JP3679590B2

JP3679590B2 - コンクリート構造物の補強方法

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Publication number: JP3679590B2
Application number: JP36775597A
Authority: JP
Inventors: 朗小林; 哲也杉山; 秀次望月; 政彦植村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 2005-08-03
Anticipated expiration: 2017-12-29
Also published as: JPH1170596A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鉄筋の代替物として使用可能な強化繊維を使用した補強筋に関するものであり、更に詳しく言えば、本発明は、鉄筋コンクリート構造物を建設する際に、或は既設コンクリート構造物を補強する際に、鉄筋の代替物としてコンクリート中に埋設して使用することのできるコンクリート補強筋及びコンクリート補強技術に関するものであり、特に、炭素繊維などの強化繊維を使用し、強度的に優れているだけでなく、現場での作業性に優れ、しかも耐候性、耐腐食性に優れたコンクリート補強筋を使用したコンクリート構造物の補強方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄筋コンクリート構造物に使用される従来の鉄筋は、酸、アルカリ、塩分に対する耐腐食性において劣っており、又、耐候性及び作業性においても問題があり、これらの問題を解決するべく、鉄筋の代替物が種々提案されている。例えば、特開平４−３６１０２２号公報には、補強繊維の繊維束を組紐状に編成して、これに結合剤を含浸させて繊維体を作製し、この繊維体に張力を掛けながら、しかも加熱して結合剤を硬化させた代替鉄筋を開示している。又、特開平６−３３０５８７号公報には、前記特開平４−３６１０２２号公報記載の代替鉄筋はコンクリートのアルカリ成分によって劣化し、強度が低下することがあるとの観点から、高張力繊維を編組した紐に接着剤を含浸させて固化し、更に、その外周に耐アルカリ性の薄い熱収縮性チューブを被覆したコンクリート補強筋が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平４−３６１０２２号公報に記載の代替鉄筋は、棒状に固化したものであって、建設現場にて折り曲げるなどの加工は不可能であり、作業性において問題がある。又、特開平６−３３０５８７号公報に記載のコンクリート補強筋においても、高張力繊維編組紐に含浸した接着剤は固化されており、この補強筋を建設現場にて任意の形状に折り曲げるなどの加工は不可能であって、作業性において問題がある。
【０００４】
従って、本発明の目的は、建設現場にて任意の形状に容易に折り曲げるなどの加工を施すことが可能であり、作業性において優れ、コンクリート補強筋として使用可能な強化繊維補強筋を使用したコンクリート構造物の補強方法を提供することである。
【０００５】
本発明の他の目的は、炭素繊維などの強化繊維を使用し、軽量で、強度的に優れ、且つ変形自在であり、従って、現場での作業性に優れ、しかも耐候性、及び酸、アルカリ、塩分に対する耐腐食性に優れ、コンクリート補強筋として使用可能な強化繊維補強筋を使用したコンクリート構造物の補強方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る強化繊維補強筋を使用したコンクリート構造物の補強方法にて達成される。要約すれば、本発明の第１の態様によると、（ａ）多数本の強化繊維を有する樹脂未含浸の補強繊維束と、樹脂未含浸の前記補強繊維束の長手方向に沿って延在し、前記補強繊維束を囲包して配置された可撓性の管状被覆部材であって、前記管状被覆部材内の容積をＶ _Ｔ、この容積Ｖ _Ｔにおける前記補強繊維束の占有容積をＶ _Ｆとすると、樹脂を前記管状被覆部材内へと注入する前の前記管状被覆部材内の補強繊維束の占有率［（Ｖ _Ｆ ÷Ｖ _Ｔ）×１００］（％）が５〜８０％とされる管状被覆部材と、を有する樹脂未含浸の強化繊維補強筋を所定形状に変形し、所定位置に取付ける工程、
（ｂ）前記所定位置に取付けられた前記強化繊維補強筋の前記管状被覆部材の内部へと樹脂を注入し、前記管状被覆部材内の前記補強繊維束に樹脂を含浸させる工程、
