JP6839898B2 - 繊維集成材及び繊維集成材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、鉱物繊維等の長尺繊維を主材料とし、コンクリート構造物、木造の構造物等の補強や補修に使用することができる繊維集成材に係り、特に帯状に成形された繊維集成材に関するものである。

コンクリート構造物は、コンクリート部材内に鉄筋を埋め込むことによって補強されている。また、ＰＣ鋼材の緊張力によってプレストレスを導入することによって補強することが広く行われている。このような構造物を補強する鋼材に代えて繊維を主材料とするロッド状の繊維集成材が提案されている。さらに既存の構造物の補強又は補修にも繊維を主材料とした補強材が用いられる。

繊維を主材料として構造物の補強又は補修に用いることができる繊維集成材には、シート状のもの、ロッド状に成形したもの、帯状に成形したもの等がある。シート状のものは、主にコンクリート部材や木部材の表面に張り付けることによって構造部材を補強するものである。また、ロッド状の繊維集成材は、主にコンクリート部材内に埋め込んで鉄筋と同様に引張力を負担するものとして用いられる。また、緊張力を導入し、構造部材にプレストレスを導入するための緊張材として用いられることもある。

帯状の繊維集成材は、特許文献１に開示されるようにコンクリート部材や木部材に張り付けて用いられる他、コンクリート部材に埋め込んで引張力を負担する部材として用いることができる。また、特許文献２に記載されているように一部をコンクリートに埋め込み、アンカーとして用いることもでき、汎用性の高いものとなっている。

特開２０１６−２３４７７号公報 特開２０１４−２０６０１７号公報

長尺の繊維を主材料とする繊維集成材は、個々の繊維を合成樹脂で固めておくことによって十分な強度が確保される。したがって、コンクリート、モルタル等に埋め込んで用いるときには、埋め込むまでに合成樹脂を繊維の集合体に含浸させて固化したものとされる。そして、繊維が固化した繊維集成材がコンクリート等の埋め込む材料と一体となって挙動するように繊維集成材の表面と硬化したコンクリート等との間でずれが生じないものとする必要がある。

繊維を束ねてロッド状にした繊維集成材では、周面に繊維の束を巻き付け、節状又はらせん状の凸部を設けてコンクリート等との付着を確保するものとしている。しかし、合成樹脂を含浸させて帯状に成形した繊維集成材では、同様の凸部を設けることが難しい。

また、特許文献２に記載されている繊維集成材では、コンクリートに埋め込まれる部分を折板状に折り曲げた状態で合成樹脂が含浸されたものとなっている。これは、凸状となった部分と凹状となった部分とがコンクリートに圧接されて引き抜きに対して抵抗するものである。しかし、繊維集成材の引張強度を大きくするために繊維量を多くすると帯状となった繊維集成材の厚さが大きくなり、折板状に加工することが難しくなる

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンクリート等の他の部材中に埋め込んだときに埋め込む材料と強固に一体となって挙動する帯状の繊維集成材及び繊維集成材の製造方法を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 コンクリート、モルタル又はグラウト材に少なくとも一部を埋め込んで用いる繊維集成材であって、 複数の繊維からなる糸状体又は紐状体を帯状に織った帯状部材に合成樹脂が含浸されて硬化した複数の帯状プレートを有し、 複数の前記帯状プレートは重ね合わせて接着されており、 それぞれの帯状プレートは、重ね合わせて接着された状態の表面及び裏面には、前記糸状体又は紐状体を織った織り目による凹凸が、合成樹脂が含浸された状態で形成されており、他の帯状プレートと接着されている面は、前記凹凸が形成された面より滑らかとなっている繊維集成材を提供する。

本発明において、重ね合わせて接着される複数の帯状プレートは、２枚であってもよいし、３枚以上であってもよい。３枚以上の帯状プレートを接着するものであるときは、最外層の帯状プレート以外は、両面が滑らかに形成されたものを用いることができる。
また、帯状プレートの他の帯状プレートと接着される滑らかな面は、接着するときに双方の面が密着するのが望ましく、同程度に滑らかな面を当接したときに流動性の高い接着剤によって隙間を生じることなく接着することができる程度に滑らかなものとするのがよい。
このような繊維集成材では、繊維が含浸された合成樹脂によって固められ、引張強度の高い帯状の部材とすることができる。そして、滑らかな面が他の帯状プレートと接着されることにより、重ね合わされた帯状プレートを強固に接着することができるとともに、凹凸が形成された面を表面に露出することができる。また、他の帯状プレートとして一方の面に凹凸が形成され、他方の面が滑らかとなったものを用いることによって帯状となった部材の両面が凹凸を有するものとすることができる。このように凹凸が表面に形成されていることにより、コンクリートやモルタルに埋め込んだときに凹凸がコンクリート又はモルタルと噛み合い、該繊維集成材とコンクリート又はモルタルとのずれを抑制することができる。また、この繊維集成材の一部をコンクリート又はモルタルに埋め込んでアンカーとして用いたときには大きな引き抜き抵抗力を有するものとなる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の繊維集成材において、 重ね合わせて接着された前記帯状プレート間に増厚部材が挟み込まれ、長手方向の一部に増厚部が形成されているものとする。

