JPH09184305A

JPH09184305A - 既存構造物の補修補強方法

Info

Publication number: JPH09184305A
Application number: JP8243496A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Sano; 智雄佐野; Shigeji Hayashi; 繁次林; Masahiro Sugimori; 正裕杉森; Takeo Konishi; 偉夫小西; Mikio Takasu; 幹夫高須
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1995-11-01
Filing date: 1996-09-13
Publication date: 1997-07-15
Anticipated expiration: 2016-09-13
Also published as: JP3630380B2

Abstract

(57)【要約】【課題】常温及び低温での硬化性に優れ、短期の施工
性にも優れ、かつ優れた補強効果を発現しうる橋脚、橋
梁、建造物の柱等のコンクリートからなる既存構造物の
補修補強方法を提供する。【解決手段】既存構造物の補修補強部位に樹脂を含浸
した強化繊維からなるシート状物を貼り付けるか又は既
存構造物の補修補強部位に強化繊維からなるシート状物
を貼り付けた後樹脂を含浸するかした後、前記樹脂を硬
化する既存構造物の補修補強方法において、樹脂が
（１）（メタ）アクリレートを主成分とするビニル系単
量体、成分（２）（１）に溶解する（メタ）アクリロイ
ル基及び／又はアリルエーテル基を含有するオリゴマー
及び／又は熱可塑性ポリマー、成分（３）有機過酸化物
および成分（４）硬化促進剤からなることを特徴とする
既存構造物の補修補強方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、橋脚、橋梁、建造
物の柱等のコンクリートからなる既存構造物の補修補強
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】橋脚、橋梁、建造物の柱等のコンクリー
トからなる既存構造物の補修補強を繊維強化樹脂を用い
て行うことは広く知られている（例えば、特開平２−２
４２８２８号公報等）。その方法の１つとして、炭素繊
維、ガラス繊維、有機繊維等の強化繊維の一方向引き揃
えシート状物や織物等のシート状物あるいは、これらの
シート状物に適量のエポキシ樹脂をあらかじめ含浸した
いわゆるプリプレグを現場でエポキシ樹脂を含浸、補充
しながら構造物の補修・補強箇所に貼り付け、必要に応
じて複数枚積層する方法が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の補
修補強方法では、使用実績と現場での施工性の面から常
温硬化型エポキシ樹脂が一般的に使用されているが、常
温硬化型とは言え、１０℃以下特に５℃以下で硬化性が
著しく低下し硬化不良を生じやすいこと、このため硬化
養生に長期間を要し、施工期間が長期化する問題があっ
た。また時節、地域によっては施工が困難になるといっ
た問題があった。

【０００４】さらに水分により硬化が阻害されることも
あって、コンクリート施工面の十分な管理、下地処理の
必要があり、あるいは雨天時の施工が難しいなどの課題
を有していた。

【０００５】そこで、本発明は上記の欠点を解決し、常
温及び低温での硬化性に優れ、短期の施工性にも優れ、
かつ優れた補強効果を発現しうる橋脚、橋梁、建造物の
柱等のコンクリートからなる既存構造物の補修補強方法
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、既存構
造物の補修補強部位に樹脂を含浸した強化繊維からなる
シート状物を貼り付けるか又は既存構造物の補修補強部
位に強化繊維からなるシート状物を貼り付けた後樹脂を
含浸するかした後、前記樹脂を硬化する既存構造物の補
修補強方法において、樹脂が成分（１）（メタ）アクリ
レートを主成分とするビニル系単量体、成分（２）成分
（１）に溶解する（メタ）アクリロイル基及び／又はア
リルエーテル基を含有するオリゴマー及び／又は熱可塑
性ポリマー、成分（３）有機過酸化物および成分（４）
硬化促進剤からなることを特徴とする既存構造物の補修
補強方法にある。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に使用される強化繊維とし
ては、炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維、あるいはア
ラミド繊維等の有機繊維など通常強化繊維として使用さ
れる高強度あるいは高弾性の繊維が挙げられる。さらに
これらの強化繊維を混合したものを使用しても差し支え
ない。

【０００８】その中でも特に炭素繊維が特に好ましく、
引張弾性率２０ｔｏｎ／ｍｍ²以上、引張強度３００ｋ
ｇ／ｍｍ²以上のものがより好ましい。さらに炭素繊維
表面にラジカル反応性基を有する低分子量化合物を付与
されたものが最も好ましい。