（ｃ）前記強化繊維補強筋の前記補強繊維束に含浸した樹脂を硬化する工程、
を備えたコンクリート構造物の補強方法が提供される。
【０００８】
本発明にて、一実施態様によると、前記補強繊維束の強化繊維は、軸線方向に平行に或いは螺旋状に捻って、又は、編み込むことによって前記管状被覆部材内に配置される。又、他の実施態様によると、前記管状被覆部材内に、更に、撹拌部材が配置され、好ましくは、この撹拌部材は、断面が十字形状とされ、軸線方向に螺旋状に捻れているフィンプレートとされる。更に、他の実施態様によると、前記管状被覆部材内に、更に、加熱部材が配置され、好ましくは、この加熱部材は、ヒータ線である。更に、他の実施態様によると、前記加熱部材に電源より給電することにより発熱させ、前記補強繊維束に含浸した樹脂を加熱硬化する。
【００１０】
本発明の第２の態様によると、上記本発明の強化繊維補強筋にて、更に、前記管状被覆部材の内部に多数の細孔を有した内管が配置され、前記補強繊維束は、前記管状被覆部材と前記内管とにて画成される環状空間に配置される。この場合には、前記環状空間内の容積をＶ_Ｔ、この容積Ｖ_Ｔにおける前記補強繊維束の占有容積をＶ_Ｆとすると、前記環状空間内の補強繊維束の占有率（％）、即ち、（Ｖ_Ｆ÷Ｖ_Ｔ）×１００は、５〜８０％とされる。
【００１１】
好ましくは、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維を含む有機繊維、又はチタン繊維、ステンレススチール繊維、鉄繊維を含む金属繊維を単独で、又は複数種を混合して使用することができる。前記炭素繊維は、強度が１００Ｋｇｆ／ｍｍ² 以上、弾性率が１０Ｔｏｎｆ／ｍｍ² 以上であることが望ましく、又、前記有機繊維も又、強度が１００Ｋｇｆ／ｍｍ² 以上、弾性率が２Ｔｏｎｆ／ｍｍ² 以上であることが望ましい。
【００１２】
本発明の一実施態様によると、前記可撓性の管状被覆部材は、内径が２〜１００ｍｍ、肉厚が０．０１〜５０ｍｍとされ、前記内管は、内径が１〜１００ｍｍ、肉厚が０．０１〜５０ｍｍとされ、金属又は樹脂材料で作製される。前記樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニール、ゴム系樹脂などが好適に使用される。又、所望に応じて、前記可撓性の管状被覆部材は、その外表面に凹凸形状が形成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る強化繊維補強筋を使用したコンクリート構造物の補強方法を図面に則して更に詳しく説明する。以下に説明する各実施例にて強化繊維補強筋は、鉄筋の代替物としてコンクリート構造物の補強に使用される。
【００１７】
実施例１
図１に、本発明の強化繊維補強筋の一実施例を示す。本実施例にて、所謂、コンクリート補強筋１は、多数本の強化繊維ｆを有する補強繊維束２と、この補強繊維束２を囲包して配置された可撓性の管状被覆部材４と、を有する。つまり、可撓性の管状被覆部材４は、その中心穴６を貫通して補強繊維束が延在して配置され、管状被覆部材４と補強繊維束２との間には、詳しくは後で説明するように、樹脂が注入されるに十分な空隙が保持されている。即ち、長さＬにおける管状被覆部材４の中心穴６の容積をＶ_T 、この容積Ｖ_T における補強繊維束２が占める容積（体積）をＶ_F とすると、管状被覆部材４内における補強繊維束２の占有率（％）は、（Ｖ_F ÷Ｖ_T ）×１００で示すことができ、好ましくは、５〜８０％とされる。補強繊維束２の占有率が５％より少ないと、樹脂を多量に必要とする、更には、樹脂注入時に管内に空気が残留する、といった問題があり、又、８０％より大きいと、樹脂の注入時に過大な圧力を要する、又、繊維束内に十分に樹脂が含浸しない、といった問題が発生する。
【００１８】
補強繊維束２は、一般には、強化繊維ｆを平行状態に配列して作製される。すなわち、所定本数の強化繊維ｆを平行に或いは緩く撚りを掛けて収束して作製されるストランド（強化繊維束）を更に平行に或いは緩く撚りを掛けて複数本束ねることによって作製される。又、別法として、補強繊維束２は、例えば、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、平行状態に配列された強化繊維ｆ或いは強化繊維束を、同質或は異質の繊維で作製された編組体３Ａにて被覆して強化繊維束を緩く拘束して作製することができ、更には、図２（Ｃ）に示すように、平行状態に配列された強化繊維ｆ或いは強化繊維束を、同質或は異質の繊維或はテープ３Ｂで緩く拘束して作製することも可能である。