本発明において、上記増厚部は帯状プレートの端部に形成されるものであってもよいし、中間部分に設けられるものであってもよい。また、増厚部材は、合成樹脂、繊維によって補強された合成樹脂、合成樹脂を含浸させた繊維等を用いることができる。また、金属等を用いることもできる。
このような繊維集成材では、増厚部がコンクリート又はモルタルに埋め込まれることにより、引張力が作用したときにも増厚部よって構造部材に確実に定着することが可能となる。特に、この繊維集成材をアンカーとして用いるときには、増厚部によって大きな引き抜き抵抗力を有するものとなる。また、この繊維集成材を緊張材として用いるときには、増厚部を把持して引張力を付与することができるとともに、増厚部によって引張力が導入された状態で確実に定着することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の繊維集成材において、 重ね合わせて接着された前記帯状プレートの端部に、延長用プレートの端部が挟み込まれ、重ね合わせて接着された前記帯状プレートに延長用プレートが接続されるとともに、接続部分が前記延長用プレートの厚さによって増厚された増厚部となっているものとする。

この繊維集成材では、延長用プレートを把持して緊張力を導入した状態で、延長用プレートの接続によって形成された増厚部をコンクリート又はモルタルに埋め込むことができる。したがって、コンクリート又はモルタルが硬化した後に、延長用プレートの把持を解放することにより、増厚部がコンクリート又はモルタルに強固に定着される。なお、延長用プレートは増厚部を定着された後に切断し、除去することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載の繊維集成材において、 重ね合わせて接着された前記帯状プレートの端部は、波状に曲げられているものとする。

この繊維集成材では、波状に曲げられた部分がコンクリート又はモルタルに埋め込まれていると、引張力が作用したときに帯状の面が硬化したコンクリート又はモルタルに強く押し付けられ、コンクリート又はモルタルとの間でずれが生じるのを有効に抑制することができる。また、アンカーとして用いたときには大きな引き抜き抵抗力を有するものとなる。

請求項５に係る発明は、 コンクリート、モルタル又はグラウト材に少なくとも一部を埋め込んで用いる繊維集成材の製造方法であって、 複数の繊維からなる糸状体又は紐状体を帯状に織った帯状部材を製作台上に載せ置き、液状となった合成樹脂を含浸させ、該合成樹脂を硬化させて帯状プレートを製作する工程と、 前記帯状プレートを他の帯状プレートと重ね合わせ、前記帯状プレートの前記製作台上の面に接触して形成された面と他の帯状プレートの面とを接着剤によって貼り合わせる工程と、を有し、 前記製作台上に載せ置かれた帯状部材に液状となった合成樹脂を含浸させる工程は、 合成樹脂が全ての繊維を被覆するとともに、前記糸状体又は紐状体を織った織り目によって生じている凹凸が維持される量の合成樹脂を含浸させるものである繊維集成材の製造方法を提供する。

この方法では、帯状プレートの表面にほぼ一様に分布する凹凸を容易に形成することができる。そして、個々の凸部は繊維を束ねた糸状体又は紐状体の織り目の形状に従って形成されており、凸部が繊維に補強されて大きな強度を有するものとなる。また、合成樹脂を含浸させるときの下面は滑らかに形成することができ、他の帯状プレートと強固に接着することが可能となる。そして、接着する他の帯状プレートは、同様に一方の面に凹凸が形成され他方の面が滑らかとなったものとすることにより、両面にほぼ同等の凹凸が形成された帯状の繊維集成材とすることができる。
なお、帯状の繊維集成材の表面に凹凸を形成する方法としては、合成樹脂を含浸させるときの製作台に凹凸を形成しておき、この製作台上に繊維を織った帯状部材を載せ置いて合成樹脂を含浸させることができるが、製作台上に塗布する剥離剤が凹部に溜まり、所定の大きさで強度が大きい凸部を形成することが難しくなる。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の繊維集成材の製造方法において、 前記製作台上の面には、平坦な部分と該平坦な部分より盛り上がった部分を設けておき、 前記帯状プレートの、前記帯状部材に合成樹脂を含浸させるときに前記盛り上がった部分上に載せ置かれた部分と他の帯状プレートとの間に増厚部材を挟み込んで、前記帯状プレートと他の帯状プレートとを接着するものとする。

