JP2007177462A - 繊維強化躯体構造物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】施工が容易で同一の作業者で全工程を消化することができ、また全工期を大幅に短縮することができる、表面仕上がりが美麗な繊維強化躯体構造物とその製造方法を提供する。
【解決手段】躯体構造物1の外側に、少なくとも接着剤樹脂4が含浸された繊維シート状物を含む補強層22と、少なくとも接着剤樹脂が含浸された繊維布帛からなる基層11および接着剤樹脂遮断層12を含むシート状多層構造の仕上表面層8とが、この順に形成されてなることを特徴とする繊維強化躯体構造物。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンクリートまたは木材または鋼材等を主体とする躯体構造物、例えば、建造物におけるコンクリート柱や梁などの躯体構造物における繊維補強構造およびその製造方法に関するものである。

従来から、コンクリート橋脚等の躯体構造物に対するせん断や曲げ等の耐震補強として、躯体構造物の周囲に補強材として連続繊維シート状物を貼り付けて補強することが行われている。また、トンネル覆工コンクリート等のひび割れ防止として、連続繊維シート状物を貼り付ける補修方法も行われている。さらには、貨物自動車の大型化に伴い、平成6年以降の道路橋設計基準が変更となり、それ以前の道路橋設計基準で建造された道路橋の、とりわけコンクリート床版の補強が必要となり、その補強方法として連続繊維シート状物を貼り付ける方法も行われている。ここで言う連続繊維シート状物とは、その素材が炭素繊維またはアラミド繊維またはガラス繊維等の強化繊維によって製作されたシート状物である。

一方、躯体構造物の補修・補強に連続繊維シート状物を使用する場合、エポキシ樹脂等を接着剤樹脂として用い連続繊維シート状物を躯体構造物に貼り付け補強層を形成しているが、この状態の繊維強化構造で完成体とする場合は少なく、多くの場合は外面的要求性能を満足するために、補強層の表面に各種塗料による表面塗装や、耐熱・耐火性高いシート状やパネル状の仕上げ材を貼り付けるか、高分子材料やモルタル等の仕上げ材を塗布する仕上げ方法が用いられている。ここで言う外面的要求性能とは、外観・美観上の色合わせや、補強層の損傷防止や、補強層の接着剤樹脂の紫外線による劣化の防止や、あるいは火災による接着剤樹脂の劣化防止等の、躯体構造物の設置場所、設置環境あるいは使途等によって求められる各躯体構造物固有の要求条件を示す。

在来工法では、硬化した接着剤樹脂に対しての接着性の強い塗料を選択して塗装するか、硬化した接着剤樹脂に対しての接着性の強い接着剤を塗布した上に高分子材料やモルタル等の仕上げ材を塗布するか、パネル状等の仕上げ材を貼り付けるか、硬化した接着剤樹脂の表面に金具や金網を取付けた上で高分子材料やモルタル等の仕上げ材を塗布する等の仕上げが行われている。

このような在来工法は、補強層を構成する接着剤樹脂が十分に硬化する前に施工した場合、接着剤樹脂に他成分からなる接着剤やモルタル等が混入することにより、接着剤樹脂の硬化時の強度が低下し、ひいては補強層として設計強度が得られないという結果につながることが否定できない。また、仕上げ方法の側から見ても、まだ固まらない軟弱な接着剤樹脂面上では、仕上げ作業が施工し難い等の理由から、補強層の硬化による一定の強度発現待ちのため数日から１週間程度の待機期間（以下養生日数と呼称）経過後、仕上げの手順に移行している。ここで言う一定の強度とは、接着剤樹脂に他の物質が混入しないことが確認される強度、または接着以外の方法で仕上げ工を施工するに支障のない強度を指し、以下これを「初期硬化強度」と呼称する。

この養生日数は、強化繊維および接着剤樹脂の種類や使用量の他、外気温や湿度のような環境条件によって相当変動するが、その間は補強層表面に水分や埃等が付着しないように仮設養生等が必要である。
この補強層を躯体構造物に取付ける作業は、通常の条件下では所要日数が数日で終わる工程であり、従来の方法では、取付ける日数と同等前後の待機日数を空費する結果となっており、さらに塗料や仕上げ材を塗布する方法については、仕上げ材自体の養生期間も別に数日間必要ともなり、全体工期を延長させる要因となっている。

また、補強層の工事と仕上げの工事の作業の専門性が異なり、これらはそれぞれ一定レベルの習熟度を要求される作業であるため、工種毎の専門作業者を入れ替えるという煩雑さを伴っている。