【００１９】
補強繊維束２は、上述のように、一般には、そのストランド（強化繊維束）を平行に或いは緩く撚りを掛けて複数本束ねることによって作製されるが、積極的に軸線方向に螺旋状に捻りを掛けて作製すること、更には編み込むことも可能である。この場合には、後で説明するように、樹脂を補強繊維束２内へと含浸する際に管状被覆部材４内にて軸線方向一端から他端へと流動する樹脂を旋回させることができ、補強繊維束２内への樹脂の有効な含浸を可能とする。
【００２０】
強化繊維ｆとしては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維を含む有機繊維、又はチタン繊維、ステンレススチール繊維、鉄繊維を含む金属繊維を単独で、又は複数種を混合して使用することができる。各種物性の繊維を混合して用いることにより、各繊維の特徴が引張応力の各レベルで発揮され良好な変形性能を得ることができる。例えばアラミド繊維などの破断延びが大きい繊維と、炭素繊維などの弾性率が大きい繊維を混合すると、初期弾性が高く且つ破断延びの大きい複合体ができる。
【００２１】
通常、コンクリート構造物のための補強筋１としては、炭素繊維が好適に使用され、ＰＡＮ系、ピッチ系、その他、いずれのタイプの炭素繊維であっても構わない。好ましくは、強度が１００Ｋｇｆ／ｍｍ² 以上、弾性率が１０Ｔｏｎｆ／ｍｍ² 以上とされる高強度、高弾性の炭素繊維が使用される。有機繊維が使用される場合には、この有機繊維は、強度が１００Ｋｇｆ／ｍｍ² 以上、弾性率が２Ｔｏｎｆ／ｍｍ² 以上であるのが好ましい。
【００２２】
一方、前記可撓性の管状被覆部材４は、用途によって種々の材料及びサイズのものとすることができ、一般に、中心穴６の内径が２〜１００ｍｍ、肉厚は０．０１ｍｍ〜５０ｍｍとされ、金属製とすることもできるが、樹脂材料で作製するのが好適である。好ましい樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニール、ゴム系樹脂などを挙げることができる。本発明によれば、強化繊維ｆの回りに管状被覆部材４を設ける構成とされるので、本発明のコンクリート補強筋をコンクリート中に埋設した場合に、強化繊維ｆがコンクリート中のアルカリ成分、さらには酸、塩分などにより腐食されるのを防止することができる。又、コンクリート補強筋１を、一部が、或は全体が外部に露出するようにして使用した場合であっても、管状被覆部材４に紫外線カットのための着色を施すなどの手段により内部の強化繊維ｆの劣化を防止し、耐候性を向上させることができる。
【００２３】
更に、本発明のコンクリート補強筋１をコンクリート中に埋設した場合に、補強筋１とコンクリートとの付着力を増大させるために、管状被覆部材４の外表面には凹凸形状を設けるのが好ましい。凹凸形状としては、例えば、図３（Ａ）に示すように、所定間隔で環状の突起（ふし）８を形成することができ、又、図３（Ｂ）に示すように、螺旋状に突起（ふし）８を形成しても良い。凹凸形状は、これらに限定されるものではなく、任意の形状とすることができる。又、管状被覆部材４の内径部は、図３（Ａ）に示すように、より大きな内径部を有するように形成しても良く、図３（Ｂ）に示すように、一定の内径としても良い。
【００２４】
上記構成のコンクリート補強筋１は、例えば電線製造業界にてポリエチレン被覆電線を製造するのに使用されているクロスヘッドを使用して好適に製造することができる。つまり、クロスヘッドに対して芯材として補強繊維束２を送給し、この芯材としての補強繊維束２の回りに押出し機にて溶融された被覆部材用樹脂を導入し、管状被覆部材４を形成することができる。
【００２５】
実施例２
次に、実施例１にて説明したコンクリート補強筋１を、コンクリート構造物に使用する補強方法について説明する。
【００２６】
実施例１にて説明した構成の本発明のコンクリート補強筋１は、例えば、コンクリート構造物の横方向鉄筋として好適に使用することができる。つまり、コンクリート補強筋１は、図４に示すように、軸方向鉄筋１０を取り巻いて配置される帯鉄筋１Ａとして、更には、中間帯鉄筋１Ｂとして使用することができる。
【００２７】
図１に示す、未だ樹脂が含浸されていない本発明のコンクリート補強筋１は、可撓性に優れており、現場にて任意の形状に変形することができる。又、変形した後は、元の形状に戻ることはなく、変形した形態を保持することができる。勿論、必要に応じて、針金で縛るなどの簡易な固定方法を併用することもできる。
