JP6948503B2 - コンクリート構造物の補強方法、コンクリート構造物及び可撓性連続繊維補強材 - Google Patents
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Description
樹脂が含浸されていない可撓性のドライの連続繊維補強材であって、多数本の連続強化繊維にて形成される連続繊維線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、複数本の前記連続繊維線材は互いに線材固定材にて固定して、細長の帯状に形成された前記連続繊維補強材に樹脂を含浸して、幅方向に縮めたり、巻き込んだり、或いは、畳み込むことにより、幅方向に縮小して、前記切削溝に押し込んで設置し、前記樹脂を硬化することにより、前記樹脂が固着剤として機能して、前記連続繊維補強材を前記切削溝内に固着する、
ことを特徴とするコンクリート構造物の補強方法が提供される。
前記切削溝内に固着剤を予め塗布し、
前記固着剤が硬化する前に、樹脂が含浸されていない可撓性のドライの連続繊維補強材であって、多数本の連続強化繊維にて形成される連続繊維線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、複数本の前記連続繊維線材は互いに線材固定材にて固定して、細長の帯状に形成された前記連続繊維補強材に樹脂を含浸して、幅方向に縮めたり、巻き込んだり、或いは、畳み込むことにより、幅方向に縮小して、前記固着剤が塗布された切削溝に押し込んで設置し、前記樹脂及び前記固着剤を硬化することにより、前記連続繊維補強材を前記切削溝内に固着する、
ことを特徴とするコンクリート構造物の補強方法が提供される。
前記連続繊維補強材は、床版支間直角方向又は床版支間方向のいずれか一方向、又は、前記床版支間直角方向及び前記床版支間方向の両方向に設置される。
Sf=Af×Ef×nf
Af:1本当りの連続繊維補強材の公称断面積(mm2)
Ef:連続繊維補強材の材軸方向のヤング係数(GPa)
nf:連続繊維補強材の単位幅当たりの配置本数(本/mm)
多数本の連続強化繊維を有し、樹脂が含浸されていないドライ状態とされ可撓性を有することを特徴とする可撓性連続繊維補強材が提供される。
・具体例1
連続繊維補強材10は、一例によれば、切削溝30内に装入、設置される前は、図4(a)〜(c)などに示すように、細長の帯状とされる可撓性の連続繊維補強材10Sとされる。帯状連続繊維補強材10Sは、多数本の連続強化繊維fにて形成される連続繊維線材11を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、各連続繊維線材11は互いに線材固定材12にて一体に固定され、幅W、長さLとされる細長の帯形状に形成される。帯状連続繊維補強材10Sは、可撓性を有しており、ロール状としたり、或いは、折り畳むことにより運搬することができ、運搬上の制約がないことから帯状連続繊維補強材10Sの幅W及び長さLは、任意の寸法に製造することができ、使用に際して適宜切断される。通常、取り扱い上の点から幅Wは、50〜1000m、長さLは、10〜100mにて製造される。
上記説明にて理解されるように、本発明のコンクリート構造物の補強方法によれば、コンクリート構造物1の表面に形成された細幅の線状の切削溝30に設置された、多数本の連続強化繊維fと未硬化の樹脂Rとを有する可撓性の連続繊維補強材10が、切削溝30内にて樹脂Rを硬化する。同時に、切削溝30内にて硬化されたFRP材とされる連続繊維補強材10が固着剤40により切削溝30内に固定され、これにより、FRP材とされる連続繊維補強材10がコンクリート構造物に一体に固定され、コンクリート構造物の補強が達成される。
本発明の補強方法の一実施例として、上記具体例1で説明した、連続繊維線材11として連続繊維束11A(或いは連続繊維束11Am)を有する帯状連続繊維補強材10Sを使用した場合のコンクリート床版の補強方法について説明する。
本発明の第二の実施例を図8(a)〜(h)を参照して説明する。本実施例は、上記図6(a)〜(h)に示す補強方法とは、図6(c)、(d)に対応する工程である図8(c)、(d)に示す工程において異なり、その他の工程は同じである。
Sf=Af×Ef×nf
Af:1本当りの連続繊維補強材の公称断面積(mm2)
Ef:連続繊維補強材の材軸方向のヤング係数(GPa)
nf:連続繊維補強材の単位幅当たりの配置本数(本/mm)
本発明の補強方法が実施されたコンクリート床版の性能を検討するために、以下の実験を行った。
連続繊維束(11A)
強化繊維:高強度型炭素繊維
繊維の平均径:7μm
繊維の集束本数:24000本
連続繊維束の本数:48本
連続繊維束間空隙(g):5.3mm
帯状連続繊維補強材(10S):幅(W)250mm、長さ(L)25m
樹脂含浸後の連続繊維補強材(10)
樹脂R(固着剤40):エポキシ樹脂
樹脂含浸量:25重量%
連続繊維補強材(10)の公称外径(d):15mm
ロッドの公称断面積(Af):176mm2
ヤング係数(Ef):60GPa
引張強度:850N/mm2
Sf=Ef×Af/P=84.5kN/mm
上述のように実施される本発明の作用効果について纏めて説明すれば、次の通りである。
