JP6835510B2 - Reinforcement material for building civil engineering, concrete structure using this, concrete slab structure and its construction method and reinforcement method - Google Patents
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Description
本発明は、建築土木構造を補強するために構造物の中に埋め込まれる繊維強化樹脂(以下、「FRP」ともいう。)製の筋材と、これを用いて構成されるコンクリート床版構造物及びその施工方法と補強方法に関する。 The present invention is a fiber reinforced plastic (hereinafter, also referred to as "FRP") reinforcement embedded in a structure to reinforce a building civil engineering structure, and a concrete floor slab structure constructed by using the same. And its construction method and reinforcement method.
過日公表された高速道路の大規模更新・修繕計画によれば、多くの予算が橋梁における床版の架け替えや改修工事に割り当てられている。交通規制期間などの施工条件によって床版の架け替えが難しい場所も多く、それらの場所では床版上面から補強を施す工事により改修が行なわれる。 According to a large-scale highway renewal and repair plan announced in the past days, a large amount of budget is allocated to the replacement and repair work of floor slabs on bridges. There are many places where it is difficult to replace the floor slab due to construction conditions such as the traffic regulation period, and in those places repairs will be carried out by reinforcing the floor slab from the top surface.
床版上面から補強を施す工法としては、例えば床版上面にスチールファイバーコンクリートを打設し、新旧コンクリートを一体化させて床版厚の増加によって補強する上面増し厚工法が知られている。また、既設の床版の表層部を埋設された鉄筋が露出しない深さではつり、はつり部分を、プライマーを塗布しその上に樹脂モルタルを敷設するなどして処理した後、FRP製の補強筋材をはつり部分に配置し、その後、樹脂モルタルを打設して床版の表層部を復元するFRP補強工法が知られている(例えば特許文献1参照)。 As a method of reinforcing from the upper surface of the floor slab, for example, a method of thickening the upper surface by placing steel fiber concrete on the upper surface of the floor slab and integrating old and new concrete to reinforce by increasing the thickness of the floor slab is known. In addition, the surface layer of the existing floor slab is suspended at a depth where the embedded reinforcing bars are not exposed, and the suspended portion is treated by applying a primer and laying resin mortar on it, and then reinforcing bars made of FRP. There is known an FRP reinforcement method in which a material is placed on a chipping portion and then a resin mortar is cast to restore the surface layer portion of the floor slab (see, for example, Patent Document 1).
前記上面増し厚工法は、追加補強鉄筋の充填性を確保するため、10cm程度増し厚してある程度のコンクリートの厚さが必要となって床版厚が増加し、これにより死荷重の増加を招き、既存躯体の負担が増加してしまうという問題がある。路面高も変わってしまうため、伸縮装置を含めて線形の見直しを行なう必要も生じてしまう。
一方、前記FRP補強工法は、即硬化性の樹脂モルタルを使用するものの工程数が多く、各工程で養生時間を確保する必要もあるため、工期短縮が難しいという問題がある。
早期に大規模更新、修繕を施す必要がある高速道路の橋梁は総延長で数百kmにも及ぶことから、床版を強化し補強する工事には、重量増加を抑えて短い交通規制期間で確実且つ速やかに施工可能なことが要求され、これを実現する新たな工法の開発が要請されている。
In the above-mentioned top surface thickening method, in order to secure the filling property of the additional reinforcing reinforcing bar, it is necessary to increase the thickness by about 10 cm to a certain thickness of concrete, which increases the floor slab thickness, which causes an increase in dead load. , There is a problem that the burden on the existing skeleton increases. Since the road surface height also changes, it will be necessary to review the alignment including the expansion and contraction device.
On the other hand, although the FRP reinforcement method uses an instantly curable resin mortar, there are many steps and it is necessary to secure a curing time in each step, so that there is a problem that it is difficult to shorten the construction period.
Since the total length of highway bridges that need to be extensively renewed and repaired at an early stage is several hundred kilometers, the construction to strengthen and reinforce the floor slab can be done in a short traffic regulation period with less weight increase. It is required that construction can be carried out reliably and promptly, and the development of a new construction method that realizes this is required.
本発明は従来の技術が有するこのような問題点に鑑み、鉄筋が埋設されたコンクリート構造物を補強し改修するにあたり、構造物内部での定着性に優れた建築土木用の筋材を開発し、これを用いて高速道路の橋梁などの床版を、重量増加を抑えつつ短い工期で補強し改修することができるようにすることを課題とする。 In view of such problems of the prior art, the present invention has developed a reinforcing bar for building civil engineering having excellent fixability inside the structure when reinforcing and repairing a concrete structure in which reinforcing bars are embedded. The challenge is to use this to reinforce and repair floor slabs such as highway bridges in a short construction period while suppressing weight increase.