【００２８】
従って、本発明に従ったコンクリート構造物の補強方法によれば、樹脂未含浸のコンクリート補強筋１は、現場にて所望寸法に切断し、所定形状に変形することができ、例えば、図４に示すように、帯鉄筋１Ａとして、又中間鉄筋１Ｂとして軸方向鉄筋１０などに、例えば両端部を所定角度に折り曲げ、他の鉄筋などにフック止めすることにより取付けられる。上述のように、必要に応じて、このフック止め部などを更に針金で縛ることもできる。本発明のコンクリート補強筋１の補強繊維束２は、図１及び図４に図示するように、補強筋の少なくとも注入側側端部より、例えばＬ _２＝１〜１０ｃｍ程度突出しているのが好ましい。この点については後述する。
【００２９】
帯鉄筋１Ａ及び中間鉄筋１Ｂの軸方向鉄筋１０に対する取付け方法は、図４に示す態様に限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、中間鉄筋１Ｂは、対向する複数の軸方向鉄筋１０を交互にジグザグ状に連続して張設することもでき、又、図６に示すように、帯鉄筋１Ａは、複数の軸方向鉄筋１０の外周を取り囲んで連続的に螺旋状に巻き付けることも可能である。
【００３０】
次に、コンクリート補強筋１の管状被覆部材４内へと樹脂が注入され、管状被覆部材４中の補強繊維束２に樹脂が含浸される。使用する樹脂としては、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ系樹脂、又は、ビニルエステル樹脂、ＭＭＡ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン系樹脂などのラジカル反応系樹脂とされる。
【００３１】
管状被覆部材４内へと樹脂を注入する方法としては種々の方法が考えられるが、その一実施例を示すと、例えば、図７に示すように、注入器２０を使用することができる。本実施例にて、注入器２０は、大径穴２１Ａと小径穴２１Ｂを備えた段付き弾性チューブ２１を有し、その大径穴２１Ａ側端を管状被覆部材４の外周に取付具２２にて固定する。補強繊維束２の突出端部２Ａを弾性チューブ２１の小径穴２１Ｂを貫通して取り出し、取付具２３にて弾性チューブ２１の外周を締め付ける。これによって補強繊維束端部２Ａは注入器２０に固定される。この後、弾性チューブ２１に形成された樹脂注入口２１Ｃより注入器２０内へと樹脂Ｒを供給する。これにより、樹脂Ｒは、管状被覆部材４の一端から内部へと注入され、そして他方の端部へと流動する過程において補強繊維束２内へと含浸される。
【００３２】
このとき、補強繊維束２の他方の端部２Ｂ側に、管状被覆部材４の外周に密着適合する取付具３１を備えた排気器３０を固定し、その接続管３２を真空ポンプのような真空源に接続し、上記注入器２０を使用して管状被覆部材４内へと樹脂Ｒを注入するに先立って、真空ポンプにて管状被覆部材４内を真空引きし、補強繊維束２内の空気を除去しておくことができる。更には、必要に応じて、樹脂注入中も真空ポンプを継続作動させて補強繊維束２内の空気を除去し、補強繊維束２内への樹脂Ｒの含浸を効率よく行なうことができる。
【００３３】
実施例３
実施例２で説明したコンクリート構造物の横方向鉄筋（帯鉄筋及び中間帯鉄筋）として使用するべく、本発明に従ったコンクリート補強筋１をクロスヘッドを用いて種々の寸法形状にて作製した。その一例を示せば、次のとおりである。図１を参照して、

【００３４】
このコンクリート補強筋１の管状被覆部材４内における補強繊維束の占有率（％）は、５０％であった。
【００３５】
次いで、図４〜図６に示すように、帯鉄筋１Ａ及び中間鉄筋１Ｂとして軸方向鉄筋１０などに取付けた。コンクリート補強筋１は、容易に変形することができ、作業性は極めて良好であった。
【００３６】
次いで、図７に示すような注入器２０を用いてコンクリート補強筋１の管状被覆部材４内へと樹脂Ｒを注入した。樹脂Ｒとしては、常温硬化型のエポキシ系樹脂を使用した。この樹脂Ｒの粘度は３Ｐであったが、極めて良好に管状被覆部材４の一端から内部へと注入され、そして他方の端部へと流動する過程において補強繊維束２内へと含浸された。
【００３７】
このようにして建造したコンクリート構造物に対して試験を行なったが、極めて良好な結果を得ることができた。
【００４３】
実施例４
