JP2018009334A

JP2018009334A - Reinforcement method of steel chimney

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Publication number: JP2018009334A
Application number: JP2016137938A
Authority: JP
Inventors: 佑哉秀熊; Yuya Hidekuma; 宮尾　巻治; Kanji Miyao; 巻治宮尾; 篤也小森; Atsuya Komori; 克之道券; Katsuyuki Doken; 小林　朗; Akira Kobayashi; 朗小林; 伸治寄光; Shinji Yorimitsu; 裕貴石川; Yuki Ishikawa; 重人執行; Shigeto Shigyo
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp; Nippon Steel and Sumikin Materials Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Priority date: 2016-07-12
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2018-01-18
Anticipated expiration: 2036-07-12
Also published as: JP6980365B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reinforcement method of steel chimney capable of reducing work period and reinforcement cost by simplifying reinforcement work requiring no welding work etc. which is required in conventional methods, which may be applied to reinforcement works of a steel chimney which has an outer surface temperature of 80°C or more.SOLUTION: The reinforcement method of steel chimney is method to integrally bond a fiber sheet 1 including reinforcement fibers to the outer surface of a cylinder body 100 of the steel chimney using an adhesive 105. The glass transition temperature of the adhesive is 80°C or more; and the viscosity of which is 3000 to 50000 mPa by s.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、連続した強化繊維を含むシート状の強化繊維含有材料（以下、「繊維シート」という。）を使用して、鋼製の煙突を補修、補強（以下、補修、補強を含めて単に「補強」という。）する鋼製煙突の補強方法に関するものである。 The present invention uses a sheet-like reinforcing fiber-containing material containing continuous reinforcing fibers (hereinafter referred to as “fiber sheet”) to repair and reinforce a steel chimney (hereinafter including repair and reinforcement). (This is called “reinforcement”).

製鉄所、火力発電所等で排煙のために鋼製煙突が使用されている。鋼製煙突において維持管理が必要な部位は、主として、鋼製の筒身、筒身を支持する筒身支持部材、筒身内部のライニングの３つが挙げられる。その中でも筒身、筒身支持部材は煙突の構造体としての枠割を担い、劣化が進展すると自重、地震、及び強風による折損、倒壊等の要因となる。また、筒身においては亀裂発生の報告もされており、ガス漏れ等のトラブルも併せて懸念される。 Steel chimneys are used for flue gas at steelworks and thermal power plants. There are three main parts that require maintenance in the steel chimney: a steel cylinder, a cylinder support member that supports the cylinder, and a lining inside the cylinder. Among them, the cylinder body and the cylinder body supporting member bear the frame as a chimney structure, and when deterioration progresses, it becomes a factor such as breakage or collapse due to its own weight, earthquake, or strong wind. In addition, the occurrence of cracks has been reported in the barrel, and there are concerns about problems such as gas leakage.

これらの問題を解決するためには、鋼製煙突に対する補強を早急に進めていくべきであるが、補強計画が進展しない状況にある。特に、筒身の補強に関しては、その阻害要因として主に次の２点挙げられる。一つは、従来一般的に実施されている、補強用鉄板を筒身に溶接して補強する、所謂、当て板補強工法（以下、単に「従来工法」という。）は、その補強作業工程が煩雑で、仮設や安全対策を含め、難易度が高く、コストも高い傾向にあることにある。また、他の一つは、従来工法は各々の作業工程が長く、定修作業の制約下において補修作業完了までの期間が長期化することである。 In order to solve these problems, the steel chimney should be reinforced immediately, but the reinforcement plan is not progressing. In particular, the following two points are mainly cited as the obstructive factors for the reinforcement of the cylinder. One is a so-called patch plate reinforcement method (hereinafter simply referred to as “conventional method”), which is generally performed in the past, in which a reinforcing iron plate is welded to a cylinder to reinforce, so that the reinforcement work process is performed. It is complicated, and there is a tendency that the degree of difficulty and cost are high, including temporary construction and safety measures. Another is that the conventional method has a long work process, and the period until the completion of the repair work is prolonged under the restriction of the regular repair work.

一方、特許文献１は、筒身の内周面に縦方向及び横方向リブを井桁状に設置し、且つ、筒身の外周面に炭素繊維線材を巻付けた鋼製煙突の補強方法を開示している。この方法は、補強作業自体が極めて煩雑であり、工期の長期化は避けられない。 On the other hand, Patent Document 1 discloses a method for reinforcing a steel chimney in which longitudinal and lateral ribs are installed in a cross beam shape on the inner peripheral surface of a cylinder and a carbon fiber wire is wound around the outer peripheral surface of the cylinder. doing. In this method, the reinforcing work itself is extremely complicated, and the construction period is unavoidable.

なお、特許文献２に記載するように、従来、鉄筋コンクリート製（ＲＣ製）煙突の補強には、一般的に且つ有効な手段として炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）による補強工法（ＣＦＲＰ工法）が採用されており、ＲＣ製煙突の補強は比較的効率よく進められている。 In addition, as described in Patent Document 2, conventionally, a reinforcing method (CFRP method) using carbon fiber reinforced plastic (CFRP) has been adopted as a general and effective means for reinforcing a reinforced concrete (RC) chimney. Reinforcement of RC chimneys is proceeding relatively efficiently.

また、特許文献３には、鋼構造物の表面上に例えば強化繊維として炭素繊維、アラミド繊維等を使用した繊維シートを、鋼構造物表面にポリウレア樹脂を塗布して形成した弾性層に対して接着剤で接着して鋼構造物を補強する方法が開示されている。 Patent Document 3 discloses an elastic layer formed by applying a fiber sheet using, for example, carbon fiber or aramid fiber as a reinforcing fiber on the surface of a steel structure and applying a polyurea resin to the surface of the steel structure. A method of reinforcing a steel structure by bonding with an adhesive is disclosed.

特許文献３には、鋼製構造物として煙突も含まれることが記載されてはいるが、被補強体である鋼構造物は、真夏の直射日光により表面温度が６０℃程度にまで上昇することを前提とした道路橋などとされる鋼構造物の補強方法である。そのために、繊維シートの接着は、ガラス転移点温度が７０℃〜１００℃に調整した接着剤を使用することとしている。 Although it is described in Patent Document 3 that a chimney is included as a steel structure, the surface temperature of a steel structure as a reinforced body is increased to about 60 ° C. by direct sunlight in midsummer. It is a steel structure reinforcement method that is supposed to be a road bridge. Therefore, the adhesive of the fiber sheet uses an adhesive whose glass transition temperature is adjusted to 70 ° C to 100 ° C.

本発明者らの研究実験の結果によると、製鉄所、火力発電所等で排煙のために使用される鋼製煙突は、内部に断熱材としてのライニングが敷設されているとしても、その外表面温度が８０℃を超え、１００℃にまで達することがあり、特許文献３に記載される補強方法を直ちに鋼製煙突の補強に採用することはできないことが分かった。 According to the results of our experiments, steel chimneys used for flue gas at steelworks, thermal power plants, etc., even if linings as thermal insulation materials are laid inside, It has been found that the surface temperature may exceed 80 ° C. and reach 100 ° C., and the reinforcing method described in Patent Document 3 cannot be immediately adopted for reinforcing a steel chimney.

特開平５−３２１４８２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-321482 特開平５−３３２０３１号公報JP-A-5-332031 特許第５３８０５５１号公報Japanese Patent No. 5380551

そこで、本発明者らは、上記従来工法、及び上記特許文献等に記載される技術を検討した結果、鋼製煙突の補強方法にＣＦＲＰ工法を適用し、鋼製煙突の保全活動を容易かつ安価に進められるのではないかと考えた。先ず、従来工法とＣＦＲＰ工法の特徴を比較して想定される効果を纏めた結果、安全リスクの低減や、仮設工事の縮小、また、それらに伴うコスト低減等の効果が見込まれることが分かった。 Therefore, as a result of studying the techniques described in the conventional method and the patent document, the present inventors applied the CFRP method to the steel chimney reinforcement method, thereby making it easy and inexpensive to maintain the steel chimney. I thought it would be possible to proceed. First, as a result of summarizing the expected effects by comparing the characteristics of the conventional method and the CFRP method, it was found that the effects such as reduction of safety risk, reduction of temporary construction, and cost reduction associated therewith are expected. .

つまり、
・安全面
（従来工法）
補強部材である当て板（鉄板）は、重量が重く、運搬、設置に労力を要する。また、落下時のリスクが大であるにも拘らず高所での溶接作業が必要とされる。
（ＣＦＲＰ工法）
軽量な炭素繊維を用いた接着工法であり、大物重量物揚重軽減を図ることができ、安全防災面で有利である。即ち、補強、補修工事の簡素化、安全性の向上を図ることができる。
・仮設、重機
（従来工法）
大物重機が必要であり、且つ、重機の拘束時間が長い。
（ＣＦＲＰ工法）
荷揚げ用重機の容量が小さくて済み、且つ、荷揚げの拘束時間が短い。即ち、重機の小型化、重機使用時間の短期化が可能である。
・工期
（従来工法）
高所での現場作業が多く、ガス等の影響で定修施工を余儀なくされる場合、工期が長くなる。
（ＣＦＲＰ工法）
短工期で実績のあるＣＦＲＰ等を使用することができ、補強、補修工事工程の短縮化を図ることができる。即ち、倒壊による安全リスク、損傷による生産阻害の早期軽減が図れる。
・コスト
（従来工法）
安全、品質確保のための火気養生、落下養生、防風対策等、大掛かりな仮設、安全対策が必要である。
（ＣＦＲＰ工法）
軽量且つ溶接レス工法のため仮設、安全対策費の軽減を図れる。即ち、補修コストの軽減が可能である。
・その他
（従来工法）
現場溶接により内部ライニングが損傷する懸念がある。
（ＣＦＲＰ工法）
溶接レスのため内部ライニングを損傷することはない。従って、筒身内部からの腐食の懸念を低減することができる。 That means
・ Safety (conventional method)
The backing plate (iron plate) which is a reinforcing member is heavy and requires labor for transportation and installation. Moreover, despite the great risk of falling, welding work at a high place is required.
(CFRP method)
It is a bonding method using lightweight carbon fibers, which can reduce the lifting of heavy objects and is advantageous in terms of safety and disaster prevention. That is, reinforcement and repair work can be simplified and safety can be improved.
・ Temporary and heavy machinery (conventional method)
Large heavy equipment is required, and the time for restraining heavy equipment is long.
(CFRP method)
The capacity of the unloading heavy machine can be small, and the unloading restraint time is short. That is, it is possible to reduce the size of heavy machinery and shorten the usage time of heavy machinery.
・ Construction period (conventional method)
If there are many on-site work in high places and forced repair work is required due to the influence of gas, etc., the construction period will be longer.
(CFRP method)
CFRP, etc. that has a track record in a short construction period can be used, and the reinforcement and repair work processes can be shortened. That is, the safety risk due to collapse and the production hindrance due to damage can be reduced early.
・ Cost (conventional method)
Large temporary construction and safety measures such as fire curing, falling curing, wind protection measures for safety and quality assurance are necessary.
(CFRP method)
Lightweight and welding-less construction method allows temporary and safety measures to be reduced. That is, repair costs can be reduced.
・ Other (conventional method)
There is concern that the internal lining may be damaged by field welding.
(CFRP method)
The inner lining is not damaged because it is weldless. Therefore, the concern about corrosion from the inside of the cylinder can be reduced.

