JPH05332031A

JPH05332031A - コンクリート柱の補修方法

Info

Publication number: JPH05332031A
Application number: JP16433592A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Tanaka; 良典田中; Makoto Saito; 誠斉藤
Original assignee: Tonen Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 1993-12-14

Abstract

(57)【要約】【目的】強度が劣化した電柱などの鉄筋コンクリート
柱に対し、補修が容易で鉄筋コンクリート柱の強度を回
復することもできる補修方法を提供することである。【構成】鉄筋コンクリート柱９の補修箇所の表面に、
強化繊維シート１の強化繊維４の配列方向が柱９の軸方
向及び周方向となるようにして少なくとも１層づつ巻き
付け、その後シート１の巻き付け前又は巻き付け後に強
化繊維４に含浸したマトリックス樹脂を硬化して、繊維
強化プラスチックに為した。【効果】強化繊維シート１を強化繊維プラスチックに
して補修するので、柱９の強度を回復することができ、
又シート１及びマトリックス樹脂を人手により補修現場
に搬入して補修できるので、補修作業が容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄筋コンクリート製電
柱などのコンクリート柱の補修方法に関し、特に強化繊
維を配列した強化繊維シートを用い、これに熱硬化性樹
脂を含浸、硬化して繊維強化プラスチックと為すことに
よりコンクリート柱を補修する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現今では、市街地の配電用、電車の給電
用などを初めとして多くの電柱に、鉄筋コンクリート柱
が使用されている。この鉄筋コンクリート柱は、一般的
に、略円筒形に編んだ鉄筋のカゴを芯にしてその内側及
び外側にコンクリートを打った、先細りの中空円筒体構
造に形成されている。

【０００３】鉄筋コンクリート柱は、屋外で日射や風雨
に晒されながら使用されることにより、表面のコンクリ
ートが劣化したり、中の鉄筋が腐食して、使用による強
度劣化を生じる。又場合によっては器物の衝突や擦過に
よりコンクリート表面に損傷が生じ、同様に強度劣化を
生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような鉄筋コンク
リート柱の強度が劣化した場合、新しいものに交換した
り、補修することが行なわれる。

【０００５】しかしながら、従来の補修は、コンクリー
ト表面のクラック（ひび割れ）をモルタルで埋める程度
であり、鉄筋コンクリート柱の強度を回復させるまでに
は至っていないのが現状であった。

【０００６】このようなことから、本発明は、屋外での
使用による強度劣化や器物との衝突等による損傷で強度
が劣化した鉄筋コンクリート製電柱などのコンクリート
柱に対し、強化繊維を一方向に配列した強化繊維シート
を用い、これに熱硬化性樹脂を含浸、硬化して繊維強化
プラスチックと為すことにより、容易且つ強度を回復す
ることもできるコンクリート柱の補修方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
コンクリート柱の補修方法にて達成される。要約すれば
本発明は、コンクリート柱の補修すべき箇所の表面に、
支持体シート上に強化繊維を一方向に配列した一方向配
列強化繊維シートを、その強化繊維の配列方向が前記コ
ンクリート柱の軸方向及び周方向になるようにして少な
くとも一層づつ巻き付けて熱硬化性樹脂により接着し、
然る後に前記強化繊維に含浸した熱硬化性樹脂を硬化す
ることを特徴とするコンクリート柱の補修方法である。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の補修方法で使用される一方
向配列強化繊維シートの一例を示す断面図である。

【０００９】上記の一方向配列強化繊維シート１は、支
持体シート２上に接着剤層３を設けて、シート２上に接
着剤層３を介して強化繊維４を一方向に配列してなって
いる。

【００１０】本発明の補修方法では、この強化繊維シー
ト１を用い、電柱などの鉄筋コンクリート柱の補修現場
で強化繊維４に熱硬化性樹脂を含浸させて、補修に供す
るもので、強化繊維シート１をその補修すべき箇所の表
面に巻き付け、強化繊維シート１の巻き付け前又は巻き
付け後に強化繊維４に含浸した熱硬化性樹脂を硬化し
て、強化繊維シート１を繊維強化プラスチックと為すこ
とにより、コンクリート柱の補修が行なわれる。

【００１１】上記支持体シート２は、スクリムクロス、
ガラスクロス、離型紙、ナイロンフィルム等が使用さ
れ、このうち、シート２に上記スクリムクロス、ガラス
クロス等を使用したものでは、熱硬化性樹脂をシート２
側から強化繊維４に含浸することができるようになって
いる。支持体シート２の厚みは、可撓性を有し且つ強化
繊維４を支持可能な観点から、１〜５００μｍ、好まし
くは５〜１００μｍ程度とされる。