従来、硬化した接着剤樹脂の表面に、接着剤を用いて網状の立毛布帛を貼り付け、これを下地材としてその上にモルタル塗布を行う方法が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この方法は、モルタル仕上げ材の下地材を提供しているに過ぎず、この方法のみで最終仕上げとはならない。しかもこの方法でも接着剤樹脂の養生期間や、その期間の仮設養生や、専門作業者の入れ替えという課題を解決できていない。

また、補強層に不燃被覆材を貼り付ける方法が提案されている（特許文献２参照）が、この貼り付け方法としては、接着剤を使用するか、釘を使うか、その双方を併用するとしている。

この釘を打つ貼り付け方法は、接着剤のみでの接着力に不足があるということであり、補強層に釘を打つということは、補強層の連続繊維シートの一部を破断させて不連続繊維化させることであり、補強層の強度低下となる。

さらに接着剤樹脂を使用して布帛シートを補強層に接着し、補強層の保護を目的とする方法が提案されている（特許文献３参照）。しかしながら、この方法では、その目的を補強層の保護においており、他の外面的要求性能については記載されていない。

この特許文献３に記載されている方法で使用される「最外面に接着するシート」は、カバーファクターが１０〜９５％と広範囲に設定されている。ここでいうカバーファクター（ｃｆ）とは、ある面積（Ａ０）において繊維がシート状物の面積被覆する面積（Ａ１）と空隙の面積（Ａ２＝Ａ０−Ａ１）の関係を表し、次式で求められる。すなわち、ｃｆの値が小さいほど、空隙の多いシートである。
ｃｆ＝Ａ1／Ａ０×１００（％）
この方法では、ｃｆ値が小さければ含浸性が高く、そのシート状物と補強層との接着力は高まるが、逆に接着剤樹脂が表面に滲出してしまい外観が損なわれることを禁じ得ず、逆にｃｆ値が高ければ含浸性が低いためシート状物の外観は保持できるが、補強層との接着性に問題があると考えられる。

このことは、特許文献３に記載の図面代用写真でも明らかなように、このままで美観的な要求性能を満足しているとは思えず、少なくとも色合わせ等の目的で、さらに表面に塗料等の仕上げ材の塗布等の仕上げ工程処置が必要となる。
特開平０９−０７２１０５号公報 特開平１１−１６６３２０号公報 特開平１０−０５８５７１号公報

このように在来工法では数日間の養生日数を要するため、その間の仮設養生が必要となり、橋梁・トンネル覆工コンクリート等の高所を対象とした補修・補強工事においては、その間は足場等の設備を残置したままとなり、特に該足場の設置箇所が道路交通規制等を伴う場合においては、長期間の交通支障の要因となる。また、仕上げ方法も、専門作業者の入れ替え等の煩雑さも課題となっている。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、施工が容易で同一の作業者で全工程を消化することができ、また全工期を大幅に短縮することができる、表面仕上がりが美麗な繊維強化躯体構造物とその製造方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成せんとするものであり、本発明の繊維強化躯体構造物は、躯体構造物の外側に、少なくとも接着剤樹脂が含浸された繊維シート状物を含む補強層と、少なくとも接着剤樹脂が含浸された繊維布帛からなる基層および接着剤樹脂遮断層を含むシート状多層構造の仕上表面層とが、この順に形成されてなることを特徴とする繊維強化躯体構造物である。

本発明の繊維強化躯体構造物の好ましい態様によれば、繊維強化躯体構造物は、前記の仕上表面層を構成する接着剤樹脂遮断層の外側に、さらに外面的要求特性を満足するための表層が形成されてなるものであり、外面的要求特性を満足するための好適な表層は、着色シート層または／および紫外線遮断層である。

本発明の繊維強化躯体構造物の好ましい態様によれば、前記の接着剤樹脂は、常温硬化型の熱硬化性樹脂である。

本発明の繊維強化躯体構造物の好ましい態様によれば、前記の繊維布帛を構成する繊維の配列方向が少なくとも２方向である。

本発明の繊維強化躯体構造物の好ましい態様によれば、前記の繊維布帛は、２軸メッシュまたは不織布である。

本発明の繊維強化躯体構造物の好ましい態様によれば、前記の仕上表面層を構成する接着剤樹脂遮断層は、プラスチックフィルムからなるものである。

また、本発明の繊維強化躯体構造物の製造方法は、躯体構造物の外側に、繊維シート状物を接着剤樹脂を用いて貼着して接着剤樹脂が含浸された繊維シート状物を含む補強層を仮設し、該接着剤樹脂が硬化する前に、該補強層の外側に、該接着剤樹脂と同一または同種の接着剤樹脂を用いて、少なくとも繊維布帛からなる基層および接着剤樹脂の滲出を防止するための接着剤樹脂遮断層を含むシート状多層構造物を押圧貼着し、接着剤樹脂を硬化させて仕上表面層を形成することを特徴とする繊維強化躯体構造物の製造方法である。