本発明者らは、上記従来技術が有する問題点と、ＣＦＲＰ工法が有する特長とを比較考察することによって、繊維シートを筒身に接着する接着剤として特定の性質を有するものを使用することによって、ＣＦＲＰ工法を採用して鋼製煙突の補強を有効になし得ることを見出した。本発明は、斯かる本発明者らによる新規な知見に基づくものである。 The inventors of the present invention have compared the problems of the prior art and the features of the CFRP method, and by using an adhesive having specific properties as an adhesive for bonding the fiber sheet to the cylinder. The present inventors have found that the CFRP method can be employed to effectively reinforce the steel chimney. The present invention is based on such novel findings by the present inventors.

本発明の目的は、煙突外表面温度が８０℃といった高温の鋼製煙突の補強にも有効に適用することができ、しかも、従来工法では必要とされた溶接作業等による補強工事を必要とせず、補強工事の簡素化による工期の短縮及び補強コストの低減を図ることのできる鋼製煙突の補強方法を提供することである。 The object of the present invention can be effectively applied to the reinforcement of a high-temperature steel chimney having a chimney outer surface temperature of 80 ° C., and does not require a reinforcement work such as a welding work required in the conventional construction method. Another object of the present invention is to provide a method for reinforcing a steel chimney capable of shortening the construction period and reducing the reinforcement cost by simplifying the reinforcement work.

上記目的は本発明に係る鋼製煙突の補強方法にて達成される。要約すれば、本発明は、鋼製煙突の筒身の外表面上に強化繊維を含む繊維シートを接着剤で接着して一体化する鋼製煙突の補強方法において、
前記接着剤は、
ガラス転移点温度が８０℃以上、
粘度が３０００〜５００００ｍＰａ・ｓ、
であることを特徴とする鋼製煙突の補強方法である。 The above object is achieved by the method for reinforcing a steel chimney according to the present invention. In summary, the present invention provides a method for reinforcing a steel chimney in which a fiber sheet containing reinforcing fibers is bonded and integrated on an outer surface of a steel chimney cylinder with an adhesive.
The adhesive is
Glass transition temperature is 80 ° C or higher,
A viscosity of 3000 to 50000 mPa · s,
This is a method for reinforcing a steel chimney.

本発明の一実施態様によると、前記接着剤は、常温硬化型エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又は、光硬化型樹脂である。 According to an embodiment of the present invention, the adhesive is a room temperature curable epoxy resin, an epoxy acrylate resin, an acrylic resin, an MMA resin, a vinyl ester resin, an unsaturated polyester resin, or a photocurable resin.

本発明の他の実施態様によると、前記繊維シートを前記筒身の外表面上に接着する前に、前記前記筒身の表面を下地処理するか、及び／又は、プライマーを塗布する。 According to another embodiment of the present invention, before the fiber sheet is bonded onto the outer surface of the cylinder, the surface of the cylinder is subjected to a ground treatment and / or a primer is applied.

本発明の他の実施態様によると、前記筒身の外表面上にポリウレア樹脂パテ剤を塗布して硬化させ弾性層を形成し、次いで、前記弾性層が形成された前記筒身の外表面に前記繊維シートを前記接着剤にて接着する。 According to another embodiment of the present invention, a polyurea resin putty agent is applied and cured on the outer surface of the cylinder to form an elastic layer, and then the outer surface of the cylinder on which the elastic layer is formed is formed. The fiber sheet is bonded with the adhesive.

本発明の他の実施態様によると、前記ポリウレア樹脂パテ剤は、硬化時における引張伸びが４００％以上、引張強度が８Ｎ／ｍｍ^２以上、引張弾性率が６０Ｎ／ｍｍ^２以上５００Ｎ／ｍｍ^２以下である。 According to another embodiment of the present invention, the polyurea resin putty agent has a tensile elongation at curing of 400% or more, a tensile strength of 8 N / mm ² or more, and a tensile modulus of 60 N / mm ² or more and 500 N / mm ² or less. It is.

本発明の他の実施態様によると、前記弾性層を前記筒身の外表面上に形成する前に、前記筒身の表面を下地処理するか、及び／又は、プライマーを塗布する。 According to another embodiment of the present invention, before forming the elastic layer on the outer surface of the cylinder, the surface of the cylinder is ground and / or a primer is applied.

本発明の他の実施態様によると、前記繊維シートは、一方向に引き揃えた連続した強化繊維を互いに線材固定材にて固定した繊維シートである。 According to another embodiment of the present invention, the fiber sheet is a fiber sheet in which continuous reinforcing fibers aligned in one direction are fixed to each other with a wire fixing material.

本発明の他の実施態様によると、前記繊維シートは、強化繊維にマトリクス樹脂が含浸され、硬化された連続した繊維強化プラスチック線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、線材を互いに線材固定材にて固定した繊維シートである。 According to another embodiment of the present invention, the fiber sheet includes a plurality of continuous fiber reinforced plastic wires that are impregnated with a matrix resin in a reinforced fiber, and are arranged in a slender shape in the longitudinal direction. It is a fiber sheet fixed with a fixing material.

本発明の他の実施態様によると、前記繊維シートは、一方向に引き揃えた連続した強化繊維シートに樹脂が含浸され、前記樹脂が硬化された繊維シートである。 According to another embodiment of the present invention, the fiber sheet is a fiber sheet obtained by impregnating a continuous reinforcing fiber sheet aligned in one direction with a resin and curing the resin.

本発明の他の実施態様によると、前記繊維シートは、複数層にて前記筒身の表面に積層して接着され、前記筒身と一体化する。 According to another embodiment of the present invention, the fiber sheet is laminated and adhered to the surface of the cylinder in a plurality of layers, and is integrated with the cylinder.

本発明の他の実施態様によると、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維等の無機繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；更には、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用する。 According to another embodiment of the present invention, the reinforcing fibers include inorganic fibers such as carbon fibers, glass fibers, and basalt fibers; metal fibers such as boron fibers, titanium fibers, and steel fibers; and further, aramid, PBO (polyparaffin). (Phenylene benzbisoxazole), polyamide, polyarylate, polyester, and other organic fibers are used singly or in combination with a plurality of organic fibers.

本発明によれば、煙突外表面温度が８０℃といった高温の鋼製煙突の補強にも有効に適用することができる。しかも、本発明の補強方法は、従来工法では必要とされた溶接作業等による補強工事を必要とせず、補強工事の簡素化による工期の短縮及び補強コストの低減を図ることができる。 According to the present invention, the present invention can also be effectively applied to reinforcement of a high-temperature steel chimney having a chimney outer surface temperature of 80 ° C. Moreover, the reinforcing method of the present invention does not require reinforcing work such as welding work required in the conventional method, and can shorten the work period and reduce the reinforcing cost by simplifying the reinforcing work.

図１は、本発明の鋼製煙突の補強方法を説明するための補強された鋼製煙突の一部分の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a part of a reinforced steel chimney for explaining a method for reinforcing a steel chimney according to the present invention. 図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の鋼製煙突の補強方法における繊維シートの接着態様を説明するための補強された鋼製煙突の一部分の斜視図である。FIGS. 2A to 2D are perspective views of a part of a reinforced steel chimney for explaining a bonding mode of fiber sheets in the method for reinforcing a steel chimney of the present invention. 図３（ａ）は、本発明の鋼製煙突の補強方法における繊維シートの接着態様を説明するための補強された鋼製煙突の一部分の斜視図であり、図３（ｂ）は、繊維シートの他の接着態様を説明するための鋼製煙突の一部分の斜視図である。FIG. 3 (a) is a perspective view of a part of a reinforced steel chimney for explaining the bonding mode of the fiber sheet in the steel chimney reinforcement method of the present invention, and FIG. 3 (b) is a fiber sheet. It is a perspective view of a part of steel chimney for explaining other modes of adhesion. 図４は、本発明の鋼製煙突の補強方法に使用し得る繊維シートの一実施例を示す図である。FIG. 4 is a view showing an embodiment of a fiber sheet that can be used in the steel chimney reinforcement method of the present invention. 図５は、本発明の鋼製煙突の補強方法に使用し得る繊維シートの他の実施例を示す図である。FIG. 5 is a view showing another embodiment of a fiber sheet that can be used in the steel chimney reinforcing method of the present invention. 図６は、本発明の鋼製煙突の補強方法に使用し得る繊維シートの一実施例を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing an embodiment of a fiber sheet that can be used in the steel chimney reinforcing method of the present invention. 図７は、本発明の鋼製煙突の補強方法に使用し得る繊維シートを構成する繊維強化プラスチック線材の例の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of an example of a fiber reinforced plastic wire constituting a fiber sheet that can be used in the steel chimney reinforcement method of the present invention. 図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の鋼製煙突の補強方法に使用し得る繊維シートの他の実施例を示す斜視図である。FIGS. 8A and 8B are perspective views showing another embodiment of the fiber sheet that can be used in the steel chimney reinforcement method of the present invention. 図９は、本発明の鋼製煙突の補強方法の一具体例を説明する工程図である。FIG. 9 is a process diagram illustrating a specific example of the steel chimney reinforcement method of the present invention. 図１０は、本発明の鋼製煙突の補強方法の他の具体例を説明する工程図である。FIG. 10 is a process diagram for explaining another specific example of the steel chimney reinforcement method of the present invention. 図１１は、本発明の鋼製煙突の補強方法の他の実施例を説明する工程図である。FIG. 11 is a process diagram for explaining another embodiment of the method for reinforcing a steel chimney according to the present invention. 図１２は、本発明の鋼製煙突の補強方法を実証するための曲げ強度試験装置の構成を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration of a bending strength test apparatus for demonstrating the steel chimney reinforcement method of the present invention. 図１３は、本発明と比較例とを比較するための補強された鋼材の曲げ試験結果を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a bending test result of a reinforced steel material for comparing the present invention with a comparative example.

