JP7110017B2 - Composite sheet for reinforcement - Google Patents

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特許法第30条第2項適用 〔発行者名〕 土木学会北海道支部 〔刊行物名、巻数、号数〕平成29年度論文報告集 第74号 〔発行年月日〕 平成30年1月27日Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act applies [Publisher name] Hokkaido Branch of the Japan Society of Civil Engineers [Publication name, volume number, issue number] 2017 Paper Report No. 74 [Date of issue] January 27, 2018

本発明は、補強用複合シートに関する。さらに詳細には、特にコンクリート製建造物の床盤や壁面などの補強に好適な補強用複合シートに関する。 The present invention relates to a reinforcing composite sheet. More particularly, it relates to a reinforcing composite sheet suitable for reinforcing floors and walls of concrete structures.

近年、異常気象に伴う土石流、落石および竜巻飛来物、噴火活動に伴う噴石、テロによる爆破飛来物など、構造物が衝突作用を受ける事象が増加している。これまで、衝撃力を緩和するための対策の1つとして、EPS(Expanded Polystyrol:ビーズ法発泡スチロール)が緩衝材として用いられている。また、その緩衝性能を効率的に発揮させる方法として、EPSの上にRC版を配置する二層緩衝構造や、さらに砂を配置する三層緩衝構造が開発され実用化されている(非特許文献1)。 In recent years, there have been an increasing number of incidents in which structures are subjected to collisions, such as debris flows, falling rocks and tornadoes due to abnormal weather, cinders due to volcanic activity, and bombings due to terrorism. Until now, EPS (Expanded Polystyrene) has been used as a cushioning material as one of the countermeasures for mitigating the impact force. In addition, as a method of effectively exerting its cushioning performance, a two-layer cushioning structure in which an RC plate is placed on EPS and a three-layer cushioning structure in which sand is further placed have been developed and put into practical use (non-patent literature). 1).

しかし、これらの緩衝構造は表層材として、RC版などの剛性の高い部材を用いて衝撃力を分散させるが、重量が大きいため施工には重機が必要である。 However, these buffer structures use a highly rigid member such as an RC plate as a surface layer material to disperse the impact force, but because of their heavy weight, heavy machinery is required for construction.

一方、表層材に軽量でかつ耐衝撃性に優れる部材を採用することで、人力で運搬可能な緩衝構造を開発できるものと考えられる。これまで、木材をアラミド繊維シートで曲げ補強することにより、木材の耐衝撃性を飛躍的に向上可能であることを明らかにしている(非特許文献2)。 On the other hand, it is considered possible to develop a cushioning structure that can be transported by human power by adopting a material that is lightweight and has excellent impact resistance for the surface layer material. Until now, it has been clarified that the impact resistance of wood can be dramatically improved by bending and reinforcing wood with an aramid fiber sheet (Non-Patent Document 2).

従って、EPS上にアラミド繊維などの高強度繊維シートで下面補強した木製板などの表層材を配置することにより、軽量で高性能な多層緩衝構造を構成できるものと考えられる。 Therefore, it is conceivable that a lightweight and high-performance multi-layer cushioning structure can be constructed by arranging a surface layer material such as a wooden board whose lower surface is reinforced with a high-strength fiber sheet such as aramid fiber on EPS.

今野久志,西弘明,牛渡裕二,栗橋祐介,岸徳光:三層緩衝構造を設置したRC製ロックシェッドの耐衝撃挙動に関する数値解析的検討,構造工学論文集,Vol.61A,pp.1024-1033,2015.3Hisashi Konno, Hiroaki Nishi, Yuji Ushiwatari, Yusuke Kurihashi, Tokumitsu Kishi: Numerical Analysis of Impact Resistant Behavior of RC Rock Shed with Three-layer Buffer Structure, Journal of Structural Engineering, Vol.61A, pp.1024-1033 ,2015.3 池田和隆,栗橋祐介,小室雅人,坂井秀敏,岡田泰一,斎藤智久:熱可塑性樹脂を用いてアラミド繊維シートを接着した木材の衝撃載荷実験,土木学会北海道支部論文報告集,第73号,CD-ROM,A-48,2017.Kazutaka Ikeda, Yusuke Kurihashi, Masato Komuro, Hidetoshi Sakai, Taiichi Okada, Tomohisa Saito: Impact Loading Test of Wood Adhered with Aramid Fiber Sheet Using Thermoplastic Resin, Journal of Japan Society of Civil Engineers Hokkaido Branch, No.73, CD-ROM, A-48, 2017.

本発明は、軽量で高性能な多層緩衝構造を有する耐衝撃性に優れた補強用複合シートを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a reinforcing composite sheet having a lightweight, high-performance multilayer cushioning structure and excellent impact resistance.

前記課題を達成するため本発明者等は鋭意検討を行った結果、下記構成により、軽量で耐衝撃性に優れた補強用複合シートが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to achieve the above object, the present inventors conducted extensive studies, and as a result, found that a reinforcing composite sheet having light weight and excellent impact resistance can be obtained with the following configuration, and completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の通りである。 That is, the present invention is as follows.

(1)表層材と、1枚もしくは複数枚のJIS L 1013 8.5に準じて測定した引張強さが16cN/dtex以上の有機繊維および無機繊維からなる群から選択される少なくとも1種の高強度繊維(ただし、ガラス繊維を除く)を含む布帛からなる繊維シートと、緩衝材とが、接着剤を介して順に積層されてなることを特徴とするコンクリート製構造物補強用複合シート。
(2)前記表層材が、木質材である、前記(1)に記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。
(3)前記布帛が、織物、編物、不織布、フェルトおよび一方向性シート(UD)からなる群から選択される少なくとも1種を含む、前記(1)または(2)に記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。
(4)前記布帛が、1枚当りの目付が50g/m~1,000g/mである、前記(1)~(3)のいずれかに記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。
(5)前記緩衝材が、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエステル、ポリウレタンから選ばれる少なくとも1種の合成樹脂材料からなる発泡体である、前記(1)~(4)のいずれかに記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。
(6)前記発泡体が、ビーズ法ポリスチレン系樹脂発泡体である、前記(5)に記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。
(7)前記接着剤が、エポキシ系樹脂である、前記(1)~(6)のいずれかに記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。
(8)前記(1)に記載のコンクリート製構造物補強用複合シートを、当該補強用複合シートを構成する緩衝材がコンクリート層の上面になるようにコンクリート層に設置することを特徴とするコンクリート製構造物の補強方法。
(1) Surface layer material and at least one selected from the group consisting of organic fibers and inorganic fibers having a tensile strength of 16 cN / dtex or more measured according to JIS L 1013 8.5. 1. A composite sheet for reinforcing a concrete structure, comprising a fiber sheet made of fabric containing strength fibers (excluding glass fibers) and a cushioning material, which are laminated in order via an adhesive.
(2) The composite sheet for reinforcing a concrete structure according to (1) above, wherein the surface layer material is a wooden material.
(3) The concrete structure according to (1) or (2) above, wherein the fabric includes at least one selected from the group consisting of woven fabric, knitted fabric, nonwoven fabric, felt and unidirectional sheet (UD). Composite sheet for reinforcement.
(4) The composite sheet for reinforcing a concrete structure according to any one of (1) to (3), wherein the fabric has a basis weight of 50 g/m 2 to 1,000 g/m 2 per sheet.
(5) The cushioning material is a foam made of at least one synthetic resin material selected from polyethylene, polystyrene, acrylonitrile/styrene copolymer, acrylonitrile/butadiene/styrene copolymer, polyester, and polyurethane. A composite sheet for reinforcing a concrete structure according to any one of 1) to (4).
(6) The composite sheet for reinforcing a concrete structure according to (5) above, wherein the foam is a polystyrene-based resin foam produced by a bead method.
(7) The composite sheet for reinforcing a concrete structure according to any one of (1) to (6) above, wherein the adhesive is an epoxy resin.
(8) Concrete characterized by placing the composite sheet for reinforcing a concrete structure according to (1) above in a concrete layer so that the cushioning material constituting the reinforcing composite sheet is placed on the upper surface of the concrete layer. Reinforcement method for steel structures.