【００１２】接着剤層３を形成する接着剤は、原則とし
て支持体シート２上に強化繊維４を少なくとも一時的に
接着できるものならば何でもよいが、熱硬化性樹脂との
相溶性の良い樹脂を使用することが好ましく、例えば熱
硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用するときには、エ
ポキシ系の接着剤を用いることがよい。接着剤層３の厚
みは、強化繊維４を一時的に接着できればよいことか
ら、１〜５００μｍ、好ましくは１０〜３０μｍとされ
る。

【００１３】強化繊維シート１の一方向配列の強化繊維
４は、そのフィラメントを多数本収束した繊維束又は軽
度に撚りを掛けて収束した繊維束を接着剤層３上に一方
向に並べて、上方から押し潰すことにより形成したもの
である。繊維束の押し潰しにより繊維束が軽度にバラさ
れて、そのフィラメントが集束剤又は撚りによる結合に
より複数層に積層した状態で、支持体シート２上に接着
剤層３を介して一方向に配列して接着され、かくして所
望の強化繊維シート１が得られる。

【００１４】この場合、繊維束同士を密に並べること
も、互に間隔を開けて疎に並べることもできる。又繊維
束は、フィラメントの開繊を行ったものでも、行なわな
いものでも、どちらでもよい。繊維束の押し潰しの程度
は、これによって配列した強化繊維４に得たい層厚にも
よるが、炭素繊維の場合を示すと、直径５〜１５μｍの
フィラメントを１２０００本程度収束した繊維束のと
き、これを横方向の幅５ｍｍ程度になるように押し潰す
ことが一例として挙げられる。

【００１５】本発明では、上述したように、強化繊維シ
ート１を電柱などの鉄筋コンクリート柱の補修箇所の表
面に巻き付け、その強化繊維４に含浸した熱硬化性樹脂
を硬化することにより、強化繊維プラスチックと為して
補修をする。

【００１６】鉄筋コンクリート柱への強化繊維シート１
の巻き付けは、多くなければ何枚でも可能であるが、最
低限、全方向の補強を行なわせるために、図２に示すよ
うに、鉄筋コンクリート柱９の補修箇所において、強化
繊維４の配列方向が柱９の周方向と一致するようにし
て、柱９の周方向にシート１を少なくとも１層巻き付
け、強化繊維４の配列方向が柱９の軸方向と一致するよ
うにして、柱９の周方向にシート１を少なくとも１層巻
き付けることを要する。

【００１７】しかし、鉄筋コンクリート柱９への曲げ応
力に対しての補強を特に強めたい場合、又はひびが柱９
の周方向に多数入っている場合には、強化繊維４を柱９
の軸方向に配列させる巻き付けの強化繊維シート１の数
を増すことができる。逆に鉄筋コンクリート柱９への剪
断応力に対しての補強を特に強めたい場合、又はひびが
柱９の軸方向に多数入っている場合には、強化繊維４を
柱９の周方向に配列させる巻き付けの強化繊維シート１
の数を増すことが好ましい。

【００１８】強化繊維４に含浸する熱硬化性樹脂として
は、エポキシ、不飽和ポリエステル、ビニルエステル、
ウレタン等の熱硬化性樹脂を使用することができる。特
に熱硬化性樹脂の硬化剤や硬化促進剤を調整することに
より常温で硬化するようにした室温硬化型樹脂が、好適
に使用することができる。通常の熱硬化性樹脂を使用し
た場合は、鉄筋コンクリート柱に巻き付けた強化繊維シ
ートを加熱することにより、強化繊維に含浸した熱硬化
性樹脂を硬化する必要があるが、室温硬化型樹脂によれ
ば、これを強化繊維に含浸した強化繊維シートを鉄筋コ
ンクリート柱に巻き付けたまま放置しておくことによ
り、熱硬化性樹脂を硬化することができるので、補修の
作業性が向上する。

【００１９】強化繊維４への熱硬化性樹脂の含浸は、鉄
筋コンクリート柱に強化繊維シート１を巻き付ける前又
は巻き付けた後のいずれでもよい。巻き付け後に熱硬化
性樹脂を含浸する場合は、強化繊維シート１の支持体シ
ート２として、前述したように、スクリムクロス、ガラ
スクロス等の樹脂浸透性のシートを用いればよい。

