JP4638850B2

JP4638850B2 - 炭素繊維による既存構造物の補強方法

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Publication number: JP4638850B2
Application number: JP2006240214A
Authority: JP
Inventors: 欣弘福田; 秀之小牧; 昌典中田; 康弘森; 順一加川; 浩一郎田室; 真也榎本
Original assignee: Konishi Co Ltd; JX Nippon Oil and Energy Corp
Current assignee: Konishi Co Ltd; Eneos Corp
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2011-02-23
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Description

本発明は、炭素繊維による柱、梁、スラブ、壁、煙突等の構造物の補強方法に関し、特に、コンクリート製構造物のせん断耐性乃至はじん性能を高めるための補強方法に関する。

コンクリート製の梁や柱、或いは、橋脚、煙突等の既設コンクリート構造物は、経年劣化による耐力の低下もさることながら、建造時の設計基準によっても大きく強度が異なっている。また、先の阪神・淡路大震災においては、昭和５６年施行の新耐震設計法の基準を満たす建築物の被害が軽微であったとの経験から、新耐震基準での見直しが行われ、既設構造物についても新耐震基準への適合が求められている。

既設構造物の場合、取り壊し、新たに建造すれば新耐震基準を満たした構造物も得られるが、建造に長期間を有し、その費用も多大である。従って、通常は著しく劣化していない限りは耐震補強工事が実施される。

このような耐震補強工事として、鋼板を柱などのコンクリート構造物に巻き立てる方法が知られている。しかし、鋼板は重量が大きいために、施工に時間や大がかりな設備が必要であり、また、さびの発生等、長期耐久性に問題があった。

一方、軽量で、長期耐久性を有するという観点から、強化繊維シートを用いた補強材料を使用した補強方法が知られている。たとえば、図８にコンクリート製柱の耐震補強方法の概略図を示す。また、図９にフローシートを示す。

炭素繊維シート（ＣＦシート）による耐震補強効果が十分に発揮できるようにするためには、コンクリート表面の突起、段差を除去してなめらかにし、隅角部には丸みを持たせるようにサンダー掛け等により下地処理（ＰＳ１）を行う。続いて、下地処理したコンクリート表面へのＣＦシートの接着性及び炭素繊維シートへの含浸樹脂の含浸性を高めるために、下地処理したコンクリート表面にプライマを塗布する（ＰＳ２）。また、この時、必要に応じてパテ等による不陸調整処理を行うが、プライマ塗布後、エポキシ系プライマでは手で触れても指紋がつかない指触乾燥状態、アクリル系プライマではツメを立てても後が付かない完全硬化状態であることが必要である。続いてＣＦシートに含浸させる樹脂の下塗りを行って（ＰＳ３）、ＣＦシートを貼り付け（ＰＳ４）、さらに含浸樹脂をＣＦシートの上に上塗りする（ＰＳ５）。ＣＦシートに含まれる気泡等を脱泡する（ＰＳ６）。ＣＦシートを多層に貼り付ける場合には、下塗り、ＣＦシート貼り付け、上塗り、脱泡を繰り返す。この後、含浸樹脂が十分に硬化するよう養生させる。

一般に、含浸樹脂の下塗り及び上塗りは、刷毛やローラなどを用いて行っている。また、ＣＦシートは、接着強度不足の原因となる多量の気泡やしわを残さないように注意しながら貼り付け、脱泡ローラや手のひらで押さえてコンクリートと十分に密着させる。また、気泡がとれない場合には、ＣＦシートの繊維方向に切れ目を入れ、空気を除去する場合もある。そのような場合に切れ目に再度樹脂を塗布しておく。さらに含浸樹脂の上塗りは、下塗りの含浸樹脂がうっすらと表面に浮き上がってきた頃合いに、ＣＦシート表面に同様に塗布を行う。

しかしながら、刷毛やローラを用いる含浸樹脂の塗布方法は、作業者の技量により均一性の差違が生じやすいという問題がある。また、ＣＦシート貼り付けにも気泡やしわが生じないように注意して貼り付けを行わなければならず、これも作業者の技量が要求される。

また、ＣＦシートによる全面巻き付けでは、段差や突起、不陸等の調整処理は、十分な接着性を得るために必須の処理であり、工程が煩雑となり、コスト増、施工期間の長期化等の原因ともなっている。