前記従来のFRP補強工法においては、床版上に下塗りとなる樹脂モルタル層を形成し、その上面にFRP製の補強筋材を設置し、その後、さらに樹脂モルタルを打設して補強筋を埋め戻しているため、工事全体としての養生時間は長くなり、工期の短縮化は困難である。樹脂モルタルに代えて速硬化性のモルタルを用いた場合、FRP製の補強筋材はコンクリートなどとの付着力が小さく定着性が高くないため、そのままでは十分な補強効果が得られない。 In the conventional FRP reinforcement method, a resin mortar layer as an undercoat is formed on the floor slab, an FRP reinforcing bar is installed on the upper surface thereof, and then a resin mortar is further placed to fill the reinforcing bars. Since it has been returned, the curing time of the entire construction will be long, and it will be difficult to shorten the construction period. When a fast-curing mortar is used instead of the resin mortar, the reinforcing bar made of FRP has a small adhesive force to concrete and the like and does not have high fixability, so that a sufficient reinforcing effect cannot be obtained as it is.
そこで本発明は、FRP製の筋材をその外周に定着部位を複数設けて構成することで、コンクリートなどの構造材料との付着力を向上させ、筋材を構造材料に確実に一体化させてコンクリート構造物を有効に補強できるようにした。 Therefore, in the present invention, by providing a plurality of fixing portions on the outer periphery of the FRP reinforcing material, the adhesive force with the structural material such as concrete is improved, and the reinforcing material is surely integrated with the structural material. The concrete structure can be effectively reinforced.
すなわち、本発明の建築土木用筋材は、FRPからなる筋材本体の外周に、当該筋材本体の外周に通された繊維強化樹脂材からなる管体をエポキシ系樹脂充填剤又は膨張セメントからなる定着剤で筋材本体に固定してなる突起部が複数設けられた構成を有することを特徴とする。 That is, in the reinforcing material for building civil engineering of the present invention, a pipe body made of a fiber-reinforced resin material passed through the outer periphery of the reinforcing material main body made of FRP is made of an epoxy resin filler or expanded cement. It is characterized in that it has a structure in which a plurality of protrusions formed by fixing to the main body of the reinforcing material are provided.
前記構成の筋材において、筋材本体は炭素繊維強化樹脂材(以下、「CFRP」ともいう。)、アラミド繊維強化樹脂材(以下、「AFRP」ともいう。)の何れかからなるロッド、好ましくは高弾性CFRPロッドにより形成することができる。
また、突起部を構成する管体はガラス繊維強化樹脂材(以下、「GFRP」ともいう。)、CFRP、AFRPの何れかにより形成することができる。
筋材本体に管体を固定するための定着剤は、エポキシ系樹脂充填剤又は膨張セメントを用いることができる。
In the reinforcing material having the above structure, the reinforcing material body is preferably a rod made of either a carbon fiber reinforced resin material (hereinafter, also referred to as “CFRP”) or an aramid fiber reinforced resin material (hereinafter, also referred to as “AFRP”). Can be formed with a highly elastic CFRP rod.
Further, the tube body constituting the protrusion can be formed of any of glass fiber reinforced resin material (hereinafter, also referred to as "GFRP"), CFRP, and AFRP.
An epoxy resin filler or expanded cement can be used as the fixing agent for fixing the tube body to the reinforcing material body.
前記構成の筋材において、管体の外径(S)と筋材本体の径(φ)が以下の関係式を満たす構成を有することを特徴とする。
(関係式)φ+6mm≦S≦φ+35mm
また、管体の内径(T)と筋材本体の径(φ)が以下の関係式を満たす構成を有することを特徴とする。
(関係式)φ+2mm≦T≦φ+10mm
The reinforced material having the above structure is characterized in that the outer diameter (S) of the tubular body and the diameter (φ) of the reinforced material body satisfy the following relational expression.
(Relational formula) φ + 6 mm ≤ S ≤ φ + 35 mm
Further, it is characterized in that the inner diameter (T) of the pipe body and the diameter (φ) of the barbed material body have a configuration satisfying the following relational expression.
(Relational formula) φ + 2 mm ≤ T ≤ φ + 10 mm
さらに、前記構成の筋材において、管体の長さが30〜70mmであることを特徴とする。
また、管体の厚みが1〜8mmであることを特徴とする。
またさらに、隣接する管体同士の間隔が100〜1500mmであることを特徴とする。
前記構成の筋材において、繊維強化樹脂材中の繊維状強化材の含有量が30〜80体積%であることも特徴とする。
Further, the muscle material having the above structure is characterized in that the length of the tubular body is 30 to 70 mm.