本発明の繊維強化躯体構造物の製造方法の好ましい態様によれば、前記の接着剤樹脂遮断層の外側に、さらに外面的要求特性を満足するための表層が設けられた仕上表面層を形成することである。

本発明の繊維強化躯体構造物の製造方法の好ましい態様によれば、前記の補強層の外側に接着剤樹脂を塗布し、繊維布帛からなる基層、接着剤樹脂の滲出を防止するための接着剤樹脂遮断層および外面的要求特性を満足するための表層の少なくとも３層が一体化されたシート状多層構造物を押圧貼着し接着剤樹脂を硬化させて、該補強層の外側に仕上表面層を形成することである。

本発明によれば、補強層を接着した躯体構造体の補強強化効果を発現し、同時に仕上表面層により接着剤樹脂の滲出を抑えることができるから、表面が美麗に仕上がり、在来工法と比較して大幅な施工時間の短縮をもって、完成させることができる。

また、外観をはじめとするさまざまな外面的要求性能に適合する表層材を選択することによって、その要求性能を満足する繊維強化躯体構造物を製造することができる。この補強層は、躯体構造物の応力補強をするとともに、躯体構造物自体の材料の劣化防止にも寄与している。

また、本発明の躯体構造物の補強方法によれば、補強層の接着剤樹脂の養生日数を待たずに仕上げ工程に移行することができ、その仕上表面層は水分や埃等を遮断するので補強層の養生期間中の仮設養生の役目も果たし、また該仕上表面層の貼着によって、補強体の取付け作業は終了となり、在来工法のように一定期間経過後の次工程で最終仕上げを行う必要はない。また補強層も仕上表面層も同一方法での施工であり、補強層を構成する作業者が仕上げ工程も引き続き施工することができ、作業者の入れ替えも必要としない。もちろん、接着性の高いシートを使用し、接着安定性も良好であり、釘を打って補強層の強度低下を招くこともない。

以下、本発明の繊維強化躯体構造物およびその製造方法の実施形態について、炭素繊維シート状物を使用する場合の施工例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の繊維強化躯体構造物の実施形態例を示す断面図であり、接着剤樹脂が含浸された繊維シート状物を含む２層の補強層の外側に、接着剤樹脂が含浸された繊維布帛からなる基層と接着剤樹脂遮断層を含むシート状多層構造の仕上表面層を設けたものである。

図１において、橋脚やトンネル覆工等のコンクリート構造体における鉄筋または無筋コンクリート等の躯体構造物１の曲げ補強、せん断補強および劣化補修は、以下の手順で行われる。

最初に、躯体構造物１の外側に、躯体構造物１の面と接着剤樹脂の接着性向上を主目的とし、プライマー２を塗布する。次いで、下地調整材３を塗布してプライマー２を塗布した面を平滑化し、補強層の接着性を向上させる。次に、接着剤樹脂（下塗り）４を塗布後、繊維シート状物５を接着剤樹脂（下塗り）４を用いて含浸接着させ、さらに接着剤樹脂（上塗り）６を塗布して再度含浸接着させる。

これらの接着剤樹脂（下塗り）４、繊維シート状物５および接着剤樹脂（上塗り）６をもってひとつの補強層２１とし、強度性能を満足する補強層数に至るまで、接着剤樹脂（下塗り）４の塗布、繊維シート状物５の含浸および接着剤樹脂（上塗り）６の塗布の各工程を繰り返す。図１では、この補強層２１の上に、さらに接着剤樹脂（下塗り）４、繊維シート状物５および接着剤樹脂（上塗り）６からなる第２の補強層２２が設けられている２層貼りした場合の断面構造が示されている。これらの補強層２１、２２の仮設手順が終了した時点で、補強層２２の外側に、仕上表面層８が形成される。

図２は、本発明で用いられる仕上表面層８の構成の一例を示す斜視図である。仕上表面層８の形成は、補強層２２の外側に仕上表面層８の接着剤樹脂７を塗布し、その上に仕上表面層８の繊維布帛からなる基層１１と仕上表面層８の接着剤樹脂遮断層１２を貼設し、繊維布帛からなる基層１１に接着剤樹脂７を含浸させ補強構造を完成させる。