たとえば、図１０は、大きな段差がある場合の下地処理を示すもので、段差上部を削り取り、下部は削り取った面に連続するようにモルタル等を詰めて補修する必要がある。また、型枠目違い等による小さな段差についても、削り取り処理を行った後、プライマ塗布面の指触硬化後にエポキシ系パテ等を用いた平滑処理により炭素繊維シートが柱表面に密着するように整えなければならないとされている。

特許文献１（特開平６−２８８１０１号公報）には、従来のシート貼り付け工法に代えて、コンクリート構造物に巻き付ける補強用繊維に熱可塑性樹脂を混入して長尺の布状に編織しておき、この長尺布状の補強用繊維の両面を加熱して、混入させていた樹脂を溶解しながらコンクリート構造物に巻き付ける工法及びそのための装置が示されている。この装置は、長尺布の表裏両面にそれぞれ接触して回転する一対のローラを備え、各ローラの内部に発熱装置を設けたものである。このような装置を用いることで、従来のシート貼り付け工法と比較して作業時間の短縮が図れるとされている。しかしながら、この工法も、被補強体の全面に巻き付けることを前提としており、下地処理に関しては従来と同様に行う必要がある。また、この方法では、熱可塑性樹脂を使用しており、接着力に優れるエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、或いはエポキシ系接着剤等の常温硬化型の樹脂は使用できないため、接着力に劣るという問題がある。また、熱可塑性樹脂を溶融させながら施工するため、施工速度が必ずしも十分に速いとは言えない。さらに、施工時に、加熱ローラが所定の温度に達する前に施工してしまったり、所定の速度以上で施工したり、あるいは冬季の施工等で、樹脂が完全に溶融しない、ないし溶融むらが発生する可能性があり、これらはボイドや接着不良の原因となると考えられる。

また、ＣＦシートによる補強とは異なり、あらかじめ所定形状に成型した繊維強化樹脂複合材料（ＦＲＰ）を用いる工法が知られている。ＦＲＰは、製造工程にて樹脂含浸されているため、作業現場での含浸樹脂の下塗り及び上塗りは不要となるが、接着に際してのプライマ処理は必須であり、また、突起等があればＣＦシート貼り付けと同様に下地処理が必要となる。さらに、段差がある場合には、ＣＦシート貼り付けよりもさらに大がかりな平坦化を行うか、段差形状に合う成形品を用意する必要がある。従って、柱などの補強方法としては、成形品の使用は汎用性に乏しい。

また、このような方法で施工した場合、施工後は強化繊維板でコンクリート表面が覆われてしまうため、例えば、中規模の地震が発生した場合に、コンクリートにひび割れ等が発生していないかどうかの診断が非常に困難である。

一方、上記のような全面補強とは異なり、部分的に補強する方法が知られている。たとえば、特許文献２（特開昭６２−２４４９７７号公報）及び特許文献３（特開昭６２−２４２０５８号公報）には、コンクリート製既存柱の耐震補強方法として、高強度長繊維ストランドをスパイラル状に捲回する工法が示されている。これらには、繊維フィラメントに樹脂を含浸してストランドを形成するに際して、樹脂はあらかじめ含浸するか巻き回し後に含浸するとの記載はあるが、詳細な記載はない。

また、特許文献４（特開２００２−１１５４０３号公報）には、同様に壁付きコンクリート柱を補強するにあたり、壁に柱の長手方向に間隔をあけて複数の貫通孔を形成し、該各貫通孔を通して柱の外周に強化繊維ストランドの束を巻き付けることが提案されている。樹脂を含浸させるタイミングとしては、樹脂の硬化時間により２種類の時期が考えられており、比較的硬化時間の短い含浸接着樹脂を用いる場合には、強化繊維ストランドの束の巻き付け施工時に、同時に樹脂を含浸させ、硬化時間の比較的長い含浸接着樹脂を用いる場合には、予め強化繊維ストランドの束に樹脂を含浸させておき、現場でそれを巻き付けて貼り付けるようにするとされている。

ストランドを使用する工法では、必要な補強量を得るために何重にもストランドを巻き付けなければならず、工程が煩雑であるという問題があり、ほとんど実用化されていない。炭素繊維などの強化繊維で補強する場合には、前述のシート工法が必要な補強量を得るために簡便との理由で採用されている。