本発明によれば、軽量で耐衝撃性に優れた補強用複合シートを提供することができる。このような補強用複合シートは、大重量のため設置や撤去が困難であった従来の多層緩衝構造に代わって、高層ビル建築工事現場などでも使用することができ、資材の落下防止など新たな防護対策手段となり得る。資材落下による危険性を考慮して工事が夜間に限定されていた現場に防護対策することにより、昼間の工事が可能となるため、建設コストを大幅に削減することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a reinforcing composite sheet that is lightweight and has excellent impact resistance. This type of reinforcing composite sheet can be used at high-rise building construction sites in place of the conventional multi-layer cushioning structure, which was difficult to install and remove due to its heavy weight. It can be a protective measure. By taking protective measures on sites where construction was limited to nighttime due to the danger of falling materials, construction can be done during the daytime, and construction costs can be greatly reduced.

本発明に係る補強用複合シートの説明図である。1 is an explanatory diagram of a reinforcing composite sheet according to the present invention; FIG. 重錘落下に供した試験体概要図である。It is a schematic diagram of a test body subjected to a weight drop. 各種応答波形を示す図である。It is a figure which shows various response waveforms. 複合板の損傷状況を示す図である。It is a figure which shows the damage condition of a composite board. EPSブロックの中央部切断面の状況を示す図である。It is a figure which shows the condition of the center part cut surface of an EPS block.

図1に示すように、本発明の補強用複合シート1は、(A)表層材2、(B)高強度繊維を含む1枚もしくは複数枚の布帛からなる繊維シート3、(C)緩衝材4の3層から構成され、それぞれが接着剤を介して順に積層されてなる。 As shown in FIG. 1, the reinforcing composite sheet 1 of the present invention includes (A) a surface layer material 2, (B) a fiber sheet 3 made of one or more pieces of fabric containing high-strength fibers, and (C) a cushioning material. It is composed of three layers of 4, which are laminated in order via an adhesive.

(A)表層材は、繊維シートを挟んで、緩衝材の反対面に形成される。表層材は耐衝撃性に優れたものが好ましく、補強用複合シートの用途によって各種材料を用いることができる。例えば、木質材や、ポリカーボネート樹脂などの樹脂材、繊維強化樹脂材、石膏ボードなどの非木質材が挙げられる。軽量性、加工性等の観点からは木質材が好ましい。 (A) The surface layer material is formed on the opposite side of the cushioning material with the fiber sheet sandwiched therebetween. The surface layer material preferably has excellent impact resistance, and various materials can be used depending on the application of the reinforcing composite sheet. Examples thereof include wood materials, resin materials such as polycarbonate resin, fiber-reinforced resin materials, and non-wood materials such as gypsum board. A wooden material is preferable from the viewpoint of lightness, workability, and the like.

表層材の厚みは特に限定されないが、耐衝撃性を得る点より、2mm以上であることが好ましく、7mm以上であることがさらに好ましい。上限は特にないが、余りに厚くなると重量化するため、50mm以下であることが好ましい。 Although the thickness of the surface layer material is not particularly limited, it is preferably 2 mm or more, more preferably 7 mm or more, in order to obtain impact resistance. Although there is no particular upper limit, the thickness is preferably 50 mm or less because excessive thickness increases the weight.

上記の木質材としては、例えば、単板、単板積層材(LVL)、単板間が接着剤を介して接着された合板、パーティクルボード(PB)、ファイバーボード(MDFなど)、OSB(Oriented Strand Board)、集成材、ブロックボード、木質複合材などが挙げられる。
単板積層材は、木材を薄くスライスして得た単板を、繊維方向を同方向に向けて複数枚重ね熱圧接着した木質ボードであり、層間が接着剤を介して接合されている。
合板は、木材を薄くスライスして得た単板を、繊維方向が互い違いとなるように複数枚重ねて熱圧接着した木質ボードであり、層間が接着剤を介して接合されている。合板としては、針葉樹合板と広葉樹合板がある。
パーティクルボードは、木材の切削や破砕などにより得た小片を接着剤と混合してマット状にしたものを熱圧締めして得られる木質ボードである。
ファイバーボードは、木材の蒸射・解繊などにより得た小片を接着剤と混合してマット状にしたものを熱圧締めして得られる木質ボードである。ファイバーボードとしては、MDF(中比重繊維板)、ハードボード(HB)、インシュレーションボードが挙げられる。
OSBは、薄い削片状にした原料を配向させて積層、接着したものである。
集成材は、ひき板または小角材などを、繊維方向に互いに平行にして長さ、幅、厚さ方向に集成接着したものである。
ブロックボードは、ブロック状の小片を板状に集成接着したものである。
Examples of the above wooden materials include veneer, laminated veneer lumber (LVL), plywood in which veneers are bonded with an adhesive, particle board (PB), fiberboard (MDF, etc.), OSB (Oriented Strand Board), laminated wood, block board, wooden composite material, and the like.
Laminated veneer lumber is a wooden board obtained by laminating a plurality of veneers obtained by thinly slicing wood with the fiber direction facing the same direction and bonding them by heat and pressure.
Plywood is a wooden board obtained by laminating a plurality of veneers obtained by thinly slicing a piece of wood so that the fiber directions are staggered, and bonding them by heat and pressure. Plywood includes softwood plywood and hardwood plywood.
A particle board is a wooden board obtained by mixing small pieces obtained by cutting or crushing wood with an adhesive to form a mat, and then hot-pressing the mat.
A fiberboard is a wooden board obtained by mixing small pieces obtained by steaming or defibrating wood with an adhesive to form a mat, and then hot-pressing the mixture. Fiberboards include MDF (medium density fiberboard), hardboard (HB), and insulation board.
OSB is made by orienting, laminating and bonding thin flake-shaped raw materials.
Laminated lumber is obtained by laminating sawn boards or small rectangular lumbers parallel to each other in the fiber direction and laminating them in the length, width, and thickness directions.
A block board is made by gluing block-shaped pieces into a plate.