図２において、本発明における仕上表面層８は、２層以上の層によって構成され、基本的には接着剤樹脂７を繊維布帛に含浸接着することにより、補強層２１、２２との接着安定性向上を主目的とする繊維布帛からなる基層１１と、仕上表面層８の接着剤樹脂７が該仕上表面層８の表面に滲出することにより美観を損なうことを防止するための接着剤樹脂遮断層１２と、躯体構造物１の置かれた環境により要求されるさまざまな外面的要求性能を満足するための表層１３の３層からなっている。ここでいう外面的要求性能としては、例えば、紫外線遮断、美観的色あわせ、耐衝撃性能および耐火性能等が挙げられる。

図３は、本発明で用いられる他の仕上表面層の層構成の一例を示す斜視図である。図３においては、繊維布帛からなる基層１１の上に、接着剤樹脂遮断層１２を重ね、その外側に、表層１３として紫外線遮断層１４と着色シート層１５を重ねた４層構造（接着剤樹脂７は図示せず）の仕上表面層の断面構成例が示されている。

仕上表面層８形成方法は、補強層２１、２２と同様に、脱泡ローラー等を使用して、繊維布帛からなる基層１１の繊維長さ方向に接着剤樹脂７を含浸接着させる方法であり、接着剤樹脂７の均一な含浸や空気ボイドの発生防止に問題はない。

本発明で用いられるプライマー２としては、例えば、常温硬化型のエポキシ系もしくはプラアクリル系のプライマー等が挙げられる。プライマーは、躯体構造物の面と接着剤樹脂の接着性向上を主目的として塗布されるもので、好ましい塗布量は、は０．２〜０．４ｋｇ／ｍ^２である。

本発明で用いられる下地調整剤３としては、例えば、常温硬化型のエポキシ系もしくはプラアクリル系のパテ材等が挙げられる。下地調整剤は、プライマーが塗布された面を平滑化し、補強層との接着性を向上させることを主目的としい塗布されるもので、その好ましい塗布量は、０．５〜１．０ｋｇ／ｍ^２である。躯体構造物の表面の状態によっては、下地調整剤を適宜増量して表面を平滑化する。

本発明で補強層２１、２２に用いられる接着剤樹脂（下塗り）４および接着剤樹脂（上塗り）６としては、例えば、エポキシ系もしくはアクリル系の常温硬化型含浸接着樹脂等が挙げられる。その塗布量は、繊維シート状物の目付量に応じて、各繊維メーカー等で指定している標準塗布数量である０．６〜１．２ｋｇ／ｍ^２とすることが望ましい。

ただし、このプライマー２、下地調整剤３、接着剤樹脂（下塗り）４および接着剤樹脂（上塗り）６の組合せの中で、エポキシ系樹脂とアクリル系樹脂を混在させることは好ましくなく、エポキシ系樹脂もしくはアクリル系樹脂のいずれかに統一することが好ましい。

本発明で補強層２１、２２に用いられる繊維シート状物５としては、炭素繊維、アラミド繊維およびガラス繊維のいずれか１種類以上からなる織物等の布帛が好ましく、その繊維方向としては１方向織物または２方向以上織物のいずれかが好ましく、繊維目付量は２００〜６００g／ｍ^２の範囲が好ましい。

本発明で仕上表面層８に用いられる接着剤樹脂７としては、接着剤樹脂（上塗り）６と同一もしくは同種の接着剤樹脂が好ましく、その塗布量は好ましくは０．１〜０．５ｋｇ／ｍ^２程度であり、より好ましくは０．２〜０．４ｋｇ／ｍ^２程度であり、詳しくは仕上表面層８に用いられる繊維布帛からなる基層１１の繊維目付量に対応して調整する。

本発明で仕上表面層８に用いられる繊維布帛からなる基層１１には、補強層２１、２２に用いられる繊維シート状物と同程度の接着剤樹脂含浸性を持つ繊維布帛を使用することができる。この基層１１を構成する繊維布帛の繊維量については、１００ｇ／ｍ^２目付量程度では繊維量が少なすぎて補強層との接着性が弱く、逆に４００ｇ／ｍ^２目付量を超えると接着剤樹脂の含浸性が低下して接着力も低下するので、繊維目付量が２００〜３００ｇ／ｍ^２程度の繊維布帛が好ましく、また補強層を押さえるという点からは、繊維方向が二方向配列の繊維布帛であることが好ましい。

