JP2008255517A - 繊維シート及びそれを用いたはく落防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐アルカリ性、耐熱性に優れた構造物表面片のはく落防止が可能となり、さらに、従来の炭素繊維やアラミド繊維を用いた方法よりも安価にはく落防止対策を行うことができる繊維シート及びそれを用いたはく落防止工法を提供する。
【解決手段】溶融紡糸した玄武岩繊維を網目状に加工した繊維シートであり、前記繊維シートを構造物表面に貼り付けることを特徴とする構造物表面片の落下を防止するはく落防止方法である。前記繊維シートを構造物表面に貼り付ける際に、粘着テープ、アンカー、釘、セメント系材料、樹脂系材料から選ばれる１種又は２種以上を用いて貼り付けることを特徴とするはく落防止方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、主に、土木・建築業界において構造物表面から構造物表面（コンクリート、モルタル、タイル、金属、プラスチック、レンガ等）片が落下するのを防止するためのはく落防止方法に関する。

土木・建築分野のコンクリート構造体は、経年変化によりコンクリート内部に配設された鉄筋がコンクリートの中性化、塩害、水分の侵入その他の原因により発錆し、その際の膨張圧によってコンクリートにひび割れが生じ、最終的にはコンクリート片が剥落する事態が起こる可能性がある。さらに、アルカリ骨材反応が生じた時は、表面に亀甲状のひび割れが多数発生し、近年、コンクリート構造体の表層部が劣化し剥落する事故も発生している。また、コンクリート片以外にも建築構造物に多く見られるタイル等の表面仕上げ材や、耐熱性が要求される箇所や古いトンネルにあるレンガ構造部のレンガも経年劣化によるはく落が発生している。
このような各種の片の落下を防止する工法としては、網目状に加工したシート状の補強材を貼り付ける工事が行われている。例えば、ポリエチレン繊維製の剥落防止用シートを用いる方法（特許文献１）、二軸メッシュ、三軸メッシュ、繊維層状体を接着するための樹脂として、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン（メタ）アクリレート樹脂、ポリエステル（メタ）アクリレート樹脂等を用いる方法（特許文献２）、ビニロン繊維でできた繊維シートを用いる方法（特許文献３）、アラミド繊維でできた繊維シートを用いる方法（特許文献４）、炭素繊維又はガラス繊維でできた繊維シートを用いる方法（特許文献５）が知られている。
特開２００４−１３２０１５号公報 特開２００４−０１８７１９号公報 特開２００４−２３８７５７号公報 特開２００１−２３２６２４号公報 特開２００６−０１６７０３号公報

また、玄武岩を１５００〜１６００℃で溶融紡糸し繊維化する製造方法が知られている（特許文献６）が、網目状に加工した繊維シートに関する記載はない。
特表平０９−５０００８０号公報

従来から用いられている有機繊維からなる繊維シートは、耐熱性が低く１５０℃以上の温度に晒されると軟化や分解が起こる。また、火害の影響を受けた場合は補強効果が低減してしまう可能性があり、煙突の補強等の熱の影響を受ける箇所への使用は不向きであった。セメント系材料からなる接着剤を用いたガラス繊維シートの貼り付けでは、アルカリによるガラス繊維の劣化が懸念される。また、炭素繊維やアラミド繊維は補強効果に優れるが非常に高価な材料である。

すなわち、本発明は、（１）溶融紡糸した玄武岩繊維を網目状に加工した繊維シート、（２）（１）の繊維シートを構造物表面に貼り付けることを特徴とする構造物表面片の落下を防止するはく落防止方法、（３）（１）の繊維シートを構造物表面に貼り付ける際に、粘着テープ、アンカー、釘、セメント系材料、樹脂系材料から選ばれる１種又は２種以上を用いて貼り付けることを特徴とする（２）のはく落防止方法、である。

本発明の繊維シート及びそれを用いたはく落防止工法により、耐アルカリ性、耐熱性に優れた構造物表面片のはく落防止が可能となる。さらに、従来の炭素繊維やアラミド繊維を用いた方法よりも安価にはく落防止対策を行うことができる。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明で云う構造物とは、コンクリート構造物、コンクリート構造物にモルタル、タイル、プラスチック、金属等の仕上げ材を貼り付け複合させた構造物、及びレンガ構造物等である。
また、構造物表面（片）とは、コンクリート、モルタル、タイル、金属、プラスチック、レンガ等である。

本発明の繊維シートは、玄武岩を原料とし、高温で溶融紡糸した非晶質の人造鉱物繊維である。この繊維を網目状のシート状に加工したものであれば特に限定するものではない。例えば、織物、編物、不織布等のものや複数の繊維を引き揃え又は交差させて繊維間を接着して得られたもの等が挙げられる。なかでも、繊維シートの強度と伸度の点から織物形状とすることが好ましい。
繊維シートを織物形状とする際には、織物の組織は、平織、綾織、朱子織等の基本組織をはじめ、これらからの誘導組織のいずれであってもよいが、糸の強力利用率の大きい平織や糸目間を大きく取って、接着剤やモルタルとの物理的接着効果の得易いからみ織や模紗織であるのが好ましい。

