JP3955907B2 - 建設部材用補強シート - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設部材を補強するためのシート及びその改良に関するものである。本発明において、建設部材とは、例えば橋桁工事におけるコンクリート柱、コンクリート梁等の建設に資する構造物の全体または一部をいう。建設部材とは、既設のものでも未設の構造物材料でもよい。本発明は、これらの建設部材に対して、その外部から接着したり、巻き付けたりすることによって、建設部材に加わる機械的応力に耐えるように補強したり、耐食性を与えるためのシートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設部材を補強するためのシートとして、ガラス繊維布に経時硬化樹脂を含ませ、一方の側にガラス繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）板材を重ねて貼り合わせてなるものが知られている。これらのシートは、ガラス繊維布の他方の側は未硬化の樹脂が附着しており、これをコンクリート柱、コンクリート梁等の建設用部材に対して、その外部から接着したり、巻き付けたりすることによってこれらの建設部材に機械的強度を与えたり、耐食性を与えたりするものである。
【０００３】
建設部材として、例えば、コンクリート柱は圧縮応力に対しては耐力が大きいが、せん断応力に対しては必ずしも大きな耐力を有していない。地震やその他の原因によってコンクリート柱等にせん弾応力が加わるとき、これら建設部材を補強するために前記シートを接着したり、巻き付けておくと、効果的に耐力を与えることが出来る。また、化学的な耐食性を与えることもできる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
建設部材を補強するために知られる前記シートは、経時硬化樹脂を用いたものであるために、硬化に非常に長い時間がかかったり、作業中に硬化中の樹脂からガスが長時間発生するなど、作業性が非常に劣るものであった。ガスの中にはアミンガスやスチレンガスなどの有毒なものもあった。また、例えば、鉄道用の建設部材の補強工事は、最終電車の通過から始発電車までの通過までのわずか数時間ですべての工事を終了しなければならず、これらの工事に対して、樹脂の自然乾きや経時的反応のみに依存する従来の前記シートは樹脂の硬化に時間がかかり過ぎるなどの問題をもっていた。
【０００５】
また、補強のための構造体となるガラス繊維布等は、建設部材に十分なヤング率を附与するのに適しておらず、建設用部材に加わる機械的応力に対して必ずしも十分な復元力を与えるものではなかった。
【０００６】
【発明を解決するための手段】
本発明者は、前記問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、金属網を用いることにより、建設用部材に対して一定のヤング率を附与することが出来ることと、光硬化性樹脂を用いることにより、比較的短時間で強制的に硬化させることが出来、作業性を飛躍的に改善できることと、さらに、実験を重ねた結果、非常に注目すべきこととして、金属網が一定の光を透過出来、また金属網の材質表面が光を反射する金属光沢を有するものである場合には、光の反射等によって、金属網の裏側にまで光が行き届いて光開始剤によって重合を開始させて硬化させることが出来ることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、次ぎの態様を有するものである。
（１） 建設部材を補強するためのシートであって、金属網とこれに附着した光開始剤を含む樹脂とよりなり、金属網が１０％以上の光を透過する空隙を有し、且つ金属網の材質は、表面が金属光沢を有するものであることを特徴とする建設部材用補強シート。
（２） 光に対する透過性または半透過性を有する板材及び／又は布材を金属網に重ね合わせてなる上記（１）記載の建設部材用補強シート。
（３） 光に対する透過性または半透過性を有する板材及び／又は布材が、ガラス繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）、プラスチックス、ガラス繊維布、樹脂を含ませたガラス繊維布のいずれかまたはこれらの組み合わせである上記（２）に記載の建設部材用補強シート。
【０００８】
以下、本発明について更に詳細に説明する。本発明の建設部材用補強シートは、建設部材を補強するためのシートであって、金属網とこれに附着した光開始剤を含む樹脂とよりなる。
金属網は、従来のガラス繊維布等に比較するとヤング率が非常に高いので、建設用部材に相当の外部応力が加わった場合でもこれに復元力を持たせることが出来る。金属網は、一層または二層以上に重ねて用いてもよい。
【０００９】
光開始剤を含む樹脂とは、紫外線、可視光線、近赤外線等によって重合を行う光硬化性の樹脂のことをいう。これらのうち、紫外線は、エネルギー効率が高いので優れている。光硬化性の樹脂としては、例えば、ビニールエステル樹脂等の主剤樹脂に光重合開始剤を加えたものであり、これに液状重合性単量体、更に増粘剤等を加えても良い。
【００１０】