木質複合材は、前記木質ボードの片面または両面に、接着剤を介して、表面化粧材や繊維マットなどを接合したものである。形状は、フィルム、シート、板などが挙げられる。表面化粧材としては、突板、紙、オレフィン樹脂製シート、塩化ビニル樹脂製シート、メラミン含浸紙などが挙げられる。不織マットとしては、綿繊維、ケナフ繊維やジュート繊維などの麻繊維、竹繊維、油椰子やココ椰子などの椰子繊維などの植物繊維を含む繊維材料からなる不織マットなどが挙げられる。 A wooden composite material is obtained by bonding a surface decorative material, a fiber mat, or the like to one or both surfaces of the wooden board via an adhesive. Examples of shapes include films, sheets, and plates. Examples of the surface decorative material include sliced veneer, paper, olefin resin sheet, vinyl chloride resin sheet, and melamine impregnated paper. Examples of nonwoven mats include nonwoven mats made of fiber materials including cotton fiber, hemp fiber such as kenaf fiber and jute fiber, bamboo fiber, and vegetable fiber such as palm fiber such as oil palm and coco palm.

(B)繊維シートは、1枚もしくは複数枚の布帛から構成される。布帛は高強度繊維を含む布帛であり、本発明の補強用複合シートの耐衝撃性に影響を及ぼさない限度において、高強度繊維以外の繊維、例えば、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維などが含まれていてもよい。上記の繊維あるいは布帛は、原糸の製造工程や加工工程での生産性あるいは特性改善のために通常使用されている各種添加剤を含んでいてもよい。例えば熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、平滑剤、耐電防止剤、可塑剤、増粘剤、顔料、難燃剤、油剤などを含有、または付着せしめることができる。 (B) The fiber sheet is composed of one or more fabrics. The fabric is a fabric containing high-strength fibers, and fibers other than high-strength fibers, such as nylon fibers, polyester fibers, rayon fibers, etc., are included as long as they do not affect the impact resistance of the reinforcing composite sheet of the present invention. It may be The fibers or fabrics described above may contain various additives that are commonly used to improve the productivity or properties in the manufacturing process or processing process of the raw yarn. For example, heat stabilizers, antioxidants, light stabilizers, smoothing agents, antistatic agents, plasticizers, thickeners, pigments, flame retardants, oils and the like can be contained or attached.

高強度繊維としては、耐力が高い布帛が得られる点より、引張強さが16cN/dtex以上であることが好ましく、より好ましくは18cN/dtex以上、さらに好ましくは19cN/dtex以上である。引張強さは、JIS L 1013 8.5に準じて測定した値である。 The high-strength fiber preferably has a tensile strength of 16 cN/dtex or more, more preferably 18 cN/dtex or more, and still more preferably 19 cN/dtex or more, in order to obtain a fabric with high yield strength. Tensile strength is a value measured according to JIS L 1013 8.5.

高強度繊維としては、パラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維、PBO(ポリベンゾビスオキサゾール)繊維、高強力ポリエチレン繊維などの有機繊維;炭素繊維などの無機繊維が挙げられ、これらの高強度繊維からなる群から選択される少なくとも1種が用いられる。これらの高強度繊維のなかでも、しなやかさ、軽量性、折れ難さ、施工現場での取り扱い易さの点で、パラ系アラミド繊維が好ましい。パラ系アラミド繊維としては、例えば、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維、コポリパラフェニレン-3,4’-オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維などを挙げることができ、これらのパラ系アラミド繊維のなかでも、高弾性率である点で、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維が特に好ましい。 Examples of high-strength fibers include organic fibers such as para-aramid fibers, polyarylate fibers, PBO (polybenzobisoxazole) fibers, and high-strength polyethylene fibers; inorganic fibers such as carbon fibers. At least one selected from the group is used. Among these high-strength fibers, para-aramid fibers are preferred in terms of flexibility, light weight, resistance to breakage, and ease of handling at construction sites. Examples of para-aramid fibers include polyparaphenylene terephthalamide fibers and copolyparaphenylene-3,4'-oxydiphenylene terephthalamide fibers. Among these para-aramid fibers, high elasticity Polyparaphenylene terephthalamide fibers are particularly preferred in terms of their modulus.

高強度繊維は、単糸繊度が0.5~7dtexであることが、樹脂含浸性、施工現場での裁断など取り扱い易さの点で好ましい。また、布帛の糸繊度は、接着剤を含浸させるための単位幅あたりの繊維密度や、布帛の強力維持とのバランスを考慮すると、1,500~5,000dtexが好ましい。1,500dtex以上であれば、接着剤の含浸性が良好でかつ高耐力の布帛を得ることができ、また5,000dtex以下であれば、製織編性や布帛としての特性を損なうことがない。 The high-strength fibers preferably have a single filament fineness of 0.5 to 7 dtex in terms of resin impregnation and ease of handling such as cutting at construction sites. Further, the yarn fineness of the fabric is preferably 1,500 to 5,000 dtex in consideration of the fiber density per unit width for impregnating the adhesive and the balance between maintaining the strength of the fabric. If it is 1,500 dtex or more, it is possible to obtain a fabric with good adhesive impregnation and high yield strength.

上記の繊維を用いて布帛を作製し、繊維シートの材料とすることができる。該布帛としては、織物、編物、不織布、フェルトおよび一方向性シート(UD;繊維が一方向に引き揃えられたもの)からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、さらに、複数のUDを引き揃え方向の角度を変えて積層した一方向性シート積層体、例えば0°/90°に積層した一方向性シート積層体(あるUDの引き揃え方向を0°としたとき、次層のUDの引き揃え方向を90°違えて積層することを意味する。)などを好ましく使用できる。寸法安定性、強度の点より織物がさらに好ましく使用できる。 A fabric can be produced using the fibers described above and used as a material for a fiber sheet. The fabric preferably includes at least one selected from the group consisting of woven fabrics, knitted fabrics, non-woven fabrics, felts and unidirectional sheets (UD; fibers aligned in one direction). A unidirectional sheet laminate in which the UDs are laminated at different angles in the alignment direction, for example, a unidirectional sheet laminate laminated at 0 ° / 90 ° (when the alignment direction of a certain UD is 0 °, the following It means that the UD alignment direction of the layers is laminated by 90°.) can be preferably used. A woven fabric is more preferably used in terms of dimensional stability and strength.

布帛の織組織としては、平織、綾織、朱子織、バスケット織、模紗織、杉織、畝織、二重織などが挙げられ、そのなかでも、製織性に優れる点で、平織、綾織、朱子織布帛が好ましい。布帛の編組織としては、よこ編、たて編のいずれでもよく、平編、ゴム編、パール編、多軸編物などが好ましい。 Examples of the weaving structure of the fabric include plain weave, twill weave, satin weave, basket weave, satin weave, cedar weave, ribbed weave, and double weave. Woven fabrics are preferred. The knitting structure of the fabric may be either weft knitting or warp knitting, and plain knitting, rubber knitting, pearl knitting, multiaxial knitting, and the like are preferable.