本発明の繊維シートは、１軸当りの糸量合計が２０〜１００００デシテックスで、軸数が２軸、３軸又は４軸であり、網目が２〜５０ｍｍのメッシュ状であるものが好ましい。１軸当りの糸量合計が２０デシテックス未満では、引張強度が不足となり、１００００デシテックスを超えると、繊維の腰が強くなり過ぎて曲げに難くなるので好ましくない。４軸を超えた軸数では、空隙が少なくなり、接着剤の下地への浸透が阻害される場合があり好ましくない。網目については、２ｍｍ未満となると下地への接着剤の浸透が阻害される場合があり、５０ｍｍを超えると、補強効果が低くなる。本発明で云う軸とは経糸・緯糸・斜糸である。

本発明の繊維シート表面は、予め糸同士がほぐれ難くするため、接着剤との接着力を向上させるために、表面処理剤を塗布したものも使用できる。表面処理剤としては、繊維又は接着剤に悪影響を与えないものであれば特に限定されるものではない。例えば、シラン系、ＥＶＡ系、アクリル系、ＰＶＡ系の表面処理剤を使用できる。

本発明の繊維シートの貼り付け方法は、粘着テープ、アンカー、釘、セメント系材料、樹脂系材料から選ばれる１種又は２種以上の材料を用いて貼り付けることができる。

粘着テープは、繊維シートの貼付け強度が小さいので軽量で薄い樹脂被覆物や仕上げモルタル等がはく離し落下するのを防止するときにのみ使用し、あくまでも仮止めを行う目的で使用される。貼付け方法としては、例えば、繊維シートの端部で粘着テープを貼る方法が挙げられる。粘着テープの種類は特に限定するものではないが、通常市販されている粘着テープが使用できる。

アンカーや釘は、粘着テープで貼り付けるよりは落下物を受け止める強度は増す。固定するためのアンカーや釘の本数は、特に限定するものではなく、できるだけ繊維シートが弛まない程度の本数で固定すれば良い。アンカーや釘の種類は、特に限定するものではなく、通常、市販されているものが使用できる。

セメント系材料や樹脂系材料は、繊維シートを貼り付けるための接着剤及び網目を無くし隙間から片の落下を防止するものであり、厚みがあり重いコンクリート片等の落下を防止することに関しては最も効果的な方法と言える。さらに、アンカーや釘等の機械的な固定具と併用すれば、よりはく落防止効果は向上する。

セメント系材料としては、通常市販されているような繊維シート貼付けに用いられる、例えば、セメント混和用ポリマーディスパージョンが混入した材料、繊維類を混入しじん性を付与した材料等が挙げられる。セメント系材料の施工方法は、刷毛、ローラー、コテ、吹付け方法いずれの施工方法で実施しても構わない。セメント系材料の塗付け厚みは、特に限定されるものではないが、通常、繊維シートの厚み以上に塗り付けることが好ましい。

樹脂系材料としては、通常市販されているような繊維シート貼付けに用いられる、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ブチルゴム、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂等が使用できる。これら樹脂に骨材等の無機系フィラーを配合した樹脂組成物も使用できる。樹脂系材料の塗り付け厚みは、通常、繊維シートの厚み以上に塗り付けることが好ましい。

繊維シートは、落下物を受け止めるだけの強度をさらに増すために繊維シートを２層以上に重ねて貼り付けても良い。繊維シートの貼付け方法は、上記の複数の方法を併用して構わない。また、はく落防止性能に影響のない範囲で、最終表面に、耐候性材料、撥水剤、防カビ剤等を施工しても構わない。
セメント系材料や樹脂系材料を用いるときは、先に塗り付け面に塗り付けておいてから繊維シートを貼り付け、さらに、セメント系材料や樹脂系材料を塗り付ける方法を採用してもよい。

以下、実施例に基づき詳細に説明する。

糸量（縦２０００デシテックス×横２０００デシテックス）の溶融紡糸した玄武岩繊維のマルチフィラメントを用いて製織した軸数２、網目が１０ｍｍの網目状シートをコンクリートの剥離・脱落が発生した陸橋の路床の裏面を清掃し、はく落箇所（およそ縦２０ｃｍ×横２０ｃｍ×深さ３ｃｍ）は市販のコテ塗りモルタルで断面修復し、その修復箇所を中心として２ｍ^２シートを貼り付け粘着テープで仮止めし、アンカーを打ち込み固定した。その結果、約６ヶ月後に貼り付けたシート内で、再び、縦１５ｃｍ×横１０ｃｍ×厚さ２ｃｍ程度でコンクリートが破壊したが落下せず、貼り付けたシートがはく落防止に寄与することが分かった。

（使用材料）
溶融紡糸した玄武岩繊維：中部工業株式会社製、バサルトロービング ＢＳ１３−８００−７６
粘着テープ：日東電工社製、養生用布粘着テープ Ｎｏ．７５０５
アンカー：コンクリート用アンカー、市販品

