JP2009144278A

JP2009144278A - 強化繊維シート、及び布基礎の補強方法

Info

Publication number: JP2009144278A
Application number: JP2007321713A
Authority: JP
Inventors: Sumiyuki Matsubara; 澄行松原; Katsuhiko Endo; 克彦遠藤
Original assignee: Fibex Co Ltd
Current assignee: Fibex Co Ltd
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-07-02

Abstract

【課題】コンクリート表面のひび割れの補修等に適した強化繊維シートを提供する。
【解決手段】縦糸１が８００ＭＰａ未満の引張強度、横糸２が８００ＭＰａ以上の引張強度の強化繊維である強化繊維シートＳ１。強化繊維シートＳ１を、縦糸１の方向とひび割れＣの方向とが略一致するように、コンクリート表面に貼付け、これにより、強化繊維（つまり、横糸２）は、ひび割れＣと略直交する方向（引張応力σが作用する方向）に貼付されることとなり、該引張応力σに抗して、ひび割れＣの拡大を抑制する布基礎の補強方法。
【選択図】図２

Description

本発明は、強化繊維シート及び布基礎の補強方法に関する。

従来、コンクリート構造物の補強や補修等のために強化繊維シートが用いられている（例えば、特許文献１参照）。そのような強化繊維シートには、
・縦糸（つまり、シートの長手方向に配置される糸）及び横糸（つまり、該縦糸に略直交するように織り込まれる糸）の両方に強化繊維を用いたもの
・縦糸（図４の符号２１参照）に強化繊維を使用し、横糸（同図の符号２２参照）には低強度の繊維を使用したもの
があった。
特開２００７−２３９２１５号公報

ところで、後者の強化繊維シート（図４に示すような強化繊維シート）は、縦糸２１に強化繊維が使用されているので、コンクリート柱状体に巻き付けたりして使用する場合には好適ではあるが、不都合な場合も多い。例えば、図５に符号Ｃで示すようなひび割れがコンクリート表面に生じているような場合には、そのひび割れＣと略直交する方向に引張応力（符号σ参照）が生じていて、該応力は該ひび割れＣを拡大するように作用することとなるが、該ひび割れの拡大を抑制するためには、ひび割れＣと略直交する方向に強化繊維（図４に示す強化繊維シートの場合には縦糸２１）を貼付し配設しなければならず、そのためには、その強化繊維シートを必要長さに複数切断し、それら複数枚の切断シート片（図５の符号Ｓ２参照）をひび割れ部分に１枚１枚貼り付けなければならず、その作業が面倒であった。また、ひび割れ補修のため、ひび割れ内にエポキシ樹脂等の樹脂を注入する場合には、ひび割れの表面から樹脂があふれ出ないようにすることが必要であり、そのためには前記複数枚の切断シート片を隙間なく密に貼付けなければならない。これは、施工手間、施工時間を多く費やし、そのことが工事費を増大させる原因となる。

一方、通常の木造建築物では、図３に示すような逆Ｔ字形か長方形の断面をした布基礎１０が土台として用いられているが、鉄筋を使用していない、いわゆる無筋コンクリートのものも多く、近年は、そのような無筋コンクリートの布基礎を補強したいという要請も多い。

本発明は、上述の問題を解決できる強化繊維シート及び布基礎の補強方法を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、図１に例示するものであって、長手方向（ｘ_１）に配置される縦糸（１）が、８００MPａ未満の引張強度を持つ繊維であり、
該縦糸（１）に略直交するように織り込まれる横糸（２）が、８００ＭＰａ以上の引張強度を持つ強化繊維であることを特徴とする強化繊維シート（Ｓ１）に関する。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、幅が１．１メートル以下であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、図３(a) (b) に例示するものであって、請求項１又は２に記載の強化繊維シートである第１繊維シート（Ｓ１）を、その横糸（図１の符号２参照）の延設方向が垂直方向（図３(a)
のｙ_０方向）に略一致するように、布基礎の側面（１０ａ）であってその上縁（１０ｂ）と下縁（１０ｃ）との間に貼付する工程と、
長手方向（図４のｘ_２方向）に配置される縦糸（図４の符号２１参照）が８００MPａ以上の引張強度を持つ強化繊維であって該縦糸（２１）に略直交するように織り込まれる横糸（同図の符号２２参照）が８００MPａ未満の引張強度を持つ繊維である第２繊維シート（図３(a)
(b) の符号Ｓ２１参照）を、該縦糸（２１）の延設方向が布基礎の長手方向（図３(a) のｘ_０方向）に略一致するように、布基礎の側面（１０ａ）であってその上縁（１０ｂ）に沿うように貼付する工程と、
該上縁（１０ｂ）に沿うように貼付した第２繊維シート（Ｓ２１）とは別の第２繊維シート（Ｓ２２）を、縦糸（２１）の延設方向が布基礎の長手方向（ｘ_０方向）に略一致するように、布基礎の側面（１０ａ）であってその下縁（１０ｃ）に沿うように貼付する工程と、からなる布基礎の補強方法に関する。

なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

請求項１及び２に係る発明によれば、８００MPａ以上の引張強度を持つ強化繊維が縦糸としてではなく横糸として織り込まれているので、コンクリート表面の狭い領域（略矩形状の領域であって、短辺の方向に引張応力が作用するような領域）に貼付すれば横糸は引張応力が作用する方向（短辺の方向）に配置されることとなるので、その部分を簡単に補強したり補修したりすることができる。

請求項３に係る発明によれば、繊維シートを切ったり貼ったりする回数を必要最小限に抑えることができ、比較的簡単な作業で布基礎を適切に補強することができる。

以下、図１乃至図４に沿って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。ここで、図１は、本発明に係る強化繊維シート（つまり、縦糸が８００MPａ未満の引張強度を持つ繊維であり、横糸が８００MPａ以上の引張強度を持つ強化繊維であるシート）の構造の一例を示す平面図であり、図２は、図１に示した強化繊維シートを用いてひび割れの補修を行った様子の一例を示す平面図であり、図３(a)
は、図１に示した強化繊維シート等を用いて布基礎の補強を行った様子の一例を示す側面図であり、図３(b) は、その断面図であり、図４は、従来の強化繊維シート（つまり、縦糸が８００MPａ以上の引張強度を持つ繊維であり、横糸が８００MPａ未満の引張強度を持つ強化繊維であるシート）の構造の一例を示す平面図である。

本発明に係る強化繊維シートは、図１に符号Ｓ１で例示するものであって、その長手方向（図示ｘ_１方向）に配置される縦糸１が低強度の繊維であって、該縦糸１に略直交するように織り込まれる横糸２が強化繊維であることを特徴とする。具体的には、前記縦糸１が８００MPａ未満の引張強度を持つ繊維であり、前記横糸２が８００MPａ以上の引張強度を持つ強化繊維である。この強化繊維シートＳ１は、コンクリート構造物の補修や補強を行うために使用することができる。

この強化繊維シートＳ１の幅（図１のｙ_１方向の幅）は１．１メートル以下にすると良い。例えば、コンクリートのひび割れ補修用に該シートを使用する場合、シート幅が広ければ広いほどよいというものではなく、ある一定以上の幅は不必要、あるいは補強の意味を持たないという事情がある。この幅は、繊維シートの剛性、コンクリートの強度などに応じて多少は異なるものの、それらを考慮しても１．１メートルを超える繊維シートは、本発明の対象としない。

なお、上述の横糸２としては、例えば、炭素繊維、アラミド繊維、PBO繊維、バサルト繊維、超高強力ポリエステル繊維、ポリアリレート繊維、ガラス繊維などを挙げることができるが、他の繊維を用いても良い。また、縦糸１には、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維などを挙げることができるが、他の繊維を用いても良い。

上述の強化繊維シートＳ１では、８００MPａ以上の引張強度を持つ強化繊維が縦糸１としてではなく横糸２として織り込まれているので、コンクリート表面の狭い領域（略矩形状の領域であって、短辺の方向に引張応力が作用するような領域）に貼付すれば横糸は引張応力が作用する方向（短辺の方向）に配置されることとなるので、その部分を簡単に補強したり補修したりすることができる。例えば、図２に示すように、コンクリート表面にひび割れＣが生じているような場合には、そのひび割れＣと略直交する方向に引張応力（符号σ参照）が生じていて、該応力は該ひび割れＣを拡大するように作用することとなるが、該ひび割れＣを含む領域（ひび割れ方向が長辺の方向となる矩形領域）に１枚の前記強化繊維シートＳ１を貼付すれば、ひび割れＣと略直交する方向に強化繊維（つまり、横糸２）が貼付されることとなり、ひび割れＣの拡大を抑制することができる。したがって、図５にて説明したような、複数のシート片Ｓ２に切断する作業や、複数のシート片Ｓ２を貼付する作業等は不要となり、従来に比べて作業を簡素化できる。また、ひび割れ内にエポキシ樹脂等を注入する場合であっても、１枚のシートＳ１を貼付するだけで該樹脂が溢れ出ることを簡単に防止することができる。

