JP5975267B2

JP5975267B2 - 部材の補強方法

Info

Publication number: JP5975267B2
Application number: JP2012117395A
Authority: JP
Inventors: 和光高梨; 大崎　雄作; 雄作大崎; 河野　重行; 重行河野; 阿曽　利光; 利光阿曽
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2016-08-23
Anticipated expiration: 2032-05-23
Also published as: JP2013245432A

Description

本発明は、被補強部材の表面を炭素繊維強化樹脂膜で覆う部材の補強方法に関する。

コンクリート躯体の耐震性等を向上させるために、例えば、以下の特許文献１に記載のように、コンクリート躯体を炭素繊維強化樹脂膜（以下、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）膜とする）で覆って、このコンクリート躯体を補強することがある。

コンクリート躯体の表面にＣＦＲＰ膜を形成する場合、一般的に、まず、目的の大きさ又は目的の形状に切断する。次に、コンクリート躯体の表面に樹脂を塗布する。そして、樹脂が塗布されているコンクリート躯体の表面に切断後の炭素繊維シートを配置する。炭素繊維シートを配置し、この炭素繊維シート中に樹脂が含侵し、この樹脂が完全に硬化すると補強構造が完成する。

特開２０１２−６２７４６号公報

炭素繊維メーカーでは、一般的に、炭素繊維シートを形成した後、大型の切断機で、この炭素繊維シートを規定寸法に切断している。一方、特許文献１に記載のように、コンクリート躯体を補強する場合、対象となるコンクリート躯体が存在する現場で、目的の大きさ又は目的の形状に炭素繊維シートを切断する必要がある。この際、鋏やカッター等の切断道具を用いることが考えられる。しかしながら、炭素繊維シートを単に鋏やカッター等の切断道具で切断すると、炭素繊維シートを構成する複数の糸が相互間で相対移動してしまう上に、炭素繊維の束である糸がほつれて、切断面が極めて不規則になってしまう。つまり、鋏やカッター等の切断道具で炭素繊維シートを単に切断すると、目的の切断面を得ることができない。

そこで、本発明では、現場での作業で、炭素繊維シートを切断して、目的の切断面を得ることができる部材の補強方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための発明に係る部材の補強方法は、
被補強部材の表面を繊維強化樹脂膜で覆う部材の補強方法において、前記繊維強化樹脂膜の構成要素である炭素繊維シートを切断して、目的の大きさ又は目的の形状に形成するシート切断工程と、前記繊維強化樹脂膜の構成要素である樹脂を前記被補強部材の表面に塗布する樹脂塗布工程と、前記樹脂が塗布された前記被補強部材の表面に、切断後の前記炭素繊維シートを配置する繊維シート配置工程と、を実行し、
前記シート切断工程では、前記炭素繊維シートの表面での切断予定位置に沿って粘着テープを貼り付け、該炭素繊維シートの該切断予定位置を該粘着テープと共に切断し、
前記粘着テープの粘着材と該粘着材を支持する前記粘着テープの支持材との間の粘着性は、前記粘着材と前記炭素繊維シートを形成する炭素繊維及び前記樹脂との間の粘着性よりも低い、ことを特徴とする。

特殊な切断機を用いず、カッターや鋏等の通常の切断道具で炭素繊維シートを切断すると、炭素繊維の縦糸相互の位置や、炭素繊維の横糸相互の位置、縦糸と横糸との相互の位置がズレてしまう。さらに、炭素繊維シートは、炭素繊維を束ねた糸で形成されているため、切断時に炭素繊維を束ねた糸がほつれてしまう。すなわち、特殊な切断機を用いず、単に、カッターや鋏等の通常の切断道具で炭素繊維シートを切断すると、炭素繊維シートの切断面が極めて不規則になってしまう。そこで、当該補強方法では、本実施形態では、切断部に沿って粘着テープを貼り付け、切断部における炭素繊維の糸を粘着テープで保持することで、この切断部及びその近傍における炭素繊維の糸相互の相対移動や糸のほつれを抑えている。

ここで、繊維シート配置工程後で、樹脂がある程度硬化した時点において、炭素繊維シートを形成する炭素繊維の糸は、この樹脂によりある程度保持された状態になっている。
また、当該補強方法で使用する粘着テープは、粘着テープの粘着材と粘着材を支持する粘着テープの支持材との間の粘着性は、粘着材と炭素繊維シートを形成する炭素繊維及び前記樹脂との間の粘着性よりも低い。このため、当該補強方法では、施工者の意図により、切断後の炭素繊維シートに残った粘着テープを除去する場合、繊維シート配置工程後で、樹脂がある程度硬化した時点で、残った粘着テープの支持材を除去しても、炭素繊維シートの切断部及びその近傍における炭素繊維の糸相互の相対移動や糸のほつれを抑えていることができる。

ここで、前記部材の補強方法において、前記粘着テープの前記支持材は、母材に油分が含侵している支持材であってもよい。また、前記支持材の前記母材は、紙であってもよい。

また、前記部材の補強方法において、前記粘着テープの前記粘着材は、前記炭素繊維に対する粘着性よりも前記樹脂に対する粘着性が低いことが好ましい。

当該補強方法では、樹脂がある程度硬化すれば、炭素繊維を樹脂で保持された状態を維持しつつ、炭素繊維から粘着テープの粘着材を除去することができる。

また、前記部材の補強方法において、前記繊維シート配置工程後であって、前記樹脂が完全硬化する前に、切断後の前記炭素繊維シートに残った前記粘着テープを除去するテープ除去工程を実行してもよい。