主剤樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、アリルエステル樹脂、キシレン樹脂から選ばれた樹脂が好ましい。増粘剤としては、熱課組成樹脂粉末を有効成分としたアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル及び芳香族ビニル化合物の中から選ばれた少なくとも一種の単量体を５０％以上含有する粉末またはアルカリ土類金属からなるものが好ましい。液状重合性単量体としては、主剤樹脂成分の溶剤として使用されるものであり、例えばアクリル酸エステル、メタアクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物が好ましく用いられ、特に芳香族ビニル化合物であるスチレンが好適である。また、必要に応じて、充填剤、分散剤、収縮抑制剤を加えてもよい。
【００１１】
この光硬化性樹脂が金属網に附着するとは、金属網の少なくとも一面にコートされて附着することをいう。両面に附着していてもよく、また、網目の隙間にも保持されてよい。また、金属網全体が樹脂に濡れた状態にしても良い。樹脂の附着した面を介してコンクリート柱、コンクリート梁等の建設用部材に金属網を接着し、これら部材の補強を行うものである。金属網は、１０〜８０％の光を透過する空隙を有するものであることが望ましい。
金属網が１０％以上の光を透過するとは、金属網に平行光線を垂直に照射したとき、隙間から１０％以上の光が漏れて透過することをいう。これは、２０〜７０％であることが更に望ましく、３０〜６０％であることが更に望ましい。金属網の材質は、表面が金属光沢を有するものである。
金属網の材質としては、ステンレス鋼、チタン合金、タングステン、鉄、銅、黄銅、アルミ合金等があげられる。これらの中で、ステンレス鋼は光を良く反射し、化学的耐久性も大きく、またヤング率も大きいので優れている。鉄は、新しくて錆びていないものである限り光を良く反射し、また安価であり、ヤング率も大きい点で優れている。新しいピアノ線等の鋼線は、非常に優れている。
【００１２】
本発明の建設部材用補強シートは、光に対する透過性または半透過性を有する板材及び／又は布材を金属網に重ね合わせたものとすることができる。
この場合に、特に板材を重ね合わせたものは、板材にもせん断応力等に対する強度を直接もたせることができる。特に布材を重ね合わせたものは、金属網と一緒に建設部材に対して直接巻き付けて使用することができる。
【００１３】
光に対する透過性または半透過性を有する板材及び／又は布材は、ガラス繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）、プラスチックス、ガラス繊維布又は有機繊維布、樹脂を含ませたガラス繊維布又は有機繊維布のいずれかまたはこれらの組み合わせとすることができる。プラスチックスよりもＦＲＰの方が強度を有することはいうまでもない。ガラス繊維製の布材としては、ガラス繊維を網状に織った物等があげられる。ガラス繊維の材質として、無アルカリガラス、耐酸ガラス等とすることにより、化学的耐性を与えることが出来る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明について更に具体的に説明する。
【００１５】
【実施例１】
線径０．２９ｍｍのＳＵＳよりなる４０メッシュの金属網とガラス繊維網を一体として重ね合わせ、エポキシアクリレート樹脂に光重合開始剤を添加したものを、これらの両面及び隙間が十分に濡れるようにコートした。これを厚さ５ｍｍのＦＲＰ板材の片面に接着し、他の面はコンクリート部材に対して接着させた。ＦＲＰを通して光を照射することにより重合が開始され、強固に接着することを確認した。
【００１６】
このとき、金属の表面が光を反射する性質によって光が金属網の裏側にまで行き届き、重合が開始されて硬化することが確認された。その結果、コンクリート部材は、大きなヤング率を有するＳＵＳ網等により、外力に対する復元力が与えられ、また、確実に短時間に重合接着工事ができることを確認した。なお、このとき、金属網とガラス繊維網を別々に光硬化性樹脂でコートすることや、ガラス繊維網を予め光硬化性樹脂でコートしておいてこれに金属網を押しつけて一体化する工法もあることを確認した。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明は、建設部材を補強するためのシートとして、金属網を用いることにより、建設部材に対して大きなヤング率を附与することが出来、光硬化性樹脂を用いることにより、比較的短時間で強制的に硬化させることが出来、作業性を飛躍的に改善できる補強シートを得たものである。

Claims (3)

1. 建設部材を補強するためのシートであって、金属網とこれに附着した光開始剤を含む樹脂とよりなり、金属網が１０％以上の光を透過する空隙を有し、且つ金属網の材質は、表面が金属光沢を有するものであることを特徴とする建設部材用補強シート。
2. 光に対する透過性または半透過性を有する板材及び／又は布材を金属網に重ね合わせてなる請求項１記載の建設部材用補強シート。
3. 光に対する透過性または半透過性を有する板材及び／又は布材が、ガラス繊維強化プラスチックス（ＦＲＰ）、プラスチックス、ガラス繊維布、樹脂を含ませたガラス繊維布のいずれかまたはこれらの組み合わせである請求項２に記載の建設部材用補強シート。