この方法では、帯状の繊維集成材に増厚部を容易に形成することができる。

請求項７に係る発明は、請求項５に記載の繊維集成材の製造方法において、 前記製作台には、平坦な部分と波状に起伏が設けられた部分が設けられているものとし、 前記帯状プレートを製作する工程は、前記帯状部材の端部を前記波状の起伏が設けられた部分上に載せ置いて前記合成樹脂を含浸させるものとし、 前記他の帯状プレートは、 前記製作台の前記波状の起伏と上下方向の位相が逆となる起伏が設けられた部分と平坦な部分とを有する第２の製作台を用いて製作され、端部を該第２の製作台の波状の起伏が設けられた部分上に載せ置いて合成樹脂を含浸させるものとし、 前記帯状部材の起伏が形成された部分と、前記第２の製作台上で形成された前記他の帯状部材の起伏が形成された部分と、を対向させ、接着するものとする。

この方法では、繊維に合成所樹脂を含浸して固化した繊維集成材に波状に曲げられた部分を形成し、この部分でも両面にほぼ同等の凹凸が形成されたものとすることができる。

以上説明したように、本発明の繊維集成材では、両面に合成樹脂が含浸されて高い強度を有する凸部が多数形成されており、コンクリート、モルタル、合成樹脂等に埋め込まれたときにこれらの埋め込む材料と一体となって挙動し、大きな引張力を負担することができる。
また、本発明の繊維集成材の製造方法では、帯状となった両面に高い強度の凸部が多数形成された繊維集成材を製造することができる。

本発明の一実施形態である繊維集成材の概略側面図及び概略平面図である。 図１に示す繊維集成材の製造方法を示す概略図である。 本発明の他の実施形態である繊維集成材の概略側面図である。 図３（ｂ）に示す繊維集成材の製造方法を示す概略図である。 本発明の他の実施形態である繊維集成材の概略側面図である。 図５（ｂ）に示す繊維集成材の製造方法を示す概略図である。 本発明の他の実施形態である繊維集成材の概略側面図、及びこの繊維集成材の製造方法を示す概略図である。 本発明に係る繊維集成材の使用態様の一例を示す概略断面図である。 本発明に係る繊維集成材の使用態様の他の例を示す概略断面図である。 本発明に係る繊維集成材の使用態様の他の例を示す概略断面図である。 本発明に係る繊維集成材の使用態様の他の例を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である繊維集成材の概略側面図及び概略平面図である。
この繊維集成材１は、アラミド繊維と合成樹脂とを主材料として帯状の板材としたものであり、アラミド繊維を束ねた紐状体を織った帯状部材に合成樹脂を含浸させ、合成樹脂が硬化した２枚の帯状プレート１ａを張り合わせたものである。

上記アラミド繊維は１dtex〜１０dtexのものを用いることができる。これらの繊維を１０００本から１００００本程度を束ねて紐状とし、帯状となる部材の軸線方向に連続するたて糸として用いる。アラミド繊維を束ねた紐状体は、繊維が並行するように束ねたものであってもよいし、適度に撚りを入れてもよい。また、横糸としてはアラミド繊維を束ねたものを用いてもよいし、他の繊維を用いることもできる。
織り方は、模紗織り、ラッセル織りなどとすることができ、たて糸として用いるアラミド繊維の束が表面に凹凸を形成するものとなっている。

織られた帯状部材は、幅が３０ｍｍ〜１００ｍｍ程度とするのが望ましく、１枚の帯状部材に用いるアラミド繊維の量は、２００ｇ／ｍ²〜２０００ｇ／ｍ²程度とすることができる。

アラミド繊維を織った帯状部材に含浸させる合成樹脂は、エポキシ樹脂を用いることができる。この他、ポリエステル系、ビニルエステル系、フェノール系、ポリイミド系等の熱硬化性の樹脂、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ポリアミド系、ポリエステル系等の熱可塑性の樹脂を用いることもできる。