以下、本発明に係る鋼製煙突の補強方法を図面に則して更に詳しく説明する。 Hereinafter, the method for reinforcing a steel chimney according to the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

実施例１
図１を参照すると、鋼製煙突１０は、図１には筒身１００のみを示しているが、上述のように、鋼製の筒身１００、筒身１００を支持する筒身支持部材、筒身内部のライニングを備えており、特に、鋼製の筒身１００は劣化が進展し易く、その安全管理が要求される。筒身１００は、肉厚が１０ｍｍ以上、外径が２ｍ以上、高さが１００ｍを超えるものもある。また、内部には断熱、耐酸などのためのライニングが施工されているが、筒身１００の外側表面１０１が８０℃以上、場合によっては１００℃を超えることもある。このような鋼製煙突１０の筒身１００において、亀裂の発生などの劣化が進むと、自重、地震、及び強風による折損、倒壊等の要因となる。そのために、鋼製煙突１０の補強工事が必要とされる。本発明に係る鋼製煙突の補強方法によれば、鋼製煙突１０は、鋼製煙突１０の外側表面上に連続した強化繊維ｆを含む繊維シート１が接着剤にて接着されて筒身１００と一体化される。 Example 1
Referring to FIG. 1, the steel chimney 10 shows only the cylinder 100 in FIG. 1, but as described above, the steel cylinder 100, the cylinder support member that supports the cylinder 100, and the cylinder The interior lining is provided, and in particular, the steel cylinder 100 is likely to deteriorate, and its safety management is required. The tubular body 100 has a thickness of 10 mm or more, an outer diameter of 2 m or more, and a height exceeding 100 m. Moreover, although the lining for heat insulation, acid resistance, etc. is constructed inside, the outer surface 101 of the cylinder 100 is 80 degreeC or more, and may exceed 100 degreeC depending on the case. In such a cylinder 100 of the steel chimney 10, when deterioration such as generation of cracks progresses, it becomes a factor such as breakage or collapse due to its own weight, earthquake, or strong wind. Therefore, the reinforcement work of the steel chimney 10 is required. According to the method for reinforcing a steel chimney according to the present invention, the steel chimney 10 has a tubular body 100 in which the fiber sheet 1 including the continuous reinforcing fiber f is bonded to the outer surface of the steel chimney 10 with an adhesive. And integrated.

ここで、本発明の鋼製煙突１０の補強方法の特徴は、鋼製煙突１０の筒身１００の外表面上に強化繊維ｆを含む繊維シート１を接着剤で接着して一体化する鋼製煙突の補強方法において、
接着剤として、
ガラス転移点温度が８０℃以上、
粘度が３０００〜５００００ｍＰａ・ｓ、
である接着剤を使用することにある。 Here, the feature of the reinforcing method of the steel chimney 10 according to the present invention is that the fiber sheet 1 containing the reinforcing fiber f is bonded and integrated with the adhesive on the outer surface of the tubular body 100 of the steel chimney 10. In the chimney reinforcement method,
As an adhesive
Glass transition temperature is 80 ° C or higher,
A viscosity of 3000 to 50000 mPa · s,
Is to use an adhesive.

本発明によれば、好ましくは、筒身外表面１０１に繊維シート１を接着剤で接着する前に、筒身表面１０１を下地処理し、更には、筒身表面１０１にプライマーを塗布することができる。また、筒身１００と繊維シート１との間にポリウレア樹脂パテ剤を塗布して弾性層を設けることもできる。 According to the present invention, preferably, before the fiber sheet 1 is bonded to the cylindrical outer surface 101 with an adhesive, the cylindrical surface 101 is ground-treated, and further, a primer is applied to the cylindrical surface 101. it can. Further, an elastic layer can be provided by applying a polyurea resin putty agent between the tubular body 100 and the fiber sheet 1.

次に、本発明にて使用する繊維シート１について説明する。 Next, the fiber sheet 1 used in the present invention will be described.

（繊維シート）
本発明においては種々の形態の繊維シート１を使用することができる。繊維シート１の実施例を具体的にシート具体例１〜３として説明するが、本発明で使用する繊維シート１の形態は、これらシート具体例に示すものに限定されるものではない。 (Fiber sheet)
In the present invention, various forms of fiber sheets 1 can be used. Although the Example of the fiber sheet 1 is specifically described as sheet specific examples 1 to 3, the form of the fiber sheet 1 used in the present invention is not limited to those shown in these sheet specific examples.

シート具体例１
図４に、本発明にて使用することのできる繊維シート１の一実施例を示す。繊維シート１は、連続した強化繊維ｆを一方向に引き揃えてシート状に構成される樹脂未含浸の繊維シート１Ａとされる。 Sheet Example 1
FIG. 4 shows an embodiment of the fiber sheet 1 that can be used in the present invention. The fiber sheet 1 is a non-resin-impregnated fiber sheet 1A configured in a sheet shape by aligning continuous reinforcing fibers f in one direction.

即ち、繊維シート１Ａは、一方向に引き揃えた連続した強化繊維ｆから成る強化繊維シートをメッシュ状の支持体シートなどとされる線材固定材３にて保持した構成とすることができる。例えば、強化繊維ｆとして炭素繊維を使用した場合には、例えば平均径７μｍの単繊維（炭素繊維モノフィラメント）ｆを６０００〜２４０００本収束した樹脂未含浸の単繊維束を複数本、一方向に平行に引き揃えて使用される。炭素繊維シート１Ａの繊維目付は、通常、３０〜１０００ｇ／ｍ^２とされる。 That is, 1 A of fiber sheets can be set as the structure which hold | maintained the reinforcing fiber sheet which consists of the continuous reinforcing fiber f arranged in one direction with the wire fixing material 3 used as a mesh-like support body sheet | seat. For example, when carbon fibers are used as the reinforcing fibers f, for example, a plurality of unimpregnated single fiber bundles in which 6000 to 24000 single fibers (carbon fiber monofilaments) f having an average diameter of 7 μm are converged in parallel in one direction. Used to align. The fiber basis weight of the carbon fiber sheet 1A is usually 30 to 1000 g / m ² .

線材固定材３としてのメッシュ状の支持体シートを構成する縦糸４及び横糸５の表面に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させておき、メッシュ状支持体シート３をシート状に配列した炭素繊維の片面或いは両面に積層して加熱加圧し、メッシュ状支持体シート３の縦糸４及び横糸５の部分を炭素繊維シートに溶着する。 Carbon obtained by impregnating the surfaces of the warp yarn 4 and the weft yarn 5 constituting the mesh-like support sheet as the wire fixing material 3 in advance with a low melting point type thermoplastic resin, and arranging the mesh-like support sheet 3 in a sheet shape The fibers are laminated on one or both sides of the fiber and heated and pressed to weld the warp 4 and weft 5 portions of the mesh-like support sheet 3 to the carbon fiber sheet.

メッシュ状支持体シート３は、２軸構成のほかに、ガラス繊維を３軸に配向して形成したり、或いは、ガラス繊維を一方向に配列された炭素繊維に対して直交する横糸５のみを配置した、所謂、１軸に配向して形成して前記シート状に引き揃えた炭素繊維に接着することもできる。 In addition to the biaxial configuration, the mesh-shaped support sheet 3 is formed by orienting glass fibers in three axes, or only the wefts 5 orthogonal to the carbon fibers arranged in one direction. It can also be bonded to the so-called uniaxially oriented carbon fibers that are arranged and aligned in the form of a sheet.

又、上記線材固定材３の糸条としては、例えばガラス繊維を芯部に有し、低融点の熱融着性ポリエステルをその周囲に配したような二重構造の複合繊維も又好ましく用いられる。 As the yarn of the wire fixing material 3, for example, a double-structured composite fiber having a glass fiber in the core and a low-melting-point heat-fusible polyester around it is also preferably used. .

シート具体例２
また、繊維シート１は、図５に示すように、複数の強化繊維ｆを一方向に引き揃えた強化繊維シート、例えば、図４に示すような繊維シート１Ａに樹脂Ｒｅを含浸し、前記樹脂が硬化された繊維シート（所謂、ＦＲＰ板）１Ｂとすることもできる。 Sheet specific example 2
Further, as shown in FIG. 5, the fiber sheet 1 is obtained by impregnating a resin fiber with a reinforcing fiber sheet in which a plurality of reinforcing fibers f are aligned in one direction, for example, a fiber sheet 1A as shown in FIG. A fiber sheet (so-called FRP plate) 1B in which is cured.

上記シート具体例１、２で説明した繊維シート１Ａ、１Ｂにおいて、強化繊維ｆとしては、炭素繊維に限定されるものではなく、ガラス繊維、バサルト繊維等の無機繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；更には、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用することができる。 In the fiber sheets 1A and 1B described in the sheet specific examples 1 and 2, the reinforcing fiber f is not limited to carbon fiber, but is inorganic fiber such as glass fiber or basalt fiber; boron fiber, titanium fiber, steel Metal fibers such as fibers; and organic fibers such as aramid, PBO (polyparaphenylene benzbisoxazole), polyamide, polyarylate, and polyester; it can.

また、シート具体例２における繊維シート１Ｂの場合の樹脂Ｒｅとしては、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を使用することができ、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂などが好適に使用され、又、熱可塑性樹脂としては、ナイロン、ビニロンなどが好適に使用可能である。又、樹脂含浸量は、３０〜７０重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とされる。 In addition, as the resin Re in the case of the fiber sheet 1B in the sheet specific example 2, a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. As the thermosetting resin, a room temperature curable epoxy or a thermosetting epoxy is used. Resin, vinyl ester resin, MMA resin, acrylic resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, or the like is preferably used, and nylon, vinylon, or the like can be suitably used as the thermoplastic resin. The resin impregnation amount is 30 to 70% by weight, preferably 40 to 60% by weight.

シート具体例３
更には、図６及び図７に示すように、繊維シート１としては、マトリクス樹脂Ｒが含浸され硬化された細径の連続した繊維強化プラスチック線材２を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、各線材２を互いに線材固定材３にて固定した繊維シート１Ｃを使用することもできる。 Sheet specific example 3
Further, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, the fiber sheet 1 has a plurality of continuous fiber reinforced plastic wires 2 having a small diameter and impregnated with a matrix resin R, and arranged in a slender shape in the longitudinal direction. Moreover, the fiber sheet 1C which fixed each wire 2 with the wire fixing material 3 mutually can also be used.

繊維強化プラスチック線材２は、直径（ｄ）が０．５〜３ｍｍの略円形断面形状（図７（ａ））であるか、又は、幅（ｗ）が１〜１０ｍｍ、厚み（ｔ）が０．１〜２ｍｍとされる略矩形断面形状（図７（ｂ））とし得る。勿論、必要に応じて、その他の種々の断面形状とすることができる。 The fiber reinforced plastic wire 2 has a substantially circular cross-sectional shape (FIG. 7A) having a diameter (d) of 0.5 to 3 mm, or a width (w) of 1 to 10 mm and a thickness (t) of 0. It can be a substantially rectangular cross-sectional shape (FIG. 7B) of 1 to 2 mm. Of course, other various cross-sectional shapes can be used as necessary.

