
（Ｃ）を示す。メッシュ状繊維２を広幅部分Ｘに接合す
る方法としては、前もって接着剤をメッシュ状繊維２に
塗布しておき、この接着剤が塗布された状態のメッシュ
状繊維２を、扇形に広げた広幅部分Ｘに添わせて配置し
接着する方法がある。尚、メッシュ状繊維が広幅部分よ
りはみ出した場合は、折り曲げて反対側面に接着すると
よい。

【００２８】ここで用いられる接着剤としては、エチレ
ン酢酸ビニル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系など
のホットメルト型、シアノアクリレート系、アクリル樹
脂、第２世代アクリル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂などの反応型の接着剤が上げられるが、メ
ッシュ状繊維と、広幅部分Ｘの強化繊維とが接着できる
ものであればこの限りではない。もっとも、接着強度
は、現場の施工の際のハンドリングに耐えられる程度で
よいが、施工時に使用される含浸用接着剤である、例え
ばエポキシ樹脂やメチルメタクリレート樹脂等に溶解し
ないものが好ましい。

【００２９】また別の接合方法として、図示しないが、
熱溶融性を有するメッシュ状繊維２を扇形に広げた広幅
部分Ｘの面に対して添着し、その状態で加熱ローラ等を
使って圧接してメッシュ状繊維２を扇形の広幅部分Ｘに
圧接溶着（融着）する方法もある。また、この場合の加
熱方法としては、メッシュ状繊維の材質にもよるが超音
波溶着や高周波溶着が採用可能である。

【００３０】接着剤による接合方法や熱溶着による接合
方法により、メッシュ状繊維２を広幅部分Ｘの表と裏と
で連続的に結合されているようにすることも可能であ
る。このようにすることで、メッシュ状繊維２により広
幅部分Ｘの保持効果がより増大される。

【００３１】本発明のメッシュ状繊維２とは、緯糸と経
糸を組み合わせた格子状のシート状網体をいうが、１２
０度間隔で３方向に組み合わせられた３軸のものや、格
子状のものを２枚、４５度方向に組み合わせた４軸のも
のでもよい。またメッシュの糸の間隔は、小さくても含
浸用樹脂が浸透し易い程度であり、大きくても強化繊維
シート扇形アンカーの扇形部分の形状の保持ができる程
度の範囲で決定される。

【００３２】具体的には、５〜３０ｍｍ程度が採用され
る。また、該メッシュ状繊維２の糸の太さは、特に限定
されるものではないが、直径が０．０５〜１ｍｍ程度の
ものが望ましい。細過ぎると、強化繊維シート扇形アン
カーの扇形の広幅部の形状の保持がしにくく、反対に太
過ぎると強化繊維シート扇形アンカーを施工現場でコン
クリート構造物に接着する際、該アンカーとコンクリー
ト構造物に間隙が生じたり、該アンカーの剛性が大きく
なり過ぎて曲面への追随性が悪くなる等の不具合が生じ
易い。

【００３３】メッシュ状繊維２の材質としては、ガラス
繊維，アルミナ繊維，カーボン繊維、玄武岩繊維等の無
機繊維、及びポリエチレン，ポリプロピレン，ポリアミ
ド，ポリエステル等の有機繊維等が挙げられる。

【００３４】

【第２の実施の形態】図３は、本発明の第２の実施の形
態における強化繊維シート扇形アンカーを示す概略図で
あり、それぞれ平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、及び側面
図（Ｃ）を示す。この広幅部分Ｘも、広がりが一定の角
度θ（中心角θ）を形成しており、この状態がフィラメ
ント繊維（いわゆる糸の状態をいう）３により保持され
ることで保形がなされる。ここで、広幅部分Ｘを保形す
るには、フィラメント繊維３を一方の面に接合すること
であるが、表裏両面に接合することにより更に保形性が
良くなる。

【００３５】図４は、フィラメント繊維３を表裏両面に
接合した強化繊維シート扇形アンカーを示す概略図であ
り、それぞれ平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、及び側面図
（Ｃ）を示す。フィラメント繊維３を広幅部分Ｘに接合
するには、先述したように、前もって接着剤が塗布され
たフィラメント繊維３を、扇形に広げた広幅部分Ｘに接
着する方法がある。

【００３６】また熱溶融性を有するフィラメント繊維３
を、扇形に広げた広幅部分Ｘの面に対して添着し、その
状態で加熱ローラを使って圧接することでフィラメント
繊維３を、広幅部分Ｘに圧接溶着（融着）する方法もあ
る。フィラメント繊維３は扇状の広幅部分Ｘの繊維方向
と垂直方向に接合する他に、傾斜を加えて接合する方法
も可能である。

【００３７】またフィラメント繊維３が表裏両面で連続
して結合されている構成とすることにより、保形性がよ
り高まる。この場合、例えば、広幅部分Ｘに対して螺旋
状にフィラメント繊維を巻回するように接合すればよ
い。フィラメント繊維の材質や太さは、第１の実施の形
態におけるメッシュ状繊維の材質や太さと同様に考えれ
ばよい。また、フィラメント繊維の形態としては、モノ
フィラメントでもマルチモノフィラメントでもどちらで
もよい。