一方、上述の強化繊維シートＳ１を用いて布基礎（木造建築物に用いられる、逆Ｔ字形や長方形の断面をした基礎のこと）を補強するようにしても良い。そのような布基礎の補強を行うには、上述した強化繊維シート（以下、“第１繊維シート”とする）Ｓ１だけでなく、図４に示した強化繊維シート（つまり、長手方向ｘ_２に配置される縦糸が８００MPａ以上の引張強度を持つ強化繊維であって該縦糸に略直交するように織り込まれる横糸が８００MPａ未満の引張強度を持つ繊維であるシート。以下、“第２繊維シート”とする）Ｓ２１，Ｓ２２を用いると良い。

布基礎の補強方法は、
(a) 布基礎１０の側面（建築物の外側に露出している面であって、図３(b)
に符号１０ａで示す面。以下、同じ。）であってその上縁１０ｂと下縁１０ｃとの間に前記第１繊維シートＳ１を貼付する工程と、
(b) 該布基礎１０の側面１０ａであってその上縁１０ｂに沿うように（該上縁１０ｂに近接した位置に）前記第２繊維シートＳ２１を貼付する工程と、
(c) 該上縁１０ｂに沿うように貼付した第２繊維シートＳ２１とは別の第２繊維シートＳ２２を、布基礎１０の側面１０ａであってその下縁１０ｃに沿うように（該下縁１０ｃに近接した位置に）貼付する工程と、
からなることを特徴とする。この場合、前記第１繊維シートＳ１及び前記第２繊維シートＳ２１，Ｓ２２を貼付する方向が重要であって、前記第１繊維シートＳ１は、その横糸２の延設方向が垂直方向（図３(a) のｙ_０方向である上下方向）に略一致するように貼付する必要があり、前記第２繊維シートＳ２１，Ｓ２２は、その縦糸２１の延設方向ｘ_２が布基礎１０の長手方向ｘ_０に略一致するように貼付する必要がある。この方法によれば、繊維シートを切ったり貼ったりする回数を必要最小限に抑えることができ、比較的簡単な作業で布基礎を適切に補強することができる。

なお、上述の(a)
(b) (c) の工程は、必ずしもその順序で実施する必要はなく、(b) →(c) →(a) の順に実施しても、他の順で実施するようにしても良い。また、上述の(a)
(b) (c) の工程では、各繊維シートＳ１，Ｓ２１，Ｓ２２を布基礎１０の側面１０ａに貼付することとなっているが、この場合の“貼付”とは、
・側面１０ａに直接貼付する場合
・他の繊維シート（側面１０ａに直接貼付されている他の繊維シート）に重ねて貼付する場合（つまり、第１繊維シートＳ１と第２繊維シートＳ２１，Ｓ２２とが積層されている状態）
の両方を含む概念である。

本実施例においては、図２に示すように、コンクリート構造物の表面であって、ひび割れＣが発生している部分に上述の第１繊維シートＳ１を貼付した。その際、シートＳ１の長手方向ｘ_１（つまり、低強度の繊維である縦糸１の延設方向）がひび割れＣの方向と略一致するようにした。

この方法によれば、第１繊維シートＳ１における高強度の繊維（つまり、横糸２）は、ひびが入った方向と略直交する方向（引張応力σが作用する方向）に貼付されることとなり、ひび割れＣの拡大を抑制することができる。その場合、１枚の第１繊維シート片Ｓ１を切り取って貼り付けるだけで良いので、図５にて説明したような、複数のシート片Ｓ２に切断する作業や、複数のシート片Ｓ２を貼付する作業等は不要となり、従来に比べて補修作業を簡素化できる。また、ひび割れの内部にエポキシ樹脂等を注入する場合であっても、１枚のシートＳ１を貼付するだけで該樹脂が溢れ出ることを簡単に防止することができる。