一方、特許文献５（特開２０００−７３５８６号公報）には、ＦＲＰ補強テープを用いて袖壁等の障害物があっても補強テープを捲き回す部分の袖壁に開口を設けて捲き回す方法が開示されている。しかし、この工法では、あらかじめＦＲＰとした補強テープを用いるために、始点となるテープ端部に重ねてテープを巻き回すと空隙が生じてしまい、補強効果が損なわれる虞があるため、隙間にモルタル等を詰め込むことが提案されている。

このような、ストランドやテープによる補強方法では、施工後にもコンクリートが部分的に露出しており、中規模地震発生後の診断が容易に行える。また、巻き付ける部分は、強化繊維シートを巻き付ける場合よりも面積が小さいので、接着のための下地処理面積が小さくてすみ、省力化できる。しかし、十分な接着強度を得るためには、プライマ処理が必要である。
特開平６−２８８１０１号公報特開昭６２−２４４９７７号公報特開昭６２−２４２０５８号公報特開２００２−１１５４０３号公報特開２０００−７３５８６号公報

本発明の目的は、中規模地震発生後の診断が容易であり、また、施工に際しても、最低限の下地処理で済み、また、従来必須となっていたプライマ処理さえも不要となる新たな補強方法を提供することにある。

本発明者らは、中規模地震発生後の診断が容易であり、補強に必要な補強量を少ない巻き回しで得るため、炭素繊維量の多い組紐状炭素繊維或いは帯状炭素繊維を用いて補強する方法について検討したところ、これらは炭素繊維シートなどのように刷毛塗りでの樹脂含浸では繊維中心まで樹脂が含浸せず、十分な補強量が得られにくいという問題が発生した。また、予め樹脂含浸してから巻く方法が考えられるが、このような組紐状炭素繊維或いは帯状炭素繊維の中心にまで樹脂を含浸させるためには、樹脂粘度を比較的低くして用いる必要があり、中心部まで含浸できるように含浸樹脂の粘度を下げると、そのままでは含浸樹脂の液だれが生じてしまい、均一に硬化できないという問題がある。そこで、本発明では、炭素繊維材料をドライ状態の未含浸で巻き付けること、及び液だれを防止するガイド部材を設けて、低粘度の含浸樹脂を用いて樹脂含浸を行うことで、前記炭素繊維材料の構造物表面への接着と繊維強化複合材への転換を同時に行えば、工程が極めて短縮化できることを見いだした。

すなわち、本発明は、補強すべき構造物表面にプライマ処理を施すことなく、組紐状炭素繊維材料又は帯状炭素繊維材料を樹脂未含浸のドライ状態で所定間隔を空けて設置し、前記炭素繊維材料に樹脂を含浸して硬化させることで、前記炭素繊維材料の構造物表面への接着と繊維強化複合材への転換を同時に行う既存構造物の炭素繊維による補強方法であって、前記炭素繊維材料に樹脂を含浸する際に、樹脂の液だれを防止するガイド部材を前記炭素繊維材料に接して又は所定の空隙を設けて設置しておくことを特徴とする補強方法に関する。

本発明によれば、施工後にもコンクリート表面が部分的に露出しているため、中規模地震発生後の診断が容易であり、下地処理範囲も少なくて済み、特に、構造物への接着と繊維強化複合材への転換が同時に行われることで、プライマ処理が不要となるため、工期短縮を図ることができる。

また、補強材料の炭素繊維を樹脂未含浸のドライ状態で設置するため、作業性にも優れている。

以下、本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、補強対象の構造物として鉄筋コンクリート製柱（ＲＣ柱）の補強について説明するが、補強対象はＲＣ柱のみに限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態になる施工手順を示すフローシートである。

まず、施工箇所の下地処理（Ｓ１）を行う。この下地処理は、コンクリート表面の装飾的塗装を剥離し、コンクリート表面の簡単な整形、隅角部の丸み付け、ひび割れ箇所等の補修を行うもので、大がかりな段差処理などは不要である。

次に、組紐状又は帯状炭素繊維材料（以下、ＣＦ材料という）の巻き付け（Ｓ２）を行う。従来の炭素繊維シートによる補強方法では、巻き付け前にプライマ処理を行っていたが、本発明ではプライマ処理は不要であり、また、含浸樹脂の下塗りも不要である。巻き付けるＣＦ材料は樹脂未含浸のドライ状態のものであり、樹脂含浸されていないため、柔軟性に優れ、取り扱いも極めて容易である。また、本発明では、プライマ処理が施されていないコンクリート表面にドライ状態でＣＦ材料を巻き付けているため、設置位置の微調整を巻き付け後であっても容易に行うことができる。