上記実施例にて説明したコンクリート補強筋１内に含浸された樹脂は、放置することにより硬化するが、積極的にヒータ等にて加熱することによりその硬化を促進することができる。
【００４４】
本実施例によると、コンクリート補強筋１は、図８及び図９に示すように、所定本数の強化繊維ｆを収束したストランド（強化繊維束）Ｓを複数本束ねて構成される補強繊維束２の、好ましくは略中心位置に加熱部材、例えばヒータ線Ｈが配置される。
【００４５】
このような構成の補強筋１を使用した場合には、ヒータ線Ｈの両端に電源１００を接続し、電源１００からヒータ線Ｈに給電することにより、ヒータ線Ｈを発熱させ、補強筋１内の樹脂Ｒを迅速に加熱硬化することができる。ヒータ線Ｈとしては、例えばニクロム線、タングステン線、ニッケル線などが使用可能であり、線径０．１〜２０ｍｍの可撓性のあるものが好適である。もし、補強繊維束２を構成するストランドＳが炭素繊維とされるのであれば、炭素繊維自体をヒータ線Ｈとして使用することができる。
【００４６】
実施例５
次に、本発明の補強筋１における管状被覆部材４内への樹脂の注入方法について説明する。以下に説明する実施例の樹脂注入方法は、補強筋１を鉄筋構造体に組み付けた後に実施する。
【００４７】
本実施例によると、図１０に示すように、補強筋１の管状被覆部材４の長手方向に沿って、複数箇所に注入器２０と、排気器３０とが配置される。本実施例にて、注入器２０は、所定の間隔にて、管状被覆部材４の外周に取付け具２２にて固定される。各注入器２０は、管状被覆部材４の壁を貫通して穿設された供給透孔４１と連通しており、又、各注入器２０は、樹脂注入パイプ２５にて互いに連結され、樹脂注入パイプ２５の一端に接続された樹脂供給ポンプ２６により、樹脂Ｒが供給可能とされる。
【００４８】
一方、管状被覆部材４の外周には、排気器３０が所定の間隔にて取付具３１により固定され、各排気器３０の接続管３２が排気パイプ３３に連結されている。排気パイプ３３は、真空ポンプ３４のような真空源に接続されている。各排気器３０は、注射針のような排気ノズル３５にて管状被覆部材４の壁を貫通して管状被覆部材４内へと連通しており、真空ポンプ３４を作動させることにより、管状被覆部材４内を排気することができる。
【００４９】
本実施例においても、実施例２にて説明したと同様に、上記注入器２０を使用して管状被覆部材４内へと複数箇所から樹脂Ｒを注入するに先立って、真空ポンプ３４にて管状被覆部材４内を真空引きし、補強繊維束２内の空気を除去しておくことができる。更には、必要に応じて、樹脂注入中も真空ポンプ３４を継続作動させて補強繊維束２内の空気を除去し、補強繊維束２内への樹脂Ｒの含浸を効率よく行なうことができる。
【００５０】
又、本実施例による樹脂含浸作業は、補強筋１を設置した後に、補強筋１の上部などの空気が溜まりやすい箇所に、注入器２０及び排気器３０を設置し、実施することも可能である。
【００５１】
更には、複数の注入器２０を使用して樹脂充填作業を行い、ある程度の樹脂含浸作業を行った後に、実際に空気が溜まっているところに排気器３０を設置し、その部分の空気を除去し、そして樹脂含浸を行うこともできる。
【００５２】
本実施例の樹脂注入方法を採用すると、樹脂注入時間を短縮し得るという利点もある。
【００５３】
実施例６
本発明の強化繊維補強筋１は、図１１に示すように、管状被覆部材４の内部に撹拌部材１１を軸線方向に沿って配置することもできる。
【００５４】
つまり、本実施例によれば、撹拌部材１１として、断面形状が十字形状とされるフィンプレートが軸線方向に沿って、しかも、軸線方向に螺旋状に配置される。この螺旋の程度は、例えば、軸線方向に５〜１００ｃｍ進行したとき１回転する程度の螺旋で十分である。
【００５５】
フィンプレート１１としては、例えば、厚さ０．１〜５ｍｍのポリプロピレン、ポリエチレン、ナイロン、塩化ビニール、ゴム系樹脂などの可撓性を有する材料にて作製することができる。
【００５６】
このような撹拌部材１１を設けることにより、補強筋１の一端に注入された樹脂が他端へと移動するとき、この撹１１拌部材によって撹拌され、補強繊維束２への含浸が効率よく達成される。
【００５７】
実施例７
図１２に本発明の他の実施例に係る強化繊維補強筋１を示す。本実施例では、強化繊維補強筋１は、その中心部に軸線方向に沿って内管４０としての通気性管状部材が配置される。
【００５８】
つまり、この実施例によれば、強化繊維補強筋、所謂、コンクリート補強筋１は、可撓性の管状被覆部材４と、その内部に配置された通気性管状部材４０と、管状被覆部材４と通気性管状部材４０とにて画成される環状空間Ｇに配置された補強繊維束２と、を有する。