Further, the thickness of the tube is 1 to 8 mm.
Further, it is characterized in that the distance between adjacent pipe bodies is 100 to 1500 mm.
It is also characterized in that the content of the fibrous reinforcing material in the fiber reinforced resin material is 30 to 80% by volume in the reinforcing material having the above structure.
本発明の建築土木用筋材は、適宜な径及び長さに形成された筋材本体と、筋材本体の外周に嵌る内径で筒状に形成された適宜な長さの複数の管体を用意し、筋材本体の外周に管体を通し、隣接する管体同士で互いに所定の間隔を開けた位置で、筋材本体の外周面と管体の内周面間に定着剤を充填して筋材本体に各管体を固着して形成され、筋材本体に固定された各管体は筋材本体の外周から外方へ突出した大径の突起部となる。 The reinforcement for construction and civil engineering of the present invention comprises a reinforcement body formed to have an appropriate diameter and length, and a plurality of pipe bodies having an appropriate length formed into a tubular shape having an inner diameter that fits the outer circumference of the reinforcement body. Prepare, pass the pipe body through the outer circumference of the reinforcing material body, and fill the fixing agent between the outer peripheral surface of the reinforcing material body and the inner peripheral surface of the pipe body at positions where adjacent pipe bodies are spaced apart from each other. Each tube is formed by fixing each tube to the bar body, and each tube fixed to the bar body becomes a large-diameter protrusion protruding outward from the outer circumference of the bar body.
このように構成される本発明の建築土木用筋材は、コンクリート構造体を形成する場合に、構造材料内に埋め込んでコンクリート構造体を補強するための手段として用いることができる。
また、コンクリート床版構造体を形成する場合に、コンクリート床版内に埋め込んで床版を補強する手段として用いることができる。
その他、本発明の建築土木用筋材は、ビルや道路、橋梁、水路、堤防など様々なコンクリート構造の建築物や土木構造物などに、構造材料に埋め込んで補強する筋材として用いることができる。
When forming a concrete structure, the reinforcing material for building civil engineering of the present invention configured as described above can be used as a means for embedding in the structural material to reinforce the concrete structure.
Further, when forming a concrete floor slab structure, it can be used as a means for reinforcing the floor slab by embedding it in the concrete floor slab.
In addition, the reinforcing material for building civil engineering of the present invention can be used as a reinforcing material embedded in a structural material to reinforce various concrete structures such as buildings, roads, bridges, waterways, and embankments. ..
また、本発明は、コンクリート床版上にアスファルト舗装体を設けてなるコンクリート床版構造体の施工方法において、
前記構成の建築土木用筋材をコンクリート床版上に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上に速硬化モルタルを打設する工程と、
前記速硬化モルタル上にアスファルト舗装体を敷設する工程と、を有することを特徴とする。
Further, the present invention relates to a method for constructing a concrete floor slab structure in which an asphalt pavement is provided on a concrete floor slab.
The process of installing a plurality of reinforcements for building civil engineering with the above configuration on a concrete floor slab, and
The process of placing a fast-curing mortar on the concrete floor slab on which the reinforcement for building civil engineering is installed, and
It is characterized by having a step of laying an asphalt pavement on the fast-curing mortar.
さらに、本発明は、コンクリート床版上にアスファルト舗装体を設けてなる既設のコンクリート床版構造体を補強する方法において、
前記アスファルト舗装体を撤去する工程と、
前記構成の建築土木用筋材をコンクリート床版上に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上に速硬化モルタルを打設する工程と、
前記速硬化モルタル上にアスファルト舗装体を敷設する工程と、を有することを特徴とする。
Further, the present invention relates to a method for reinforcing an existing concrete slab structure in which an asphalt pavement is provided on a concrete slab.
The process of removing the asphalt pavement and
The process of installing a plurality of reinforcements for building civil engineering with the above configuration on a concrete floor slab, and
The process of placing a fast-curing mortar on the concrete floor slab on which the reinforcement for building civil engineering is installed, and
It is characterized by having a step of laying an asphalt pavement on the fast-curing mortar.
また、本発明は、既設のコンクリート床版構造体を補強する方法において、
既設のコンクリート床版の上面部分をその内部に配置された鉄筋が露出する深さに切除する工程と、
前記構成の建築土木用筋材を前記切除した部分の上面に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上に速硬化モルタルを打設する工程と、を有することを特徴とする。
Further, the present invention relates to a method for reinforcing an existing concrete slab structure.
The process of cutting the upper surface of the existing concrete floor slab to the depth where the reinforcing bars placed inside it are exposed, and
A process of installing a plurality of building civil engineering bars having the above configuration on the upper surface of the excised portion, and
It is characterized by having a step of placing a quick-curing mortar on a concrete floor slab on which the reinforcing material for building civil engineering is installed.