また、布帛を使用する場合には、二方向織物および多方向(3方向、4方向など)織物からなる群から選択される少なくとも1つの織物を含むことが好ましい。なかでも二方向織物は、たて糸とよこ糸の交錯率が比較的高い織物に対しても樹脂含浸性が良く、補強用布帛の取り扱い時などにおいて、たて糸とよこ糸がずれる“目ずれ”が生じにくい利点がある。2方向織物における、たて糸およびよこ糸の密度は8~18本/cmであることが好ましい。糸密度が8本/cm以上であれば、織物に耐力を付与することができ、糸密度が18本/cm以下であれば、良好な接着剤含浸性を付与することができる。 Also, if a fabric is used, it preferably includes at least one fabric selected from the group consisting of bi-directional fabrics and multi-directional (three-way, four-way, etc.) fabrics. In particular, bidirectional fabrics have good resin impregnation properties even for fabrics with a relatively high crossing ratio of warp and weft, and have the advantage of being less likely to cause misalignment of warp and weft when handling reinforcing fabrics. There is The density of the warp and weft threads in the bidirectional fabric is preferably between 8 and 18 threads/cm. If the thread density is 8 threads/cm or more, the woven fabric can be imparted with yield strength, and if the thread density is 18 threads/cm or less, it is possible to impart good adhesive impregnating properties.

布帛は、2枚あるいは3枚以上積層して使用することが、強度の点より好ましいが、1枚のみ使用することもできる。例えば、織物と織物、織物と編物、織物と不織布、織物とUDなどを積層した布帛を使用することができる。 From the standpoint of strength, it is preferable to use two or more layers of the fabric, but it is also possible to use only one layer. For example, a fabric obtained by laminating a woven fabric and a woven fabric, a woven fabric and a knitted fabric, a woven fabric and a non-woven fabric, or a woven fabric and UD can be used.

布帛を複数枚積層して用いる場合は、あらかじめ布帛を接着剤などで接着させたものを用いることにより、布帛がバラバラになるのを防止すると共に、布帛の耐力を向上させることができる。接着剤としては、後述する接着剤を用いることができる。 When a plurality of fabrics are laminated and used, it is possible to prevent the fabrics from coming apart and to improve the yield strength of the fabrics by using the fabrics that are bonded in advance with an adhesive or the like. As the adhesive, an adhesive to be described later can be used.

布帛は、1枚当りの目付が50g/m~1,000g/mが好ましく、より好ましくは100~800g/m、更に好ましくは150~600g/mの範囲である。目付が大きすぎると、接着剤を短時間で含浸させることが困難となるため、接着不良になるおそれがある。一方、目付が小さすぎると、得られる補強用複合シートの衝撃吸収性が不十分になるおそれがある。布帛は、接着剤が含浸し得る程度の隙間(孔)を有するものが好ましく使用できる。 The fabric preferably has a basis weight of 50 g/m 2 to 1,000 g/m 2 , more preferably 100 to 800 g/m 2 , still more preferably 150 to 600 g/m 2 . If the basis weight is too large, it becomes difficult to impregnate the adhesive in a short period of time, which may lead to poor adhesion. On the other hand, if the basis weight is too small, the resulting reinforcing composite sheet may have insufficient impact absorption. The fabric preferably has gaps (pores) large enough to be impregnated with the adhesive.

(C)緩衝材としては、合成樹脂発泡体、熱硬化性エラストマー(ゴム)、熱可塑性エラストマー、繊維マット材などを用いることができ、なかでも、軽量性、緩衝作用、加工性等の点より、合成樹脂発泡体を好ましく用いることができる。合成樹脂発泡体の密度は、良好な耐荷重および耐破壊強度を得る点より、10kg/m以上、40kg/m以下であることが好ましく、15kg/m以上、30kg/m以下であることがより好ましい。 (C) As the cushioning material, synthetic resin foam, thermosetting elastomer (rubber), thermoplastic elastomer, fiber mat material, etc. can be used. , a synthetic resin foam can be preferably used. The density of the synthetic resin foam is preferably 10 kg/m 3 or more and 40 kg/m 3 or less, and more preferably 15 kg/m 3 or more and 30 kg/m 3 or less, in order to obtain good load resistance and breaking strength. It is more preferable to have

合成樹脂発泡体は、成形金型から取り出した際の表面にフィーダー痕や充填孔が付いているため、それらを取り除き、発泡樹脂の片面または両面を研削し、厚みの偏差値が1mm以下になるように均一化されていることが好ましい。 Since the synthetic resin foam has feeder marks and filling holes on the surface when it is removed from the molding die, remove these and grind one or both sides of the foamed resin so that the thickness deviation value is 1 mm or less. It is preferably homogenized as follows.

合成樹脂組成物を発泡させる方法は、特に限定されないが、均質な合成樹脂発泡体が得られる点より、ビーズ法を用いることが好ましい。ビーズ法は、発泡剤を含浸させた発泡樹脂組成物からなる発泡樹脂粒子を金型のキャビティ内に充填し、充填された発泡樹脂粒子を蒸気で二次発泡させつつ、予備発泡粒子同士を熱融着により一体化させることで樹脂発泡体を得る方法である。 The method for foaming the synthetic resin composition is not particularly limited, but it is preferable to use the bead method because a homogeneous synthetic resin foam can be obtained. In the bead method, foamed resin particles made of a foamed resin composition impregnated with a foaming agent are filled into a cavity of a mold, and the filled foamed resin particles are subjected to secondary expansion with steam while the pre-expanded particles are heated. In this method, a resin foam is obtained by integrating by fusion.

合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体などのポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂の単体、あるいは、これらの混合樹脂などが挙げられる。これらの樹脂のなかでも、樹脂自体の強度を考慮すると、ポリオレフィン系樹脂またはポリスチレン系樹脂が好ましく、ポリスチレン系樹脂がさらに好ましい。 Synthetic resins include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polystyrene resins such as polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyurethane resins, and polyamide resins. or a mixed resin of these thermoplastic resins. Among these resins, polyolefin-based resins or polystyrene-based resins are preferable, and polystyrene-based resins are more preferable, in consideration of the strength of the resin itself.

緩衝材の厚みは、良好な耐荷重性および耐破壊強度を得る点より、5mm以上であることが好ましく、10mm以上であることがさらに好ましい。また、余りに厚くなると取扱い性が悪化するため、取り扱い性と耐衝撃性のバランスの点より、50mm以下であることが好ましい。 The thickness of the cushioning material is preferably 5 mm or more, more preferably 10 mm or more, in order to obtain good load resistance and breaking strength. Moreover, if the thickness is too large, the handleability is deteriorated, so from the viewpoint of the balance between handleability and impact resistance, the thickness is preferably 50 mm or less.