上述のように、一方向に引き揃え、スダレ状とされた繊維シート１Ｃにおいて、各線材２は、互いに空隙（ｇ）＝０．０５〜３．０ｍｍだけ近接離間して、線材固定材３にて固定される。 As described above, in the fiber sheet 1 </ b> C that is aligned in one direction and formed into a slender shape, the wires 2 are close to and separated from each other by a gap (g) = 0.05 to 3.0 mm to form the wire fixing material 3. Fixed.

繊維シート１Ｃの場合においても、強化繊維ｆとしては、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維等の無機繊維；ボロン繊維、チタン繊維、スチール繊維などの金属繊維；更には、アラミド、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール）、ポリアミド、ポリアリレート、ポリエステルなどの有機繊維；が単独で、又は、複数種混入してハイブリッドにて使用することができる。また、繊維強化プラスチック線材２に含浸されるマトリクス樹脂Ｒは、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を使用することができ、熱硬化性樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、又はフェノール樹脂などが好適に使用され、又、熱可塑性樹脂としては、ナイロン、ビニロンなどが好適に使用可能である。又、樹脂含浸量は、３０〜７０重量％、好ましくは、４０〜６０重量％とされる。 Also in the case of the fiber sheet 1C, the reinforcing fibers f include inorganic fibers such as carbon fibers, glass fibers, and basalt fibers; metal fibers such as boron fibers, titanium fibers, and steel fibers; and further, aramid, PBO (polyparaphenylene). Benzbisoxazole), polyamide, polyarylate, polyester, and other organic fibers can be used alone or in a mixture of a plurality of organic fibers. The matrix resin R impregnated in the fiber reinforced plastic wire 2 can be a thermosetting resin or a thermoplastic resin. As the thermosetting resin, a room temperature curing type or a thermosetting type epoxy resin, A vinyl ester resin, an MMA resin, an acrylic resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin, or the like is preferably used, and nylon, vinylon, or the like can be preferably used as the thermoplastic resin. The resin impregnation amount is 30 to 70% by weight, preferably 40 to 60% by weight.

又、各線材２を線材固定材３にて固定する方法としては、図６に示すように、例えば、線材固定材３として横糸を使用し、一方向にスダレ状に配列された複数本の線材２から成るシート形態とされる線材、即ち、連続した線材シートを、線材に対して直交して一定の間隔（Ｐ）にて打ち込み、編み付ける方法を採用し得る。横糸３の打ち込み間隔（Ｐ）は、特に制限されないが、作製された繊維シート１の取り扱い性を考慮して、通常１０〜１００ｍｍ間隔の範囲で選定される。 Moreover, as a method of fixing each wire 2 with the wire fixing material 3, for example, as shown in FIG. 6, a plurality of wires arranged in a sled shape in one direction using wefts as the wire fixing material 3 are used. It is possible to adopt a method of driving and knitting a wire rod in the form of a sheet consisting of two, that is, a continuous wire rod sheet at a constant interval (P) perpendicular to the wire rod. The driving interval (P) of the weft yarn 3 is not particularly limited, but is usually selected in the range of 10 to 100 mm in consideration of the handleability of the produced fiber sheet 1.

このとき、横糸３は、例えば直径２〜５０μｍのガラス繊維或いは有機繊維を複数本束ねた糸条とされる。又、有機繊維としては、ナイロン、ビニロンなどが好適に使用される。 At this time, the weft 3 is, for example, a yarn obtained by bundling a plurality of glass fibers or organic fibers having a diameter of 2 to 50 μm. Moreover, nylon, vinylon, etc. are used suitably as an organic fiber.

各線材２をスダレ状に固定する他の方法としては、図８（ａ）に示すように、線材固定材３としてメッシュ状支持体シートを使用することができる。 As another method of fixing each wire 2 in a slender shape, a mesh-like support sheet can be used as the wire fixing material 3 as shown in FIG.

つまり、シート形態を成すスダレ状に引き揃えた複数本の線材２、即ち、線材シートの片側面、又は、両面を、例えば直径２〜５０μｍのガラス繊維或いは有機繊維にて作製した、上記シート具体例１で説明したと同様の構成とされるメッシュ状の支持体シート３により支持した構成とすることもできる。 That is, a plurality of wires 2 arranged in the form of a sheet in the form of a sheet, that is, one side or both sides of a wire sheet is made of, for example, glass fiber or organic fiber having a diameter of 2 to 50 μm. It can also be set as the structure supported by the mesh-shaped support body sheet | seat 3 made into the structure similar to having demonstrated in Example 1. FIG.

更に、各線材２をスダレ状に固定する他の方法としては、図８（ｂ）に示すように、線材固定材３として、例えば、粘着テープ又は接着テープなどとされる可撓性帯材を使用することができる。可撓性帯材３は、シート形態を成すスダレ状に引き揃えた各繊維強化プラスチック線材２の長手方向に対して垂直方向に、複数本の繊維強化プラスチック線材２の片側面、又は、両面を貼り付けて固定する。 Furthermore, as another method of fixing each wire 2 in a slender shape, as shown in FIG. 8 (b), as the wire fixing material 3, for example, a flexible belt material such as an adhesive tape or an adhesive tape is used. Can be used. The flexible strip 3 has one side or both sides of a plurality of fiber reinforced plastic wires 2 in a direction perpendicular to the longitudinal direction of each fiber reinforced plastic wire 2 arranged in the form of a sheet. Paste and fix.

つまり、可撓性帯材３として、幅（ｗ１）２〜３０ｍｍ程度の、塩化ビニルテープ、紙テープ、布テープ、不織布テープなどの粘着テープ又は接着テープが使用される。これらテープ３を、通常、１０〜１００ｍｍ間隔（Ｐ）で各繊維強化プラスチック線材２の長手方向に対して垂直方向に貼り付ける。 That is, as the flexible strip 3, an adhesive tape or adhesive tape such as a vinyl chloride tape, a paper tape, a cloth tape, and a nonwoven fabric tape having a width (w1) of about 2 to 30 mm is used. These tapes 3 are usually stuck in a direction perpendicular to the longitudinal direction of each fiber reinforced plastic wire 2 at intervals (P) of 10 to 100 mm.

更に、可撓性帯材３としては、ナイロン、ＥＶＡ樹脂などの熱可塑性樹脂を帯状に、線材２の長手方向に対して垂直方向に片側面、又は、両面に熱融着させることによっても達成される。 Furthermore, as the flexible strip 3, the thermoplastic resin such as nylon or EVA resin is formed into a strip and is heat-bonded to one side or both sides in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the wire 2. Is done.

なお、上述のようにして形成された繊維シート１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ）の長さ（Ｌ）及び幅（Ｗ）は、補強される構造物の寸法、形状に応じて適宜決定されるが、取扱い上の問題から、一般に、全幅（Ｗ）は、１００〜１０００ｍｍとされる。又、長さ（Ｌ）は、１〜５ｍ程度の短冊状のもの、或いは、１００ｍ以上のものを製造し得るが、使用時においては、適宜切断して使用される。また、繊維シート１の長さ（Ｌ）を１〜５ｍ程度として、幅Ｗをこれより長く１〜１０ｍ程度として製造することも可能である。 In addition, although the length (L) and the width (W) of the fiber sheet 1 (1A, 1B, 1C) formed as described above are appropriately determined according to the size and shape of the structure to be reinforced. From the viewpoint of handling, generally, the total width (W) is 100 to 1000 mm. Moreover, although the length (L) can manufacture a strip-shaped thing about 1-5 m, or a thing 100 m or more, it cuts and uses it suitably at the time of use. It is also possible to manufacture the fiber sheet 1 with a length (L) of about 1 to 5 m and a width W of about 1 to 10 m.

（補強方法）
次に、鋼製煙突１０の補強方法について説明する。本発明によれば、前述のようにして製造された繊維シート１を用いて、鋼製煙突１０、即ち、筒身１００の補強が行われる。図９及び図１０を参照して、本発明の補強方法の実施例を具体的に作業具体例１、２として補強工程手順に従って説明する。 (Reinforcing method)
Next, a method for reinforcing the steel chimney 10 will be described. According to the present invention, the steel chimney 10, that is, the tubular body 100 is reinforced using the fiber sheet 1 manufactured as described above. With reference to FIG.9 and FIG.10, the Example of the reinforcement method of this invention is described according to the reinforcement | strengthening process procedure as the work specific examples 1 and 2 concretely.

作業具体例１
（第１工程）
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、必要に応じて、鋼製筒身１００の被補強面（即ち、筒身１００の外表面である被接着面）１０１の脆弱部１０１ａを、ディスクサンダー、サンドブラスト、スチールショットブラスト、ウォータージェットなどの研削手段５０により除去し、筒身１００の被接着面１０１を下地処理をする。 Work example 1
(First step)
As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the weakened portion 101a of the surface to be reinforced (that is, the surface to be bonded, which is the outer surface of the tube 100) 101 of the steel tube 100, as necessary, It is removed by grinding means 50 such as a disk sander, sand blast, steel shot blast, water jet or the like, and the adherend surface 101 of the cylinder 100 is subjected to a base treatment.

（第２工程）
図９（ｃ）に示すように、下地処理した面１０２にエポキシ変性ウレタン樹脂プライマー１０３を塗布する。プライマー１０３としては、エポキシ変性ウレタン樹脂系に限ることなくＭＭＡ系樹脂など適宜選定される。 (Second step)
As shown in FIG. 9C, an epoxy-modified urethane resin primer 103 is applied to the surface 102 subjected to the ground treatment. The primer 103 is not limited to the epoxy-modified urethane resin type, and is appropriately selected such as an MMA type resin.

なお、プライマー１０３の塗布工程は、省略することも可能である。 In addition, the application | coating process of the primer 103 can also be skipped.

（第３工程）
下地処理した面１０２に、図９（ｄ）、（ｅ）に示すように、接着剤１０５を塗布し、この面に、繊維シート１を押し付けて接着する。繊維シート１は、必要に応じて所定枚数接着する。 (Third step)
As shown in FIGS. 9D and 9E, an adhesive 105 is applied to the surface 102 subjected to the ground treatment, and the fiber sheet 1 is pressed and adhered to this surface. A predetermined number of fiber sheets 1 are bonded as required.

本発明の鋼製煙突１０の補強方法によれば、例えば、繊維シート１として、上記シート具体例１で説明した強化繊維ｆを一方向に引き揃えて作製された繊維シート１Ａを使用することができ、筒身１００の外表面の上に接着剤１０５にて接着して一体化する。この時、繊維シート１Ａの筒身１００への接着と同時に、この接着剤による繊維シート１Ａに対する接着剤（マトリクス樹脂）含浸をも行うことができる。勿論、繊維シート１としてＦＲＰ材とされる繊維シート１Ｂを使用する場合は、繊維シート１Ｂは、筒身１００の形状に合わせて所定形状に成形したものが接着剤１０５にて筒身表面１０２に貼付される。 According to the method for reinforcing a steel chimney 10 of the present invention, for example, as the fiber sheet 1, it is possible to use the fiber sheet 1A produced by aligning the reinforcing fibers f described in the sheet specific example 1 in one direction. It can be integrated on the outer surface of the cylinder 100 with an adhesive 105. At this time, simultaneously with the adhesion of the fiber sheet 1A to the cylindrical body 100, the adhesive (matrix resin) impregnation of the fiber sheet 1A with this adhesive can also be performed. Of course, when the fiber sheet 1B made of the FRP material is used as the fiber sheet 1, the fiber sheet 1B is formed into a predetermined shape in accordance with the shape of the cylinder 100 with the adhesive 105 on the cylinder surface 102. Affixed.