実施例１で貼り付けたシートと隣接する位置で糸量（縦２０００デシテックス×横２０００デシテックス）の溶融紡糸した玄武岩繊維のマルチフィラメントを用いて製織した軸数２、網目が１０ｍｍの網目状シートを２ｍ^２貼り付けた。接着剤としてアクリル樹脂を用いた。アクリル樹脂の１回あたりの塗布量は２００ｍ^３／ｇとし、１回目塗布した樹脂が硬化した後に再度２００ｍ^３／ｇローラーで塗布した。その結果、５年経過しても貼り付け箇所に浮きや剥がれ等の変状は認められなかった。接着させた繊維シートに熱をかけて無理やり剥がしたところ、コンクリート表面が膨れ亀裂が発生しており、その膨張に耐えられるだけの充分な接着力と補強効果を有することが確認できた。

（使用材料）
アクリル樹脂：主材／硬化材＝１／１（質量比）、市販品

供試体としてＪＩＳ Ａ ５３３４に規定する鉄筋コンクリートＵ形ふた（４００×６００×６０ｍｍ）を使用し、Ｕ形ふたの中央部を直径１００ｍｍの円形状をコンクリート用コアカッタによりコア抜きした。このときコアは、深さ５５ｍｍに穿孔し、コア抜きをした面を表面とし、供試体の裏面の全面に得られた繊維シートを貼り付けた。
繊維シートの貼り付け方法は、プライマーを塗布し、糸量（縦２０００デシテックス×横２０００デシテックス）の実施例１で使用した溶融紡糸した玄武岩繊維のマルチフィラメントを用いて製織した軸数２、網目が１０ｍｍの網目状シートのセメント系材料を厚み１０ｍｍで塗り付け固定した。
これを２０℃で材齢２８日間屋外養生したもの、さらに、１８０℃で３時間加熱後のものの押抜き試験によるはく落防止性能と、繊維シート自体の耐薬品性試験を行った。
なお、比較のために、市販のビニロン繊維シート、ガラス繊維シートを用いたときも同様に評価した。結果を表１に示す。

（使用材料）
プライマー：エチレン−酢酸ビニル系エマルジョン、市販品
セメント系材料：ポリマーセメント系材料、電気化学工業社製、商品名ＲＩＳ３２２
ビニロン繊維シート：糸量（縦２０００デシテックス×横２０００デシテックス）、軸数２、網目間隔１０×１０ｍｍ
ガラス繊維シート：糸量（縦２０００デシテックス×横２０００デシテックス）、軸数２、網目間隔１０×１０ｍｍ

（試験方法）
はく落防止性能試験：日本道路公団試験研究所規格の「連続繊維シート接着の押抜き試験方法」に従って、以下のようにして押し抜き試験で評価した。
供試体としてＪＩＳ Ａ ５３３４に規定する鉄筋コンクリートＵ形ふた（４００×６００×６０ｍｍ）を使用し、Ｕ形ふたの中央部を直径１００ｍｍの円形状をコンクリート用コアカッタによりコア抜きをする。このときコアは深さ５５ｍｍに穿孔し、コア抜きをした面を表面とし、供試体の裏面の全面に繊維シートを貼り付けた。試験機としてＪＩＳ Ｂ ７７３３の６．（試験機の等級）に規定する１等級以上のものを用いて押し抜き試験を行った。
まず、供試体表面のコア中央部に鉛直、均等に荷重がかかるように球座等をはさんで載荷する。５ｍｍ／分で載荷し、押し抜き試験を行い、１０ｍｍ及び４０ｍｍ変位時の荷重（ＫＮ）を測定した。
耐薬品性試験：耐薬品性試験に用いた薬品は、２ｍｏｌ／Ｌの水酸化ナトリウム水溶液と２ｍｏｌ／Ｌの塩酸水溶液とし、試験は、各薬品溶液１０００ｍＬに対し２０ｇとなるようにカットした繊維シートのみを浸し、２時間煮沸させ、浸漬前に対する煮沸後の質量損失を求めた。

表１より、比較例のビニロン繊維シートは熱に弱く、ガラス繊維シートは耐薬品性が悪く、本発明の繊維シートは熱に強く耐薬品性もガラス繊維に比べ良好であることが分かる。

本発明の繊維シート及びそれを用いたはく落防止工法により、耐アルカリ性、耐熱性に優れた構造物表面片のはく落防止が可能となる。さらに、従来の炭素繊維やアラミド繊維を用いた方法よりも安価にはく落防止対策を行うことができる。そのため、土木、建築分野に幅広く適用できる。

Claims (3)

1. 溶融紡糸した玄武岩繊維を網目状に加工した繊維シート。
2. 請求項１記載の繊維シートを構造物表面に貼り付けることを特徴とする構造物表面片の落下を防止するはく落防止方法。
3. 請求項１記載の繊維シートを構造物表面に貼り付ける際に、粘着テープ、アンカー、釘、セメント系材料、樹脂系材料から選ばれる１種又は２種以上を用いて貼り付けることを特徴とする請求項２記載のはく落防止方法。