JPH09177246A - 構造物の補強材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着材に馴染み、確実に固着することのでき
る強化繊維を用いた構造物の補強材を提供すること。 【解決手段】 炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等
からなる強化繊維(1) に、接着材(3) を介して帯線(4)
を螺旋状に巻着した。また、強化繊維(1)は、単糸(10)
を接着材(3) を介して棒状に束ねて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の補強材に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、構造物の補強材の一形態として、
橋脚や梁や床版等の構造物の補強・補修に用いられる補
強筋や補強用強化シートがあり、前記補強筋としては、
通常の鉄筋と別に、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊
維等からなる強化繊維で構成したものがある。

【０００３】一方、補強用強化シートとしては、上記強
化繊維を織ってクロス状に形成したものが一般的であ
る。

【０００４】さらに、施工性を向上させるために、上記
強化繊維で構成した補強筋を基盤となるクロス上に多数
列配設して構成したものもある。

【０００５】すなわち、図３に示すように、基盤となる
クロス200 上に、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維
等からなる強化繊維100 を一方向へ多数列配設したもの
であり、クロス200 にエポキシ樹脂を接着材300 として
塗布し、同接着材300 により強化繊維100 を接着してい
る。

【０００６】かかる補強用強化シートＸは、鋼板補強と
同等の性能を有し、しかも、取り扱い性が良好なので、
様々な用途に適用されている。

【０００７】施工に際しては、先ず、補強個所のコンク
リート面の前処理を行った後、補強用強化シートＸの貼
付位置の墨出しを行い、プライマー塗布後、エポキシ樹
脂からなる接着材300 を補強個所に塗布し、補強用強化
シートＸを貼付する。

【０００８】その後、接着材300 を含浸させて補充し、
脱泡等の表面仕上げを行うとともに、必要に応じて保護
塗装を行い硬化養生させるものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した従
来の補強筋やこれを用いた補強用強化シートＸは、補強
筋となる強化繊維100 が、長い単糸10をエポキシ樹脂等
を介して一本に束ねただけの構成となっている（図３参
照）。

【００１０】したがって、これを補強筋として使用した
場合、長手方向への滑りが生じ、施工後に補強筋が長手
方向に滑って補強個所から抜けてしまうことがあった。

【００１１】また、これを補強用強化シートＸとして使
用するに際しても、図３に示すように、接着材300 との
馴染みが弱く、接着材300 と繊維面との摩擦力も小さい
のでクロス200 へ接着しても強化繊維100 の長手方向に
よる滑りが生じ、硬化した接着材300 中から長手方向へ
抜けてしまうおそれがあった。

【００１２】これでは、十分な強度を得ることができず
に、所望する補強効果を奏しないことになる。

【００１３】本発明は、上記課題を解決することのでき
る構造物の補強材を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、構造物の補強材を、炭素繊維、ガラス繊
維、アラミド繊維等からなる強化繊維に、接着材を介し
て帯線を螺旋状に巻着した構造としている。

【００１５】そして、強化繊維は、単糸を接着材を介し
て棒状に束ねて構成している。

【００１６】したがって、強化繊維自体がより強化され
るとともに、帯線によって接着材との馴染みが良くなる
とともに、摩擦力が大きくなって、長手方向に滑って強
化繊維が抜けたりすることがない。

【００１７】また、かかる帯線を螺旋状に巻着した強化
繊維を、基盤となるクロス上に、接着材を介して多数列
配設して補強用強化シートとしたことにも特徴がある。

【００１８】さらに、上記接着材は、複合ポリマーエマ
ルジョンを主剤に混合して製造したものとして、強力な
接着力と、柔軟性と靭性とを有するものとしている。

【００１９】したがって、接着材に柔軟性と靭性とが備
わり、強化繊維の変形に追従することができ、施工が容
易でかつ外力に対して十分な強度をもたせることができ
るとともに、補強用強化クロスとして使用する場合は、
強化繊維と接着材との馴染みが良くなり、前記帯線と接
着材との摩擦力により接着性能が強化されてクロスへ確
実に固着される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。