この繊維布帛を構成する繊維としては、接着剤樹脂を含浸し繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）化したときの安定性の点から、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリプロピレン繊維およびポリエチレン繊維等が好ましく、繊維目付量が好ましくは１００〜５００ｇ／ｍ^２程度、より好ましくは２００〜３００ｇ／ｍ^２程度の二方向織物もしくは二軸メッシュ布帛が好ましく、要求特性によっては不織布も用いられる。

本発明の仕上表面層に用いられる接着剤樹脂遮断層１２は、繊維布帛からなる基層１１に含浸される接着剤樹脂７が仕上表面層８の表面、図２では表層１３に滲出させないことが目的なので、接着剤樹脂遮断層１２の構造は、繊維目付量が好ましくは５００ｇ／ｍ^２を超える密な繊維布帛、もしくはプラスチックフィルム等のフィルム状のシート状物であることが好ましい。

この接着剤樹脂遮断層１２を構成する素材は、上記の基層１１との接着性の面から、基層１１と同質のものが好ましく、基層１１と接着剤樹脂遮断層１２とを熱融着もしくは繊維交絡等の方法で一体化し一枚のシート状物化させることができる。

具体的な例としては、例えば、基層１１に繊維目付量２００ｇ／ｍ^２のポリエチレン二方向織物を使用し、接着剤樹脂遮断層１２には、同質のポリエチレンフィルムを使用することができる。このポリエチレンフィルムは、接着剤樹脂７が硬化するまでの間の浸透防止が主目的であり、厚さは０．３ｍｍ以上が好ましいが、逆に厚すぎると仕上表面層８全体が固くなり躯体構造物１の形状に追随できなくなるので、上限は１ｍｍ程度が好ましい。この組み合わせでは、基層１１と接着剤樹脂遮断層１２は同質素材であり、比較的容易に熱融着により両者を一体化させることが可能である。

本発明において、仕上表面層を構成することができる表層１３は、補強対象の躯体構造物の置かれる環境等さまざまな要因により、さまざまな要求性能が求められるので、それらの要求性能を満足するシート状物を選択し、接着剤を使用するか、熱融着させるか、繊維交絡させるか、またはその他適切な方法により、基層１１と遮断層１２の外側に接着させる。本発明では、外面的要求性能が接着剤樹脂遮断層１２の性状をもって満足し得るときは、表層１３を省略することができる。例えば、外面的要求性能が美観的色合わせのみだった場合、接着剤樹脂遮断層１２に要求される色調に適合する着色フィルム（着色層）を使用することにより、表層１３の目的をも兼用させ、表層１３を省略できる。

また、外面的要求性能が複数種あり、表層１３が１種類では全ての外面的要求性能を満足できないときは、それぞれの外面的要求性能を満足し得る材質のシートを複数枚重ねて使用する。上記の図３では、紫外線遮断層１４と着色シート層１５併用している。

次に、本発明の繊維強化躯体構造物の製造方法について説明する。本発明では、躯体構造物の外側に、繊維シート状物を接着剤樹脂を用いて貼着して接着剤樹脂が含浸された繊維シート状物を含む補強層を仮設し、該接着剤樹脂が硬化する前に、該補強層の外側に、該接着剤樹脂と同一もしくは同種の接着剤樹脂を用いて、少なくとも繊維布帛からなる基層および接着剤樹脂の滲出を防止するための接着剤樹脂遮断層を含むシート状多層構造物を押圧貼着し、接着剤樹脂を硬化させて仕上表面層を形成するものである。

本発明ではまた、補強層の外側に接着剤樹脂を塗布し、繊維布帛からなる基層、接着剤樹脂の滲出を防止するための接着剤樹脂遮断層および外面的要求特性を満足するための表層の少なくとも３層が一体化されたシート状多層構造物を押圧貼着し接着剤樹脂を硬化させて、該補強層の外側に仕上表面層を形成することができる。