前記施工方法及び補強方法において、コンクリート床版は内部に鉄筋を配した鉄筋コンクリートであり、その上に或いは上部を切除した上で本発明の建築土木用筋材を設置し、且つ速硬化モルタルを打設して下部のコンクリート床版と一体のコンクリート床版構造物が形成される。アスファルト舗装体はその上に敷設される。
これによれば、構造材料中に埋設される建築土木用筋材は、FRP製の筋体本体の外周に沿って複数の突起部を適宜な間隔を開けて一体化した形状に設けられているので、速硬化モルタルとの界面に剥離応力が発生し難く、筋材は高い付着性でモルタルに確実に一体化し、コンクリート床版が引張りや曲げを受けても筋材は引き抜け難く、構造材料の耐衝撃性や曲げ強度、耐摩耗性などの物性を向上させてコンクリート床版を有効に補強することができる。コンクリートに対して高い付着性が発揮される形状に筋材が設けられているので、速硬化性のモルタルやコンクリートを使用して短い工期でコンクリート床版構造体の施工や補強が可能となる。
また、FRP製の筋材は耐腐食性に優れており、ヤング係数が鉄の2倍以上の高弾性CFRP製の筋材であれば鉄筋の応力緩和効果が高く、コンクリート床版の強度を高めることができる。
In the above-mentioned construction method and reinforcement method, the concrete floor slab is reinforced concrete in which reinforcing bars are arranged inside, and the reinforcing bar for building civil engineering of the present invention is installed on the concrete floor slab or after the upper part is cut off, and a quick-curing mortar is struck. A concrete slab structure integrated with the lower concrete slab is formed. The asphalt pavement is laid on it.
According to this, the building civil engineering reinforcement embedded in the structural material is provided in a shape in which a plurality of protrusions are integrated at appropriate intervals along the outer periphery of the FRP muscle body. Therefore, peeling stress is unlikely to occur at the interface with the fast-curing mortar, the reinforcing material is highly adhesive and reliably integrated with the mortar, and even if the concrete floor slab is pulled or bent, the reinforcing material is difficult to pull out, which is a structural material. It is possible to effectively reinforce concrete slabs by improving physical properties such as impact resistance, bending strength, and abrasion resistance. Since the reinforcing material is provided in a shape that exhibits high adhesion to concrete, it is possible to construct and reinforce a concrete slab structure in a short construction period by using fast-curing mortar or concrete.
In addition, FRP reinforcing bars have excellent corrosion resistance, and CFRP reinforcing bars with a Young's modulus of twice or more that of iron have a high stress relaxation effect on the reinforcing bars and increase the strength of the concrete floor slab. be able to.
以下、本発明の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、図示した建築土木用筋材の形態やこれを用いて強化する構造物の形態は本発明を限定するものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The form of the illustrated reinforcement for building civil engineering and the form of the structure to be reinforced by using the same are not limited to the present invention.
図1は本発明の一実施形態の建築土木用筋材(以下、単に「筋材」ともいう。)の外観、図2はその要部拡大断面を示している。
図示した筋材1は、適宜な径(φ)及び長さのFRP製、好ましくは高弾性のCFRP製又はAFRP製の筋材本体2の外周に、FRP製、好ましくはGFRP製、CFRP製又はAFRP製、より好ましくはGFRP製の管体4を通し、且つこれを定着剤5により筋材本体2に固定してなる複数の突起部3を一体に設けて形成してある。
FIG. 1 shows the appearance of a reinforcing material for building civil engineering according to an embodiment of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “reinforced material”), and FIG. 2 shows an enlarged cross section of a main part thereof.
The illustrated reinforcing
詳しくは、筋材本体2は適宜な径(φ)及び長さに形成され、その外周に、筋材本体2の径(φ)よりも若干大きな内径(T)で筒状に形成された適宜な長さの複数の管体4を通し、隣接する管体4,4同士で互いに所定の間隔を開けた位置で、筋材本体2の外周面と管体4の内周面間に定着剤5を充填して、筋材本体2に各管体4を固着し、筋材本体2に、これに固定された各管体4による筋材本体2の外周から外方へ突出した大径の突起部3を一体化させることにより筋材1を構成することができる。
Specifically, the reinforcing material
管体4は、予め製造されていることが好ましく、例えば、ロービング状のガラス繊維等の繊維状充填材をエポキシ樹脂等の樹脂成分に含浸させ、芯材に所望の厚みに巻きつける。その後、樹脂成分を硬化させ、芯材を抜き取ることにより管体4を得ることができる。
The
管体4を構成する繊維強化樹脂材に含まれる炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の繊維状強化材の含有量は、繊維強化樹脂材中の30〜80体積%であることが好ましく、40〜75体積%であることがより好ましく、50〜70体積%であることがさらに好ましい。
The content of the fibrous reinforcing material such as carbon fiber, glass fiber, and aramid fiber contained in the fiber reinforced resin material constituting the
筋材本体2の外周に管体4を固定するための定着剤5としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、湿気硬化性樹脂、モルタル、セメント等を用いることができる。
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
As the fixing
Examples of the thermosetting resin include phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, urethane resin, alkyd resin, and polyimide resin.