また、前記部材の補強方法において、前記繊維シート配置工程後、前記炭素繊維シートにおける前記被補強部材と反対側の外側面にまで、該炭素繊維シートへの前記樹脂の含侵を促す含侵工程を実行してもよい。

また、前記部材の補強方法において、前記繊維シート配置工程では、前記炭素繊維シートの端縁相互を突き合わせ、前記繊維シート配置工程後に、前記テープ除去工程を実行し、
該テープ除去工程後に、前記炭素繊維シートにおける前記被補強部材と反対側の外側面にまで、該炭素繊維シートへの前記樹脂の含侵を促す含侵工程を実行してもよい。

当該補強方法では、炭素繊維シートの端縁に沿って残っている粘着テープを除去した後に、含侵工程を実行するため、粘着テープを除去したことにより、炭素繊維シートの端縁相互が付き合っている部分に生じた樹脂表面の凹凸を解消することができる。

また、部材の補強方法において、前記樹脂塗布工程前に、前記被補強部材の表面の一部にマスキングテープを貼り付けるマスキング工程を実行し、前記繊維シート配置工程では、前記炭素繊維シートの切断端縁と前記マスキングテープとの端縁とを突き合わせ、前記繊維シート配置工程後に、前記炭素繊維シートにおける前記被補強部材と反対側の外側面にまで、該炭素繊維シートへの前記樹脂の含侵を促す含侵工程を実行し、該含侵工程後に前記テープ除去工程を実行すると共に、前記マスキングテープを除去するマスキングテープ除去工程を実行してもよい。

また、前記部材の補強方法において、前記被補強部材は、コンクリート躯体であってもよい。

また、前記部材の補強方法において、前記繊維シート配置工程前に、前記コンクリート躯体の表面上の少なくとも一部に炭素繊維を含む補強板を配置する補強板配置工程を実行し、前記繊維シート配置工程では、切断後の前記炭素繊維シートで前記補強板を覆ってもよい。

当該補強方法では、コンクリート躯体をより強固に補強することができる。

また、前記部材の補強方法において、前記被補強部材は、コンクリート躯体であり、前記シート切断工程では、前記炭素繊維シートの一部を切断してシート開口を形成し、前記樹脂塗布工程前に、前記コンクリート躯体の表面の一部に吸水材を配置する吸水材配置工程を実行し、前記樹脂塗布工程では、前記コンクリート躯体の表面及び前記吸水材上に、前記樹脂を塗布し、前記繊維シート配置工程では、前記樹脂が塗布された前記コンクリート躯体の表面に、前記コンクリート躯体の表面に配置された前記吸水材の一部が前記シート開口から臨めるよう、該シート開口が形成されている前記炭素繊維シートを配置し、前記シート開口から臨める前記吸水材の一部上の前記樹脂を除去する樹脂除去工程を実行してもよい。

当該補強方法では、コンクリート躯体を繊維強化樹脂膜で覆って、このコンクリート躯体を補強しつつも、コンクリート躯体に侵入した水を効率よく排出することができる。

この場合、前記吸水材の表面で前記コンクリート躯体の表面と対向していない部分は、前記樹脂の該吸水材への含侵を防ぐ含侵防止シートで覆われており、前記繊維シート配置工程後であって、前記樹脂が完全硬化する前に、前記吸水材を覆っている前記含侵防止シートのうちで、前記シート開口から臨める部分を除去することで、前記樹脂除去工程を実行して、該吸水材の一部を露出させてもよい。

本発明では、現場での作業で、炭素繊維シートを切断して、目的の切断面を得ることができると共に、この切断面を維持することできる。

本発明に係る第一実施形態における補強方法の手順を示すフローチャートである。本発明に係る第一実施形態における炭素繊維シートの斜視図である。本発明に係る第一実施形態における粘着テープを貼り付けた状態の炭素繊維シートの斜視図である。本発明に係る第一実施形態における切断後の炭素繊維シートの斜視図である。本発明に係る第一実施形態におけるコンクリート躯体にマスキングテープを配置した際のこれらの断面図である。本発明に係る第一実施形態におけるコンクリート躯体の表面に樹脂を塗布した際のこれらの断面図である。本発明に係る第一実施形態における樹脂上に炭素繊維シートを配置した際のこれらの断面図である。本発明に係る第一実施形態における炭素繊維シート中に樹脂を含侵させた際のこれらの断面図である。本発明に係る第一実施形態における完成時のコンクリート構造体の断面図である。本発明に係る第一実施形態における炭素繊維シートから粘着テープを除去する直前のこれらの断面図である。本発明に係る第二実施形態における補強方法の手順を示すフローチャートである。本発明に係る第二実施形態におけるコンクリート躯体に吸着材を配置した際のこれらの断面図である。本発明に係る第二実施形態におけるコンクリート躯体の表面に樹脂を塗布した際のこれらの断面図である。本発明に係る第一実施形態における樹脂上に炭素繊維シートを配置し、この炭素繊維シートに樹脂を含侵させた際のこれらの断面図である。本発明に係る第二実施形態における完成時のコンクリート構造体の断面図である。本発明に係る第三実施形態における補強方法の手順を示すフローチャートである。本発明に係る第三実施形態における粘着テープを貼り付けた状態の炭素繊維シートの斜視図である。本発明に係る第三実施形態における切断後の炭素繊維シートの斜視図である。本発明に係る第三実施形態におけるコンクリート躯体の表面に樹脂及び炭素繊維シートを配置した際のこれらの断面図である。本発明に係る第三実施形態における粘着テープを除去した際のコンクリート躯体、樹脂及び炭素繊維シートの断面図である。本発明に係る第三実施形態における完成時のコンクリート構造体の断面図である。本発明に係る第四実施形態における補強方法の手順を示すフローチャートである。本発明に係る第四実施形態におけるコンクリート躯体の表面に樹脂及びマスキングテープを配置した際のこれらの断面図である。本発明に係る第四実施形態におけるＣＦＲＰ補強板を配置した際のコンクリート躯体、樹脂及びＣＦＲＰ補強板の断面図である。本発明に係る第四実施形態における炭素繊維シートを配置した際のコンクリート躯体、樹脂、炭素繊維シート及びＣＦＲＰ補強板の断面図である。本発明に係る第四実施形態における完成時のコンクリート構造体の断面図である。