本発明に係る補強用複合シートは、表層材と繊維シート(1枚または複数数)を、接着剤を用いて接着し複合板を作製した後、該複合板の繊維シート面に、接着剤を用いて、緩衝材を接着させることにより製造できる。繊維シートを複数枚の布帛で構成する場合は、布帛毎に接着剤を含浸もしくは塗布した後、接着剤を含浸・塗布した布帛を順に積層し、接着剤を硬化させて繊維シートを作製する。布帛として不織布を用いるときは、積層した不織布に接着剤を含浸させることもできる。あるいは、繊維シートと緩衝材を接着剤で接着した後、繊維シートの緩衝材とは反対面に表層材を重ね合わせ、接着剤で接着する方法でも製造できる。 In the reinforcing composite sheet according to the present invention, a surface layer material and a fiber sheet (one sheet or a plurality of sheets) are bonded with an adhesive to produce a composite plate, and then an adhesive is applied to the fiber sheet surface of the composite plate. It can be manufactured by using and adhering a cushioning material. When the fiber sheet is composed of a plurality of fabrics, each fabric is impregnated or coated with an adhesive, and then the fabrics impregnated and coated with the adhesive are laminated in order, and the adhesive is cured to produce a fiber sheet. When a nonwoven fabric is used as the fabric, the laminated nonwoven fabric can be impregnated with an adhesive. Alternatively, it can also be produced by bonding the fiber sheet and the cushioning material with an adhesive, then superimposing the surface layer material on the opposite side of the fiber sheet from the cushioning material, and bonding the cushioning material with an adhesive.

接着剤層の形成に用いられる接着剤の種類としては、一般的に合成系接着剤が用いることが好ましい。例えば、アクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、α-オレフィン系、エーテル系、エチレン-酢酸ビニル樹脂系、エポキシ樹脂系、塩化ビニル樹脂系、クロロプレンゴム系、シアノアクリレート系、シリコーン系、スチレン-ブタジエンゴム系、フェノール樹脂系、ポリアミド樹脂系、ポリイミド樹脂系、ポリオレフィン樹脂系などが挙げられる。繊維、表層材および緩衝材の種類に合わせて適選変更することが可能である。上記の接着剤のなかでも、取扱性および高強度繊維との接着性に優れている点から、エポキシ系樹脂が好ましい。エポキシ系樹脂は、可撓性付与のためのゴム成分(カルボキシル変性ニトリルゴム、アクリルゴムなど)、または粘着付与剤などを含んでいてもよい。 As the type of adhesive used for forming the adhesive layer, it is generally preferable to use a synthetic adhesive. For example, acrylic resin system, urethane resin system, α-olefin system, ether system, ethylene-vinyl acetate resin system, epoxy resin system, vinyl chloride resin system, chloroprene rubber system, cyanoacrylate system, silicone system, styrene-butadiene rubber system , phenolic resins, polyamide resins, polyimide resins, and polyolefin resins. It is possible to make suitable changes according to the types of fibers, surface layer materials and cushioning materials. Among the adhesives described above, epoxy resins are preferred from the viewpoint of excellent handleability and adhesiveness to high-strength fibers. The epoxy resin may contain a rubber component (carboxyl-modified nitrile rubber, acrylic rubber, etc.) for imparting flexibility, or a tackifier.

接着剤層の厚みは10~500μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは50~200μmである。10μm以上であれば、接着剤の効能が発揮されることで、表層材と繊維シート間での剥離を防止できる。また、500μm以下でれば、塗布時の手間、軽量化が著しく損なわれることがない。 The thickness of the adhesive layer is preferably in the range of 10-500 μm, more preferably 50-200 μm. When the thickness is 10 μm or more, the effect of the adhesive is exerted, and peeling between the surface layer material and the fiber sheet can be prevented. Further, if the thickness is 500 μm or less, the effort and weight reduction during application are not significantly impaired.

接着剤の塗布および硬化方法については、使用する接着剤の種類に応じて使用推奨条件の記載に従い、適選変更することが可能であるが、塗布方法は特に限定されない。また、接着剤の塗布面は表層材、繊維シート、緩衝材のいずれでも問題ないが、被接着材の両方に塗布すると、接着剤との親和性、濡れ性を向上させることができるため、最も好ましい態様である。また接着剤を塗布する被接着材はいずれも、温度が室温まで冷却された状態で塗布することが好ましい。かかる塗布により、被接着材が冷却過程でソリ変形が発生するのを防止できる。 The method of applying and curing the adhesive can be changed according to the recommended conditions for use according to the type of adhesive used, but the method of application is not particularly limited. Also, the surface to which the adhesive is applied can be any of the surface layer material, the fiber sheet, and the cushioning material. This is a preferred embodiment. Moreover, it is preferable that the adhesive is applied to all the adherends after the temperature has been cooled down to room temperature. Such coating can prevent the material to be adhered from warping during the cooling process.

本発明の補強用複合シートは、表層材は衝撃低減作用、繊維シートは衝撃分散作用、緩衝材は衝撃吸収作用、を有すると推察される。かかる観点より、補強用複合シートの緩衝材がコンクリート層の上面になるように設置して用いることが望ましく、コンクリート層が、重量物の落下、高速飛来物の衝突などによる衝撃で破壊されることを防止あるいは緩和することができる。 In the reinforcing composite sheet of the present invention, it is presumed that the surface layer material has a shock reducing action, the fiber sheet has a shock dispersing action, and the cushioning material has a shock absorbing action. From this point of view, it is desirable to use the cushioning material of the reinforcing composite sheet placed on the upper surface of the concrete layer, so that the concrete layer will not be destroyed by the impact caused by the fall of heavy objects, the collision of high-speed flying objects, etc. can be prevented or mitigated.

また、本発明の補強用複合シートでは、表層材に繊維シートを接着することで耐衝撃性が向上し、なかでも軽量な緩衝材として樹脂発泡体(特に、ビーズ法ポリスチレン系樹脂発泡体(EPS))を用いることで剪断抵抗が小さく局所化する。従って、表層材と繊維シートおよび緩衝材が二重緩衝構造を形成するため、耐衝撃性に優れるシートとなる。 In addition, in the reinforcing composite sheet of the present invention, the impact resistance is improved by bonding the fiber sheet to the surface layer material, and resin foam (particularly, bead method polystyrene resin foam (EPS )) reduces and localizes the shear resistance. Therefore, since the surface layer material, the fiber sheet and the cushioning material form a double cushioning structure, the sheet has excellent impact resistance.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to them.