【００２１】本発明では、構造物の補強材を、炭素繊
維、ガラス繊維、アラミド繊維等からなる強化繊維に、
接着材を介して帯線を螺旋状に巻着した構造とし、さら
に、前記強化繊維は、単糸を接着材を介して棒状に束ね
て構成し、これを、鉄筋等に代えて補強筋として使用で
きるようにしている。

【００２２】したがって、強化繊維は強度が増すととも
に、その表面には帯線によって凸部が形成されることに
なるので、かかる凸部とこれを被補強物である構築物に
取付けるための接着材との馴染みが良くなり、摩擦力が
大きくなって接着性能が強化される。

【００２３】また、上記接着材としては、複合ポリマー
エマルジョンを主剤に混合して製造したものとしている
ので、強力な接着力を有し、しかも、柔軟性と靭性とを
有している。

【００２４】したがって、強化繊維を構成する単糸を確
実に一体化することができるとともに、補強筋としての
強化繊維の変形に追従することができ、施工が容易でか
つ外力に対して十分な強度をもたせることができる。

【００２５】さらに、前記凸部と同接着材との馴染みが
さらに良好となり、接着性能が著しく強化される。

【００２６】したがって、これを補強筋として使用した
場合に、施工後に長手方向に滑って強化繊維が抜けたる
することがなく、確実な補強を行うことができる。

【００２７】また、上記構成の強化繊維を、基盤となる
クロス上に一方向へ多数列配設した構造材等の補強用強
化シートとして使用することができる。

【００２８】これは、基盤となるクロスに、上述した複
合ポリマーエマルジョンを主剤に混合して製造した接着
材を塗布し、同接着材により多数の強化繊維を接着した
ものである。

【００２９】かかる補強用強化シートは、鋼板補強と同
等の性能を有し、しかも、取り扱い性が良好なので、様
々な用途に適用することができる。

【００３０】本補強用強化シートを使用しての施工に際
しては、先に従来の技術で説明した方法と同様でよい。

【００３１】このように、補強用強化シートとして使用
した場合においても、強化繊維の表面には帯線による凸
部が形成されるので、接着材との馴染みが良くなり、か
かる凸部と接着材との摩擦力が大きくなって接着性能が
強化され、クロスへ確実に固着することができる。

【００３２】また、同補強用シートを補強面に貼付する
ば場合においても、上記接着材を用いれば、上述同様に
接着性能が強化され、これを補強面に確実に接着して一
体化することができて確実な施工が行えることになる。

【００３３】しかも、同接着材は弾力性を備えているの
で、地震などによる大きな力を受けた場合にも躯体であ
るコンクリートや鋼板の変形に追随できる特性を有す
る。

【００３４】したがって、補修個所、あるいは補強個所
に柔軟性と靱性を付与することができ、例えば、地震等
で大きな力が加わった場合、ある力までは弾性変形して
ひび割れ等を防止し、それ以上の大きな力が加われば塑
性変形に移行するが、靱性が高いので変形を大きく取っ
てより大きな力を吸収することができ、施工個所が崩壊
することを防止できる。

【００３５】ここで、接着材に使用する複合ポリマーエ
マルジョンは、カルボキシ変性スチレンブタジエン、メ
タクリル酸シクロヘキシル、メタノール、脂肪酸ソーダ
石鹸、水を成分として含有するものであり、また、かか
る複合ポリマーエマルジョンが混合される主剤として
は、具体的には砂とモルタルを主としたもので、白色セ
メント、珪砂、鉄粉、亜鉛華、チタン白を成分として含
有したものとしている。

【００３６】なお、上記複合ポリマーエマルジョンと主
剤との混合割合としては、１：３〜10とするのが好まし
い。

【００３７】

【実施例】図１及び図２を参照しながら本発明の実施例
を説明する。ここでは、本発明に係る構造物の補強材
を、強化繊維を基盤となるクロスに配設した補強強化シ
ートとして説明する。

【００３８】図１において、Ｂは補強あるいは補修を施
した橋脚であり、同橋脚Ｂに補強用強化シートＡを適用
している。

【００３９】補強用強化シートＡは、基盤となるクロス
２上に、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化
繊維１を接着材３を介して接着し、一方向へ多数列配設
した構成としており、強化繊維１は、図３に示した従来
例同様、単糸10を接着材３を介して棒状に束ねた構成を
基本としている。