【００２０】本発明によれば、鉄筋コンクリート柱の補
修は次のように行なわれる。即ち、本発明の一態様によ
れば、図３に示すように、鉄筋コンクリート柱９の補修
箇所の表面に熱硬化性樹脂５を例えば１００μｍ程度の
厚みに塗布し、次いで強化繊維４の配列方向を考慮しな
がら強化繊維シート１を所望の数だけ巻き付け、そして
押付けることにより強化繊維４に熱硬化性樹脂５を含浸
させる。この場合、先に巻回したシート１上に次のシー
ト１を巻回する度に、先のシート１の支持体シート２上
に更に熱硬化性樹脂を塗布してもよい。次いでハンドロ
ーラ等で熱硬化性樹脂の含浸操作を更に行なった後、そ
の上に押えテープを巻回するなどしてカバーを行ない、
その後強化繊維シート１を加熱して又は室温硬化型の熱
硬化性樹脂を使用した場合には強化繊維シート１をその
まま放置して、強化繊維４に含浸した熱硬化性樹脂を硬
化し、強化繊維シート１を強化繊維プラスチックと為せ
ばよい。これにより強化繊維プラスチックによる鉄筋コ
ンクリート柱９の補修が行なわれる。

【００２１】本発明の他の態様によれば、補修現場でロ
ーラ、刷毛、吹き付け等の適宜な塗布手段により、強化
繊維シート１上の強化繊維４に熱硬化性樹脂を塗布して
含浸させ、図４に示すように、鉄筋コンクリート柱９の
補修箇所の表面上に強化繊維シート１を強化繊維４を柱
９側にして、強化繊維４の配列方向を考慮しながら所望
の数だけ巻き付ける。その後は上記と同様にして、カバ
ーを行ない、熱硬化性樹脂を硬化して、シート１を繊維
強化プラスチックに為せばよい。

【００２２】本発明の更に他の態様によれば、強化繊維
シート１として支持体シート２が樹脂浸透性のものを使
用する。図５に示すように、先ず、鉄筋コンクリート柱
９の補修箇所の表面上にプライマー６として熱硬化性樹
脂と同形の樹脂を塗布し、その上から強化繊維シート１
を強化繊維４の配列方向を考慮しながら所望の数だけ巻
き付け、その後最外層のシート１の支持体シート２上か
らローラ等により熱硬化性樹脂５を含浸させるようにす
る。その後は上記と同様にして、カバーを行ない、熱硬
化性樹脂を硬化して、シート１を繊維強化プラスチック
に為せばよい。

【００２３】以上では、いずれも、強化繊維シート１
は、強化繊維４を鉄筋コンクリート柱９の側として巻き
付けたが、支持体シート２を柱９側としてもよい。

【００２４】本発明の補修方法は以上のように構成され
る。これによれば、次のような効果がある。

【００２５】（１）強化繊維シートを繊維強化プラスチ
ックと為して鉄筋コンクリート柱を補修するので、鉄筋
コンクリート柱９の強度を回復することができる。

【００２６】（２）鉄筋コンクリート柱の強度を回復す
ることができるので、鉄筋コンクリート柱を取り替えず
に済む。

【００２７】（３）繊維強化シート、熱硬化性樹脂等を
全て人力にて運搬、取扱い可能なので、補修作業全体が
容易である。

【００２８】（４）補修作業に掛かる時間も短くて済
む。

【００２９】次ぎに、本発明の方法による電柱の補修の
効果を調べる補強試験について説明する。

【００３０】鉄筋コンクリートの電柱にＪＩＳＡ−５
３０９に規定する曲げ試験要領に準じて予備荷重を与え
てクラック（ひび割れ）を導入し、その後一方向配列強
化繊維シートを用いて補修を行ない、補修後の電柱と無
補修の電柱の変位及び破壊時の最大荷重を比較した。

【００３１】供試体の電柱は、長さ１０ｍ、基端の外径
（元口径）３２ｃｍ、先端の外径（末口径）１９ｃｍ、
設計曲げモーメント（Ｍ）４５００ｋｇｍの鉄筋コンク
リート柱（１０−１９−Ａ４５００）であった。

【００３２】図６及びそのＡ−Ａ線断面を示す図７に示
すように、電柱１０の基端部を長手方向２か所で、支持
台１１ａ及び左右の木製支持片１１ｂ、１１ｃ及びジャ
ッキ１２により下及び左右の三方から支持して、固定台
１３内に固定し、電柱１０の先端部寄りの変位測定点δ
_4、δ₅ の間を、図８に示すように、ローラ台１４により
支持した。そして先端から２５０ｍｍの位置で荷重計１
５により水平方向に荷重を１００ｋｇ毎に段階的に増加
させながら負荷し、電柱１０の測定点δ₁ 〜δ₅ に取付
けたそれぞれのスケール１６及び基端部の測定点δ
₁ ′、δ₂ ′に取付けたそれぞれの変位計１７により、
各荷重段階での変位を測定した。変位測定は、設計曲げ
モーメントの２倍（２Ｍ）に相当する荷重段階までで止
め、その後は破壊まで荷重を増加させた。