【００５９】
管状被覆部材４及び補強繊維束２は、先の実施例１にて説明したと同じものとすることができ、その説明は省略する。
【００６０】
本実施例にて使用する通気性管状部材としては、壁に孔径０．１〜５ｍｍの細孔が形成された、内径１〜１００ｍｍ、肉厚０．０１〜１００ｍｍの可撓性の管状部材とされ、例えば、上記管状被覆部材４と同様に、金属又は樹脂材料で作製される。樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニール、ゴム系樹脂などが好適に使用される。
【００６１】
本実施例においても、補強繊維束２が配置された環状空間Ｇ内には、上述したように、樹脂が注入されるに十分な空隙が保持されている。即ち、長さＬにおける環状空間Ｇの容積をＶ_T 、この容積Ｖ_T における補強繊維束２が占める容積（体積）をＶ_F とすると、環状空間Ｇ内における補強繊維束の占有率（％）は、（Ｖ_F ÷Ｖ_T ）×１００で示すことができ、好ましくは、５〜８０％とされる。補強繊維束２の占有率が５％より少ないと、樹脂を多量に必要とする、更には、樹脂注入時に環状空間Ｇ内に空気が残留する、といった問題があり、又、８０％より大きいと、樹脂の注入時に過大な圧力を要する、又、繊維束２内に十分に樹脂が含浸しない、といった問題が発生する。
【００６２】
本実施例の補強筋１によれば、図１３に示す樹脂注入方法により極めて効率よく且つ短時間で環状空間Ｇ内の補強繊維束２に樹脂を含浸することができる。以下に説明する実施例の樹脂注入方法は、補強筋１を鉄筋構造体に組み付ける前、或いは後のいずれにおいても実施することができる。
【００６３】
図１３に示す樹脂注入方法によると、補強筋１の一端、図１３にて左側端は、補強繊維束２が突出しており、樹脂注入器２０がこの補強繊維束２の突出端部２Ａ及び管状被覆部材４の端部に取付具２７にて密着嵌合して取り付けられる。
【００６４】
又、通気性管状部材４０の、前記樹脂注入器２０が設置された側の端部は、栓体３６にて密封され、反対側端部には、真空ポンプのような真空源に接続するための排気器３０が設置される。真空ポンプを作動させると、通気性管状部材４０を介して、補強繊維束２内の空気が吸引され、排気可能とされる。
【００６５】
斯かる構成にて、樹脂注入口２１Ｃより注入器２０内へと樹脂Ｒを供給すると、樹脂Ｒは、管状被覆部材４の一端から内部へと注入され、そして他方の端部へと流動する過程において補強繊維束２内へと含浸される。
【００６６】
このとき、真空ポンプを作動させて補強繊維束２内の空気を除去し、補強繊維束２内への樹脂Ｒの含浸を効率よく且つ短時間にて行なうことができる。別法として、上記注入器２０を使用して管状被覆部材４内へと樹脂Ｒを注入するに先立って、真空ポンプにて管状被覆部材４内を真空引きし、補強繊維束２内の空気を除去しておくことも可能である。
【００６７】
実施例８
図１４に本発明の他の実施例に係る強化繊維補強筋１を示す。本実施例の強化繊維補強筋１は、図１２を参照して説明した実施例７の補強筋１と同様の構成とされるが、実施例７にてその中心部に軸線方向に沿って配置された内管４０としての通気性管状部材の代わりに、樹脂流通性管状部材を使用した点でのみ相違する。
【００６８】
つまり、この実施例によれば、補強筋１は、可撓性の管状被覆部材４と、その内部に配置された樹脂流通性管状部材４０と、管状被覆部材４と樹脂流通性管状部材４０とにて画成される環状空間部に配置された補強繊維束２と、を有する。
【００６９】
管状被覆部材４及び補強繊維束２は、先の実施例１にて説明したと同じものとすることができ、その説明は省略する。
【００７０】
本実施例にて使用する樹脂流通性管状部材４０としては、壁に孔径０．１〜５ｍｍの細孔が形成された、内径１〜１００ｍｍ、肉厚０．０１〜１００ｍｍの可撓性の管状部材とされ、例えば、上記管状被覆部材４と同様に、金属又は樹脂材料で作製される。樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニール、ゴム系樹脂などが好適に使用される。
【００７１】