ＣＦ材料は、所定の間隔を空けて巻き付けを行う。巻き付け間隔は、要求される補強効果により種々異なり一概に限定できないが、例えば鉄筋コンクリート製柱のじん性補強を行うには、柱の上下端部から２Ｄ（Ｄは柱断面高さを示す）以下のじん性補強区間にＣＦ材料を、柱の端部より巻き付け間隔(Ｐ)が、５ｃｍ以上であり、Ｐ／Ｄが１／３以下となるように所定間隔を空けて巻き付け補強することが好ましい。また、じん性補強に際しては、より多くの補強量が要求されることから、ＣＦ部材を重ねて巻くことが好ましい。

一方、せん断補強は、じん性補強ほどの補強量は要求されないため、より広い間隔で巻くことができる。せん断補強は柱の全区間が対象となるが、通常はじん性補強と組み合わせて行うことが多く、その場合は、じん性補強区間以外の部分について適用すればよい。また、本発明で使用するＣＦ材料は、炭素繊維目付量が多いため、一重巻きで十分なせん断補強効果が得られる。

本発明では、補強量の多いじん性補強において、特に有効である。

なお、じん性補強及びせん断補強の補強量は、例えば、（財）鉄道総合技術研究所発行の「炭素繊維シートによる鉄道高架橋柱の耐震補強工法設計・施工指針」第３版に準拠して、安全側に設計されるように選択すればよい。

上記のようにＣＦ材料を設置した後、樹脂を含浸して硬化させ、ＣＦ材料の構造物表面への接着と炭素繊維強化複合材（以下、ＣＦＲＰという）への転換を同時に行う。本発明では、前記したとおり目付量の大きなＣＦ材料を使用するため、刷毛塗りやローラ塗りで樹脂を含浸しようとしても、炭素繊維の中心部まで十分に樹脂が含浸できず、ＣＦＲＰとして十分な物性が発揮できない。そこで、本発明では、ガイド部材を設置して低粘度の含浸樹脂の液だれを防止して含浸する方法が採用される。

ガイド部材としては、ＣＦ材料に接して或いはガイド部材とＣＦ材料との間に所定の空隙を設けて設置して樹脂の液だれが防止できればどのような材料を用いてもよく、例えば、マスキングに使用されるテープやＬ字状に成型したプラスチック材などが使用できる。また、後述するように使用したガイド部材を取り外す場合には、含浸樹脂との離型性に優れる材料を用いたガイド部材を使用するのが好ましい。例えば、フッ素系樹脂やシリコーン系樹脂などでガイド部材を構成したり、公知の離型剤を塗布したりして離型性を高めることができる。なお、ここで言う「所定の空隙」とは、含浸樹脂滴下量の不必要な増大を避けるため、好ましくは、ＣＦ材料とガイド部材とが２０ｍｍ以下の範囲で隔離されるように設置する。空隙を設けて設置することで、ガイド部材を取り外した場合には、炭素繊維表面はある程度の厚みの樹脂で覆われているため、表面保護が図られる。なお、空隙を設ける場合は、隔離距離を一定にする必要はなく、例えば、以下に説明する図２のように、ＣＦ材料の下部にはガイド部材を接触させ、ＣＦ部材の側面との間に空隙を設けるようにしても良い。

このようにガイド部材を設置した後、樹脂を含浸させる。樹脂を含浸させるには、例えば、図２に示すように、ＲＣ柱１の周囲に巻かれたＣＦ材料２に含浸樹脂４を滴下し、ガイド部材３により液だれを防止する。含浸樹脂を滴下する際には専用のアプリケータを用いても良い。また、さらに樹脂の含浸性を高めるため、ガイド部材を用いて密閉構造とし、真空引きなどの減圧処理を行っても良い。本発明では、ガイド部材を設置して樹脂含浸を行うため、樹脂量を最適化しやすく、無駄なく使用できる。

樹脂が硬化した後、或いは樹脂が半硬化の状態（液だれしない程度に粘度が上昇していればよい）で設置していたガイド部材を取り外す。特に美観等を考慮する必要がなければガイド部材をそのまま残していても良い。

本発明では、従来と同様に、表面の美観を保持するために、ガイド部材を取り外した後、補強部材を巻き付けた表面に仕上げ用モルタルを塗ったり、塗料などを吹き付けたりして仕上げを行うことができる。