[実験使用材料]
1)EPS(Expanded Poly Styrene;ビーズ法発泡ポリスチレン)
品名;スチロダイアブロック、型式D-20((株)JSP)
主成分;ポリスチレン
発泡倍率;50
単位体積重量(kN/m);0.212
2)市販のコンクリート型枠合板(JAS規格、厚さ9mm)
大きさ;900mm四方
3)一般構造用圧延鋼材(SS400、厚さ3.2mm)
大きさ;914mm四方
4)2方向パラ系アラミド繊維(ケブラー(R))シート(以下「AFRPシート」)
大きさ;1,000mm四方
目付量(g/m);435/435
保証耐力(kN/m);588/588
厚さ(mm);0.286/0.286
引張強度(GPa);2.06
弾性係数(GPa);118
破断ひずみ(%);1.75
東レ・デュポン(株)製のポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維(総繊度3,160dtex、単糸繊度1.58dtex、フィラメント数2,000本、単糸強度20.8cN/dtex)をたて糸及びよこ糸として用い、レピア織機により4枚朱子(4×4)織物を製織した。織物のたて糸密度13本/cm、よこ糸密度13本/cm。
5)エポキシ系接着剤;住友ゴム工業(株)製のグリップボンドGB-35
[Materials used in experiments]
1) EPS (Expanded Poly Styrene; bead method expanded polystyrene)
Product name: Styrodiablock, model D-20 (JSP Co., Ltd.)
Main component: Polystyrene Expansion ratio: 50
Unit volume weight (kN/m 3 ); 0.212
2) Commercial concrete formwork plywood (JAS standard, thickness 9mm)
Size: 900 mm square 3) Rolled steel for general structure (SS400, thickness 3.2 mm)
Size: 914 mm square 4) Bi-directional para-aramid fiber (Kevlar (R)) sheet (hereinafter "AFRP sheet")
Size; 1,000 mm square Weight per area (g/m 2 ); 435/435
Guaranteed yield strength (kN/m); 588/588
Thickness (mm); 0.286/0.286
Tensile strength (GPa); 2.06
Elastic modulus (GPa); 118
Breaking strain (%); 1.75
Polyparaphenylene terephthalamide fiber (total fineness 3,160 dtex, single yarn fineness 1.58 dtex, filament number 2,000, single yarn strength 20.8 cN/dtex) manufactured by Toray DuPont Co., Ltd. is used as warp and weft. , a four-ply satin (4x4) fabric was woven using a rapier loom. The warp density of the fabric is 13 threads/cm, the weft density is 13 threads/cm.
5) Epoxy adhesive; Gripbond GB-35 manufactured by Sumitomo Rubber Industries, Ltd.

(実施例1)
コンクリート型枠合板に接着する場合には、紙やすりを用いてAFRPシート接着範囲を目荒しし、アセトンを含んだウェスで不純物の除去および脱脂を行い、その後、シート接着範囲にプライマーを塗布し、プライマーが指触乾燥状態であることを確認した後、AFRPシートを補強範囲に設置し、エポキシ系含浸接着樹脂を用いて接着した。養生期間は7日程度。鋼材に接着する場合には、プライマーを使用せず、その他は型枠合板の場合と同様の手順で接着作業を行った。
(Example 1)
When adhering to a concrete formwork plywood, use sandpaper to roughen the AFRP sheet adhesion area, remove impurities and degrease with a rag containing acetone, and then apply a primer to the sheet adhesion area. After confirming that the primer was dry to the touch, the AFRP sheet was placed on the reinforced area and adhered using an epoxy-based impregnated adhesive resin. The curing period is about 7 days. When adhering to the steel material, no primer was used, and other than that, the same procedure as in the case of formwork plywood was used to perform the adhesion work.

表1に試験体一覧を示す。 Table 1 shows a list of specimens.

Figure 0007110017000001
Figure 0007110017000001

[重錘落下実験]
質量300kg、先端直径200mmの鋼製重錘を所定の高さからリニアレールを介して試験体の中央部に自由落下させる形で行った(図2参照)。重錘落下高さは、0.5m、1.0m、1.5mとした。
本実験における測定項目は、重錘衝撃力および重錘貫入量である。重錘貫入量は、レーザ式変位計を鉛直上向きに設置し、重錘に取り付けたL字アングルとの距離を測定する形で評価した。これらの計測値を、メモリレコーダを用いて、サンプリング周波数10kHzで一括収録した。また、重錘落下実験時には高速度カメラを用いて、試験体の変形や破壊性状などの確認を行った。実験終了後には、複合板の接着状況を確認するとともに、発泡材を中央部で切断し、残留変形を観察した。
[Weight drop test]
A steel weight having a mass of 300 kg and a tip diameter of 200 mm was allowed to freely fall from a predetermined height through a linear rail to the center of the specimen (see FIG. 2). The weight drop height was 0.5 m, 1.0 m, and 1.5 m.
The measurement items in this experiment are weight impact force and weight penetration amount. The amount of penetration of the weight was evaluated by installing a laser displacement gauge vertically upward and measuring the distance from the L-shaped angle attached to the weight. These measured values were collectively recorded at a sampling frequency of 10 kHz using a memory recorder. During the weight drop experiment, a high-speed camera was used to confirm the deformation and fracture properties of the specimen. After the experiment was completed, the state of adhesion of the composite plate was checked, and the foam material was cut at the center to observe residual deformation.

[実験結果]
各試験体の(a)重錘衝撃力、(b)重錘貫入量、(c)衝撃力-貫入量関係に関する波形を、重錘落下高さごとに求めた。また、(d)重錘落下試験後の試験体の状況を観察した。
[Experimental result]
Waveforms related to (a) weight impact force, (b) weight penetration amount, and (c) impact force-penetration amount relationship of each specimen were obtained for each weight drop height. In addition, (d) the state of the specimen after the weight drop test was observed.

(a)重錘衝撃力
図3(a)には、各試験体の重錘衝撃力波形を示している。重錘落下高さ0.5mにおいて、複合板なしのN-IS試験体の重錘衝撃力波形は、最大振幅が15kN程度で継続時間が180ms程度の波形性状を示している。これに対し、複合板を設置したWA/SA-IC試験体の場合には、最大振幅が55~60kN程度で、継続時間が50ms程度の波形性状を示している。このことから、複合板を設置することにより、重錘衝撃力が3.5~4.0倍程度増加していることが分かる。
重錘落下高さ1.0mにおいて、WA-IC試験体の最大衝撃力は80kN程度であるのに対し、SA-IC試験体の最大衝撃力は50kN程度である。これは、後述するように、SA-IC試験体の場合には、鋼板からAFRPシートが剥離したことによるものと推察される。
重錘落下高さ1.5mにおいてWA-IC試験体の場合には、最大重錘衝撃力に到達後、衝撃力が急激に低下するものの、35kN程度で一定値を示している.これは、後述するように、木材複合板が破損し、その抵抗力が消失した後、EPSが衝撃エネルギーを吸収したことによるものと推察される。また、落下高さ2.0mの単一載荷のWA-IS2.0試験体の場合にも同様な性状が確認された。
(a) Weight impact force Fig. 3(a) shows the weight impact force waveform of each specimen. At a weight drop height of 0.5 m, the weight impact force waveform of the N-IS test piece without the composite plate shows waveform characteristics with a maximum amplitude of about 15 kN and a duration of about 180 ms. On the other hand, the WA/SA-IC specimen on which the composite plate is installed exhibits waveform characteristics with a maximum amplitude of about 55 to 60 kN and a duration of about 50 ms. From this, it can be seen that the weight impact force increases by about 3.5 to 4.0 times by installing the composite plate.
At a weight drop height of 1.0 m, the maximum impact force of the WA-IC specimen is about 80 kN, while the maximum impact force of the SA-IC specimen is about 50 kN. As will be described later, in the case of the SA-IC specimen, this is presumed to be due to the separation of the AFRP sheet from the steel plate.
In the case of the WA-IC test piece at a weight drop height of 1.5 m, the impact force drops sharply after reaching the maximum weight impact force, but shows a constant value at about 35 kN. As will be described later, this is presumed to be due to EPS absorbing the impact energy after the composite wood plate was damaged and lost its resistance. Similar properties were also confirmed in the case of a single-loaded WA-IS2.0 specimen with a drop height of 2.0 m.