また、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン及び環状ポリオレフィン等のオレフィン系樹脂、ポリブチレンテレフタレート及びポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂及びAS樹脂等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ウレタン樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include olefin resins such as polyethylene, polypropylene and cyclic polyolefin, polyester resins such as polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate, styrene resins such as polystyrene, ABS resin and AS resin, polyvinyl chloride and polyacetic acid. Vinyl, acrylic resin, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, modified polyphenylene ether, polyphenylene sulfide (PPS), polysulfone, polyether sulfone, amorphous polyarylate, liquid crystal polymer, polyether ether ketone (PEEK), urethane resin And so on.
湿気硬化性樹脂としては、湿気でイソシアネート基が生成してくる樹脂であるウレタン樹脂、変性シリコーン樹脂等が挙げられる。
モルタルとしては、膨張モルタル、軽量モルタル、耐火モルタル等が挙げられる。
セメントとしては、ケイ酸カルシウム、アルミン酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化カルシウム等を主成分とする普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、高炉ポルトランドセメント、超速硬セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント、アルミセメント、膨張セメント、耐硫酸塩セメント、高炉コロイドセメント、コロイドセメント等が挙げられる。
セメントは、必要に応じて水及び公知のセメント用混和剤、例えば、収縮補償材、硬化促進割、硬化遅延剤、分散剤、空気連行剤、増粘剤、減水剤、充填材等を併用することができる。
中でも、コンクリート等の被定着物との付着応力度の観点から、エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂系の充填材やセメントが好ましく、膨張セメントがより好ましい。
Examples of the moisture-curable resin include urethane resin and modified silicone resin, which are resins in which isocyanate groups are generated by moisture.
Examples of the mortar include expanded mortar, lightweight mortar, and refractory mortar.
Cement includes ordinary Portland cement mainly composed of calcium silicate, calcium aluminate, calcium sulfate, calcium oxide, etc., early-strength Portland cement, ultra-early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, white Portland cement, blast furnace Portland cement. , Ultrafast hard cement, silica cement, fly ash cement, aluminum cement, expansion cement, sulfate resistant cement, blast furnace colloid cement, colloid cement and the like.
As the cement, water and a known admixture for cement, for example, shrinkage compensator, curing accelerator, curing retarder, dispersant, air entraining agent, thickener, water reducing agent, filler and the like are used in combination, if necessary. be able to.
Among them, epoxy resin-based fillers and cements such as epoxy resins are preferable, and expanded cements are more preferable, from the viewpoint of the degree of adhesion stress with an object to be fixed such as concrete.
筋材本体2の径と長さ、管体4の長さや筋材本体2に一体化する個数、配置間隔などの筋材1の形成条件は、これを用いて補強する施工場所に応じて適宜に設定することができる。
The conditions for forming the
十分な補強効果を得るため、以下の形成条件に設定することが好ましい。
すなわち、筋材本体2は、その径(φ)が5〜20mmに設定されていることが好ましく、7〜15mmに設定されていることがより好ましい。
In order to obtain a sufficient reinforcing effect, it is preferable to set the following formation conditions.