アラミド繊維を織った上記帯状部材には、液状となった合成樹脂が含浸され、板状に硬化して帯状プレート１ａとなっている。この帯状プレート１ａの一方の面は含浸された合成樹脂により平坦で滑らかとなっている。他方の面はアラミド繊維を紐状に束ねた紐状体の織り目によって凹凸を形成しているが、凹凸を形成するアラミド繊維の束には合成樹脂が含浸され、それぞれの繊維を被覆するものとなっている。

上記繊維集成材１は、２枚の上記帯状プレート１ａを重ね合わせて接着したものであり、帯状プレート１ａの平滑な面を互いに当接して接着したものである。したがって、２枚の帯状プレートを接着したときの両面が凹凸を有するものとなっている。

次に、上記繊維集成材の製造方法について説明する。
アラミド繊維を織った帯状部材１ｂは、図２（ａ）に示すように平滑な面を有する製作台２上に載せ置き、この上でエポキシ樹脂を含浸させる。エポキシ樹脂は、未硬化の状態でアラミド繊維のそれぞれの間に入り込み、すべて繊維を密着して固めることができる程度に流動性の良好なものを用いる。そして、帯状部材の上面にはアラミド繊維を束ねた紐状体の織り目による凸部１ｃが多数生じているが、これらの凸部１ｃにもエポキシ樹脂が含浸された状態で、凸部１ｃの形状が残留する量に含浸量を調整する。つまり、表面に形成されている凹部に液状のエポキシ樹脂が溜まらない状態で、凸部１ｃと凹部とが生じる程度に含浸させる。この状態でエポキシ樹脂を硬化させることにより、下面は平坦な製作台の上面に沿って平滑となり、上面にはアラミド繊維の束の織り目による凹凸が生じた帯状プレートを形成することができる。
このように形成された２枚の帯状プレート１ａを、図２（ｂ）に示すように平滑な面１ｄを対向させ、接着剤を用いて貼り合わせることにより繊維集成材を製作することができる。接着剤はエポキシ樹脂を用いるのが望ましいが、帯状プレート１ａを強固に接着することができる他の接着剤を用いることもできる。

図３は、本発明に係る繊維集成材の他の実施形態を示す概略側面図である。
図３（ａ）に示す繊維集成材３は、３枚の帯状プレートが重ね合わされ、接着されている。上層の帯状プレート３ａ及び下層の帯状プレート３ｂは、図１に示す繊維集成材を構成するものと同じものであり、同様に製作することができるものである。中層の帯状プレート３ｃは、上層の帯状プレート３ａ及び下層の帯状プレート３ｂと同様にアラミド繊維を織った帯状部材にエポキシ樹脂を含浸させたものであるが、両面が平坦で滑らかに形成されている。したがって中層の帯状プレート３ｃの平滑な両面は、上層の帯状プレート３ａの滑らかな下面及び下層の帯状プレート３ｂの滑らかな上面と接着され、３層が一体に接合された繊維集成材となっている。
両面が平滑な帯状プレートの製作は、製作台上で帯状部材に十分な量のエポキシ樹脂を含浸させた後、平滑な面を有する押さえ部材を上面に圧接する。この状態でエポキシ樹脂を硬化させることにより両面を平滑に形成することができる。

図３（ｂ）に示す繊維集成材４は、図１に示す繊維集成材１と同様に、アラミド繊維を織った帯状部材にエポキシ樹脂が含浸された２枚の帯状プレート４ａを有するものであり、これらの帯状プレート４ａが重ね合わされた状態で接着されている。そして、この繊維集成材４では端部に増厚部４ｂが設けられている。増厚部４ｂは２枚の帯状プレート４ａの間に増厚部材４ｃを挟み込んで接着されており、厚さが端部で増厚部材４ｃの厚さ分だけ大きくなっている。

上記増厚部材４ｃは、例えばアラミド繊維の織物にエポキシ樹脂を含浸させた小片を用いることができる。その他、合成樹脂を成形したもの、金属片等を用いることもできる。これらの増厚部材は、２枚の帯状プレート４ａの間に挟み込んだときに２枚の帯状プレート４ａが徐々に離れるように挟み込む先端部分は徐々に薄くした形状が望ましい。これにより、増厚部材４ｃを挟み込んだ部分で２枚の帯状プレート４ａ間には間隙が生じないように接着剤が充填され、２枚の帯状プレート４ａと増厚部材４ｃとが一体に接合される。