以下、本発明に係る部材の補強方法の各種実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態における補強対象である被補強部材は、コンクリート躯体である。但し、本発明において、被補強部材はコンクリート躯体でなくてもよい。

「第一実施形態」
まず、図１〜図１０を用いて、本発明に係る部材の補強方法の第一実施形態について説明する。

図９に示すように、被補強部材であるコンクリート躯体１は、その表面が繊維強化樹脂膜１０で覆われることで補強されて、コンクリート構造体を構成している。繊維強化樹脂膜１０は、炭素繊維シート１５と、この炭素繊維シート１５に含侵して硬化した樹脂１１と、を有して形成されている。すなわち、本実施形態の繊維強化樹脂膜１０は、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）膜である。樹脂１１としては、ここではエポキシ樹脂を用いている。なお、樹脂１１として、この他、他の熱硬化性樹脂、例えば、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂等を用いてもよい。

コンクリート躯体１には、他の部材を取り付けるためのアンカーボルト等が取り付けられることがある。また、コンクリート躯体１には、配管や電源コンセント等が取り付けられることもある。このため、本実施形態では、コンクリート躯体１にアンカーボルトや配管等の取付領域を確保するために、繊維強化樹脂膜１０の一部に膜開口１２が形成されている。

次に、以上で説明したコンクリート構造体の施工方法、つまりコンクリート躯体１の補強方法について、図１に示すフローチャートに従って説明する。

まず、図２に示すように、繊維強化樹脂膜１０を形成する炭素繊維シート１５を準備し、図３に示すように、この炭素繊維シート１５の一部を以下の手順で切断して、シート開口１６（図９及び図４参照）を形成する（Ｓ１）。

炭素繊維シート１５の切断では、まず、図３に示すように、炭素繊維シート１５の表面であってシート開口の縁になる位置１６ａに沿って粘着テープ３０を貼り付ける。図１０に示すように、この粘着テープ３０の粘着材３１は、繊維強化樹脂膜１０を形成する炭素繊維１７に対する粘着性より、繊維強化樹脂膜１０を形成する樹脂１１に対する粘着性が低い粘着材である。また、この粘着テープ３０の支持材３２は、繊維強化樹脂膜１０を形成する樹脂１１に対する粘着性が低く、しかも、粘着材３１と炭素繊維１７及び樹脂１１との間の粘着性より、粘着材３１との間の粘着性の方が低い材料で形成されている。具体的に、この粘着テープ３０は、油が幾分含侵している紙（母材）を支持材３２とし、この支持材３２の一方の面に粘着材３１としてのアクリル系粘着材が施されている、例えば、医療用粘着紙テープである。

次に、図３及び図４に示すように、カッター等の切断道具３５を用いて、炭素繊維シート１５でシート開口１６の縁となる位置１６aを粘着テープ３０と共に切断し、炭素繊維シート１５にシート開口１６を形成する。

特殊な切断機を用いず、カッターや鋏等の通常の切断道具３５で炭素繊維シート１５を切断すると、炭素繊維の縦糸相互の位置や、炭素繊維の横糸相互の位置、縦糸と横糸との相互の位置がズレてしまう。さらに、炭素繊維シート１５は、炭素繊維を束ねた糸で形成されているため、切断時に炭素繊維を束ねた糸がほつれてしまう。すなわち、特殊な切断機を用いず、単に、カッターや鋏等の通常の切断道具で炭素繊維シート１５を切断すると、炭素繊維シート１５の切断面が極めて不規則になってしまう。そこで、本実施形態では、切断部に沿って粘着テープ３０を貼り付け、切断部における炭素繊維の糸を粘着テープ３０で保持することで、この切断部及びその近傍における炭素繊維の糸相互の相対移動や糸のほつれを抑えている。

なお、炭素繊維シート１５の切断時には、炭素繊維シート１５で粘着テープ３０が貼り付けられていない側から切断道具３５の刃を差し込んでもよいが、粘着テープ３０側から切断道具３５の刃を差し込む方が炭素繊維の糸相互の相対移動等をより効果的に抑えることができる。また、この時点では、図４に示すように、シート開口１６の縁の外側に残る粘着テープ３０ａを剥がさない。

次に、図５に示すように、コンクリート躯体１の表面上であって、繊維強化樹脂膜１０の膜開口１２とする部分にマスキングテープ（又はマスキングシート）４０を貼り付け、膜開口１２とする部分をマスキングする（Ｓ２）。マスキングテープ４０としては、例えば、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂等に接着剤が施されているものを用いる。

次に、図６に示すように、繊維強化樹脂膜１０を形成する樹脂１１をコンクリート躯体１の表面に塗布する（Ｓ３）。この際、マスキングテープ４０上に樹脂１１を塗布してもよい。