コンクリート構造物の表面に補強層を仮設する手順は、表面をサンダーを用いて平滑化して、有機溶剤等を使用して表面を清掃する。次に、コンクリートと補強層の接着性確保のため、プライマーを０．２〜０．４ｋｇ／ｍ^２になるように、刷毛や樹脂塗布用に市販されているローラー部が毛状の塗布ローラー等を用いて塗布する。該プライマーの初期硬化確認後、不陸修正用の下地調整パテ材を０．５〜１．０ｋｇ／ｍ^２となるように刷毛もしくは塗布ローラーを用いて塗布し、繊維シート状物の貼り付け面の平坦性を確保する。下地調整パテ材の初期硬化確認後、接着剤樹脂（下塗り）を繊維シート状物の規格により定められている樹脂量になるように刷毛もしくは塗布ローラーを用いて塗布し、直ちに繊維シート状物を貼り付け、ローラー面がネジ状に加工されている金属製もしくは樹脂製の脱泡ローラーを用いて繊維方向に転圧し含浸接着させる。次に、接着剤樹脂（上塗り）を所定量分になるように同様に塗布し、脱泡ローラーを用いて繊維シート状物を再度含浸接着させる。

仕上表面層の設置手順は、該補強層の接着剤樹脂（上塗り）が硬化する前に、該接着剤樹脂と同質の仕上表面層用の接着剤樹脂を所定量になるように刷毛もしくは塗布ローラーを用いて塗布し、あらかじめ製造済みの繊維布帛からなる基層、接着剤樹脂の滲出を防止するための接着剤樹脂遮断層および外面的要求特性を満足するための表層の少なくとも３層が一体化されたシート状多層構造物である仕上げ表面層材を貼り付け、脱泡ローラーあるいは通常のローラー面が平面の金属製もしくは樹脂製のローラーを用いて一方向に転圧し、補強層と仕上表面層間に気泡が残留しないように脱泡接着させる。

本発明においては、基本的に仕上表面層を構成する基層、接着剤樹脂遮断層および表層は、施工する現位置において個々に躯体構造物に接着することにより構成するのではなく、あらかじめ他の場所で、それらを１枚の仕上げ用のシート状多層構造物として作成したものを使用することができる。このことにより、仕上表面層の品質の安定化と施工時間の短縮を図ることができる。

この表面層のためのシート状多層構造物は、接着剤樹脂が硬化するまでの間は補強層を押さえておく必要があるため、ある程度の曲げ剛性を有していることが望ましい。

この曲げ剛性は、ＪＩＳ Ｌ １０９６（１９９６）の（４５°カンチレバー法）による測定値で、２０〜３００ｍｍの範囲であることが望ましい。曲げ剛性が２０ｍｍ未満では、仕上げシート状物が柔らかすぎて、取付け後の養生期間中の変位を押さえられないことがある。また、曲げ剛性が３００ｍｍを超えると、仕上げシートが硬すぎて、躯体構造物の形状に追随し切れないことがある。

該シート状多層構造物の厚さは、０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度の範囲が望ましい。厚さが０．５ｍｍ未満の場合には、接着剤樹脂の含浸接着時の含浸ローラーがけ時に、仕上げシート状物としての形状が崩れてしまうことがある。また、厚さが２ｍｍを超える場合には、補強層を抑えるには有効であるが、重量が大きくなり施工性が悪くなる。

外面的要求事項を満足するために選択した表層用のシートの厚さ、硬さあるいは重さ等の状況により、最初から一体化したシート状多層構造物では施工性が悪いと判断したときには、あらかじめ基層１１と接着剤樹脂遮断層１２を１枚化加工したシートを接着剤樹脂を用いて補強層に接着し、次に、表層１３のシート状物を、施工現場で接着剤樹脂を用いる等の方法で基層１１と接着剤樹脂遮断層１２の中間層の表面に接着することができる。

図４は、繊維強化された従来のコンクリート構造物の一例を示す断面図である。

図４は、在来工法の繊維強化躯体構造物の構成を示した断面図であり、プライマー２、下地調整材３、接着剤樹脂（下塗り）４、繊維シート状物５および接着剤樹脂（上塗り）６までの部分的構成は、図１と共通である。しかしながら、図４の従来工法の場合は、プライマー２、下地調整材３、接着剤樹脂（下塗り）４、繊維シート状物５および接着剤樹脂（上塗り）６の養生期間として、数日の待機日数を必要とする。すなわち、数日かけて養生し補強層の施工終了後に、仕上げ層２０の施工に移行する。

これに対し、本発明では、プライマー２、下地調整材３、接着剤樹脂（下塗り）４、繊維シート状物５および接着剤樹脂（上塗り）６までの施工終了後、接着剤樹脂（上塗り）６が硬化を始める前に、仕上表面層の接着剤樹脂７を塗布しシート状多層構造物を含浸接着させるという手順に進むことができ、待機日数は要しない。