(b)重錘貫入量
図3(b)には、各試験体の重錘貫入量波形を示している。重錘落下高さ0.5mにおいて、複合板なしのN-IS試験体では、最大貫入量が160mm程度であり、貫入ひずみで換算すると64%を示している。これに対し、複合板を設置したWA/SA-IC試験体の場合には、最大貫入量は40mm程度であった。このことから、複合板を設置することによって、EPSへの貫入が抑制されていることが分かる。
重錘落下高さ1.0mにおいて、WA-IC試験体、SA-IC試験体共に最大貫入量は60mm程度であるものの、復元特性は異なる。すなわち、SA-IC試験体の方がWA-IC試験体よりも復元速度が遅い。これは、AFRPシートの剥離により復元性能が低下したことによるものと考えられる。
WA-IC/IS試験体の最大貫入量は、重錘落下高さが大きい場合ほど大きく、2.0mの場合では90mm程度であった。ただし、後述するように、EPSに残留変形はほとんど生じていない。
(b) Weight Penetration Amount FIG. 3(b) shows the weight penetration amount waveform of each specimen. At a weight drop height of 0.5 m, the maximum penetration amount of the N-IS test specimen without the composite plate was about 160 mm, which is 64% in terms of penetration strain. On the other hand, in the case of the WA/SA-IC specimen with the composite plate installed, the maximum penetration depth was about 40 mm. From this, it can be seen that penetration into the EPS is suppressed by installing the composite plate.
At a weight drop height of 1.0 m, both the WA-IC specimen and the SA-IC specimen have a maximum penetration depth of about 60 mm, but their restoring characteristics are different. That is, the recovery speed of the SA-IC specimen is slower than that of the WA-IC specimen. This is presumably because the delamination of the AFRP sheet lowered the restoration performance.
The maximum penetration depth of the WA-IC/IS test specimen increased as the weight drop height increased, and was about 90 mm in the case of 2.0 m. However, as will be described later, almost no residual deformation occurs in the EPS.

(c)衝撃力-貫入量関係
図3(c)には、各試験体の衝撃力-貫入量関係を示している。重錘落下高さ0.5mにおいて、複合板なしのN-IS試験体の場合には、重錘衝撃力が小さく貫入量は大きくなっている。これに対して、複合板を設置したWA/SA-IC試験体の場合には、重錘衝撃力が大きく、貫入量が小さいことから、剛性が大きいことが分かる。
重錘落下高さ1.0mにおいて、SA-ICとWA-IC試験体を比較すると、前者の方が初期剛性は大きいものの、最大衝撃力は小さい。これは、SA-IC試験体に設置したAFRPシートの剥離によるものと推察される。
重錘落下高さ1.5mにおいては、最大重錘衝撃力衝突後、衝撃力は減少するものの、変位は一定値を経て、ある荷重から低下する。これは、WA-IC試験体に設置した木材複合板が破損した後、EPSが衝撃エネルギーを吸収したことによるものと推察される。落下高さ2.0m単一載荷の場合にも同様な性状が確認された。
複合板を設置することにより重錘衝撃力が増大しているのは、重錘が剛性の高い複合板に衝突後、衝撃力が分散されEPSの応答領域が広くなったことによるものと推察される。一方、後述するようにEPSの変形は軽微であるため伝達衝撃応力は小さい(0.2MPa程度)ものと推察される。
(c) Impact Force-Penetration Amount Relationship FIG. 3(c) shows the impact force-penetration amount relationship of each specimen. At a weight drop height of 0.5 m, in the case of the N-IS specimen without the composite plate, the weight impact force is small and the penetration amount is large. On the other hand, in the case of the WA/SA-IC test body in which the composite plate was installed, the weight impact force was large and the amount of penetration was small, indicating that the rigidity was large.
Comparing the SA-IC and WA-IC specimens at a weight drop height of 1.0 m, the former has a higher initial stiffness, but a smaller maximum impact force. It is presumed that this is due to the peeling of the AFRP sheet placed on the SA-IC test body.
At a weight drop height of 1.5 m, the impact force decreases after the maximum weight impact force impacts, but the displacement passes through a constant value and decreases from a certain load. This is presumed to be due to EPS absorbing the impact energy after the wood composite plate installed on the WA-IC test piece was damaged. Similar properties were confirmed in the case of a single load with a drop height of 2.0 m.
The reason why the weight impact force increased by installing the composite plate is presumed to be that after the weight collided with the highly rigid composite plate, the impact force was dispersed and the response area of the EPS expanded. be. On the other hand, as will be described later, since the deformation of the EPS is slight, it is presumed that the transmitted impact stress is small (about 0.2 MPa).

(d)重錘落下実験後の状況
複合板なしのN-IC0.5試験体の場合には、重錘がEPSに貫入していることが確認される。一方、鋼材+AFRPシート複合板(以後、鋼材複合板)を設置したSA-IC1.0試験体の場合には、重錘衝突周辺の鋼板が浮き上がり、AFRPシートが剥離したことが確認される。木材複合板を用いたWA-IC1.5試験体の場合には、型枠合板に割れが生じ浮き上がっていることが確認される。ただし、AFRPシートは剥離していない。
(d) Situation after weight drop test In the case of the N-IC0.5 specimen without the composite plate, it was confirmed that the weight penetrated the EPS. On the other hand, in the case of the SA-IC1.0 test body in which the steel + AFRP sheet composite plate (hereinafter referred to as the steel composite plate) was installed, it was confirmed that the steel plate around the weight collision lifted up and the AFRP sheet was peeled off. In the case of the WA-IC1.5 specimen using the wood composite board, it is confirmed that the form plywood cracks and rises. However, the AFRP sheet was not peeled off.

図4には、複合板の損傷状況を示している。SA-IC1.0試験体の場合には、鋼材は面外方向に大きく変形しAFRPシートは全面的に剥離した。一方、WA-IC1.5試験体の場合には、表面において型枠合板に割れが生じ、裏面ではシートが部分的に破断が生じている。 FIG. 4 shows the state of damage to the composite plate. In the case of the SA-IC1.0 test piece, the steel material was greatly deformed in the out-of-plane direction, and the AFRP sheet completely peeled off. On the other hand, in the case of the WA-IC1.5 test piece, the form plywood cracked on the front surface, and the sheet partially broke on the back surface.