次に、図７に示すように、コンクリート躯体１の表面に塗布された樹脂１１上に、シート開口１６形成済みの炭素繊維シート１５を配置する（Ｓ４）。この際、コンクリート躯体１の表面上に貼り付けられているマスキングテープ４０が炭素繊維シート１５のシート開口１６内に位置するよう、炭素繊維シート１５を配置する。

次に、図８に示すように、樹脂１１上に配置された炭素繊維シート１５の全面にローラーを押し当てる、又は炭素繊維シート１５の全面にさらに樹脂１１を塗布する等により、炭素繊維シート１５への樹脂１１の含侵を促す（Ｓ５）。

次に、樹脂１１が完全硬化する前であって、この樹脂１１がある程度硬化した時点で、図８及び図９に示すように、マスキングテープ４０を除去すると共に、炭素繊維シート１５上でシート開口１６の縁の外側に残っている粘着テープ３０ａを除去する（Ｓ６）。この結果、マスキングテープ４０上に塗布された樹脂１１と共に、粘着テープ３０ａ上の樹脂１１も併せて除去され、マスキングテープ４０が貼り付けられていた部分が膜開口１２となる。

ところで、樹脂１１がある程度硬化した時点で、炭素繊維シート１５を形成する炭素繊維の糸は、この樹脂１１によりある程度保持された状態になっている。一方、粘着テープ３０は、図１０を用いて前述したように、その粘着材３１が樹脂１１に対する粘着性が低い上に、支持材３２も粘着材３１と炭素繊維１７及び樹脂１１との間の粘着性より、粘着材３１との間の粘着性の方が低い。このため、樹脂１１から炭素繊維シート１５上に残っている粘着テープ３０の支持材３２をこの時点で剥がしても、炭素繊維１７の糸相互の相対移動や糸のほつれを抑えることができる。なお、本実施形態では、粘着テープ３０の支持材３２が粘着材３１と炭素繊維１７との間の粘着性よりも粘着材３１との間の粘着性の方が低いため、粘着テープ３０の粘着材３１の一部は、炭素繊維１７に付いた状態のまま、粘着テープ３０の支持材３２のみが剥がれる場合もある。

以上で、コンクリート構造材の施工が終了し、樹脂１１が完全時硬化した時点で、コンクリート構造材が完成する。

以上、本実施形態では、アンカーボルトや配管等の取付領域をコンクリート躯体１の表面上に確保しつつも、このコンクリート躯体１を繊維強化樹脂膜１０で覆っているので、このコンクリート躯体１を補強することができる。

また、本実施形態では、前述したように、炭素繊維シート１５の切断部に沿って粘着テープ３０を貼り付け、切断部における炭素繊維の糸を粘着テープ３０で保持することで、この切断部及びその近傍における炭素繊維の糸相互の相対移動や糸のほつれを抑えている。さらに、本実施形態では、コンクリート躯体１の表面上に樹脂１１を塗布した後、炭素繊維シート１５上でシート開口１６の縁の外側に残っている粘着テープ３０ａを除去しても、炭素繊維の糸相互の相対移動や糸のほつれを抑えることができる。よって、本実施形態では、炭素繊維シート１５の目的の切断面を得ることができる上に、その切断面の形状を維持することができ、シート開口１６及び膜開口１２の形状を目的の形状にすることができる。

なお、本実施形態では、コンクリート構造材の施工中の最後の工程（Ｓ６）で、シート開口１６の縁の外側に残っていた粘着テープ３０ａを剥がしているが、この残っていた粘着テープ３０ａを剥がさなくてもよい。つまり、完成したコンクリート構造材中に粘着テープ３０ａを残しておいてもよい。このように、本実施形態では、前述の粘着テープ３０を用いることにより、施工者の意図に応じて、粘着テープ３０ａを残すことも、この粘着テープ３０ａを剥がすことも可能である。

「第二実施形態」
次に、図１１〜図１５を用いて、本発明に係る部材の補強方法の第二実施形態について説明する。

本実施形態の補強方法で形成されるコンクリート構造材は、図１５に示すように、第一実施形態と同様、コンクリート躯体１と、このコンクリート躯体１の表面を覆う繊維強化樹脂膜１０と、を有している。さらに、本実施形態のコンクリート構造材は、繊維強化樹脂膜１０とコンクリート躯体１の表面との間に配置されている吸水材２０と、この吸水材２０の表面の一部を覆う含侵防止シート２５と、を備えている。

吸水材２０は、コンクリート躯体１に侵入した水を排出するため、細径の繊維で形成された不織布又はフェルトを板状にしたものである。繊維として、ここでは、木綿、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維等が用いられる。この板状の吸水材２０は、例えば、縦及び横の長さが５０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度で、自然状態（圧縮力を受けていない状態）での厚さが０．１ｍｍ〜４ｍｍである。

含侵防止シート２５は、繊維強化樹脂膜１０を形成する樹脂１１が吸水材２０に含侵して、その吸水性が低下してしまうのを防止するためのシートである。この含侵防止シート２５は、例えば、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂等で形成されている。板状の吸水材２０の一方の面は、この含侵防止シート２５で覆われており、本実施形態の補強方法の実行過程で、その一部が吸水材２０から剥がされる。