上記実施形態（第１の実施形態）では、ＣＦ材料を巻き付けた後にガイド部材を取り付けて樹脂含浸を行っていたが、ガイド部材を２つ以上の部品で構成し、一部の部品を設置した後にＣＦ材料を巻き付け、その後、残りの部品を設置して樹脂含浸する方法でも良い。

図３は、２つ以上の部品から構成されるガイド部材（以下、ＣＦＢブレーカーと称する）を用いた補強方法（第２の実施形態）の施工手順を示すフローシートである。また、図４は、施工方法を説明する概略図であり、紙面下部より順次施工した状態（施工順序としては紙面上部から下部への順序）を示している。ここでは、ガイド部材として、ＣＦ材料（24）の鉛直方向下部に接するＣＦＢブレーカーＡ（23）と、ＣＦ材料の側面に対向して設置されるＣＦＢブレーカーＢ（25）の２つの部品から構成されるガイド部材について説明するが、例えば、真空引きなどを行う際にＣＦ材料の上部に設置して密閉空間を作り出せる蓋部品等を設置することもできる。ＣＦＢブレーカーの材質は発泡ポリエチレン等のプラスチック材料が使用できるが、これに限定されるものではない。

Ｓ１：まず、下地処理については、第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。

Ｓ２：次に、ＣＦ材料（24）の巻き付けに先立ち、ＲＣ柱(21)の表面にＣＦＢブレーカーＡ（23）を取り付けるための墨出し（22）を行う。この墨出しはＣＦ材料を所定の間隔を空けて巻き付けるべき領域の下部に対して行う。

Ｓ３：墨出し（22）の位置に併せてＣＦＢブレーカーＡ（23）を取り付ける。ＣＦＢブレーカーＡ（23）としては、図４ではＲＣ柱（21）に接着して取り付けられるように、ＲＣ柱（21）への接着面とＣＦ材料（24）を巻き付ける際にＣＦ材料（24）の下部に接する基部となる面の2つの面を有するＬ字状としているが、これに限定されるものではない。ＣＦＢブレーカーＡ（23）の基部上面を墨出し位置に合わせて設置する。この例では、接着剤にてＣＦＢブレーカーＡ（23）をＲＣ柱（21）に接着して取り付けている。

Ｓ４：設置されたＣＦＢブレーカーＡ（23）の基部上面を基準として組紐状又は帯状ＣＦ材料（樹脂未含浸）の巻き付けを行う。巻き付け量等は前記第１の実施形態に準ずる。

Ｓ５：ＣＦ材料の巻き付け後、ＣＦＢブレーカーＢ（25）を取り付ける。ＣＦＢブレーカーＢは、ＣＦＢブレーカーＡと係合し、次の工程で流し込む含浸樹脂が漏れ出さないものであればどのようなものでも良い。また、図４ではＣＦ材料24の側面と空隙を設けているが、この空隙の距離は前記第１の実施形態に準ずる。また、ＣＦ材料24の側面に接して設置しても良い。

Ｓ６：次に含浸樹脂の流し込みを行う。図４では樹注ポンプ（26）を用いた例を示しているがこれに限定されるものではない。

Ｓ７：第１の実施形態と同様に、ガイド部材として取り付けたＣＦＢブレーカーを取り外す。もちろん、取り外さずにそのままとしても良いし、ＣＦＢブレーカーＢのみを取り外してＣＦＢブレーカーＡをそのままとすることもできる。

第２の実施形態では、ＣＦＢブレーカーの基部（ＣＦＢブレーカーＡ）を基準にＣＦ材料の巻き付けを行うことで、所定間隔でのＣＦ材料の巻き付けがより迅速に実施できる。

＜ＣＦ材料＞
帯状及び組紐状ＣＦ材料は、いずれも部材幅が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。また、その重量は、１０ｇ／ｍ〜１００ｇ／ｍの範囲であることが好ましい。特に本発明では、炭素繊維の目付量が多い場合に有効である。例えば、従来の全面補強に供される炭素繊維シートの目付け量がその施工方法から３００ｇ／ｍ²程度のものであるのに対し、本発明で使用する帯状ＣＦ材料は、従来の炭素繊維シートの倍以上（６００ｇ／ｍ²以上）と炭素繊維量が多くなっていても、繊維内部にまで十分に樹脂含浸を行うことができる。