【００４０】本発明は、かかる基本構成に加え、接着材
３を介して帯線４を螺旋状に巻着した構成に特徴があ
り、図２に示すように、単糸10を接着材４により束ねて
棒状とした強化繊維１に、前記単糸10と同素材（炭素、
ガラス、アラミド）、または鉄線等からなる帯線４を巻
着している。図２中、５は橋脚Ｂの躯体を形成するコン
クリートである。

【００４１】かかる帯線４により、強化繊維１が半径方
向へ強く緊締され、同強化繊維１自体がより強化される
とともに、同強化繊維１の表面には帯線４によって凸部
40が形成されることになる。

【００４２】したがって、接着材３との馴染みが良くな
り、かかる凸部40と接着材３との摩擦力が大きくなるこ
とにより接着性能が強化されて、クロス２上へ確実に固
着されることになる。

【００４３】ところで、接着材３は、複合ポリマーエマ
ルジョンを主剤に混合して製造したものとしており、そ
の成分構成は以下の通りである。

【００４４】 また、上記複合ポリマーエマルジョンが混合される主剤
としては、具体的には砂とモルタルを主としており、以
下の構成を有するものとしている。

【００４５】 なお、上記複合ポリマーエマルジョンと主剤との混合割
合としては、１：３〜10とすることが好ましい。

【００４６】また、上記構成の補強用強化シートＡを用
いて実際に橋脚Ｂを補強する場合について説明すると、
施工手順は以下の通りである。

【００４７】下地処理工程 先ず、橋脚Ｂの補強を必要とする個所のコンクリート５
の表面を研磨して、表面の汚れ等を取り除き、さらに、
欠損部や段差等があれば、上記した接着材３によりパテ
仕上げして表面処理を行う。なお、ここでは、接着材３
に代えて、その他のエポキシ樹脂等からなる充填材を用
いてもよい。

【００４８】プライマー塗布工程 上記パテが硬化した後、補強用強化シートＡを貼付する
位置の墨出しを行い、刷毛等でプライマーを一様に塗布
する。

【００４９】シート貼付工程 そして、接着材３で下塗りし、所望する大きさに切断し
た補強用強化シートＡを接着材３の上から貼付する。こ
のときに、補強用強化シートＡの全体に下塗りした接着
材３が十分含浸するように、補強用強化シートＡの表面
から圧力を加える。さらに、補強用強化シートＡに接着
材３を上塗りして補充し、接着材３を補強用強化シート
Ａに十分含浸させる。

【００５０】このときにおいても、帯線４が接着材３中
に食い込み、接着性能が強化されるので、補強用強化シ
ートＡは補強面に確実に一体的に固着される。なお、補
強用強化シートＡを複数層にしてもよく、その場合は、
このシート工程を層の数に応じて繰り返せばよい。

【００５１】仕上工程 次いで、接着材３が硬化する前に、補強用強化シートＡ
がふくれたり皺寄ったりしたものを修正し、必要に応じ
て保護塗装等の仕上げを行う。そして、所定時間の養生
硬化を行い施工終了となる。なお、保護塗装の前に、必
要な厚みで補強コンクリートを打設してもよい。

【００５２】以上説明してきたように、本補強用強化シ
ートＡを用いれば、強化繊維１が接着材３とよく馴染
み、帯線４が接着材３の層中に食い込んで確実に一体的
に固着でき、強度が十分のものとなる。

【００５３】また、強化繊維１に長手方向への滑りが生
じ、抜けたりするおそれがない。

【００５４】しかも、接着材３は、上記成分構成の複合
ポリマーエマルジョンを主剤に混合して製造したものな
ので、接着力が著しく向上して剥離などのおそれがな
く、かつ、橋脚Ｂに柔軟性と靱性とを付与することが可
能で、大きな地震等により加わる力を受け流すことがで
き、ひび割れから崩壊に至るまでを防止できる。