吸水材２０は、含侵防止シート２５で覆われていない面がコンクリート躯体１の表面に接するように、このコンクリート躯体１の表面上に配置されている。コンクリート躯体１を覆う繊維強化樹脂膜１０には、コンクリート躯体側から外側に向かって貫通する膜開口１２ａが形成されている。この吸水材２０の一部２０ａは膜開口１２ａ内に位置して外部に露出し、残りの部分２０ｂが繊維強化樹脂膜１０とコンクリート躯体１の表面と間に位置している。この吸水材２０中で、膜開口１２ａから露出している部分２０ａの表面は、含侵防止シート２５で覆われていない。なお、この膜開口１２ａ内には、繊維強化樹脂膜１０を形成する炭素繊維シート１５は存在しない。このため、炭素繊維シート１５には、この膜開口１２ａの位置及び大きさに対応したシート開口１６が形成されている。ここで、膜開口１２ａの大きさに対応したシート開口１６の大きさとは、膜開口１２ａの大きさに対していくらか大きめのことで、膜開口１２ａが大きくなれば、シート開口１６もこれに対応して大きくなる。

次に、コンクリート躯体１の補強方法について、図１１に示すフローチャートに従って説明する。

本実施形態においても、第一実施形態と同様、まず、繊維強化樹脂膜１０を形成する炭素繊維シート１５を準備し、この炭素繊維シート１５の一部を前述の手順で切断して、シート開口１６を形成する（Ｓ１）。

次に、図１２に示すように、一方の面が含侵防止シート２５で覆われている吸水材２０をコンクリート躯体１の表面上に配置する（Ｓ２ａ）。この際、板状の吸水材２０の表面で、含侵防止シート２５で覆われていない他方の面がコンクリート躯体１の表面に接するように配置する。この吸水材２０をコンクリート躯体１の表面に固定する方法としては、接着剤を用いて固定する方法や、ピンを用いて固定する方法等がある。なお、接着剤を用いて吸水材２０をコンクリート躯体１の表面に固定する場合には、吸水材２０の他方の面の全体に接着剤を塗布すると、コンクリート躯体１からの吸水性が低下するため、この吸水材２０の他方の面のうちの一部、例えば、外周側の部分のみに接着剤を塗布することが好ましい。

また、図１２では、１個の吸水材２０しか描いていないが、実際には、コンクリート躯体１の表面に複数の吸水材２０を配置する。この際、相互間隔が例えば０．５ｍ〜３ｍになるよう、複数の吸水材２０を配置することが好ましい。但し、仮に、コンクリート躯体１が既設のものであり、このコンクリート躯体１を新たに補強するために、このコンクリート躯体１の表面を繊維強化樹脂膜１０で覆う場合には、コンクリート躯体１の表面に亀裂２が現れている部分に吸水材２０を配置することを優先し、先に示した相互間隔を確保しなくてもよい。

次に、図１３に示すように、繊維強化樹脂膜１０を形成する樹脂１１をコンクリート躯体１の表面に塗布する（Ｓ３）。この際、含侵防止シート２５で覆われている吸水材２０上にも樹脂１１を塗布する。

次に、図１４に示すように、コンクリート躯体１の表面に塗布された樹脂１１上に、シート開口１６形成済みの炭素繊維シート１５を配置する（Ｓ４ａ）。この際、コンクリート躯体１の表面上に配置されている吸水材２０の一部２０ａが炭素繊維シート１５のシート開口１６内に位置し、残りの部分２０ｂが炭素繊維シート１５とコンクリート躯体１の表面との間に位置するよう、炭素繊維シート１５を配置する。そして、第一実施形態と同様、この炭素繊維シート１５の全面にローラーを押し当てる等により、炭素繊維シート１５への樹脂１１の含侵を促す（Ｓ５）。

次に、樹脂１１が完全硬化する前であって、この樹脂１１がある程度硬化した時点で、図１５に示すように、吸水材２０を覆っている含侵防止シート２５のうちで、シート開口１６から臨める部分２５ａ（図１４）を除去すると共に、炭素繊維シート１５上でシート開口１６の縁の外側に残っている粘着テープ３０ａを除去する。この結果、含侵防止シート２５のうちで除去された部分２５ａに塗布されていた樹脂１１も併せて除去され、前述の膜開口１２ａが形成され、吸水材２０のうちでシート開口１６内に位置している部分２０ａは膜開口１２ａから外部に露出することになる（Ｓ６ａ）。

含侵防止シート２５の一部２５ａを除去する際には、含侵防止シート２５上でシート開口１６の縁に沿った位置にカッター等で切れ目を入れてから、含侵防止シート２５の一部２５ａを除去する。

本実施形態でも、第一実施形態と同様、樹脂１１がある程度硬化した時点で、炭素繊維シート１５を形成する炭素繊維の糸は、この樹脂１１によりある程度保持された状態になっており、粘着テープ３０として前述したものを用いている。このため、この時点で残っている粘着テープ３０ａを剥がしても、炭素繊維の糸相互の相対移動や糸のほつれを抑えることができる。

以上、本実施形態では、コンクリート躯体１を繊維強化樹脂膜１０で覆っているので、このコンクリート躯体１を補強することができる。しかも、本実施形態では、このコンクリート躯体１からの水が吸水材２０に吸水されると、この吸水材２０中で膜開口１２ａから外部に露出している部分２０ａから水を効率的に排出することができる。よって、本実施形態では、コンクリート躯体１に侵入した水によりコンクリート躯体１自体の強度低下を抑えることができる。

また、本実施形態でも、第一実施形態と同様、炭素繊維シート１５の切断部に粘着テープ３０を貼り付けるため、炭素繊維シート１５の目的の切断面を得ることができる上に、その切断面の形状を維持することができ、シート開口１６及び膜開口１２ａの形状を目的の形状にすることができる。