That is, the diameter (φ) of the
また、管体4の内径(T)は、筋材本体2の径(φ)よりも大きく設定されるが、前記径(φ)との関係で、(φ+2mm≦T≦φ+10mm)の範囲に設定されていることが好ましく、(φ+4mm≦T≦φ+8mm)に設定されていることがより好ましい。
Further, the inner diameter (T) of the
管体4の外径(S)も筋材本体2の径(φ)よりも大きく設定されるが、前記径(φ)との関係で、(φ+6mm≦S≦φ+35mm)の範囲に設定されていることが好ましく、より好ましくは(φ+8mm≦S≦φ+30mm)、さらに好ましくは(φ+10mm≦S≦φ+20mm)に設定することができる。
The outer diameter (S) of the
管体4の厚みは、1〜8mmに設定されていることが好ましく、より好ましくは1.5〜5mm、さらに好ましくは2〜4mmに設定することができる。
The thickness of the
管体4の長さは、10〜80mmに設定されていることが好ましく、より好ましくは30〜70mm、さらに好ましくは40〜60mmに設定することができる。長さが30mmよりも小さいと、筋材本体2から管体4が抜け出しやすく、70mmを超える長さであると、筋材1を含むコンクリート床版上に打設された速硬化モルタル等が割裂破壊を起こす可能性があるため好ましくない。
The length of the
また、隣接する管体4,4同士の間隔は、100〜1500mmに設定されていることが好ましく、より好ましくは150〜1000mm、さらに好ましくは200〜500mmに設定することができる。隣接する管体4,4同士の間隔が100mmよりも小さいと、隣り合う管体4の間への速硬化モルタルの充填が不十分となる可能性があり、一方、間隔が1000mmを超えると、一つの管体4に応力が集中しやすく筋材1が破断してしまう可能性があるため好ましくない。なお、隣接する管体4,4同士の間隔とは、複数の管体4のうちの一管体4の端部と、これに隣接する他の管体4の端部との距離をいう。
Further, the distance between the
なお、上記の好ましい設定範囲において、空隙率、内径と外径、長さ、間隔等が、測定箇所によって異なる場合は、それらの平均値が採用される。 If the porosity, inner diameter and outer diameter, length, interval, etc. differ depending on the measurement location in the above preferable setting range, the average value thereof is adopted.
本発明においては、このような管体4を、FRP製の筋材本体2に複数設けることにより、管体4にかかる引張力が分散され、筋材本体2が折れたり管体4から抜けたりすることがなく、筋材本体2と管体4とを確実に一体化させて、コンクリート構造物を有効に補強することができる。
In the present invention, by providing a plurality of
例えば、後述する高速道路の橋梁の床版の補強工事に用いる場合、径12mmのCFRP製の筋材本体2の外周に、内径18mm、長さ50mmのGFRP製の複数の管体4を通し、隣接する管体4,4同士を30mm程度の間隔を開けた位置で、各管体4を定着剤5で筋材本体2に固着して構成された筋材1を用いることができる。
For example, when it is used for reinforcing the floor slab of a highway bridge described later, a plurality of
このように構成された筋材1は、図3に示されるような高速道路の橋梁におけるコンクリート床版6を補強するための改修工事の際に、以下のようにしてコンクリート構造体に埋め込むことでコンクリート床版6を補強することができる。
The
改修対象のコンクリート床版6は、図4(A)に示されるように、内部に鉄筋7が配されたコンクリート構造体であり、これを補強する改修工事においては、先ず、同図(B)に示されるように、内部の上側に配された鉄筋7が露出する深さまでコンクリート床版6の表面を切除する。コンクリート床版6の上面にアスファルト舗装体(図示せず)が敷設されている場合はこれを除去しておく。なお、コンクリート床版6の上部の切除した部分の処理は適宜に行なわれる。
As shown in FIG. 4 (A), the
次いで、同図(C)に示されるように、前記図1に示された筋材1を切除した部分の上面に、複数本を平行に設置する。この際、筋材1は、コンクリート床版6を支える橋体8の橋軸方向直角方向に向くように配置する。
Next, as shown in FIG. 1C, a plurality of the
そして、同図(D)に示されるように、速硬化性のモルタル9を筋材1が設置された前記切除した部分に対して切除前と略同じ厚みとなるように打設し硬化させることで、改修工事が完了する。コンクリート床版6の上面にアスファルト舗装体が敷設されていた場合は、モルタル9が硬化した後、アスファルト舗装体を敷設して工事が完了する。
Then, as shown in FIG. 3D, the fast-curing
これによれば、筋材1は、FRP製の筋体本体2の外周に沿って複数の突起部3を適宜な間隔を開けて一体化した形状に設けられているので、筋材1は高い付着性でモルタル9に確実に一体化し、コンクリート床版6が引張りや曲げを受けても筋材1は引き抜け難く、構造材料の耐衝撃性や曲げ強度、耐摩耗性などの物性を向上させてコンクリート床版1を有効に補強することができる。コンクリート床版6の上部の切除した部分に速硬化性のモルタル9を打設して筋材1を埋め戻すことで、コンクリート床版6をその厚みを増すことなく、短い工期で補強することが可能である。
According to this, since the reinforcing
次に、本発明の筋材1のコンクリート構造物に埋め込み、付着性能を試験した実施例について説明する。
Next, an example of embedding the
〔実験1〕
(実施例1)
径(φ)12mmの高弾性CFRP製の筋材本体2の外周に、内径(T)18mm、長さ50mm、外径(S)24mm、厚み3mmのGFRP製の管体4(ガラス繊維含有量65.6体積%)を通し、これを定着剤5としてエポキシ樹脂系充填剤を用いて固着し、筋材本体2の外周に一つの突起部3が一体化された筋材1を形成した。管体4の定着長(L)は110mmとした(図5参照)。
[Experiment 1]
(Example 1)
A GFRP tube 4 (glass fiber content) having an inner diameter (T) of 18 mm, a length of 50 mm, an outer diameter (S) of 24 mm, and a thickness of 3 mm is formed on the outer circumference of a highly elastic
(実施例2)
定着剤5として膨張セメントを用いる以外、実施例1と同じ条件で筋材1を形成した。
(Example 2)
The
(比較例1)
径13mmの鉄筋(D13)を筋材として用いた。
(Comparative Example 1)
A reinforcing bar (D13) having a diameter of 13 mm was used as the reinforcing bar.