【００３８】

【その他の実施の形態】これまで述べた実施の形態の強
化繊維シート扇形アンカーにおいては、強化繊維を平行
に束ねた繊維束の一方（すなわち、一方の端側）を扇形
に広げてたものであったが、この束ねた繊維束の両方
（すなわち、両方の端側）を扇形に広げてたものでも適
用可能である。

【００３９】図５及び図６は、その強化繊維シート扇形
アンカーを示す概略図であり、それぞれ平面図（Ａ）、
正面図（Ｂ）、及び側面図（Ｃ）を示す。図５の場合
は、図１に示す強化繊維シート扇形アンカーにおいて、
他方側にも扇形に広げた広幅部分Ｘが形成されているも
のに相当する。またメッシュ状繊維を広幅部分の表裏両
面に接着又は溶着して保形することも当然可能である。

【００４０】図６の場合は、図４に示す強化繊維シート
扇形アンカーにおいて、他方側にも扇形に広げた広幅部
分Ｘが形成されているものに相当する。またフィラメン
ト繊維を広幅部分の片方の面に（表面又は裏面に）接着
又は溶着して保形することも当然可能である。

【００４１】さて図７は、強化繊維シート扇形アンカー
を外形を概略的に示した図であり、広幅部分の形態が異
なる場合を示す。図７（Ａ）は、一方の広幅部分Ｘ１と
他方の広幅部分Ｘ２とは、その広がりの角度（θ１、θ
２）や長さ（Ｌ１、Ｌ２）において異なっている。図７
（Ｂ）は、その広がりの角度（θ１、θ２）のみが異な
っているものである。

【００４２】以上説明した強化繊維シート扇形アンカー
は、従来例で説明したような施工方法が当然適用でき
る。例えば、補強シートの端部付近のコンクリート構造
物に穴を穿設し、穴の中に多数本の強化繊維を配置し樹
脂を含浸させたうえで、その強化繊維の扇形に広げた広
幅部分を樹脂でコンクリート構造物の補強シートに接着
する。

【００４３】この場合、繊維束の一方のみを扇形に広げ
てなる強化繊維シート扇形アンカーの場合は、その広げ
てない細幅部分を穴に挿入することができる。また、繊
維束の両方を扇形に広げてなる強化繊維シート扇形アン
カーの場合は、扇形に広げた両方の広幅部分をコンクリ
ート構造物の補強シートに重ねて、樹脂で接着する方法
がある。

【００４４】以上、本発明を説明してきたが、本発明
は、その目的に沿う限り、実施の形態に限定されること
なく種々の変形が可能である。例えば、扇形の広幅部分
Ｘを保形するためのメッシュ状繊維２やフィラメント繊
維３は、強化繊維シート扇形アンカーの機能を奏するも
のであれば実施の形態のものに限定されることはない。
また、広幅部分Ｘの形は扇形以外の形とすることも当然
可能である。

【００４５】

【実施例１】ＰＡＮ系炭素繊維「ＴＯＲＥＹＣＡ−Ｔ７
００ＳＣ−２４０００−６０Ｅ：東レ（株）製」製強化
繊維８０本の束を、細幅部分Ｙ（２００ｍｍ）と中心角
θが６０度の広幅部分Ｘ（２００ｍｍ）２００幅部分Ｘ
の中心角θを６０度に形成した。この扇形の広幅部分Ｘ
の表裏両面にメッシュ状繊維（メッシュ状ガラス繊維製
３軸組布「ＫＴ２２８Ａ１０６ＨＢ：日東紡績（株）」
製）を接着して強化繊維シート扇形アンカーを作成し
た。

【００４６】

【実施例２】実施例１のメッシュ状繊維の代わりに、直
径０．５ｍｍのポリプロピレンのモノフィラメントを使
って表裏両面にそれを加熱溶着して強化繊維シート扇形
アンカーを作成した。

【００４７】

【比較例１】実施例１で用いた強化繊維を１本用い、３
８０ｍｍ間隔に固定した２本のフックの間を４０往復引
っ掛けて、８０本の繊維束を作成し、フックから外した
後、片側から２００ｍｍをそのまま結束することで強化
繊維シート扇形アンカーを作成した。

【００４８】以上、実施例１、実施例２、及び比較例１
によって作成した強化繊 維シート扇形アンカーのそれ
ぞれ５本を、エポキシ樹脂「アルファテック３８０：ア
ルファ工業（株）製」に２０分間浸漬した後、コンクリ
ート製柱に貼り付け施工した結果を表１に示す。以上の
結果から明らかなように、本発明の強化繊維シート扇形
アンカーは、比較例（従来例）に較べ、貼り付け後の扇
形の広幅部分Ｘの角度の安定性、貼り付けに要する時
間、及び強化繊維のほつれ難さにおいて優れていること
が分かる。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【発明の効果】本発明の強化繊維シート扇形アンカー使
った場合、常に、扇形の広幅部分Ｘの形状を確実に保持
することができる。そのため、運搬、輸送時や、施工現
場でも、常にその形状を安定に保ち保形できる。また施
工時のエポキシ樹脂等の含浸工程でも扇形の形状が保形
されて施工品質が保たれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態における強
化繊維シート扇形アンカーを示す概略図であり、それぞ
れ平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、及び側面図（Ｃ）を示
す。