（実施例１）
ＪＩＳＡ６９０９（２００３）（建築用仕上げ用材）の試験方法の付着強さ試験に準拠して、接着強さ試験を実施した。

まず、仕上表面層８の製造に着手し、基層１１用の繊維布帛として、東レ（株）社製ポリエステル繊維織物である商品名“トレシート”（登録商標）品番ＭＳ７０７（目付量２０４ｇ／ｍ^２の織物）「以下、Ａタイプと言う」、および品番ＨＲ７０７（目付量２１７ｇ／ｍ^２の織物）「以下、Ｂタイプと言う」の２種類を用意した。

次に、接着剤樹脂遮断層１２として、厚さ０．３ｍｍのポリエチレンフィルムを用意し、ＡタイプとＢタイプの２種類の基層１１にそれぞれ熱融着により一体化させた。

次に、表層１３としてサンゲツ（株）社製のオレフィン素材の白色の壁紙材（品番ＲＥ−３８４６）を用意し、接着剤樹脂遮断層１２の表面に該壁紙材用専用接着剤の同じくサンゲツ（株）社製の接着剤（品番ＢＥ−３０８）を０．１ｋｇ／ｍ^２の割合で塗布し、該壁紙材を貼り付けて、仕上表面層８を構成した。この表層１３は、着色シート層１５としての機能を要求したものである。

続いて、図５のように、まず、補強対象コンクリート構造物（躯体構造物１）として、ＪＩＳ Ａ５３７１（２００４）舗装用コンクリート平板(３０ｃｍ×３０ｃｍ×６ｃｍ)を２枚用意し、表面をサンダーを用いて平滑化し、研磨粉を除去し、有機溶剤を用いて脱脂した。次に、プライマー２としてコニシ（株）社製のエポキシ系プライマーＥ８１０Ｌを０．２ｋｇ／ｍ^２となるように、刷毛を用いて塗布した。該プライマーの初期硬化確認後、下地調整材３としてコニシ（株）社製のエポキシ系パテ材Ｅ３９５Ｓを１．０ｋｇ／ｍ^２となるように刷毛を用いて塗布した。一昼夜放置後、接着剤樹脂（下塗り）４としてコニシ（株）社製のエポキシ系樹脂Ｅ２５００を０．４ｋｇ／ｍ^２となるように刷毛を用いて塗布し、直ちに繊維シート状物５である東レ（株）社製の一方向炭素繊維シートＵＴ７０−２０（目付量２００g／ｍ^２）を貼り付け、脱泡ローラーを用いて含浸接着させた。次に、直ちに接着剤樹脂（上塗り）６として同Ｅ２５００を０．２ｋｇ／ｍ^２となるように刷毛を用いて塗布し、脱泡ローラーを用いて繊維シート状物５を上面から接着剤樹脂を含浸接着させ、補強層２１と補強層２２を仮設した。次に、補強層の接着剤樹脂が硬化する前に、直ちに仕上表面層８の接着剤樹脂７として同Ｅ２５００を０．３ｋｇ／ｍ^２になるように刷毛を用いて塗布し、あらかじめ製造済みの２タイプの仕上げ表面層８を、コンクリート平板の補強層上に各１枚ずつそれぞれ貼り付け、脱泡ローラーを用いて接着剤樹脂７を含浸接着させ、２種類の試験体を作成した。

その後２週間の常温養生後、該試験体に早強接着剤２５を用いて鋼製冶具２６を各６個づつ貼り付け、周囲をコンクリート平板まで切断面２７を入れ、建研式引張試験機を使用して矢印の方向に引っ張る接着試験を実施した。

その結果、各６回の試験結果は、Ａタイプでは３．３Ｎ／ｍｍ^２であり、Ｂタイプでは３．４Ｎ／ｍｍ^２と、いずれも従来の炭素繊維シートの重要な品質管理項目である接着強さの合否判定基準値１．５Ｎ／ｍｍ^２ 以上を確保し、補強体の接着要求性能と同等の接着性が確認された。

また、ここで接着剤樹脂７等に使用したエポキシ系樹脂Ｅ２５００は、濃い青色を呈しているが、仕上げ表面層８接着後の目視観察では、表層１３の白色面が青色に変色した箇所はなく、
接着剤樹脂遮断層１２を設置することにより、接着剤樹脂７が表層１３へ滲出し変色させる障害を防止することに有効であることが確認され、表層１３が着色シート層としての機能を満足することが証明された。

この実施例により、補強層２１，２２の接着剤樹脂（上塗り）６の硬化まで数日間待機した後、別の壁紙材用接着剤を使用して壁紙材を貼り付けて仕上げ表面層とするという従来の工程を大幅に短縮し、補強層２１，２２の仮設後、間を空けず連続的に仕上げ表面層８の施工が可能であることが確認された。