筒身１００の補強に際して、曲げモーメント及び軸力を主として受ける領域に対しては、曲げモーメントにより生じる引張応力或いは圧縮応力の主応力方向に強化繊維の配向方向を概ね一致させて接着することで、繊維シート１が効果的に応力を負担し、効率的に構造物の耐荷力を向上させることが可能である。上述した図１は、強化繊維ｆの配向方向が筒身１００の長手方向（軸線方向）に沿って貼付され、図２（ａ）は、強化繊維ｆの配向方向が筒身１００の円周方向（軸線方向と直交する方向）とされる。 When reinforcing the tubular body 100, for the region that mainly receives the bending moment and axial force, by adhering the orientation direction of the reinforcing fibers to substantially coincide with the principal stress direction of the tensile stress or compressive stress generated by the bending moment, It is possible for the fiber sheet 1 to effectively bear the stress and to efficiently improve the load resistance of the structure. In FIG. 1 described above, the orientation direction of the reinforcing fibers f is affixed along the longitudinal direction (axial direction) of the cylindrical body 100, and FIG. 2A shows the orientation direction of the reinforcing fibers f in the circumferential direction of the cylindrical body 100. (A direction perpendicular to the axial direction).

また、直交する２方向に曲げモーメントが作用する場合、図２（ｂ）に示すように、繊維シート１の強化繊維ｆの配向方向が曲げモーメントにより生じる主応力に概ね一致するように２層以上の繊維シート１を直交させて積層接着することで効率的に耐荷力の向上が図れる。 In addition, when bending moments act in two orthogonal directions, as shown in FIG. 2 (b), two or more layers so that the orientation direction of the reinforcing fiber f of the fiber sheet 1 substantially coincides with the principal stress generated by the bending moment. The load resistance can be improved efficiently by stacking and bonding the fiber sheets 1 orthogonally.

また、筒身の捩り方向への補強をなすためには、図２（ｃ）に示すように、強化繊維ｆの配向方向を筒身の軸より角度θだけずらして貼り付けることができる。この場合は、角度θが４５°のときに捩れ方向に対する補強は最も有効となる。もし、筒身１００が両方向の捩りを受ける場合には、筒身の両方向の捩れに対する補強を行うために、図２（ｄ）に示すように、繊維配列方向角度θ１の繊維シートと、繊維配列方向角度θ２とをそれぞれ所定数だけ積層して筒身の外表面に貼付することができる。角度θ１、θ２は同じであっても良く、異なっていても良い。 In addition, in order to reinforce the cylinder in the twisting direction, as shown in FIG. 2C, the orientation direction of the reinforcing fibers f can be affixed by being shifted by an angle θ from the axis of the cylinder. In this case, reinforcement in the twist direction is most effective when the angle θ is 45 °. If the tubular body 100 receives a twist in both directions, as shown in FIG. 2 (d), a fiber sheet having a fiber array direction angle θ1 and a fiber array are provided to reinforce the tubular body in both directions. A predetermined number of each of the direction angles θ2 can be laminated and attached to the outer surface of the cylinder. The angles θ1 and θ2 may be the same or different.

上記説明では、繊維シート１は、図１に示すように、筒身１０の周方向長さ（Ｗ）、軸方向長さ（Ｌ）とされる矩形状の繊維シート１を筒身１００の補強領域に所定枚数を積層して貼付するものとして説明したが、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、繊維シート１は、筒身１００の周囲（円周方向）に巻き付けて貼付しても良い。この場合、繊維シート１は、図３（ａ）にて、筒身１０の軸方向長さ（Ｌ）の長尺の繊維シートを筒身１０の周方向に巻き付けても良く、或いは、図３（ｂ）に示すように、筒身１０の周方向長さ（Ｗ）、軸方向長さ（Ｌ）の繊維シート１を円周方向に互いに重なり領域Ｗｄを持って連続して貼付しても良い。 In the above description, as shown in FIG. 1, the fiber sheet 1 is formed by reinforcing the tubular fiber 100 with the rectangular fiber sheet 1 having the circumferential length (W) and the axial length (L) of the tubular body 10. Although it has been described that a predetermined number of sheets are laminated and pasted in the region, as shown in FIGS. 3A and 3B, the fiber sheet 1 is wound around and pasted around the cylinder body 100 (circumferential direction). May be. In this case, the fiber sheet 1 may be formed by winding a long fiber sheet having an axial length (L) of the cylinder 10 in the circumferential direction of the cylinder 10 in FIG. As shown in (b), the fiber sheets 1 having the circumferential length (W) and the axial length (L) of the tubular body 10 may be pasted continuously with overlapping regions Wd in the circumferential direction. good.

次に、本発明にて特徴をなす接着剤１０５について説明する。本発明における鋼製煙突１０は、筒身１００の外周面にて８０℃以上、場合によっては、１００℃以上にまで達することがある。従って、本発明によると、接着剤１０５としては、高温時にも良好な補強効果を達成するために、
（１）ガラス転移点温度（Ｔｇ）が８０℃以上、
（２）粘度が３０００〜５００００ｍＰａ・ｓ、
であることが必要である。 Next, the adhesive 105 that characterizes the present invention will be described. The steel chimney 10 according to the present invention may reach 80 ° C. or more, and in some cases, 100 ° C. or more on the outer peripheral surface of the tubular body 100. Therefore, according to the present invention, as the adhesive 105, in order to achieve a good reinforcing effect even at high temperatures,
(1) Glass transition temperature (Tg) is 80 ° C. or higher,
(2) Viscosity is 3000 to 50000 mPa · s,
It is necessary to be.

つまり、ガラス転移点温度（Ｔｇ）に関して言えば、本発明では鋼製煙突１０の躯体である筒身１００が８０℃以上とされることがあり、接着剤１０５としてはガラス転移点温度（Ｔｇ）が８０℃以上でなければ、接着剤１０５が軟化して所定の強度が得られない。 That is, with regard to the glass transition temperature (Tg), in the present invention, the cylinder 100 that is the casing of the steel chimney 10 may be 80 ° C. or higher, and the adhesive 105 has a glass transition temperature (Tg). If the temperature is not higher than 80 ° C., the adhesive 105 is softened and a predetermined strength cannot be obtained.

粘度に関して言えば、本発明にて、接着剤に要求される適切な粘度は、下記の試験、つまり、
（１）８０℃に加温した鋼板を垂直に立て、この鋼板の表面に粘度を変えた接着剤（増粘剤の添加量を調整することにより粘度の調整を行った）を塗布し、塗布された鋼板に繊維シートを接着する際の、接着剤のダレ性（施工性）及び繊維シートに対する接着剤の含浸性を見るための試験。
（２）粘度を変えた接着剤を繊維シートに含浸させて繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を作製し、接着剤の含浸性に起因したＦＲＰの引張強度を見る引張り試験。
（３）繊維シートに樹脂含浸させて作製した２枚の繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を、その一部が重なるようにして、粘度を変えた接着剤にて接合し、接着剤に起因した継手強度を見る引張試験。
により、施工性、含浸性、継手強度から判断した。即ち、施工性は上記試験（１）により、含浸性は上記試験（１）、（２）により、また、継手強度は上記試験（３）により判断している。 In terms of viscosity, in the present invention, the appropriate viscosity required for the adhesive is the following test:
(1) Standing a steel plate heated to 80 ° C. vertically, applying an adhesive (viscosity was adjusted by adjusting the amount of thickener added) on the surface of the steel plate, and applying A test for checking the sagging property (workability) of the adhesive and the impregnation property of the adhesive to the fiber sheet when the fiber sheet is bonded to the steel sheet.
(2) A tensile test in which a fiber reinforced resin (FRP) is produced by impregnating a fiber sheet with an adhesive having a changed viscosity and the tensile strength of FRP due to the impregnation property of the adhesive is observed.
(3) Two fiber reinforced resins (FRP) produced by impregnating a fiber sheet with resin are joined with an adhesive whose viscosity is changed so that part of them overlap, and the joint strength caused by the adhesive See the tensile test.
Therefore, it was judged from workability, impregnation property and joint strength. That is, the workability is judged by the above test (1), the impregnation property is judged by the above tests (1) and (2), and the joint strength is judged by the above test (3).

粘度が３０００ｍＰａ・ｓ未満では、含浸性、継手強度は良好であるが、垂直面に塗布した接着剤がダレて、繊維シート接着に必要な樹脂量を施工面に確保できないため、適切な施工を行うことが困難である。 If the viscosity is less than 3000 mPa · s, the impregnation property and joint strength are good, but the adhesive applied to the vertical surface will sag and the amount of resin necessary for fiber sheet adhesion cannot be secured on the construction surface, so appropriate construction Difficult to do.

粘度が５００００ｍＰａ・ｓより大きく、１０００００ｍＰａ・ｓ以下の場合、施工性、含浸性は良好であるが、接合される母材としての樹脂含浸硬化した繊維強化樹脂（ＦＲＰ）同志の継手強度が母材強度以下となってしまう。 When the viscosity is greater than 50000 mPa · s and less than or equal to 100000 mPa · s, the workability and impregnation are good, but the joint strength of the fiber reinforced resin (FRP) that has been cured by resin impregnation as the base material to be joined is the base material. It will be below the strength.

更に粘度が１０００００ｍＰａ・ｓより大きいと、含浸性が低下し、目視により繊維の毛羽たちが確認され、ＦＲＰとしての強度も発現しなくなる。 Further, when the viscosity is greater than 100,000 mPa · s, the impregnation property is lowered, the fluff of fibers is confirmed by visual observation, and the strength as FRP is not exhibited.

上記試験（１）、（２）、（３）の結果による判断を纏めると、下記表１に示通りとなる。 Table 1 below summarizes the judgments based on the results of the tests (1), (2), and (3).

つまり、上記諸試験の結果から、本発明では、上述のように、接着剤に要求される適切な粘度は３０００〜５００００ｍＰａ・ｓとされる。 That is, from the results of the above tests, in the present invention, as described above, the appropriate viscosity required for the adhesive is 3000 to 50000 mPa · s.