【００５５】また、接着材３は、その特性として弾力
性、防水性、防錆性にも優れており、コンクリート５等
の変形に追随できるので、橋脚Ｂの耐震補強に好適であ
る。

【００５６】ところで、本実施例では、補修・補強対象
を橋脚Ｂとして説明したが、これに限らず、梁、床版、
煙突、壁体、天井等への様々な適用が考えられる。さら
には、このような土木建築の分野のみならず、例えば、
船舶の船底や車両のボデー等の補強や補修等、その他各
種用途が考えられる。

【００５７】また、本実施例では、補強材として補強用
強化シートＡの形態をとって説明したが、強化繊維１に
接着材３を介して帯線４を螺旋状に巻着した構造の補強
材をそのまま補強筋として用いてもよい。

【００５８】例えば、この補強筋を長尺の主筋に巻付け
る帯筋として使用することにより効果的な橋脚Ｂ等の補
修・補強が行えるが、この際に、帯筋を螺旋状に巻付け
るとより靭性を高くすることができ、橋脚Ｂ自体の座屈
や圧潰に対する強度を増すことができる。

【００５９】そして、このように補強筋として使用する
場合も、前記実施例と同様な接着材３を用いることによ
り、強化繊維１の表面に形成される帯線４による凸部40
と、本補強筋を上記した橋脚Ｂに取付けるための接着材
との馴染みが良くなり、その摩擦力により接着性能が強
化される。

【００６０】したがって、従来の強化繊維１であれば、
施工後に長手方向への滑りが生じて抜けてしまうおそれ
があったが、本発明ではそのおそれがなく、確実な補強
を行うことができる。

【００６１】そして、接着材を上記同様の複合ポリマー
エマルジョンを主剤に混合して製造したものとすれば、
その効果はさらに著しいものとなる。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施されるものであり、以下に示す効果を奏する。

【００６３】炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等
からなる強化繊維に、接着材を介して帯線を螺旋状に巻
着したので、強化繊維の表面には帯線によって凸部が形
成され、接着材との馴染みが良くなり、かかる凸部が接
着材の層中に食い込んで強い摩擦力を生じて接着性能が
強化され、補強工事の後、補強部分から強化繊維が抜け
たりすることながく、確実な補強を行える。

【００６４】強化繊維は、単糸を接着材を介して棒状
に束ねて構成したことにより、強化繊維自体の強度をよ
り向上させることができる。

【００６５】強化繊維を、基盤となるクロス上に、接
着材を介して多数列配設したことにより、上記同様に
接着性能が強化されて、強化繊維をクロスに確実に固着
することができる。

【００６６】また、補修・補強個所へ貼付する際に用い
る接着材に対しても同様な効果を奏し、より確実な施工
が行える。

【００６７】接着材は、複合ポリマーエマルジョンを
主剤に混合して製造したものとしているので、接着力が
著しく向上するとともに、柔軟性、靱性を付与すること
ができ、構造物の躯体となるコンクリートや鋼板の変形
に追随することができる。

【００６８】したがって、地震等のように大きな力が加
わった場合、ある力までは弾性変形してひび割れ等を防
止し、さらに、それ以上の大きな力が加われば塑性変形
に移行するが、靱性が高いので変形を大きく取ってより
大きな力を吸収することができるので被害を可及的に小
さく止めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る補強材としての補強用強化シート
を用いて補修・補強した橋脚の説明図である。

【図２】強化繊維の説明図である。

【図３】従来の補強材としての補強用強化シートの説明
図である。

【符号の説明】

Ａ 補強用強化シート １ 強化繊維 ２ クロス ３ 接着材 ４ 帯線 10 単糸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等
   からなる強化繊維(1) に、接着材(3) を介して帯線(4)
   を螺旋状に巻着したことを特徴とする構造物の補強材。
2. 【請求項２】 強化繊維(1) は、単糸(10)を接着材(3)
   を介して棒状に束ねて構成したことを特徴とする請求項
   １記載の構造物の補強材。
3. 【請求項３】 帯線(4) を螺旋状に巻着した強化繊維
   (1) を、基盤となるクロス(2) 上に、接着材(3) を介し
   て多数列配設したことを特徴とする請求項１又は２に記
   載の構造物の補強材。
4. 【請求項４】 接着材(3) は、複合ポリマーエマルジョ
   ンを主剤に混合して製造したことを特徴とする請求項１
   〜３のいずれかに記載の構造物の補強材。