なお、本実施形態でも、コンクリート構造材の施工中の最後の工程（Ｓ６ａ）で、シート開口１６の縁の外側に残っていた粘着テープ３０ａを剥がしているが、この残っていた粘着テープ３０ａを剥がさなくてもよい。つまり、完成したコンクリート構造材中に粘着テープ３０ａを残しておいてもよい。

「第三実施形態」
次に、図１６〜図２１を用いて、本発明に係る部材の補強方法の第三実施形態について説明する。

本実施形態の補強方法で形成されるコンクリート構造材は、図１５に示すように、以上の各実施形態と同様、コンクリート躯体１と、このコンクリート躯体１の表面を覆う繊維強化樹脂膜１０と、を有している。但し、本実施形態のコンクリート構造材では、炭素繊維シート１５の端縁１８相互が突き合わさっている。

次に、コンクリート躯体１の補強方法について、図１６に示すフローチャートに従って説明する。

本実施形態においても、以上の各実施形態と同様、まず、繊維強化樹脂膜１０を形成する炭素繊維シート１５を準備し、この炭素繊維シート１５を切断する（Ｓ１ｂ）。但し、本実施形態では、以上の各実施形態と異なり、図１７に示すように、定尺物の炭素繊維シート１５を施工に必要な大きさにするための切断である。なお、本実施形態でも、以上の実施形態と同様、定尺物の炭素繊維シート１５の切断部となる位置１６ａに前述の粘着テープ３０を貼り付け、この定尺物の炭素繊維シート１５と共に粘着テープ３０を切断する。定尺物の炭素繊維シート１５を切断して、目的の大きさになった炭素繊維シート１５の切断部分に沿った位置には、図１８に示すように、以上の各実施形態と同様、切断された粘着テープ３０ａが残っている。

次に、図１９に示すように、繊維強化樹脂膜１０を形成する樹脂１１をコンクリート躯体１の表面に塗布する（Ｓ３）。続いて、コンクリート躯体１の表面に塗布された樹脂１１上に、炭素繊維シート１５を配置する（Ｓ４ｂ）。この際、炭素繊維シート１５の切断端縁１８と他の炭素繊維シート１５の切断端縁１８とを突き合わせる。なお、コンクリート躯体１が柱である場合には、同一の炭素繊維シート１５の切断端縁１８相互を突き合わせる場合もある。また、炭素繊維シート１５の切断端縁１８と、この炭素繊維シート１５における他の端縁（切断端縁ではない）とを突き合わせる場合や、炭素繊維シート１５の切断端縁１８と、他の炭素繊維シート１５における端縁（切断端縁ではない）とを突き合わせる場合もある。

次に、樹脂１１が完全硬化する前であって、この樹脂１１がある程度硬化した時点で、図２０に示すように、炭素繊維シート１５の切断部に沿った位置に残っている粘着テープ３０ａを除去する（Ｓ６ｂ）。

本実施形態でも、以上の各実施形態と同様、樹脂１１がある程度硬化した時点で、炭素繊維シート１５を形成する炭素繊維の糸は、この樹脂１１によりある程度保持された状態になっており、粘着テープ３０として前述したものを用いている。このため、この時点で残っている粘着テープ３０ａを剥がしても、炭素繊維の糸相互の相対移動や糸のほつれを抑えることができる。

次に、図２１に示すように、各炭素繊維シート１５の全面にさらに樹脂１１を塗布して、各炭素繊維シート１５への樹脂１１の含侵を促す（Ｓ５ｂ）。なお、炭素繊維シート１５から粘着テープ３０を除去した時点で、各炭素繊維シート１５の全面にローラーを押し当てることにより、炭素繊維シート１５への樹脂１１の含侵を促すことができれば、この方法で樹脂含侵を促してもよい。

本実施形態でも、以上の各実施形態と同様、炭素繊維シート１５の切断部に粘着テープ３０を貼り付けるため、炭素繊維シート１５の目的の切断面を得ることができる上に、その切断面の形状を維持することができ、炭素繊維シート１５の端縁１８相互が突き合っている部分の形状をきれいに形成することができる。

また、本実施形態では、粘着テープ３０ａの除去（Ｓ６ｂ）後に、各炭素繊維シート１５への樹脂１１の含侵を促しているため（Ｓ５ｂ）、粘着テープ３０ａを除去した後に残る樹脂１１表面の不連続性、言い換えると、粘着テープ３０を除去した部分に残る樹脂１１表面の凹凸１３（図２０）を解消することができる。

なお、本実施形態でも、コンクリート構造材の施工中に、炭素繊維シート１５の切断部に残っていた粘着テープ３０ａを剥がしているが、この残っていた粘着テープ３０ａを剥がさなくてもよい。
「第四実施形態」
次に、図２２〜図２６を用いて、本発明に係る部材の補強方法の第四実施形態について説明する。

本実施形態の補強方法で形成されるコンクリート構造材は、図２６に示すように、以上の各実施形態と同様、コンクリート躯体１と、このコンクリート躯体１の表面を覆う繊維強化樹脂膜１０と、を有している。さらに、本実施形態のコンクリート構造材は、ＣＦＲＰ補強板４５を有している。すなわち、本実施形態では、コンクリート躯体１を部分的に補強するために、補強部分にＣＦＲＰ補強板４５を配し、このＣＦＲＰ補強板４５を繊維強化樹脂膜１０で覆って、コンクリート構造材を形成している。