上述したように、鋼製煙突１０、即ち、筒身１００は、排ガスの温度、及び、我が国においては、真夏の直射日光により、その表面は８０℃程度の温度にまで上昇する。そのため、上記特許文献３に記載するような従来仕様の接着剤では、接着剤が軟化し、必要な補強効果が得られない場合があることが分かった。 As described above, the surface of the steel chimney 10, that is, the cylinder 100, rises to a temperature of about 80 ° C. due to the temperature of the exhaust gas and the direct sunlight in summer in Japan. For this reason, it has been found that with the adhesive of the conventional specification as described in Patent Document 3, the adhesive softens and the necessary reinforcing effect may not be obtained.

従って、接着剤１０５として、上記特性（１）、（２）、即ち、
（１）ガラス転移点温度（Ｔｇ）が８０℃以上、
（２）粘度が３０００〜５００００ｍＰａ・ｓ、
である特性を有した接着剤を使用することにより、排ガス及び日光照射により補強効果が得られなくなるような事態を回避し、十分な補強効果を得ることができ、且つ、繊維シートが破断強度に至る前に筒身表面から剥がれることを回避することができる。 Therefore, as the adhesive 105, the above characteristics (1) and (2), that is,
(1) Glass transition temperature (Tg) is 80 ° C. or higher,
(2) Viscosity is 3000 to 50000 mPa · s,
By using an adhesive having the characteristics as described above, it is possible to avoid a situation where the reinforcing effect cannot be obtained by exhaust gas and sunlight irradiation, to obtain a sufficient reinforcing effect, and the fiber sheet has a breaking strength. It is possible to avoid peeling from the surface of the cylinder before reaching.

上記特性を有した接着剤１０５としては、常温硬化型エポキシ樹脂、エポキシアクリレート樹脂、アクリル樹脂、ＭＭＡ樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、光硬化型樹脂等が挙げられ、具体的には、常温硬化型エポキシ樹脂及びＭＭＡ樹脂が好適とされる。 Examples of the adhesive 105 having the above characteristics include a room temperature curing type epoxy resin, an epoxy acrylate resin, an acrylic resin, an MMA resin, a vinyl ester resin, an unsaturated polyester resin, a photocurable resin, and the like. Room temperature curable epoxy resins and MMA resins are preferred.

本実施例では、エポキシ樹脂接着剤を使用した。エポキシ樹脂接着剤は、主剤、硬化剤の２成分型により提供され、その組成の一例を示せば、下記の通りとされる。
（ｉ）主剤：主成分としてエポキシ樹脂を含み、接着増強付与剤として、必要に応じてシランカップリング剤を含むものを使用する。エポキシ樹脂は、例えば、ビスフェノール型エポキシ樹脂、特に、靭性付与のためのゴム変性エポキシ樹脂とすることができ、更に、反応性希釈剤、搖変剤、増粘剤などを用途に応じて添加しても良い。
（ｉｉ）硬化剤：主成分としてアミン類を含み、必要に応じて、硬化促進剤を含み、添加剤として着色剤等を含むものを使用し、主剤のエポキシ樹脂：硬化剤のアミン当量比は各々１：１である。アミン類は、例えば、メタキシレンジアミン及びイソホロンジアミンを含む脂肪族アミンとすることができる。斯かる組成のエポキシ樹脂は、ガラス転移点温度が８０℃以上（例えば１００℃）、粘度が３０００〜５００００ｍＰａ・ｓ（例えば８０００〜３００００ｍＰａ・ｓ）とされる。 In this example, an epoxy resin adhesive was used. The epoxy resin adhesive is provided by a two-component type of a main agent and a curing agent, and an example of the composition is as follows.
(I) Main agent: An epoxy resin is used as a main component, and a material containing a silane coupling agent as necessary is used as an adhesion enhancing agent. The epoxy resin can be, for example, a bisphenol type epoxy resin, in particular, a rubber-modified epoxy resin for imparting toughness, and a reactive diluent, a thixotropic agent, a thickener, etc. can be added depending on the application. May be.
(Ii) Curing agent: containing amines as a main component, optionally containing a curing accelerator and using a colorant or the like as an additive, the main component epoxy resin: the amine equivalent ratio of the curing agent is Each is 1: 1. The amines can be aliphatic amines including, for example, metaxylene diamine and isophorone diamine. The epoxy resin having such a composition has a glass transition temperature of 80 ° C. or higher (for example, 100 ° C.) and a viscosity of 3000 to 50000 mPa · s (for example, 8000 to 30000 mPa · s).

尚、接着剤１０５は、筒身１００の上に塗布するものとして説明したが、勿論、繊維シート１に塗布することもでき、また、筒身１００の表面及び繊維シート１接着面の両面上に塗布しても良い。 The adhesive 105 has been described as being applied onto the cylinder 100, but of course, it can also be applied to the fiber sheet 1 and on both the surface of the cylinder 100 and the adhesive surface of the fiber sheet 1. It may be applied.

また、上述したように、必要補強量が多い場合には、筒身表面に複数層の繊維シート１を接着することが可能である。ただ、複数層の繊維シート１を積層して接着すると、端部に応力集中が生じ、剥離破壊抵抗が低下することがある。 Moreover, as above-mentioned, when there is much required reinforcement amount, it is possible to adhere | attach the multiple layers fiber sheet 1 on the cylinder surface. However, if the fiber sheets 1 having a plurality of layers are laminated and bonded, stress concentration occurs at the end portion, and the peel fracture resistance may decrease.

そこで、剥離破壊を防止するために、図１１に示すように、各層の繊維シート１のシート長さ（Ｌ）を変化させるのが好ましい。例えば、複数層積層する繊維シート１の長さは、筒身表面１０２から離間する外層に行くに従って順に短くして、繊維シート１の端部１ａを階段状に積層する。端部１ａのずらし長さ（ｈ）は、３０ｍｍ〜３００ｍｍ程度とするのが適当である。例えば、シート端部１ａが１００ｍｍづつ短くなるように接着することにより、好結果を得ることができた。 Therefore, in order to prevent peeling failure, it is preferable to change the sheet length (L) of the fiber sheet 1 of each layer as shown in FIG. For example, the length of the fiber sheet 1 to be laminated in a plurality of layers is shortened in order as it goes to the outer layer separated from the cylindrical surface 102, and the end portion 1a of the fiber sheet 1 is laminated stepwise. The shifting length (h) of the end 1a is suitably about 30 mm to 300 mm. For example, good results could be obtained by bonding the sheet end 1a so as to be shortened by 100 mm.

つまり、複数層積層する繊維シート１の長さ（Ｌ）を外層を順に３０〜３００ｍｍ程度短くして端部１ａを階段状に積層することにより、シート端部１ａでの応力集中を低減し、剥離抵抗を向上させることが可能である。 That is, by reducing the length (L) of the fiber sheet 1 to be laminated in a plurality of layers by reducing the outer layer by about 30 to 300 mm in order and laminating the end 1a in a stepped manner, the stress concentration at the sheet end 1a is reduced, It is possible to improve the peeling resistance.

作業具体例２
図１０を参照して、本発明の補強方法の実施例の他の作業具体例について説明する。 Work example 2
With reference to FIG. 10, another working example of the embodiment of the reinforcing method of the present invention will be described.

本作業具体例２は、上記作業具体例１と同様の作業工程を有しているが、ただ、図１０（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、繊維シート１を接着剤にて筒身１００の表面に接着する前に、筒身１００の、必要に応じて下地処理された表面１０２にポリウレア樹脂パテ剤が塗布されて弾性層１０４が形成され、その後、繊維シート１が該弾性層１０４を介して接着剤により筒身１００の表面に接着される点において異なる。以下に、更に詳しく説明する。 This work example 2 has the same work process as the above-described work example 1, except that the fiber sheet 1 is bonded to the adhesive as shown in FIGS. 10 (d), (e), and (f). Before adhering to the surface of the tube body 100, a polyurea resin putty agent is applied to the surface 102 of the tube body 100, if necessary, to form an elastic layer 104, and then the fiber sheet 1 is formed. It differs in that it is bonded to the surface of the cylinder 100 by an adhesive via the elastic layer 104. This will be described in more detail below.

（第１工程、第２工程）
本作業具体例２においても作業具体例１と同様にして、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１工程及び第２工程が施工される。 (First step, second step)
In this work specific example 2, as in work specific example 1, the first step and the second step are performed as shown in FIGS.

つまり、第１工程では、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、必要に応じて、鋼製筒身１００の被補強面（即ち、筒身１００の外表面である被接着面）１０１の脆弱部１０１ａを、ディスクサンダー、サンドブラスト、スチールショットブラスト、ウォータージェットなどの研削手段５０により除去し、筒身１００の被接着面１０１を下地処理をする。 That is, in the first step, as shown in FIGS. 10A and 10B, the surface to be reinforced of the steel tube body 100 (that is, the surface to be bonded which is the outer surface of the tube body 100) as necessary. The brittle portion 101a of 101 is removed by a grinding means 50 such as a disk sander, sandblast, steel shot blast, water jet or the like, and the adherend surface 101 of the barrel 100 is subjected to a base treatment.

また、第２工程では、図１０（ｃ）に示すように、下地処理した面１０２にエポキシ変性ウレタン樹脂プライマー１０３を塗布する。プライマー１０３としては、エポキシ変性ウレタン樹脂系に限ることなくＭＭＡ系樹脂など適宜選定される。 In the second step, as shown in FIG. 10C, an epoxy-modified urethane resin primer 103 is applied to the surface 102 that has been subjected to the ground treatment. The primer 103 is not limited to the epoxy-modified urethane resin type, and is appropriately selected such as an MMA type resin.

（第３工程）
図１０（ｄ）に示すように、下地処理した面１０２にポリウレア樹脂パテ剤１０４を所要の厚さ（Ｔ）にて塗布し、硬化させ、弾性層１０４を形成する。塗布厚さ（Ｔ）は、被接着面１０２の表面の凹凸、繊維シート１の厚さＴに応じて適宜設定されるが、一般にＴ＝０．２〜１０ｍｍ程度とされる。 (Third step)
As shown in FIG. 10 (d), a polyurea resin putty agent 104 is applied to the base-treated surface 102 at a required thickness (T) and cured to form an elastic layer 104. The coating thickness (T) is appropriately set according to the unevenness on the surface of the adherend surface 102 and the thickness T of the fiber sheet 1, but is generally about T = 0.2 to 10 mm.