本実施例においては、図１に示す第１繊維シートＳ１と、図４に示す第２繊維シートＳ２１，Ｓ２２とを用いて、布基礎の補強を行った。以下、補強の工程について説明する。

まず、布基礎１０の側面１０ａ（ほぼ全面）には、上縁１０ｂから下縁１０ｃに掛けて上述の第１繊維シートＳ１を貼付した。その場合、第１繊維シートＳ１の長手方向ｘ_１（つまり、低強度の繊維である縦糸１の延設方向）が布基礎１０の長手方向ｘ_０と略一致するようにした。次に、布基礎１０の上縁１０ｂに沿うように、前記第１繊維シートＳ１の表面に上述の第２繊維シートＳ２１を貼付し、さらに、布基礎１０の下縁１０ｃに沿うように、前記第１繊維シートＳ１の表面に別の第２繊維シートＳ２２を貼付した。これらの第２繊維シートＳ２１，Ｓ２２は、その長手方向ｘ_２（つまり、高強度の繊維である縦糸２１の延設方向）が布基礎１０の長手方向ｘ_０と略一致するようにした。なお、各繊維シートＳ１，Ｓ２１，Ｓ２２の貼付には、公知の樹脂接着剤を使用した。

木造建築物の布基礎には、主に、その建築物自体の自重が静的な圧縮荷重として作用しているが、地盤が弱かったり地震が起こったりした場合には、曲げモーメント等が作用して、上縁部分や下縁部分に水平方向（ｘ_０方向）の引張応力が作用したり、上縁１０ｂから下縁１０ｃに掛けてせん断力による斜め方向の引張応力が作用したりすることがある。第１繊維シートＳ１及び第２繊維シートＳ２１，Ｓ２２を図３(a) (b) に示すように貼付した場合には、それらの繊維シートＳ１，Ｓ２１，Ｓ２２がそれぞれの引張応力を受けることとなり、布基礎１０を補強することが可能となる。

図１は、本発明に係る強化繊維シート（つまり、縦糸が８００MPａ未満の引張強度を持つ繊維であり、横糸が８００MPａ以上の引張強度を持つ強化繊維であるシート）の構造の一例を示す平面図である。図２は、図１に示した強化繊維シートを用いてひび割れの補修を行った様子の一例を示す平面図である。図３(a) は、図１に示した強化繊維シート等を用いて布基礎の補強を行った様子の一例を示す側面図であり、図３(b)は、その断面図である。図４は、従来の強化繊維シート（つまり、縦糸が８００MPａ以上の引張強度を持つ繊維であり、横糸が８００MPａ未満の引張強度を持つ強化繊維であるシート）の構造の一例を示す平面図である。図５は、図４に示す強化繊維シートを用いてひび割れの補修を行った様子の一例を示す平面図である。

符号の説明

１縦糸
２横糸
１０布基礎
１０ａ側面
１０ｂ上縁
１０ｃ下縁
２１縦糸
２２横糸
Ｓ１強化繊維シート（第１繊維シート）
Ｓ２，Ｓ２１，Ｓ２２強化繊維シート（第２繊維シート）

Claims

長手方向に配置される縦糸が、８００MPａ未満の引張強度を持つ繊維であり、
該縦糸に略直交するように織り込まれる横糸が、８００MPａ以上の引張強度を持つ強化繊維である、
ことを特徴とする強化繊維シート。
幅が１．１メートル以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の強化繊維シート。
請求項１又は２に記載の強化繊維シートである第１繊維シートを、その横糸の延設方向が垂直方向に略一致するように、布基礎の側面であってその上縁と下縁との間に貼付する工程と、
長手方向に配置される縦糸が８００MPａ以上の引張強度を持つ強化繊維であって該縦糸に略直交するように織り込まれる横糸が８００MPａ未満の引張強度を持つ繊維である第２繊維シートを、該縦糸の延設方向が布基礎の長手方向に略一致するように、布基礎の側面であってその上縁に沿うように貼付する工程と、
該上縁に沿うように貼付した第２繊維シートとは別の第２繊維シートを、縦糸の延設方向が布基礎の長手方向に略一致するように、布基礎の側面であってその下縁に沿うように貼付する工程と、
からなる布基礎の補強方法。