次に、コンクリート躯体１の補強方法について、図２２に示すフローチャートに従って説明する。

本実施形態においても、以上の各実施形態と同様、まず、繊維強化樹脂膜１０を形成する炭素繊維シート１５を準備し、この炭素繊維シート１５を切断する（Ｓ１ｃ）。但し、本実施形態では、ＣＦＲＰ補強板４５の全体を覆える大きさに炭素繊維シート１５を切断する。この実施形態でも、炭素繊維シート１５の切断部となる位置に前述の粘着テープ３０を貼り付け、炭素繊維シート１５と共に粘着テープ３０を切断する。炭素繊維シート１５を切断して、目的の大きさになった炭素繊維シート１５の切断部に沿った位置には、以上の各実施形態と同様、切断された粘着テープ３０ａ（図２５）が残っている。

次に、図２３に示すように、コンクリート躯体１の表面上であって、繊維強化樹脂膜１０を形成する部分の外側部分にマスキングテープ４０（又はマスキングシート）を貼り付け、この外側部分をマスキングする（Ｓ２ｃ）。

次に、図２３に示すように、コンクリート躯体１の表面上であって、繊維強化樹脂膜１０を形成する部分、言い換えると、先に貼り付けたマスキングテープ４０の内側部分に樹脂１１を塗布する（Ｓ３）。この際、マスキングテープ４０上に樹脂１１を塗布してもよい。なお、仮に、コンクリート躯体１中の補強する部分が損傷している場合には、樹脂１１を塗布する前に、損傷部分にセメントを塗り込む等で、この損傷部分を修繕しておくことが好ましい。

次に、図２４に示すように、コンクリート躯体１の表面に塗布された樹脂１１上に、ＣＦＲＰ補強板４５を配置し、これをコンクリート躯体１の表面に押し付ける（Ｓ７）。

次に、図２５に示すように、このＣＦＲＰ補強板４５を覆うように、マスキングテープ４０の内側部分に炭素繊維シート１５を配置する（Ｓ４ｃ）。この結果、この炭素繊維シート１５の端縁は、マスキングテープ４０の端縁と突き合うことになる。続いて、炭素繊維シート１５の全面にローラーを押し当てる、又は炭素繊維シート１５の全面にさらに樹脂１１を塗布する等により、炭素繊維シート１５への樹脂１１の含侵を促す（Ｓ５）。

次に、樹脂１１が完全硬化する前であって、この樹脂１１がある程度硬化した時点で、図２６示すように、マスキングテープ４０を除去すると共に、炭素繊維シート１５の切断部に沿った位置に残っている粘着テープ３０ａを除去する（Ｓ６ｃ）。

以上、本実施形態では、コンクリート躯体１の表面にＣＦＲＰ補強板４５を配し、さらに、このＣＦＲＰ補強板４５を繊維強化樹脂膜１０で覆っているので、このコンクリート躯体１を強固に補強することができる。

また、本実施形態でも、以上の各実施形態と同様、炭素繊維シート１５の切断部に粘着テープ３０を貼り付けるため、炭素繊維シート１５の目的の切断面を得ることができる上に、その切断面の形状を維持することができ、繊維強化樹脂膜１０の外縁の形状をきれいな目的の形状にすることができる。

なお、ＣＦＲＰ補強板４５には、コンクリート躯体１の表面との対向面からその反対側の面に貫通する複数の孔を形成し、樹脂１１が反対側の面に至るようにしてもよい。この場合、複数の孔のいずれかに樹脂アンカーを入れて、この樹脂アンカーによりこのＣＦＲＰ補強板４５をコンクリート躯体１に固定するようにしてもよい。また、この場合、ＣＦＲＰ補強板４５として、予め複数の孔が形成されているＣＦＲＰ補強格子板を用いてもよい。また、ＣＦＲＰ補強板４５の替わりに、炭素繊維の多数の束を編みこんで、剛性を有する板状に形成したものを補強板として用いてもよい。

また、本実施形態では、コンクリート躯体１の表面の一部にＣＦＲＰ補強板４５を配し、このＣＦＲＰ補強板４５及びこの周りのみを繊維強化樹脂膜１０で覆っている。しかしながら、コンクリート躯体１の表面の全体に、相互に重なり合わないように１以上のＣＦＲＰ補強板４５を配し、これらのＣＦＲＰ補強板４５を繊維強化樹脂膜１０で覆ってもよい。この場合、炭素繊維シート１５の端縁は、他の炭素繊維シート１５の端縁と突き合うことになり、この突き合った部分に関しては、第三実施形態と同様の処理を施す。また、コンクリート躯体１の角部に、角の形状に合ったＣＦＲＰ補強板を配し、又は、コンクリート躯体１の角を形成する二面のそれぞれにＣＦＲＰ補強板を配し、これらＣＦＲＰ補強板を繊維強化樹脂膜１０で覆ってもよい。

また、本実施形態においても、コンクリート構造材の施工中に、炭素繊維シート１５の切断部に残っていた粘着テープ３０を剥がしているが、この残っていた粘着テープ３０を剥がさなくてもよい。

「変形例」
以上の各実施形態では、被補強部材がコンクリート躯体１であるが、本発明はこれに限定されず、例えば、被補強部材が樹脂製の部材や繊維強化樹脂製の部材であってもよい。具体的に、被補強部材がＣＦＲＰ部材であり、これをＣＦＲＰ膜で覆ってもよい。