(比較例2)
径12mmの高弾性CFRP製のロッドを筋材として用いた。
(Comparative Example 2)
A rod made of highly elastic CFRP having a diameter of 12 mm was used as a barbed material.
各実施例と比較例の筋材は各々3本製作し、これらを図5に示される試験体となるように型枠に設置した後、コンクリートを型枠内に流し込み、筋材が一体に埋め込まれた、縦横100mm×100mm、高さ160mmの寸法であって下部中央に径20mm、長さ50mmの細孔を備えたコンクリートブロック試験体を形成した。コンクリートブロックの強度は21N/mm2である。
各試験体のコンクリートブロックから露出した筋材の端部に鋼製スリーブを定着させ、鋼製スリーブを下向きにした試験体を支持した状態で、鋼製スリーブを下方へ引張り、筋材がコンクリートブロックから離脱した時の最大引張り強度(Pmax)を測定した。
測定された最大引張り強度から付着応力度を導出し、各実施例と比較例の平均値を求めた。その結果を表1に示す。
Three bars of each example and comparative example were produced, and these were installed in the formwork so as to be the test piece shown in FIG. 5, and then concrete was poured into the formwork and the bars were integrally embedded. A concrete block test piece having a size of 100 mm × 100 mm in length and width and 160 mm in height and having pores having a diameter of 20 mm and a length of 50 mm was formed in the center of the lower part. The strength of the concrete block is 21 N / mm 2 .
A steel sleeve is fixed to the end of the barbed material exposed from the concrete block of each test piece, and the steel sleeve is pulled downward while supporting the test piece with the steel sleeve facing downward, and the barbed material is a concrete block. The maximum tensile strength (Pmax) at the time of detachment from the concrete was measured.
The degree of adhesive stress was derived from the measured maximum tensile strength, and the average value of each example and comparative example was obtained. The results are shown in Table 1.
実験1の測定結果によれば、コンクリートブロックに対する筋材の付着応力度は、実施例1では比較例1と略同等の結果となり、管体4の定着剤5として膨張セメントを用いた実施例2では比較例1を上回る、高い付着性が得られることを確認できた。
なお、実施例1,2では、鉄筋を用いていないため、改修後にもセメントに含まれる水分による錆等の腐食が発生する心配はない。
According to the measurement results of
Since the reinforcing bars are not used in Examples 1 and 2, there is no concern that corrosion such as rust will occur due to the moisture contained in the cement even after the repair.
〔実験2]
(実施例3)
定着剤5として膨張セメントを用い、管体4の長さを30mmとする以外は、実施例1と同じ条件で筋材1を形成した。
[Experiment 2]
(Example 3)
The reinforcing
(実施例4)
定着剤5として膨張セメントを用いる以外、実施例1と同じ条件で筋材1を形成した。
(Example 4)
The
(実施例5)
定着剤5として膨張セメントを用い、管体4の長さを70mmとする以外は、実施例1と同じ条件で筋材1を形成した。
(Example 5)
The reinforcing
各実施例の筋材は各々3本製作し、実験1と同様にして、筋材が一体に埋め込まれた、縦横100mm×100mm、高さ140mm(実施例3)、160mm(実施例4)、180mm(実施例5)の寸法であって下部中央に径20mm、長さ50mmの細孔を備えたコンクリートブロック試験体を形成した。管体4の定着長(L)は、実施例3は90mm、実施例4は110mm、実施例5は130mmとした。コンクリートブロックの強度は29N/mm2である。
各試験体のコンクリートブロックから露出した筋材の端部に鋼製スリーブを定着させ、鋼製スリーブを下向きにした試験体を支持した状態で、鋼製スリーブを下方へ引張り、筋材がコンクリートブロックから離脱した時の最大引張り強度(Pmax)を測定した。
測定された最大引張り強度から付着応力度を導出し、各実施例と比較例の平均値を求めた。その結果を表2に示す。
Three reinforcements of each example were produced, and in the same manner as in
A steel sleeve is fixed to the end of the barbed material exposed from the concrete block of each test piece, and the steel sleeve is pulled downward while supporting the test piece with the steel sleeve facing downward, and the barbed material is a concrete block. The maximum tensile strength (Pmax) at the time of detachment from the concrete was measured.