図３（ｂ）に示す繊維集成材４は、例えば次にように製造することができる。
アラミド繊維を織った帯状部材４ｄは、図４に示すように製作台５上に載せ置いてエポキシ樹脂を含浸させるが、増厚部とする端部は製作台５上の平坦な部分５ａに連続して設けられた盛り上がった部分５ｂ上に載せ置く。この状態で、織り目による凹凸が上面に残る程度に液状としたエポキシ樹脂を含浸させ、硬化させる。エポキシ樹脂の硬化によって形成された帯状プレート４ａは、製作台に接していた面は滑らかな製作台の面に沿って滑らかとなり、図４（ｂ）に示すように製作台５の盛り上がった部分５ｂ上に載せ置かれていた端部が緩やかに曲折したものとなっている。同様に形成された２枚の帯状プレート４ａの滑らかな面４ｅを対向させ、曲折した部分の間に増厚部材４ｃを挟み込んで双方の帯状プレート４ａを接着する。増厚部材４ｃは製作台５の盛り上がった形状に対応するように厚さが変化するものとしておくことにより、２枚の帯状プレート４ａの間で隙間なく双方の帯状プレート４ａと接着することができる。

図５は本発明に係る繊維集成材の他の実施形態であって、端部に二つの増厚部を有するものである。
図５（ａ）に示す繊維集成材６は、一方の端部に図３（ｂ）に示す繊維集成材４と同じ第１の増厚部８ｂを備えている。この第１の増厚部８ｂは、第２の増厚部７ｂとの間隔に合わせて製作された延長部材８の端部に形成されている。延長部材８は、図３（ｂ）に示す繊維集成材４と同様に、アラミド繊維からなる帯状部材にエポキシ樹脂を含浸させた２枚の延長用プレート８ａを、増厚部材８ｄを挟み込んで接着したものである。一方、中間部分に設けられた第２の増厚部７ｂは、一端に上記第１の増厚部８ｂが形成された短い延長部材８の他端８ｃを、２枚の帯状プレート７ａの端部に挟み込み、第２の増厚部７ｂを形成するとともに上記延長部材８と接続したものである。
この繊維集成材６を構成する、一端が第１の増厚部８ｂとなる延長用プレート８ａ及び端部が第２の増厚部となる帯状プレート７ａはそれぞれ図３（ｂ）示す繊維集成材４の帯状プレート４ａと同様に製作することができる。また、一端に第１の増厚部８ｂが形成された延長部材８の他端８ｃは、他の帯状プレート７ａ間に挟み込まれたときに、隙間なく接着することができるように先端に向かって徐々に厚さが低減されるように加工しておくのが望ましい。

図５（ｂ）に示す繊維集成材９は、一方の端部に図３（ｂ）に示す繊維集成材４と同じ第１の増厚部９ｂを備えるとともに、帯状プレート９ａが連続した部分に第２の増厚部９ｃを備えている。第２の増厚部９ｃは、貼り合わされた２枚の帯状プレート９ａが平坦な部分から互いに離れる方向に曲折された位置から再び接近して当接される位置までに増厚部材９ｄが挟み込まれたものである。
上記帯状プレート９ａの形成は、図６（ａ）に示すように、製作台１０上に形成された盛り上がった部分１０ａを越えてアラミド繊維を織った帯状部材９ｅを載せ置き、この状態でエポキシ樹脂を含浸させ、硬化させる。また、この帯状部材９ｅの端部は第１の増厚部９ｂを形成するために他の盛り上がった部分１０ｂ上に載せ置く。このようにして形成された２枚の帯状プレート９ａは、図６（ｂ）に示すように第１の増厚部９ｂを形成する部分及び第２の増厚部９ｃを形成する部分に増厚部材９ｆ，９ｄを挟み込んで互いに接着する。これにより２つの増厚部９ｂ，９ｃを有する繊維集成材９を形成することができる。

図７（ａ）は、本発明の他の実施形態である繊維集成材の概略側面図である。
この繊維集成材１１は、アラミド繊維を織った帯状部材にエポキシ樹脂を含浸させた２枚の帯状プレート１１ａ，１１ｂを貼り合わされたものであるが、端部が波状に曲がった形状となっている。２枚の帯状プレート１１ａ，１１ｂは波状に曲折しているが、図１に示す繊維集成材１と同様に互いに貼り合わせる一方の面が滑らかとなっており、他方の面はアラミド繊維を織った帯状部材の織り目による凹凸が形成されている。