１…コンクリート躯体、２…亀裂、１０…繊維強化樹脂膜、１１…樹脂、１２…膜開口１２、１５…炭素繊維シート、１６…シート開口、２０…吸水材、２５…含侵防止シート、３０…粘着テープ、３１…粘着材、３２…支持材、３５…切断道具、４０…マスキングテープ、４５…ＣＦＲＰ補強板

Claims

被補強部材の表面を繊維強化樹脂膜で覆う部材の補強方法において、
前記繊維強化樹脂膜の構成要素である炭素繊維シートを切断して、目的の大きさ又は目的の形状に形成するシート切断工程と、
前記繊維強化樹脂膜の構成要素である樹脂を前記被補強部材の表面に塗布する樹脂塗布工程と、
前記樹脂が塗布された前記被補強部材の表面に、切断後の前記炭素繊維シートを配置する繊維シート配置工程と、
を実行し、
前記シート切断工程では、前記炭素繊維シートの表面での切断予定位置に沿って粘着テープを貼り付け、該炭素繊維シートの該切断予定位置を該粘着テープと共に切断し、
前記粘着テープの粘着材と該粘着材を支持する前記粘着テープの支持材との間の粘着性は、前記粘着材と前記炭素繊維シートを形成する炭素繊維及び前記樹脂との間の粘着性よりも低い、
ことを特徴とする部材の補強方法。
請求項１に記載の部材の補強方法において、
前記粘着テープの前記支持材は、母材に油分が含侵している支持材である、
ことを特徴とする部材の補強方法。
請求項２に記載の部材の補強方法において、
前記支持材の前記母材は、紙である、
ことを特徴とする部材の補強方法。
請求項１から３のいずれか一項に記載の部材の補強方法において、
前記粘着テープの前記粘着材は、前記炭素繊維に対する粘着性よりも前記樹脂に対する粘着性が低い、
ことを特徴とする部材の補強方法。
請求項１から４のいずれか一項に記載の部材の補強方法において、
前記繊維シート配置工程後であって、前記樹脂が完全硬化する前に、切断後の前記炭素繊維シートに残った前記粘着テープを除去するテープ除去工程を実行する、
ことを特徴とする部材の補強方法。
請求項１から５のいずれか一項に記載の部材の補強方法において、
前記繊維シート配置工程後、前記炭素繊維シートにおける前記被補強部材と反対側の外側面にまで、該炭素繊維シートへの前記樹脂の含侵を促す含侵工程を実行する、
ことを特徴とする部材の補強方法。
請求項５に記載の部材の補強方法において、
前記繊維シート配置工程では、前記炭素繊維シートの端縁相互を突き合わせ、
前記繊維シート配置工程後に、前記テープ除去工程を実行し、
該テープ除去工程後に、前記炭素繊維シートにおける前記被補強部材と反対側の外側面にまで、該炭素繊維シートへの前記樹脂の含侵を促す含侵工程を実行する、
ことを特徴とする部材の補強方法。
請求項５に記載の部材の補強方法において、
前記樹脂塗布工程前に、前記被補強部材の表面の一部にマスキングテープを貼り付けるマスキング工程を実行し、
前記繊維シート配置工程では、前記炭素繊維シートの切断端縁と前記マスキングテープとの端縁とを突き合わせ、
前記繊維シート配置工程後に、前記炭素繊維シートにおける前記被補強部材と反対側の外側面にまで、該炭素繊維シートへの前記樹脂の含侵を促す含侵工程を実行し、
該含侵工程後に前記テープ除去工程を実行すると共に、前記マスキングテープを除去するマスキングテープ除去工程を実行する、
ことを特徴とする部材の補強方法。
請求項１から８のいずれか一項に記載の部材の補強方法において、
前記被補強部材は、コンクリート躯体である、
ことを特徴とする部材の補強方法。
請求項９に記載の部材の補強方法において、
前記繊維シート配置工程前に、前記コンクリート躯体の表面上の少なくとも一部に炭素繊維を含む補強板を配置する補強板配置工程を実行し、
前記繊維シート配置工程では、切断後の前記炭素繊維シートで前記補強板を覆う、
ことを特徴とする部材の補強方法。
請求項１から６のいずれか一項に記載の部材の補強方法において、
前記被補強部材は、コンクリート躯体であり、
前記シート切断工程では、前記炭素繊維シートの一部を切断してシート開口を形成し、
前記樹脂塗布工程前に、前記コンクリート躯体の表面の一部に吸水材を配置する吸水材配置工程を実行し、
前記樹脂塗布工程では、前記コンクリート躯体の表面及び前記吸水材上に、前記樹脂を塗布し、
前記繊維シート配置工程では、前記樹脂が塗布された前記コンクリート躯体の表面に、前記コンクリート躯体の表面に配置された前記吸水材の一部が前記シート開口から臨めるよう、該シート開口が形成されている前記炭素繊維シートを配置し、
前記シート開口から臨める前記吸水材の一部上の前記樹脂を除去する樹脂除去工程を実行する、
ことを特徴とする部材の補強方法。
請求項１１に記載の部材の補強方法において、
前記吸水材の表面で前記コンクリート躯体の表面と対向していない部分は、前記樹脂の該吸水材への含侵を防ぐ含侵防止シートで覆われており、
前記繊維シート配置工程後であって、前記樹脂が完全硬化する前に、前記吸水材を覆っている前記含侵防止シートのうちで、前記シート開口から臨める部分を除去することで、前記樹脂除去工程を実行して、該吸水材の一部を露出させる、
ことを特徴とする部材の補強方法。