１．帯状ＣＦ材料
帯状ＣＦ材料３０は、図５に示すように、炭素繊維の束を経糸３１として一方向配向し、バラツキを抑えるためにポリエチレンなどの緯糸３２で束ねたクロス状のものであり、構成は、従来の補強に使用される炭素繊維シートと同等である。さらに、通常、緯糸には細い繊維が使用されているが、本発明では、この緯糸として太い繊維を使用することで、樹脂の含浸性を高めることができる。使用する緯糸として０．１ｍｍ〜５ｍｍの太さの繊維を使用すると好ましい結果が得られる。なお、緯糸のピッチは５〜１０ｍｍとすると、経糸としての炭素繊維の直線性が保持でき好ましい。

また、本発明では、図６に示すように、帯状ＣＦ材料３０の複数を連結糸３３にてつなぎ合わせたものを使用することができる。通常、帯状ＣＦ材料はロールに巻いて運搬され、現場にて引き出して使用されるが、目付量が多くなると厚くなり、ロールの径が大きくなる。また、目付量が多くなると緯糸でクロス状に織ることがより難しくなる。一方、図６のように連結糸でつなぎ合わせたものは、製造可能な目付量の帯を用いており、ロールに巻いた状態では開いた状態で巻くことで、ロール径が大きくなることを防止できる。また、使用時には折りたたんで使用する。その結果、見かけ上は目付量の大きな帯を使用することになり、巻き回し回数が少なくて済む。また、連結糸にて帯がつながれているため、１本の帯を重ね巻きする場合より帯がずれにくいという効果も奏する。但し、連結する本数が多くなると、隅角部でのＲ形状によっては追従性に支障を来す場合があり、連結したものを使用するかどうかは補強部位の形状に合わせて適宜選択すればよい。連結糸としては、帯状ＣＦ材料を構成する緯糸がそのまま使用できる。

２．組紐状ＣＦ材料
「組紐」とは、基本的に経糸のみで構成されるもので、経糸、緯糸から構成されている「織物」、ループの連続から構成されている「編物」とは異なる。本発明で使用する組紐（「打ち紐」とも呼ばれる）とは、機械製造されるもので、大きく分けて８打（ヤツウチ）、１６打（ジュウロクウチ）、金剛打（コンゴウウチ）、その他多数打ち紐に分類される。又、扁平な形状に組む平打ちと、丸く組む丸打ちとがある。図７に、８打丸打ちにした組紐状ＣＦ材料の概略図を示す。

３．強化繊維
使用する強化繊維は、炭素繊維を使用するが、ガラス繊維、アラミド繊維、その他有機繊維等を問題のない範囲で混合して使用することができ、その用途に応じて適宜選択することができる。使用する炭素繊維としては、例えば、ＪＩＳＫ７０７３に準拠した炭素繊維強化プラスチックの引張試験方法において、高強度タイプでは、２．４５×１０⁵Ｎ／ｍｍ²、中弾性タイプでは４．４０×１０⁵Ｎ／ｍｍ²、高弾性タイプでは６．４０×１０⁵Ｎ／ｍｍ²の引張弾性率を有する材料を使用する。

＜含浸樹脂＞
含浸する樹脂は、常温硬化型あるいは熱硬化型のエポキシ樹脂、ポリエステル系樹脂などの熱硬化性樹脂、メチルメタクリレート等のラジカル反応系樹脂などが使用できる。特に、常温硬化型のエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。本発明においては含浸樹脂の粘度を最適化することが好ましく、特に、２０℃において、０．１Ｐａ・ｓ以上５Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。たとえば、コニシ（株）製の商品名「ＣＦＢ５００」シリーズなどの低圧樹脂注入工法用、樹脂モルタル用の低粘度形エポキシ樹脂が使用できる。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

実施例１，２
＜補強部材＞
使用した炭素繊維は、東レ製商品名「トレカＴ700Ｓ-12Ｋ」（引張強度＝4900MPa、引張弾性率＝230GPa、TEX=800g/km）を使用し、組紐ＣＦ材料（実施例１）には、５本７束で組み上げ、幅15mm、重量30g/m（目付量：1000ｇ／ｍ²）とした。又、帯状ＣＦ材料（実施例２）には東レ製商品名「トレカＴ700Ｓ-24Ｋ」（引張強度＝4900MPa、引張弾性率＝230GPa、TEX=1650g/km）を用いて、幅30mm、重量30g/m（目付量：1000ｇ／ｍ²）の直線状の帯を作製した。