このような繊維集成材は、図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示すように２つの製作台１２，１３を用いて製作することができる。
これらの製作台１２，１３の上面は平坦な部分に連続して波状に起伏を有する部分１２ａ，１３ａが形成されている。この部分にアラミド繊維を織った帯状部材１１ｃの端部を載せ置き、エポキシ樹脂を含浸させることによって端部が波状に曲がった帯状プレート１１ａ，１１ｂを形成する。２つの製作台１２，１３の波状に起伏を有する部分１２ａ，１３ａは、断面形状が対応するものとなっているが上下方向の位相が逆になっている。したがって、これらの上に載せ置いて形成された２枚の帯状プレート１１ａ，１１ｂは、製作台１２，１３の形状に接触して形成された滑らかな面を対向させたときに双方が密着するものとなり、これら強固に接着することができる。

次に、本発明の繊維集成材の使用態様について説明する。
図８は、コンクリート構造物２１にプレキャストコンクリート部材２２を接合するときに本発明の繊維集成材２３を用いたものである。
コンクリート構造物２１はプレキャストコンクリート部材２２の接合よりも先に構築されているものであり、このコンクリート構造物２１のプレキャストコンクリート部材２２を接合する位置に穴２４が切削される。この穴２４には、図８（ａ）に示すように本件発明の繊維集成材２３の一端が挿入され、モルタル２５又は合成樹脂を充填することによって繊維集成材２３が埋め込まれてコンクリート構造物２１に強固に定着される。

プレキャストコンクリート部材２２には、繊維集成材２３を挿通するダクト２２ａが設けられており、図８（ｂ）に示すように一端がコンクリート構造物２１に定着されている繊維集成材２３の他端側をダクト２２ａに挿通してプレキャストコンクリート部材２２をコンクリート構造物２１に当接させる。そして、ダクト２２ａ内にモルタル等のグラウト材２６を充填し，繊維集成材２３をプレキャストコンクリート部材２２と一体とすることによってプレキャストコンクリート部材２２は既存のコンクリート構造物２１と一体に接合される。なお、コンクリート構造物２１に設けられた穴２４の、プレキャストコンクリート部材２２との接合面２７付近、及びプレキャストコンクリート部材２２に設けられたダクト２２ａの、コンクリート構造物２１との接合面２７付近は断面を拡大しておき、この断面拡大部２８に充填されたグラウト材２６によって接合面２７に沿って作用するせん断力に抵抗することができる。

このようなコンクリート構造物２１とプレキャストコンクリート部材２２との接合に用いる繊維集成材２３は、図１に示すように平坦な帯状に形成されたものであってもよいが、図３（ｂ）に示すように端部に増厚部が設けられたもの、又は図７に示すように端部が波形の起伏を有するものを用いるのが望ましい。端部の増厚部又は波形に起伏した部分によってモルタル等のグラウト材によって強固に定着されるものとなる。

図９に示す使用形態は、図８に示す例と同様にコンクリート構造物３１とプレキャストコンクリート部材３２とを接合するときに本件発明の繊維集成材３３を用いたものであるが、繊維集成材３３に緊張力を導入し、コンクリート構造物３１とプレキャストコンクリート部材３２との接合面３７に圧接力を作用させたものである。
この例でもコンクリート構造物３１に切削した穴３４に繊維集成材３３の一端を挿入し、モルタル３５又は合成樹脂の充填によって一体に定着するが、図８（ａ）に示すように繊維集成材３３は他端部に２つの増厚部３３ａ，３３ｂを有するものを用いている。この繊維集成材３３は、プレキャストコンクリート部材３２に形成されたダクト３２ａに挿通して、プレキャストコンクリート部材３２をコンクリート構造物３１に当接させたときに、第１の増厚部３３ａがダクト３２ａ内を貫通して突出するものとなっている。一方、第２の増厚部３３ｂはダクト３２ａ内となるように位置が設定されている。
この繊維集成材３３には、図８（ｂ）に示すようにダクト内から突き出した第１の増厚部３３ａをジャッキ３９で把持し、緊張力を導入することができる。この状態でダクト３２ａ内にグラウト材３６を充填し、硬化した後にジャッキ３９による緊張力を解放する。繊維集成材３３に導入されている緊張力は、第２の増厚部３３ｂを含むグラウト材３６中に埋め込まれた部分を介してプレキャストコンクリート部材３２に定着される。これにより、プレキャストコンクリート部材３２がコンクリート構造物３１に圧接された状態で接合される。

図８及び図９は、コンクリート構造物２１，３１にプレキャストコンクリート部材２２，３２を接合する例を示すものであるが、コンクリート構造物に現場で打設するコンクリート部材を接合するときにも本件発明の繊維集成材を用いることができる。
例えば、図１０（ａ）に示すようにコンクリート構造物４１に繊維集成材４３の一端４３ａを埋め込んで定着しておき、これらの繊維集成材４３を埋め込むとともにコンクリート構造物４１に密接するように未硬化のコンクリート４２を打設する。これにより繊維集成材４３はコンクリートに埋め込まれた鉄筋と同様に機能してコンクリート部材を接合するとともにコンクリート部材を補強するものとなる。