本実施例においても、補強繊維束２が配置された環状空間Ｇ内には、上述したように、樹脂が注入されるに十分な空隙が保持されている。即ち、長さＬにおける環状空間Ｇの容積をＶ_T 、この容積Ｖ_T における補強繊維束２が占める容積（体積）をＶ_F とすると、環状空間Ｇ内における補強繊維束２の占有率（％）は、（Ｖ_F ÷Ｖ_T ）×１００で示すことができ、好ましくは、５〜８０％とされる。補強繊維束２の占有率が５％より少ないと、樹脂を多量に必要とする、更には、樹脂注入時に環状空間Ｇ内に空気が残留する、といった問題があり、又、８０％より大きいと、樹脂の注入時に過大な圧力を要する、又、繊維束２内に十分に樹脂が含浸しない、といった問題が発生する。
【００７２】
本実施例の補強筋１によれば、図１５に示す樹脂注入方法により極めて効率よく、短時間にて環状空間Ｇ内の補強繊維束２に樹脂を含浸することができる。本実施例の樹脂注入方法は、補強筋１を鉄筋構造体に組み付けた後に実施する。
【００７３】
図１５に示す樹脂注入方法によると、補強筋１の一端、図１５にて左側端は、補強繊維束２が突出しており、真空ポンプのような真空源に接続するための排気器３０がこの補強繊維束２の突出端部２Ａ及び管状被覆部材４の端部に取付具３１にて密着嵌合して取り付けられる。真空ポンプを作動させると、補強繊維束２内の空気が吸引され、排気される。
【００７４】
又、樹脂流通性管状部材４０の、前記排気器３０が設置された側の端部は、栓体３６にて密封され、反対側端部には、樹脂注入器２０が設置される。
【００７５】
斯かる構成にて、注入器２０の樹脂注入口２１Ｃより樹脂流通性管状部材４０内へと樹脂Ｒを供給すると、樹脂Ｒは、樹脂流通性管状部材４０の一端から内部へと注入され、そして他方の端部へと流動する過程において前記樹脂流通性管状部材４０の樹脂流通孔４２を介して補強繊維束２内へと含浸される。
【００７６】
このとき、真空ポンプを作動させて補強繊維束２内の空気を排気することによって、補強繊維束２内への樹脂Ｒの含浸を効率よく且つ短時間にて行なうことができる。別法として、上記注入器２０を使用して管状被覆部材４内へと樹脂Ｒを注入するに先立って、真空ポンプにて管状被覆部材４内を真空引きし、補強繊維束２内の空気を除去しておくことも可能である。
【００７７】
上記各実施例で説明した本発明の強化繊維補強筋１は、コンクリート補強筋として、コンクリート構造物を新たに建設する場合には、コンクリートを打設する前の鉄筋構造体に帯鉄筋などとして組込んで使用することができるが、既に建設されている、例えば橋脚などの補修、補強工事においても現場にて所望形状に加工して組み付けることができ、極めて補修作業を効率よく施工することができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、本発明に使用する樹脂未含浸のコンクリート補強筋は、多数本の強化繊維を有する樹脂未含浸の補強繊維束と、前記補強繊維束の長手方向に沿って延在し、十分な空隙を有した態様で前記補強繊維束を囲包して配置された可撓性の管状被覆部材と、必要に応じて、管状被覆部材内に配置された内管と、を有する構成とされるので、建設現場にて任意の形状に容易に折り曲げるなどの加工を施すことが可能であり、作業性において極めて優れている。又、本発明に使用するコンクリート補強筋は、炭素繊維などの強化繊維を使用し、軽量で、強度的に優れ、且つ変形自在であり、従って、現場での作業性に優れ、しかも耐候性、及び酸、アルカリ、塩分に対する耐腐食性に優れており、斯かるコンクリート補強筋を使用することにより、極めて作業効率よくコンクリート構造物の補強を達成し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンクリート補強筋の一実施例の斜視図である。
【図２】本発明に係るコンクリート補強筋の他の実施例の斜視図である。
【図３】本発明に係るコンクリート補強筋の他の実施例の斜視図である。
【図４】本発明に係るコンクリート構造物の補強方法を説明するためのコンクリート構造物の断面図である。
【図５】本発明に係るコンクリート構造物の補強方法を説明するための他のコンクリート構造物の断面図である。
【図６】本発明に係るコンクリート構造物の補強方法を説明するための他のコンクリート構造物の断面図である。
【図７】本発明に係るコンクリート補強筋に樹脂を注入するための樹脂注入方法を説明するための図である。
【図８】本発明に係るコンクリート補強筋の他の実施例の横断面図である。
【図９】図８の補強筋を使用したコンクリート構造物の補強方法を説明するための補強筋の縦断面図である。
【図１０】本発明に係るコンクリート補強筋に樹脂を注入するための他の実施例に係る樹脂注入方法を説明するための図である。