コンクリート・木造・鋼製等の躯体構造体に、繊維シート状物と接着剤樹脂からなる補強層を貼り付ける方法において、在来の方法では、繊維シート状物の接着剤樹脂の硬化を待ってから仕上げ工を行っており、その待機日数が空費されているが、補強層の貼り付け後、接着剤樹脂の硬化を待つことなく、同一の接着剤樹脂を使用して、多層構造からなるシート状物を貼り付け、補強層と該シート状物からなる補強体の完成とすることにより、大幅な施工日数の短縮を図ることができる。

図１は、本発明の繊維強化躯体構造物の実施形態例を示す断面図である。 図２は、本発明で用いられる仕上表面層の構成の一例を示す斜視図である。 図３は、本発明で用いられる他の仕上表面層の層構成の一例を示す斜視図である。 図４は、繊維強化された従来のコンクリート構造物の一例を示す図である。 図５は、本発明の繊維強化躯体構造物と、本発明に関わる基層と補強層の接着試験の状態を説明するための建研式引張試験の実施断面図である。

符号の説明

１ 躯体構造物
２ プライマー
３ 下地調整材
４ 接着剤樹脂（下塗り）
５ 繊維シート状物
６ 接着剤樹脂（上塗り）
７ 仕上表面層の接着剤樹脂
８ 仕上表面層
１１ 仕上表面層の繊維布帛からなる基層
１２ 仕上表面層の接着剤樹脂遮断層
１３ 仕上表面層の表層
１４ 紫外線遮断層
１５ 着色シート層
２０ 従来工法の仕上層
２１ 補強層
２２ 補強層
２５ 瞬間接着剤
２６ 建研式試験機用鋼製冶具
２７ 切断面

Claims (12)

1. 躯体構造物の外側に、少なくとも接着剤樹脂が含浸された繊維シート状物を含む補強層と、少なくとも接着剤樹脂が含浸された繊維布帛からなる基層および接着剤樹脂遮断層を含むシート状多層構造の仕上表面層とが、この順に形成されてなることを特徴とする繊維強化躯体構造物。
2. 仕上表面層を構成する接着剤樹脂遮断層の外側に、さらに外面的要求特性を満足するための表層が形成されてなることを特徴とする請求項１記載の繊維強化躯体構造物。
3. 外面的要求特性を満足するための表層が、着色シート層または／および紫外線遮断層であることを特徴とする請求項２記載の繊維強化躯体構造物。
4. 接着剤樹脂が、常温硬化型の熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の繊維強化躯体構造物。
5. 繊維布帛を構成する繊維の配列方向が少なくとも２方向であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化躯体構造物。
6. 繊維布帛が２軸メッシュであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の繊維強化躯体構造物。
7. 繊維布帛が不織布であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに繊維強化躯体構造物。
8. 仕上表面層を構成する接着剤樹脂遮断層が、プラスチックフィルムからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の繊維強化躯体構造物。
9. 躯体構造物の外側に、繊維シート状物を接着剤樹脂を用いて貼着して接着剤樹脂が含浸された繊維シート状物を含む補強層を仮設し、該接着剤樹脂が硬化する前に、該補強層の外側に、該接着剤樹脂と同一または同種の接着剤樹脂を用いて、少なくとも繊維布帛からなる基層および接着剤樹脂の滲出を防止するための接着剤樹脂遮断層を含むシート状多層構造物を押圧貼着し、接着剤樹脂を硬化させて仕上表面層を形成することを特徴とする繊維強化躯体構造物の製造方法。
10. 接着剤樹脂遮断層の外側に、さらに外面的要求特性を満足するための表層が設けられた仕上表面層を形成することを特徴とする請求項９記載の繊維強化躯体構造物の製造方法。
11. 補強層の外側に接着剤樹脂を塗布し、繊維布帛からなる基層、接着剤樹脂の滲出を防止するための接着剤樹脂遮断層および外面的要求特性を満足するための表層の少なくとも３層が一体化されたシート状多層構造物を押圧貼着し接着剤樹脂を硬化させて、該補強層の外側に仕上表面層を形成することを特徴とする請求項９または１０記載の繊維強化躯体構造物の製造方法。
12. 仕上表面層を構成する接着剤樹脂遮断層が、プラスチックフィルムであることを特徴とする請求項１０または１１記載の繊維強化躯体構造物の製造方法。

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