また、図１０（ｂ）に示すように既存のコンクリート構造物５１の補強に本件発明の繊維集成材を用いることもできる。
この例はコンクリート構造物５１の曲げモーメントに対する補強が必要となる部分に削孔を施し、繊維集成材５２を挿入する。そしえ，グラウト材５３を充填して繊維集成材５２をコンクリート構造物５１と一体にして補強するものである。

図１１は、コンクリート構造物の大きな曲げモーメント生じる部分を補強した例を示す概略断面図である。
この例はフーチング６１上に立ち上げられた橋脚６２の下端部を補強したものであり、地震時等の大きな水平力が作用したときの下端部に生じる曲げモーメントに対して、曲げによる引張力の一部を繊維集成材６３によって負担しようとするものである。

フーチング６１には、橋脚の側面の延長上の位置に穴６４が切削されており、繊維集成材６３の一端が挿入され、グラウト材を充填して固定されている。そして、繊維集成材６３の上記穴６４より上部に伸びた部分６３ａは橋脚６２の側面に張り付けられている。これにより、橋脚下端の断面に生じる引張力に対して繊維集成材６３が抵抗するものとなっている。
上記補強に用いられる繊維集成材６３は、上記穴６４に挿入される部分は図１又は図３に示されるようにアラミド繊維を織った帯状部材にエポキシ樹脂を含浸させた帯状プレートとし、これを貼り合わせて両面に凹凸が形成されたものとなっている。この穴に挿入して固定される部分はアンカーとして機能するものであり、図１又は図３（ａ）に示すように直状の部材でもよいが、図３（ｂ）に示すように増厚部が設けられたもの、又は図７に示すように波状に起伏が設けられたものを用いるのが望ましい。これにより、繊維集成材６３の端部をフーチング６１のコンクリートに強固に定着することができるものである。
一方、この繊維集成材６３の上記穴６４より上方に伸びた部分で橋脚６２の側面に張り付けられる部分６３ａはアラミド繊維を織って帯状部材としたままでエポキシ樹脂が含浸されない状態のものが用いられる。橋脚６２に張り付けられる部分は、橋脚の側面に当接された状態で液状となったエポキシ樹脂を含浸させるとともに橋脚６２の側面に接着させるものである。

以上に説明した実施の形態では、アラミド繊維を用いるものであるが、これに限定されるものではなく、炭素繊維、ガラス繊維又はバサルト繊維等の鉱物繊維を用いることもできる。また、これらの繊維を帯状に織る織り方は、織り上げたときに織り目の凹凸が生じるものであれば適宜に選択することができる。また、その他の構成及び製造方法についても本発明の範囲内で適宜に変更して実施することができる。
一方、使用態様についても、以上に説明したものに限定されるものではなく、本発明の繊維集成材は様々な用途に採用することが可能である。

１：繊維集成材， １ａ：帯状プレート， １ｂ：帯状部材， １ｃ：帯状プレートに形成された凸部， １ｄ：帯状プレートの平滑な面， ２：製作台，
３：繊維集成材， ３ａ，３ｂ，３ｃ：帯状プレート，
４：繊維集成材， ４ａ：帯状プレート， ４ｂ：増厚部， ４ｃ：増厚部材， ４ｄ：帯状部材， ４ｅ：帯状プレートの滑らかな面， ５：製作台， ５ａ：製作台の平坦な部分， ５ｂ：製作台の盛り上がった部分，
６：繊維集成材， ７ａ：帯状プレート， ７ｂ：第２の増厚部， ８：延長部材， ８ａ：延長用プレート， ８ｂ：第１の増厚部， ８ｄ：増厚部材，
９：繊維集成材， ９ａ帯状プレート， ９ｂ：第１の増厚部、 ９ｃ：第２の増厚部、 ９ｄ：第２の増厚部を構成する増厚部材， ９ｅ：帯状部材， ９ｆ：第１の増厚部を構成する増厚部材， １０：製作台， １０ａ，１０ｂ：製作台の盛り上がった部分，
１１：繊維集成材， １１ａ，１１ｂ：帯状プレート， １１ｃ：帯状部材， １２，１３：製作台， １２ａ，１３ａ：製作台の波状に起伏を有する部分，
２１：コンクリート構造物， ２２：プレキャストコンクリート部材， ２２ａ：プレキャストコンクリート部材に設けられたダクト， ２３：繊維集成材， ２４：コンクリート構造物に切削された穴， ２５：モルタル， ２６：グラウト材， ２７：コンクリート構造物とプレキャストコンクリート部材との接合面， ２８：断面拡大部，
３１：コンクリート構造物， ３２：プレキャストコンクリート部材， ３２ａ：プレキャストコンクリート部材に設けられたダクト， ３３：繊維集成材， ３３ａ：第１の増厚部， ３３ｂ：第２の増厚部， ３６：グラウト材， ３７：コンクリート構造物とプレキャストコンクリート部材との接合面， ３９：ジャッキ，
４１：コンクリート構造物， ４２：打設する未硬化のコンクリート， ４３：繊維集成材， ４３ａ：繊維集成材のコンクリート構造物に埋め込まれた部分，
５１：コンクリート構造物， ５２：繊維集成材， ５３：グラウト材，
６１：フーチング， ６２：橋脚， ６３繊維集成材， ６３ａ：繊維集成材の橋脚に張り付けられる部分， ６４：フーチングに切削された穴