【図２】図２は、メッシュ状繊維を表裏両面に接合した
強化繊維シート扇形アンカーを示す概略図であり、それ
ぞれ平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、及び側面図（Ｃ）を
示す。

【図３】図３は、本発明の第２の実施の形態における強
化繊維シート扇形アンカーを示す概略図であり、それぞ
れ平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、及び側面図（Ｃ）を示
す。

【図４】図４は、フィラメント繊維を表裏両面に接合し
た強化繊維シート扇形アンカーを示す概略図であり、そ
れぞれ平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、及び側面図（Ｃ）
を示す。

【図５】図５は、本発明の他の実施の形態における強化
繊維シート扇形アンカーを示す概略図であり、それぞれ
平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、および側面図（Ｃ）を示
す。

【図６】図６は、本発明の他の実施の形態における強化
繊維シート扇形アンカーを示す概略図であり、それぞれ
平面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、および側面図（Ｃ）を示
す。

【図７】図７は、強化繊維シート扇形アンカーを外形を
概略的に示した図であり、それぞれ広幅部分の形態が異
なる場合を示す。

【図８】図８は、従来における強化繊維シート扇形アン
カーの施工方法を説明する図である。

【図９】図９は、従来の強化繊維シート扇形アンカーの
問題点を示す図である。

【図１０】図１０は、従来の強化繊維シート扇形アンカ
ーの他の問題点を示す図である。

【図１１】図１１は、従来の強化繊維シート扇形アンカ
ーの他の問題点を示す図である。

【図１２】図１２は、従来の強化繊維シート扇形アンカ
ーの他の問題点を示す図である。

【符号の説明】

１…繊維束 １１…強化繊維 ２…メッシュ状繊維 ３…フィラメント繊維 Ｘ（Ｘ１，Ｘ２）…広幅部分 Ｙ…細幅部分

フロントページの続き (71)出願人 000002299 清水建設株式会社 東京都港区芝浦一丁目２番３号 (72)発明者 加藤 公和 福井県坂井郡春江町沖布目38号３番地 前 田工繊株式会社内 (72)発明者 川端 邦裕 福井県坂井郡春江町沖布目38号３番地 前 田工繊株式会社内 (72)発明者 大井川 幸彦 神奈川県横浜市鶴見区末広町１丁目１番51 号 アルファ工業株式会社内 (72)発明者 沢出 稔 東京都千代田区九段南２−２−７ 有限会 社サテック内 (72)発明者 池谷 純一 東京都江東区東砂１−１−１アルファンス シティ大島1216号 Ｆターム(参考） 2E176 AA01 BB29

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】強化繊維を平行に束ねた繊維束の一方又は
   両方を扇形に広げてなる強化繊維シート扇形アンカーで
   あって、細幅部分とそれに連続する扇形に広げた広幅部
   分とよりなり、該広幅部分がメッシュ状繊維により保形
   されていることを特徴とする強化繊維シート扇形アンカ
   ー。
2. 【請求項２】広幅部分の表裏両面にメッシュ状繊維を接
   着することで保形されていることを特徴とする請求項１
   記載の強化繊維シート扇形アンカー。
3. 【請求項３】広幅部分の表裏両面にメッシュ状繊維を溶
   着することで保形されていることを特徴とする請求項１
   記載の強化繊維シート扇形アンカー。
4. 【請求項４】メッシュ状繊維が広幅部分の表裏両面で連
   続して結合されていることを特徴とする請求項１記載の
   強化繊維シート扇形アンカー。
5. 【請求項５】保形するためのメッシュ状繊維が無機又は
   有機繊維よりなることを特徴とする請求項１記載の強化
   繊維シート扇形アンカー。
6. 【請求項６】強化繊維を平行に束ねた繊維束の一方又は
   両方を扇形に広げてなる強化繊維シート扇形アンカーで
   あって、扇形に広げた広幅部分と細幅部分とよりなり、
   広幅部分がフィラメント繊維により保形されていること
   を特徴とする強化繊維シート扇形アンカー。
7. 【請求項７】広幅部分の表裏両面にフィラメント繊維を
   接着することで保形されていることを特徴とする請求項
   ６記載の強化繊維シート扇形アンカー。
8. 【請求項８】広幅部分の表裏両面にフィラメント繊維を
   溶着することで保形されていることを特徴とする請求項
   ６記載の強化繊維シート扇形アンカー。
9. 【請求項９】フィラメント繊維が広幅部分の表裏両面で
   連続して結合されていることを特徴とする請求項６記載
   の強化繊維シート扇形アンカー。
10. 【請求項１０】保形するためのフィラメント繊維が無機
    又は有機繊維よりなることを特徴とする請求項６記載の
    強化繊維シート扇形アンカー。