The degree of adhesive stress was derived from the measured maximum tensile strength, and the average value of each example and comparative example was obtained. The results are shown in Table 2.
管体4の長さを変化させた実験2の測定結果によれば、コンクリートブロックに対する筋材の付着応力度は、管体4の長さが50mmである実施例4が、それぞれ実施例3の長さ30mm、実施例5の長さ70mmに設定した場合よりも高いことが確認できた。
According to the measurement results of
1 筋材、2 筋材本体、3 突起部、4 管体、5 定着剤、6 コンクリート床版、7 鉄筋、8 橋体、9 モルタル 1 Reinforcing bar, 2 Reinforcing bar body, 3 Protrusions, 4 Pipes, 5 Fixing agent, 6 Concrete floor slab, 7 Reinforcing bars, 8 Bridges, 9 Mortar
Claims (10)
(関係式)φ+10mm≦S≦φ+20mm
φ+4mm≦T≦φ+8mm
(管体の長さ)50〜70mmであること
(管体の厚み)3〜8mmであること A tube made of a fiber-reinforced resin material passed through the outer periphery of a fiber-reinforced resin body (FRP) is passed through the outer periphery of the fiber-reinforced resin body (FRP) with an epoxy resin filler or a fixing agent made of expanded cement. It is a reinforcement for building civil engineering having a configuration in which a plurality of protrusions fixed to the main body are provided, and the diameter (φ) of the reinforcement main body, the outer diameter (S) of the pipe body forming the protrusions, and A reinforcing material for construction and civil engineering, characterized in that the inner diameter (T) satisfies the following relational expression and the length and thickness of the pipe body satisfy the following conditions.
(Relational formula) φ + 10 mm ≤ S ≤ φ + 20 mm
φ + 4mm ≤ T ≤ φ + 8mm
(Length of tube) 50-70 mm (Thickness of tube) 3-8 mm
請求項1から5の何れかに記載の建築土木用筋材をコンクリート床版上に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上に速硬化モルタルを打設する工程と、
前記速硬化モルタル上にアスファルト舗装体を敷設する工程と、を有することを特徴とするコンクリート床版構造体の施工方法。 In the construction method of the concrete slab structure in which the asphalt pavement is provided on the concrete slab.
A step of installing a plurality of building civil engineering reinforcements according to any one of claims 1 to 5 on a concrete slab, and
The process of placing a fast-curing mortar on the concrete floor slab on which the reinforcement for building civil engineering is installed, and
A method for constructing a concrete floor slab structure, which comprises a step of laying an asphalt pavement on the fast-curing mortar.
前記アスファルト舗装体を撤去する工程と、
請求項1から5の何れかに記載の建築土木用筋材をコンクリート床版上に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上に速硬化モルタルを打設する工程と、
前記速硬化モルタル上にアスファルト舗装体を敷設する工程と、を有することを特徴とするコンクリート床版構造体の補強方法。 In a method of reinforcing an existing concrete slab structure in which an asphalt pavement is provided on a concrete slab.
The process of removing the asphalt pavement and
A step of installing a plurality of building civil engineering reinforcements according to any one of claims 1 to 5 on a concrete slab, and
The process of placing a fast-curing mortar on the concrete floor slab on which the reinforcement for building civil engineering is installed, and
A method for reinforcing a concrete floor slab structure, which comprises a step of laying an asphalt pavement on the fast-curing mortar and a method of laying the asphalt pavement.
既設のコンクリート床版の上面部分をその内部に配置された鉄筋が露出する深さに切除する工程と、
請求項1から5の何れかに記載の建築土木用筋材を前記切除した部分の上面に複数本設置する工程と、
前記建築土木用筋材が設置されたコンクリート床版上に速硬化モルタルを打設する工程と、を有することを特徴とするコンクリート床版構造体の補強方法。 In the method of reinforcing the existing concrete slab structure,
The process of cutting the upper surface of the existing concrete floor slab to the depth where the reinforcing bars placed inside it are exposed, and
A step of installing a plurality of building civil engineering reinforcements according to any one of claims 1 to 5 on the upper surface of the excised portion.
A method for reinforcing a concrete floor slab structure, which comprises a step of placing a quick-curing mortar on a concrete floor slab on which a reinforcement for building civil engineering is installed.
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