図5には、EPSの中央部切断面の状況を示している。複合板なしのN-IS0.5試験体の場合には、重錘直径と同じ大きさで陥没し、また斜め下方に亀裂が生じていることが確認される。これに対し、複合板を設置したSA-IC1.0およびWA-IC1.5試験体の場合には、それぞれ最大で60、85mm程度残留変形しているものの、N-IS0.5試験体に見られた亀裂は見られなかった。これらのことから、EPSの上に複合板を設置することにより、その緩衝効果が向上することが明らかになった。特に、木材とAFRPシートの付着性能は高いため、緩衝性能を4倍程度向上可能であることが明らかになった。また、前述の表1を参照すると、入力エネルギーを緩衝構造の重量で除した重量比エネルギーは、N-IS0.5試験体、SA-IC1.0試験体、WA-IC1.5試験体およびWA-IS2.0試験体でそれぞれ24.0、10.8、49.7および65.4(J/N)となっていることから、木材複合板とEPSを用いた二層緩衝構造は、軽量かつ緩衝効果に優れる緩衝構造であるものと考えられる。 FIG. 5 shows the state of the central section of the EPS. In the case of the N-IS0.5 test piece without the composite plate, it is confirmed that there is a depression of the same size as the weight diameter and a crack is generated obliquely downward. On the other hand, in the case of SA-IC1.0 and WA-IC1.5 specimens on which the composite plate was installed, the maximum residual deformation was about 60 mm and 85 mm respectively, but it was found in the N-IS0.5 specimen. No cracks were found. From these facts, it was clarified that the cushioning effect was improved by placing the composite plate on the EPS. In particular, since the wood and the AFRP sheet have a high adhesion performance, it has been clarified that the cushioning performance can be improved by about four times. Also, referring to Table 1 above, the weight specific energy obtained by dividing the input energy by the weight of the cushioning structure is the N-IS0.5 specimen, the SA-IC1.0 specimen, the WA-IC1.5 specimen and the WA -24.0, 10.8, 49.7 and 65.4 (J/N) for IS2.0 test specimens, respectively. In addition, it is considered that the cushioning structure has an excellent cushioning effect.

木製および鋼製の板材をAFRPシートを用いて補強した複合板をEPS上に設置した二層緩衝構造の緩衝効果を検討することを目的に、重錘落下実験を行った。本実験で得られた知見をまとめると以下のとおりである。
・板材の種類によらず、AFRPシート補強した複合板をEPS上に設置することで、その緩衝性能を大きく向上させることができる。
・鋼材複合板を用いる場合にはAFRPシートが剥離する。一方、木材シート複合板を用いる場合には剥離せずシートの一部が破断した。
・木材とAFRPシートの付着性は極めて高く、軽量で耐衝撃性に優れる複合板として二層緩衝構造に適用できる。
A weight drop test was conducted for the purpose of examining the cushioning effect of a two-layer cushioning structure in which a composite plate made of wooden and steel plates reinforced with an AFRP sheet was placed on EPS. The findings obtained in this experiment are summarized as follows.
・Irrespective of the type of plate material, placing a composite plate reinforced with AFRP sheet on top of EPS can greatly improve its cushioning performance.
・When a steel material composite plate is used, the AFRP sheet peels off. On the other hand, when a wood sheet composite plate was used, the sheet was partially broken without peeling.
・The adhesion between the wood and the AFRP sheet is extremely high, and it can be applied to a double-layer cushioning structure as a composite board that is lightweight and has excellent impact resistance.

本発明の補強用複合シートは、軽量性を有し、耐衝撃性に優れているため、トンネル、橋脚、ビルなどのコンクリート製建造物の床版や壁面など、作業効率と経済性が要求される建造物の補強に有用である。 Since the reinforcing composite sheet of the present invention is lightweight and has excellent impact resistance, work efficiency and economic efficiency are required for concrete structures such as tunnels, bridge piers, floor slabs and walls of buildings. It is useful for reinforcing structures that are

1 補強用複合シート
2 表層材
3 繊維シート
4 緩衝材
1 Reinforcing composite sheet 2 Surface layer material 3 Fiber sheet 4 Cushioning material

Claims (8)

表層材と、1枚もしくは複数枚のJIS L 1013 8.5に準じて測定した引張強さが16cN/dtex以上の有機繊維および無機繊維からなる群から選択される少なくとも1種の高強度繊維(ただし、ガラス繊維を除く)を含む布帛からなる繊維シートと、緩衝材とが、接着剤を介して順に積層されてなることを特徴とするコンクリート製構造物補強用複合シート。 At least one high-strength fiber selected from the group consisting of a surface layer material and one or more organic fibers and inorganic fibers having a tensile strength of 16 cN / dtex or more measured according to JIS L 1013 8.5 ( 1. A composite sheet for reinforcing a concrete structure , characterized by comprising a fiber sheet made of a cloth containing glass fiber, excluding glass fiber, and a cushioning material, which are laminated in order via an adhesive. 前記表層材が、木質材である、請求項1に記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。 The composite sheet for reinforcing a concrete structure according to claim 1, wherein the surface layer material is a wooden material. 前記布帛が、織物、編物、不織布、フェルトおよび一方向性シート(UD)からなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1または2に記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。 The composite sheet for reinforcing a concrete structure according to claim 1 or 2, wherein said fabric comprises at least one selected from the group consisting of woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric, felt and unidirectional sheet (UD). 前記布帛が、1枚当りの目付が50g/m~1,000g/mである、請求項1~3のいずれかに記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。 The composite sheet for reinforcing a concrete structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the fabric has a basis weight of 50 g/m 2 to 1,000 g/m 2 per sheet. 前記緩衝材が、ポリエチレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリエステル、ポリウレタンから選ばれる少なくとも1種の合成樹脂材料からなる発泡体である、請求項1~4のいずれかに記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。 Claims 1 to 4, wherein the cushioning material is a foam made of at least one synthetic resin material selected from polyethylene, polystyrene, acrylonitrile-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polyester, and polyurethane. The composite sheet for reinforcing a concrete structure according to any one of . 前記発泡体が、ビーズ法ポリスチレン系樹脂発泡体である、請求項5に記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。 The composite sheet for reinforcing a concrete structure according to claim 5, wherein the foam is a polystyrene-based resin foam produced by a bead method. 前記接着剤が、エポキシ系樹脂である、請求項1~6のいずれかに記載のコンクリート製構造物補強用複合シート。 The composite sheet for reinforcing a concrete structure according to any one of claims 1 to 6, wherein the adhesive is an epoxy resin. 請求項1に記載のコンクリート製構造物補強用複合シートを、当該補強用複合シートを構成する緩衝材がコンクリート層の上面になるようにコンクリート層に設置することを特徴とするコンクリート製構造物の補強方法。A concrete structure, characterized in that the composite sheet for reinforcing a concrete structure according to claim 1 is installed in a concrete layer so that the cushioning material constituting the reinforcing composite sheet is on the upper surface of the concrete layer. Reinforcement method.
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