上記組紐及び帯を下地処理した鉄筋コンクリートに100ｍｍピッチにて組紐は５周、帯は５層に縞状に巻いた。

次に各縞状に巻いた炭素繊維の直下に、ガイド部材として発泡ポリエチレンを貼り付け、その後、含浸樹脂としてコニシ（株）製商品名「ＣＦＢ５００」を適量流し込んで含浸した。使用した含浸樹脂の性状を以下に示す。なお、樹脂は夏用と冬用とがあるが、本実施例では冬用「ＣＦＢ５００Ｗ」を使用した。

樹脂含浸後、含浸樹脂が半硬化したところでガイド部材を取り外した。十分に硬化するまで養生した後、接着性を確認したところ、十分に接着していた。また、硬化した材料を切り出してその断面を確認したところ、繊維中心部まで十分に樹脂が含浸されていた。また、このように形成した硬化材料は十分なじん性補強効果を示した。

本発明の第１の実施形態になる補強方法を説明するフローシートである。本発明の第１の実施形態になる補強方法の一部工程を説明するための概略図である。本発明の第２の実施形態になる補強方法を説明するフローシートである。本発明の第４の実施形態になる補強方法の一部工程を説明するための概略図である。本発明の補強方法で使用する帯状炭素繊維を説明するための概略図である。本発明の補強方法で使用する帯状炭素繊維の別の実施形態を説明するための概略図である。本発明の補強方法で使用する組紐状炭素繊維を説明するための概略図である。従来の炭素繊維シートによる補強方法を示す概略図である。従来の炭素繊維シートによる補強方法のフローシートである。従来工程における下地処理（段差処理）を説明する図である。

符号の説明

１、２１ＲＣ柱
２、２４ＣＦ材料
３ガイド部材
４含浸樹脂
２２墨出し
２３ＣＦＢブレーカーＡ
２５ＣＦＢブレーカーＢ
２６樹注ポンプ
３０帯状ＣＦ材料
３１経糸（炭素繊維）
３２緯糸
３３連結糸

Claims

補強すべき構造物表面にプライマ処理を施すことなく、組紐状炭素繊維材料又は帯状炭素繊維材料を樹脂未含浸のドライ状態で所定間隔を空けて設置し、前記炭素繊維材料に樹脂を含浸して硬化させることで、前記炭素繊維材料の構造物表面への接着と繊維強化複合材への転換を同時に行う既存構造物の炭素繊維による補強方法であって、前記炭素繊維材料に樹脂を含浸する際に、樹脂の液だれを防止するガイド部材を前記炭素繊維材料に接して又は所定の空隙を設けて設置しておくことを特徴とする補強方法。
前記ガイド部材は、前記設置される炭素繊維材料の鉛直方向下部に接しており、前記構造物表面に取り付けられる基部と、該基部に係合し、前記炭素繊維材料の鉛直方向の外側面に接触乃至は所定の空隙を有して対向する側壁部の少なくとも２つの部品から構成されており、前記基部を構造物表面に所定の間隔を空けて取り付けた後、前記基部を基準として前記樹脂未含浸の炭素繊維材料を前記構造物表面に設置し、続いて、前記基部に側壁部を係合させ、その後、前記炭素繊維材料に樹脂を含浸させることを特徴とする請求項１に記載の補強方法。
含浸樹脂の粘度が、２０℃において、０．１Ｐａ・ｓ以上５Ｐａ・ｓ以下である請求項１又は２に記載の補強方法。
前記炭素繊維材料は、部材幅が１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、重量が１０ｇ／ｍ〜１００ｇ／ｍの範囲であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の補強方法。
前記炭素繊維材料が、炭素繊維を経糸とし、樹脂製緯糸にて編んだ帯状炭素繊維材料であって、樹脂製緯糸として０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の太さの糸にて束ねられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の補強方法。
前記炭素繊維材料が、炭素繊維を経糸とし、樹脂製緯糸にて編んだ帯状炭素繊維材料であって、帯状炭素繊維材料の複数をその長手方向側面にて連結糸にて連結されており、使用時に折りたたんで巻き付けることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の補強方法。
前記既存構造物は、コンクリート製構造物であって、前記炭素繊維によりせん断又はじん性補強を行うことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の補強方法。