【図１１】本発明に係るコンクリート補強筋の他の実施例の横断面図である。
【図１２】本発明に係るコンクリート補強筋の他の実施例の横断面図である。
【図１３】図１２に示すコンクリート補強筋に樹脂を注入するための他の実施例に係る樹脂注入方法を説明するための図である。
【図１４】本発明に係るコンクリート補強筋の他の実施例の横断面図である。
【図１５】図１４に示すコンクリート補強筋に樹脂を注入するための他の実施例に係る樹脂注入方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１コンクリート補強筋
２補強繊維束
４可撓性管状被覆部材
８突起
１１撹拌部材
４０内管

Claims

（ａ）多数本の強化繊維を有する樹脂未含浸の補強繊維束と、樹脂未含浸の前記補強繊維束の長手方向に沿って延在し、前記補強繊維束を囲包して配置された可撓性の管状被覆部材であって、前記管状被覆部材内の容積をＶ _Ｔ、この容積Ｖ _Ｔにおける前記補強繊維束の占有容積をＶ _Ｆとすると、樹脂を前記管状被覆部材内へと注入する前の前記管状被覆部材内の補強繊維束の占有率［（Ｖ _Ｆ ÷Ｖ _Ｔ）×１００］（％）が５〜８０％とされる管状被覆部材と、を有する樹脂未含浸の強化繊維補強筋を所定形状に変形し、所定位置に取付ける工程、
（ｂ）前記所定位置に取付けられた前記強化繊維補強筋の前記管状被覆部材の内部へと樹脂を注入し、前記管状被覆部材内の前記補強繊維束に樹脂を含浸させる工程、
（ｃ）前記強化繊維補強筋の前記補強繊維束に含浸した樹脂を硬化する工程、
を備えたコンクリート構造物の補強方法。
前記補強繊維束の強化繊維は、軸線方向に平行に或いは螺旋状に捻って、又は、編み込むことによって前記管状被覆部材内に配置される請求項１のコンクリート構造物の補強方法。
前記管状被覆部材内に、更に、撹拌部材が配置される請求項１のコンクリート構造物の補強方法。
前記撹拌部材は、断面が十字形状とされ、軸線方向に螺旋状に捻れているフィンプレートである請求項１のコンクリート構造物の補強方法。
前記管状被覆部材内に、更に、加熱部材が配置される請求項１のコンクリート構造物の補強方法。
前記加熱部材は、ヒータ線である請求項５のコンクリート構造物の補強方法。
前記加熱部材に電源より給電することにより発熱させ、前記補強繊維束に含浸した樹脂を加熱硬化する請求項６のコンクリート構造物の補強方法。
前記管状被覆部材の内部に多数の細孔を有した内管が配置され、前記補強繊維束は、前記管状被覆部材と前記内管とにて画成される環状空間に配置されることを特徴とする請求項１又は２のコンクリート構造物の補強方法。
前記環状空間内の容積をＶ_Ｔ、この容積Ｖ_Ｔにおける前記補強繊維束の占有容積をＶ_Ｆとすると、前記樹脂を前記環状空間内へと注入する前の前記環状空間内の補強繊維束の占有率（％）、即ち、（Ｖ_Ｆ÷Ｖ_Ｔ）×１００は、５〜８０％とされる請求項８のコンクリート構造物の補強方法。
前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維を含む無機繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維を含む有機繊維、又はチタン繊維、ステンレススチール繊維、鉄繊維を含む金属繊維を単独で、又は複数種を混合して使用する請求項１〜９のいずれかの項に記載のコンクリート構造物の補強方法。
前記炭素繊維は、強度が１００Ｋｇｆ／ｍｍ^２以上、弾性率が１０Ｔｏｎｆ／ｍｍ^２以上である請求項１０のコンクリート構造物の補強方法。
前記有機繊維は、強度が１００Ｋｇｆ／ｍｍ^２以上、弾性率が２Ｔｏｎｆ／ｍｍ^２以上である請求項１０のコンクリート構造物の補強方法。
前記可撓性の管状被覆部材は、内径が２〜１００ｍｍ、肉厚が０．０１〜５０ｍｍとされる請求項１又は８のコンクリート構造物の補強方法。
前記可撓性の内管は、内径が１〜１００ｍｍ、肉厚が０．０１〜１００ｍｍとされる請求項８のコンクリート構造物の補強方法。
前記可撓性の管状被覆部材は、金属又は樹脂材料で作製される請求項１３又は１４のコンクリート構造物の補強方法。
前記樹脂材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、塩化ビニール、ゴム系樹脂を含む請求項１５のコンクリート構造物の補強方法。
前記可撓性の管状被覆部材は、その外表面に凹凸形状が形成される請求項１３〜１６のいずれかの項に記載のコンクリート構造物の補強方法。