Claims (7)

1. コンクリート、モルタル又はグラウト材に少なくとも一部を埋め込んで用いる繊維集成材であって、
   複数の繊維からなる糸状体又は紐状体を帯状に織った帯状部材に合成樹脂が含浸されて硬化した複数の帯状プレートを有し、
   複数の前記帯状プレートは重ね合わせて接着されており、
   それぞれの帯状プレートは、重ね合わせて接着された状態の表面及び裏面には、前記糸状体又は紐状体を織った織り目による凹凸が、合成樹脂が含浸された状態で形成されており、他の帯状プレートと接着されている面は、前記凹凸が形成された面より滑らかとなっていることを特徴とする繊維集成材。
2. 重ね合わせて接着された前記帯状プレート間に増厚部材が挟み込まれ、長手方向の一部に増厚部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の繊維集成材。
3. 重ね合わせて接着された前記帯状プレートの端部に、延長用プレートの端部が挟み込まれ、重ね合わせて接着された前記帯状プレートに延長用プレートが接続されるとともに、接続部分が前記延長用プレートの厚さによって増厚された増厚部となっていることを特徴とする請求項１に記載の繊維集成材。
4. 重ね合わせて接着された前記帯状プレートの端部は、波状に曲げられていることを特徴とする請求項１に記載の繊維集成材。
5. コンクリート、モルタル又はグラウト材に少なくとも一部を埋め込んで用いる繊維集成材の製造方法であって、
   複数の繊維からなる糸状体又は紐状体を帯状に織った帯状部材を製作台上に載せ置き、液状となった合成樹脂を含浸させ、該合成樹脂を硬化させて帯状プレートを製作する工程と、
   前記帯状プレートを他の帯状プレートと重ね合わせ、前記帯状プレートの前記製作台上の面に接触して形成された面と他の帯状プレートの面とを接着剤によって貼り合わせる工程と、を有し、
   前記製作台上に載せ置かれた帯状部材に液状となった合成樹脂を含浸させる工程は、 合成樹脂が全ての繊維を被覆するとともに、前記糸状体又は紐状体を織った織り目によって生じている凹凸が維持される量の合成樹脂を含浸させるものであることを特徴とする繊維集成材の製造方法。
6. 前記製作台上の面には、平坦な部分と該平坦な部分より盛り上がった部分を設けておき、
   前記帯状プレートの、前記帯状部材に合成樹脂を含浸させるときに前記盛り上がった部分上に載せ置かれた部分と他の帯状プレートとの間に増厚部材を挟み込んで、前記帯状プレートと他の帯状プレートとを接着することを特徴とする請求項５に記載の繊維集成材の製造方法。
7. 前記製作台には、平坦な部分と波状に起伏が設けられた部分が設けられているものとし、
   前記帯状プレートを製作する工程は、前記帯状部材の端部を前記波状の起伏が設けられた部分上に載せ置いて前記合成樹脂を含浸させるものとし、
   前記他の帯状プレートは、 前記製作台の前記波状の起伏と上下方向の位相が逆となる起伏が設けられた部分と平坦な部分とを有する第２の製作台を用いて製作され、端部を該第２の製作台の波状の起伏が設けられた部分上に載せ置いて合成樹脂を含浸させるものとし、
   前記帯状部材の起伏が形成された部分と、前記第２の製作台上で形成された前記他の帯状部材の起伏が形成された部分と、を対向させ、接着することを特徴とする請求項５に記載の繊維集成材の製造方法。

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