1a 床版コンクリート
2 舗装
3 主桁
10 連続繊維補強材
10S 帯状連続繊維補強材
11 連続繊維線材
11A 連続繊維束
30 切削溝
40 固着剤
100 主鉄筋
101 配力鉄筋
Claims (10)
- コンクリート構造物の表面に細幅の線状の切削溝を少なくとも1本設け、
樹脂が含浸されていない可撓性のドライの連続繊維補強材であって、多数本の連続強化繊維にて形成される連続繊維線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、複数本の前記連続繊維線材は互いに線材固定材にて固定して、細長の帯状に形成された前記連続繊維補強材に樹脂を含浸して、幅方向に縮めたり、巻き込んだり、或いは、畳み込むことにより、幅方向に縮小して、前記切削溝に押し込んで設置し、前記樹脂を硬化することにより、前記樹脂が固着剤として機能して、前記連続繊維補強材を前記切削溝内に固着する、
ことを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。 - コンクリート構造物の表面に細幅の線状の切削溝を少なくとも1本設け、
前記切削溝内に固着剤を予め塗布し、
前記固着剤が硬化する前に、樹脂が含浸されていない可撓性のドライの連続繊維補強材であって、多数本の連続強化繊維にて形成される連続繊維線材を複数本、長手方向にスダレ状に引き揃え、複数本の前記連続繊維線材は互いに線材固定材にて固定して、細長の帯状に形成された前記連続繊維補強材に樹脂を含浸して、幅方向に縮めたり、巻き込んだり、或いは、畳み込むことにより、幅方向に縮小して、前記固着剤が塗布された切削溝に押し込んで設置し、前記樹脂及び前記固着剤を硬化することにより、前記連続繊維補強材を前記切削溝内に固着する、
ことを特徴とするコンクリート構造物の補強方法。 - 前記樹脂は、常温硬化型或は熱硬化型のエポキシ樹脂、ビニールエステル樹脂、MMA樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、又は、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂;ナイロン、ポリアミド、PEEKなどの熱可塑性樹脂;又は、熱可塑性エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項1又は2に記載のコンクリート構造物の補強方法。
- 前記固着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂;ナイロン、ポリアミド、PEEKなどの熱可塑性樹脂;或いは、熱可塑性エポキシ樹脂などの有機系材料、又は、セメントモルタル、膨張性セメントモルタル、ポリマーセメントモルタル、石膏などの無機系材料、又は、前記有機系材料及び前記無機系材料を混合した混合材料であることを特徴とする請求項2に記載のコンクリート構造物の補強方法。
- 前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維などの無機繊維;アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維などの有機繊維;若しくは、鋼繊維、ステンレス繊維などの金属繊維のいずれかの一つの繊維、又は、これらの繊維を複数種類組み合わせたハイブリッド繊維であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかの項に記載のコンクリート構造物の補強方法。
- 前記連続繊維補強材の樹脂含浸硬化後のヤング係数は、10GPa〜600GPaであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかの項に記載のコンクリート構造物の補強方法。
- 前記コンクリート構造物は、コンクリート床版であり、
前記連続繊維補強材は、床版支間直角方向又は床版支間方向のいずれか一方向、又は、前記床版支間直角方向及び前記床版支間方向の両方向に設置されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかの項に記載のコンクリート構造物の補強方法。 - 補強対象範囲の前記連続繊維補強材の樹脂含浸硬化後の一方向の引張剛性は、下記式で示される床版単位幅当りの引張剛性Sfが30〜100kN/mmとされることを特徴とする請求項7に記載のコンクリート構造物の補強方法。
Sf=Af×Ef×nf
Af:1本当りの連続繊維補強材の公称断面積(mm2)
Ef:連続繊維補強材の材軸方向のヤング係数(GPa)
nf:連続繊維補強材の単位幅当たりの配置本数(本/mm) - 請求項1〜8のいずれかの項に記載のコンクリート構造物の補強方法にて補強されたことを特徴とするコンクリート構造物。
- 請求項1〜8のいずれかの項に記載のコンクリート構造物の補強方法にて使用する連続繊維補強材であって、
多数本の連続強化繊維を有し、樹脂が含浸されていないドライ状態とされ可撓性を有することを特徴とする可撓性連続繊維補強材。
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