弾性率の低いポリウレア樹脂パテ剤、即ち、弾性層１０４を形成する材料（弾性層形成材）は、主剤、硬化剤、充填剤、添加剤などを含んでおり、その組成の一例を示せば、下記の通りとされる。
（ｉ）主剤：イソシアネート（例えば、４，−４’ジフェニルメタンジイソシアネート）を反応成分とするプレポリマーであり、末端残存イソシアネートがＮＣＯ重量％で１〜１６重量部に調整されたものを使用する。
（ｉｉ）硬化剤：主成分として芳香族アミン（例えばアミン価８０〜９０）含む硬化剤を使用し、主剤のＮＣＯ：アミン比で、１．０：０．５５〜０．９９重量部で計算されたものを使用する。更には、硬化促進剤としてｐ−トルエンスルホン酸塩などを含むこともできる。
（ｉｉｉ）充填剤：硅石粉、搖変剤等が含まれ、１〜５００重量部で適宜配合される。
（ｉｖ）添加剤：着色剤、粘性調整剤、可塑剤等が含まれ、１〜５０重量部で適宜配合される。 A polyurea resin putty agent having a low elastic modulus, that is, a material for forming the elastic layer 104 (elastic layer forming material) includes a main agent, a curing agent, a filler, an additive, and the like. It is as follows.
(I) Main agent: A prepolymer having an isocyanate (for example, 4, -4′diphenylmethane diisocyanate) as a reaction component and having a terminal residual isocyanate adjusted to 1 to 16 parts by weight with NCO wt%.
(Ii) Curing agent: A curing agent containing an aromatic amine (for example, an amine value of 80 to 90) is used as a main component, and the NCO: amine ratio of the main agent is calculated at 1.0: 0.55 to 0.99 parts by weight. Use what was done. Furthermore, p-toluenesulfonic acid salt etc. can also be included as a hardening accelerator.
(Iii) Filler: Meteorite powder, a habit modifier, and the like are included, and are appropriately blended in an amount of 1 to 500 parts by weight.
(Iv) Additives: Colorants, viscosity modifiers, plasticizers and the like are included, and are appropriately blended in an amount of 1 to 50 parts by weight.

ここで、ポリウレア樹脂パテ剤は、硬化時における引張伸びが４００％以上（通常、４００〜６００％）、引張強度が８Ｎ／ｍｍ^２以上（通常、８〜１０Ｎ／ｍｍ^２）、引張弾性率が６０Ｎ／ｍｍ^２以上５００Ｎ／ｍｍ^２以下（通常、６０〜１００Ｎ／ｍｍ^２）とされる。 Here, the polyurea resin putty agent has a tensile elongation at curing of 400% or more (usually 400 to 600%), a tensile strength of 8 N / mm ² or more (usually 8 to 10 N / mm ² ), and a tensile elastic modulus. 60 N / mm ² or more and 500 N / mm ² or less (usually 60 to 100 N / mm ² ).

弾性率が６０Ｎ／ｍｍ^２未満では、必要な補強応力伝達ができず、また逆に、１００Ｎ／ｍｍ^２を越えると、特に、５００Ｎ／ｍｍ^２を超えると、伸び性能が不足するといった問題が生じる。 If the elastic modulus is less than 60 N / mm ² , necessary reinforcement stress transmission cannot be performed, and conversely, if it exceeds 100 N / mm ² , particularly if it exceeds 500 N / mm ² , there is a problem that elongation performance is insufficient. .

また、ポリウレア樹脂をパテ剤として使用するためには、２３℃におけるＢＭ型粘度計による２回転での粘度が２００〜７００Ｐａ・ｓで、回転数２０回転では６０〜１００Ｐａ・ｓの範囲にあり、チクソトロピックインデックス、即ち、回転粘度計による異なる回転数による粘度の測定値の比（回転数２回転における粘度÷２０回転の粘度）が４〜７であることが望ましい。 Moreover, in order to use polyurea resin as a putty agent, the viscosity at 2 revolutions by a BM type viscometer at 23 ° C. is 200 to 700 Pa · s, and at 20 revolutions, it is in the range of 60 to 100 Pa · s. It is desirable that the thixotropic index, that is, the ratio of the measured values of viscosity at different rotational speeds by a rotational viscometer (viscosity at 2 rotational speeds / viscosity at 20 rotational speeds) is 4 to 7.

すなわち、粘度が６０Ｐａ・ｓより小さくチクソトロピックインデックスが４未満であれば、塗付後にダレ等が生じ塗付面の平滑性及び天井面、壁面の塗布が困難となり、また逆に、粘度が１００Ｐａ・ｓより大きくチクソトロピックインデックスが７を超えると樹脂が硬く、混合に問題があり、且つ、平滑に塗布することも困難になる。 That is, when the viscosity is less than 60 Pa · s and the thixotropic index is less than 4, sagging occurs after coating, and it becomes difficult to apply the smoothness of the coated surface and the ceiling surface and wall surface, and conversely, the viscosity is 100 Pa. If the thixotropic index is larger than s and exceeds 7, the resin is hard, there is a problem in mixing, and it is difficult to apply smoothly.

本作業具体例２にて使用する上記特性のポリウレア樹脂パテ剤は、−１５℃から８０℃まで安定した性能を示すことができる。従って、ポリウレア樹脂パテ剤は、鋼製煙突補強用弾性層形成材として使用し、温度に影響されない剥離防止、補修補強効果を達成することができ、鋼製煙突の補強工法に極めて好適に使用し得ることが分かった。 The polyurea resin putty agent having the above characteristics used in this working example 2 can exhibit stable performance from −15 ° C. to 80 ° C. Therefore, the polyurea resin putty agent can be used as an elastic layer forming material for reinforcing steel chimneys, and can achieve peeling prevention and repair reinforcement effects that are not affected by temperature, and is extremely suitable for use in steel chimney reinforcement construction methods. I knew I would get it.

（第４工程）
図１０（ｅ）、（ｆ）に示すように、ポリウレア樹脂パテ剤が硬化し、弾性層１０４が形成されると、この弾性層１０４の上に接着剤１０５を塗布し、この面に、繊維シート１を押し付けて補強対象コンクリート構造物１００の表面１０２に弾性層１０４を介して接着する。この工程は、作業具体例１の場合と同様である。 (4th process)
As shown in FIGS. 10E and 10F, when the polyurea resin putty is cured and the elastic layer 104 is formed, the adhesive 105 is applied onto the elastic layer 104, and the fiber is applied to the surface. The sheet 1 is pressed and bonded to the surface 102 of the concrete structure 100 to be reinforced via an elastic layer 104. This process is the same as in the case of the working example 1.

つまり、接着剤１０５としては、上記作業具体例１で説明したと同様の上記特性（１）、（２）、（３）を有している接着剤が使用される。 That is, as the adhesive 105, an adhesive having the same characteristics (1), (2), and (3) as those described in the specific working example 1 is used.

尚、接着剤１０５は、弾性層１０４の上に塗布するものとして説明したが、勿論、繊維シート１に塗布することもでき、また、弾性層１０４の表面及び繊維シート１接着面の両面上に塗布しても良い。 Although the adhesive 105 has been described as being applied on the elastic layer 104, it can of course be applied to the fiber sheet 1, and on both the surface of the elastic layer 104 and the adhesive surface of the fiber sheet 1. It may be applied.

次に、本発明に係る鋼製煙突の補強方法の作用効果を実証するために以下の実験を行った。 Next, the following experiment was conducted in order to demonstrate the operational effect of the steel chimney reinforcement method according to the present invention.

実験例（本発明）
本発明に係る実験例では、繊維シート１を使用して、接着工法に従って筒身１００としての鋼材を補強した。また、本実験例で使用した繊維シート１は、図４を参照してシート具体例１として説明した構成の繊維シート１Ａであった。 Experimental example (present invention)
In the experimental example according to the present invention, the fiber sheet 1 was used to reinforce the steel material as the tubular body 100 according to the bonding method. Moreover, the fiber sheet 1 used in this experimental example was the fiber sheet 1A having the configuration described as the sheet specific example 1 with reference to FIG.

繊維シート１Ａにおける強化繊維ｆとしては、平均径１０μｍ、収束本数６０００本の樹脂未含浸のピッチ系炭素繊維ストランドを繊維目付３００ｇ／ｍ^２となるように一方向に引き揃えてシート状とした。このシート状の強化繊維の片側面にガラス繊維を使用して作製された２軸のメッシュ状支持体３を溶着して繊維シート１Ａとした。 As the reinforcing fiber f in the fiber sheet 1A, pitch-based carbon fiber strands with an average diameter of 10 μm and a convergent number of 6000 resin-impregnated pitch-based carbon fiber strands were aligned in one direction so as to have a fiber basis weight of 300 g / m ² to form a sheet. A biaxial mesh-like support 3 made using glass fiber was welded to one side of the sheet-like reinforcing fiber to obtain a fiber sheet 1A.

このようにして作製した繊維シート１Ａとされる繊維シート１は、幅（Ｗ）が５００ｍｍ、長さ（Ｌ）が５０ｍであった。本実施例では、斯かる繊維シートを適宜切り出して使用した。 The fiber sheet 1 made as the fiber sheet 1A thus produced had a width (W) of 500 mm and a length (L) of 50 m. In this example, such a fiber sheet was appropriately cut out and used.

次に、上記繊維シート１を使用して筒身としての鋼材１００を、図９を参照して説明したと同様の繊維シート接着工法により、次のようにして補強した。ただ、本実験例では、鋼材１００の両側面に繊維シート１を貼付した。 Next, the steel material 100 as a cylindrical body using the fiber sheet 1 was reinforced by the same fiber sheet bonding method as described with reference to FIG. 9 as follows. However, in this experimental example, the fiber sheet 1 was stuck on both side surfaces of the steel material 100.

本実験例で使用した供試体としての鋼材１００は、図１２に示すように、断面が幅Ｗ１００が２５ｍｍ、厚さＴ１００が９ｍｍの矩形状とされる、全長Ｌ１００が６００ｍｍの構造用鋼板であった。 As shown in FIG. 12, the steel material 100 used in this experimental example is a structural steel plate having a cross section of a rectangular shape with a width W100 of 25 mm and a thickness T100 of 9 mm, and an overall length L100 of 600 mm. It was.

先ず、本実験例では、上記鋼材１００の両面をショットブラストにて研掃し、適度の粗面とした。この鋼材１００の下地処理済み表面１０２上に接着剤１０５としてガラス転移点温度が１００℃、粘度が９７００ｍＰａ・ｓとされる上述した組成のエポキシ樹脂を、（本実験例では、繊維シート１を複数層積層したので、各層当たり下塗りとして）塗布量０．４ｋｇ／ｍ^２にて塗付した。繊維シート１は、上記繊維シート１Ａから、鋼材１００と同じに幅Ｗ１が２５ｍｍとし、全長Ｌ１００は４００ｍｍとした。 First, in this experimental example, both surfaces of the steel material 100 were polished by shot blasting to obtain an appropriate rough surface. An epoxy resin having the above-described composition having a glass transition temperature of 100 ° C. and a viscosity of 9700 mPa · s is used as an adhesive 105 on the surface-treated surface 102 of the steel material 100 (in this experimental example, a plurality of fiber sheets 1 are used). Since the layers were laminated, it was applied at a coating amount of 0.4 kg / m ² as an undercoat for each layer. The fiber sheet 1 has a width W1 of 25 mm and a total length L100 of 400 mm, similar to the steel material 100, from the fiber sheet 1A.