【００３３】補修は次のように行なった。即ち、クラッ
ク発生箇所の表面にディスクサンダー掛けを行ない、プ
ライマーを塗布して乾燥し、熱硬化性樹脂を塗工し、強
化繊維シートを巻き付けて塗工した樹脂を含浸し、この
熱硬化性樹脂の塗工から強化繊維シートの巻き付け、熱
硬化性樹脂の含浸の積層工程を繰り返し、その後そのま
ま放置、養生することにより熱硬化性樹脂を硬化させ
て、強化繊維シートを繊維強化プラスチックと為した。

【００３４】用いた強化繊維シートは、炭素繊維を使用
した東燃（株）製フォルカトウシート（品番：ＦＴＳ−
Ｃ１−１７）であった。この強化繊維シートは、炭素繊
維の目付量が１７５ｇ／ｍ² 、引張強度が３８０ｋｇ／
ｃｍ幅、弾性率が２５０００ｋｇ／ｃｍ幅、破断時伸度
が１５％である。その炭素繊維の密度は１．８ｇ／ｃｍ
³ 、繊維径は７μｍ、引張強度は５００ｋｇ／ｍｍ² 、
弾性率は２３．５トン／ｍｍ² 、破断時伸びは１．５％
である。熱硬化性樹脂は、エポキシ系の室温硬化型樹脂
を使用した。

【００３５】試験ケースは、Ｎｏ．１：無補修、Ｎｏ．
２：クラック導入後、強化繊維の配列方向を電柱１０の
軸方向にする強化繊維シート１の巻き付けを１層、周方
向にする巻き付けを１層、Ｎｏ．３：クラック導入後、
強化繊維の配列方向を電柱１０の軸方向にする強化繊維
シート１の巻き付けを３層、周方向にする巻き付けを１
層、以上の３種類とした。

【００３６】補修箇所は次の２か所とした。即ち、本試
験の場合、電柱１０の曲げモーメントは、図９に示すよ
うに、基端部の支持点に近い箇所が最大となるが、電柱
Ｎｏ．１の破壊試験の結果、支持点付近と基端から６ｍ
の位置の２か所でクラックが集中し、最終破壊は６ｍの
位置で起きたので、この２か所を補強した。

【００３７】無補修の電柱（Ｎｏ．１）と補修後の電柱
（Ｎｏ．２、３）の変位及び破壊時の最大荷重の結果を
表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１から明らかなように、本発明の方法に
より補修した電柱Ｎｏ．２、３では、破壊時の最大荷重
及び１０００ｋｇｆでの変位が無補修の電柱Ｎｏ．１に
比べて大幅に向上した。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の補修方法
では、屋外での使用による強度劣化や器物との衝突等に
よる損傷で強度が劣化した鉄筋コンクリート製の電柱な
どのコンクリート柱に対し、強化繊維を一方向に配列し
た強化繊維シートを用い、これに熱硬化性樹脂を含浸、
硬化して繊維強化プラスチックと為すことによりコンク
リート柱を補修するので、補修が容易でコンクリート柱
の強度を回復することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の補修方法で使用する一方向配列強化繊
維シートの一例を示す断面図である。

【図２】本発明の補修方法での強化繊維シートの巻き方
を示す斜視図である。

【図３】本発明の補修方法の一実施例を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の補修方法の他の実施例を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の補修方法の更に他の実施例を示す断面
図である。

【図６】本発明の方法による電柱の補修効果を調べる補
強試験を説明するための平面図である。

【図７】図６の電柱のＡ−Ａ線断面図である。

【図８】図６の電柱のＢ−Ｂ線断面図である。

【図９】本発明の方法で行なった電柱の補修箇所を示す
平面図である。

【符号の説明】

１一方向配列強化繊維シート２支持体シート３接着剤層４強化繊維９鉄筋コンクリート柱１０鉄筋コンクリート製の電柱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 101:10 105:08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンクリート柱の補修すべき箇所の表面
に、支持体シート上に強化繊維を一方向に配列した一方
向配列強化繊維シートを、その強化繊維の配列方向が前
記コンクリート柱の軸方向及び周方向になるようにして
少なくとも一層づつ巻き付けて熱硬化性樹脂により接着
し、然る後に前記強化繊維に含浸した熱硬化性樹脂を硬
化することを特徴とするコンクリート柱の補修方法。