つまり、繊維シート１は、鋼材１００の両側面の各側において長手方向中央部に配置し、エポキシ樹脂塗布面に軽く押し付けた後、繊維シート１の上を幅１００ｍｍ、直径１０ｍｍプラスチックローラーを１００Ｎ程度の押し付け力を加えながら移動させた。繊維シート１は、上述の構成の繊維シート１を接着剤１０５により全部で７層積層した。具体的には、新日鉄住金マテリアルズ（株）製の「炭素繊維シートＣ８３０」（商品名））を５層、更に、新日鉄住金マテリアルズ（株）製の「炭素繊維シートＣ１６０」（商品名））を２層、積層した。 That is, the fiber sheet 1 is arranged in the center in the longitudinal direction on each side of both sides of the steel material 100, and after lightly pressing the epoxy resin coated surface, the fiber sheet 1 has a width of 100 mm and a diameter 10 mm plastic roller of about 100 N. It was moved while applying the pressing force of. The fiber sheet 1 was formed by laminating a total of seven layers of the fiber sheet 1 having the above-described configuration with the adhesive 105. Specifically, Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. “Carbon Fiber Sheet C830” (trade name)), and further, “Carbon Fiber Sheet C160” (trade name) made by Nippon Steel & Sumikin Materials Co., Ltd. 2 layers were laminated.

プラスチックローラーにより繊維シート１上から転圧することで、エポキシ樹脂は、繊維シート１の各繊維の隙間から染み出した状態となっており、なんら保持をしなくても鋼材１００に貼りついた状態で剥離することはなかった。 The epoxy resin is in a state of exuding from the gaps between the fibers of the fiber sheet 1 by rolling from the fiber sheet 1 with a plastic roller, and is stuck to the steel material 100 without any holding. There was no peeling.

なお、本実験例では、繊維シート１を複数層積層したので、各層当たり上塗りとしてエポキシ樹脂１０５を塗布量０．２ｋｇ／ｍ^２にて繊維シート１の表面に塗布してゴムベラにより表面を平坦に仕上げた。その後、室温で１週間養生した。繊維シート１の貼着面に、何らボイドを発生することなく、鋼材１００に極めて良好に接着することができた。 In this experimental example, since the fiber sheet 1 was laminated in a plurality of layers, the epoxy resin 105 was applied to the surface of the fiber sheet 1 at a coating amount of 0.2 kg / m ² as a top coat for each layer, and the surface was flattened with a rubber spatula. Finished. Thereafter, it was cured at room temperature for 1 week. It was possible to adhere to the steel material 100 very well without generating any voids on the sticking surface of the fiber sheet 1.

比較例として、繊維シート１を鋼材表面に接着する接着剤１０５が異なる以外は、上記実験例と同じ構造、材料で作製した。比較例にて使用した接着剤１０５は、ガラス転移点温度が７０℃、粘度が４２００ｍＰａ・ｓとされるエポキシ樹脂であった。 As a comparative example, the fiber sheet 1 was produced with the same structure and material as the above experimental example, except that the adhesive 105 for bonding the fiber sheet 1 to the steel material surface was different. The adhesive 105 used in the comparative example was an epoxy resin having a glass transition temperature of 70 ° C. and a viscosity of 4200 mPa · s.

以上のようにして作製した本実験例の繊維シート補強鋼材１００と、比較例の繊維シート補強鋼材１００と、に対して、図１２に示すように、鋼材１００の両端部をチャックにて把持し、引張試験装置を使用して引張試験を行った。試験雰囲気温度は８０℃とした。また、試験体である繊維シート補強鋼材１００にて、両側面に貼着した繊維シート（ＣＦＲＰ）１の長手方向中央部（Ｌ１００／２が３００ｍｍの位置）、幅方向中央部（Ｗ１００、Ｗ１が１２．５ｍｍの位置）、及び鋼材１００の両側部の長手方向中央部（Ｌ１００／２が３００ｍｍの位置）に歪ゲージＳＧを設置して、引張荷重を付与した場合の鋼材１００及び繊維シート（ＣＦＲＰ）１の供試体中央部におけるひずみ量を測定した。 With respect to the fiber sheet reinforced steel material 100 of this experimental example and the fiber sheet reinforced steel material 100 of the comparative example manufactured as described above, both ends of the steel material 100 are gripped by a chuck as shown in FIG. A tensile test was performed using a tensile test apparatus. The test atmosphere temperature was 80 ° C. Moreover, in the fiber sheet reinforced steel material 100 which is a test body, the longitudinal direction center part (position where L100 / 2 is 300 mm) of the fiber sheet (CFRP) 1 adhered to both side surfaces, the width direction center part (W100, W1 is 12.5 mm position), and the steel material 100 and the fiber sheet (CFRP) when a strain gauge SG is installed at the longitudinal center of both sides of the steel material 100 (position where L100 / 2 is 300 mm) and a tensile load is applied. ) The amount of strain at the center of the specimen 1 was measured.

本実験例の試験結果を図１３（ａ）に示し、比較例の試験結果を図１３（ｂ）に示す。図１３（ａ）、（ｂ）に示す荷重／歪グラフから以下のことが理解される。 FIG. 13A shows the test result of this experimental example, and FIG. 13B shows the test result of the comparative example. The following can be understood from the load / strain graph shown in FIGS.

本実験例（図１３（ａ））では、雰囲気温度が８０℃においても、接着剤が軟化することがなく、従って、鋼材１００に負荷された荷重は、荷重が増大しても、鋼材１００と繊維シート（ＣＦＲＰ）１のひずみは合致しており、つまり、鋼材に付加した荷重が繊維シート（ＣＦＲＰ）１に完全に伝達され、計算値通りの補強効果を達成していることが分かる。これに対して、比較例（図１３（ｂ））では、接着剤として８０℃未満のガラス転移点温度（Ｔｇ＝７０℃）のエポキシ樹脂接着剤を使用しているため、雰囲気温度が８０℃では、接着剤が軟化し、荷重が増大するに伴って繊維シート（ＣＦＲＰ）１と鋼材１００との間に歪のずれが増大しており、繊維シート（ＣＦＲＰ）にその荷重が伝わりきれず、計算値通りの補強効果を達成することができないことを示している。つまり、本発明と比較すると、比較例では、温度上昇と共に、十分な鋼材の補強が達成されず、繊維シート（ＣＦＲＰ）１は最終的に鋼材１００から剥離することとなる。 In the present experimental example (FIG. 13A), even when the ambient temperature is 80 ° C., the adhesive is not softened. Therefore, even when the load increases, It can be seen that the strain of the fiber sheet (CFRP) 1 matches, that is, the load applied to the steel material is completely transmitted to the fiber sheet (CFRP) 1 and achieves the reinforcing effect as calculated. On the other hand, in the comparative example (FIG. 13B), an epoxy resin adhesive having a glass transition temperature of less than 80 ° C. (Tg = 70 ° C.) is used as the adhesive, so the ambient temperature is 80 ° C. Then, as the adhesive softens and the load increases, the strain deviation increases between the fiber sheet (CFRP) 1 and the steel material 100, and the load cannot be transmitted to the fiber sheet (CFRP). It shows that the reinforcement effect as calculated cannot be achieved. That is, as compared with the present invention, in the comparative example, sufficient reinforcement of the steel material is not achieved as the temperature rises, and the fiber sheet (CFRP) 1 is finally peeled from the steel material 100.

このように、本発明に従った鋼製煙突の補強方法によれば、鋼製煙突１０を有効に補強できることが明らかとなった。 Thus, according to the method for reinforcing a steel chimney according to the present invention, it was revealed that the steel chimney 10 can be effectively reinforced.

１繊維シート
２繊維強化プラスチック線材
３線材固定材（横糸、メッシュ支持体シート、可撓性帯材）
１０鋼製煙突
１００鋼製筒身
１０３プライマー
１０４ポリウレア樹脂パテ剤（弾性層）
１０５接着剤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fiber sheet 2 Fiber reinforced plastic wire 3 Wire material fixing material (weft, mesh support sheet, flexible strip)
10 Steel chimney 100 Steel cylinder 103 Primer 104 Polyurea resin putty agent (elastic layer)
105 Adhesive

Claims

In the method of reinforcing a steel chimney, in which a fiber sheet containing reinforcing fibers is bonded and integrated on the outer surface of the steel chimney cylinder with an adhesive,
The adhesive is
Glass transition temperature is 80 ° C or higher,
A viscosity of 3000 to 50000 mPa · s,
A method for reinforcing a steel chimney, characterized in that

The steel according to claim 1, wherein the adhesive is a room temperature curable epoxy resin, an epoxy acrylate resin, an acrylic resin, an MMA resin, a vinyl ester resin, an unsaturated polyester resin, or a photocurable resin. How to reinforce the chimney.

The surface of the cylindrical body is ground-treated and / or a primer is applied before adhering the fiber sheet onto the outer surface of the cylindrical body. Steel chimney reinforcement method.

A polyurea resin putty agent is applied on the outer surface of the cylinder and cured to form an elastic layer, and then the fiber sheet is bonded to the outer surface of the cylinder on which the elastic layer is formed with the adhesive. The method for reinforcing a steel chimney according to claim 1 or 2, wherein:

5. The polyurea resin putty agent has a tensile elongation at curing of 400% or more, a tensile strength of 8 N / mm ² or more, and a tensile modulus of 60 N / mm ² or more and 500 N / mm ² or less. A method for reinforcing a steel chimney according to claim 1.

The steel according to claim 4 or 5, wherein a surface of the cylindrical body is subjected to a ground treatment and / or a primer is applied before the elastic layer is applied on the outer surface of the cylindrical body. How to reinforce the chimney.

The steel sheet according to any one of claims 1 to 6, wherein the fiber sheet is a fiber sheet in which continuous reinforcing fibers aligned in one direction are fixed to each other by a wire fixing material. Reinforcement method.

The fiber sheet is a fiber sheet in which reinforced fibers are impregnated with a matrix resin, and a plurality of cured continuous fiber reinforced plastic wires are aligned in a slender shape in the longitudinal direction, and the wires are fixed to each other by a wire fixing material. The method for reinforcing a steel chimney according to any one of claims 1 to 6.

7. The fiber sheet according to claim 1, wherein the fiber sheet is a fiber sheet in which a continuous reinforcing fiber sheet aligned in one direction is impregnated with a resin and the resin is cured. Steel chimney reinforcement method.

The steel sheet stack according to any one of claims 1 to 9, wherein the fiber sheet is laminated and bonded to the surface of the cylinder in a plurality of layers, and is integrated with the cylinder. Reinforcement method.

The reinforcing fiber is an inorganic fiber such as carbon fiber, glass fiber or basalt fiber; metal fiber such as boron fiber, titanium fiber or steel fiber; and further, aramid, PBO (polyparaphenylene benzbisoxazole), polyamide, polyarylate A method for reinforcing a steel chimney according to any one of claims 1 to 10, wherein organic fibers such as polyester are used alone or in combination with a plurality of organic fibers.