【０００９】ラジカル反応性基を有する低分子量化合物
としては、アクリル酸、メチルアクリレート、エチルア
クリレート、ブチルアクリレートなどのアクリル系単官
能又は多官能単量体あるいはメタクリル酸、メチルメタ
クリレート等メタクリレート系単官能又は多官能単量体
等のビニル単量体あるいは（メタ）アクリロイル基を有
するオリゴマーが例示でき、処理する方法としては、ラ
ジカル反応性基を有する低分子量化合物を含有する溶液
等に炭素繊維を通過せしめ乾燥するなど通常用いられる
方法が上げられる。特に好ましいものとしてビスフェノ
ール型エポキシ樹脂とアクリル酸、メタクリル酸とを反
応して得られる（メタ）アクリレートを末端に有するビ
スフェノール誘導体が挙げられる。

【００１０】本発明に使用される強化繊維からなるシー
ト状物としては、前述の強化繊維からなる織布、一方向
配列シート、不織布、マット等、これらを組み合わせた
もの及びこれらの強化繊維にアクリル系樹脂などを含浸
したものが挙げられる。

【００１１】特に本発明においては、強化繊維を一方向
に配列し、横方向に拘束した（ａ）強化繊維からなるシ
ート状物が、一方向に引き揃えた強化繊維のシート状物
を横切って繊維を配置したもの、（ｂ）強化繊維からな
るシート状物が、一方向に引き揃えられた強化繊維のシ
ート状物の少なくとも一方の面に強化繊維と直交する方
向に熱融着性繊維を３〜１５０ｍｍの間隔で配置し、熱
融着したもの、（ｃ）強化繊維からなるシート状物が強
化繊維を一方向に引き揃えシート状物の少なくとも一方
の表面に熱可塑性樹脂からなる又は熱可塑性樹脂で被覆
されたネット状支持体、ウェブ状支持体など熱融着性繊
維布帛を熱融着したものが好ましく使用される。

【００１２】ここで、上記（ａ）は、強化繊維をたて糸
（経糸）に、強化繊維あるいはその他の繊維例えばガラ
ス繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、
アクリル系樹脂あるいはメタクリル系樹脂を繊維状に賦
型したもの等をよこ糸（緯糸）として配置すること、す
なわち例えば織ることあるいは絡める等により製造され
る。

【００１３】また、（ｂ）は、強化繊維を一方向に引き
揃えシート状とし、強化繊維の巾方向に熱融着性繊維を
配置し、熱融着することにより製造される。使用する熱
融着性繊維としては、室温以上の温度で溶融し接着性を
示す繊維あるいは、熱融着性を示す物質を表面に配する
繊維、あるいは熱融着性繊維とそうでない繊維の交絡
糸、あるいはこれらの繊維を組み合わせたもの等を意味
する。ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、アク
リル系あるいはメタクリル樹脂等の繊維及びこれらの繊
維を易融着処理した繊維、あるいはガラス繊維などの繊
維表面にナイロン等熱融着可能な物質を付着した繊維、
ガラス繊維などの繊維とナイロン糸等を交絡処理したも
のを例示できるがこれらに限定されるものでない。配置
するとは単に表面に置くことあるいは強化繊維をたて糸
（経糸）に熱融着性繊維をよこ糸（緯糸）に織るあるい
は絡める等を意味する。配置する間隔は、３〜１５０
ｍｍが好ましく、より好ましくは、３〜１５ｍｍであ
る。配置する間隔がこれよりも小さいとシート状物の扱
い性は良好であるが、強化繊維の拘束が強く成りすぎて
樹脂の含浸性が低下する傾向にあり、又、これよりも
大きいとシート状物としての扱い性が低下する傾向にあ
り好ましくない。

【００１４】熱融着性繊維を配置した後、加熱し強化繊
維と融着することにより（ｂ）を得ることができる。

【００１５】そして、（ｃ）は、強化繊維を一方向に引
き揃えシート状とし、その少なくとも一方の表面に室温
以上の温度で溶融し接着性を示す熱可塑性樹脂からなる
あるいは熱可塑性樹脂で被覆されたネット状支持体、ウ
エブ状支持体等の熱融着性繊維布帛を熱融着することに
より製造される。熱融着性繊維としては、ポリプロピレ
ン、ナイロン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂等からな
る繊維が例示され、ネット状支持体のネットの目開き
は、樹脂の含浸性の観点からは広い方が好ましく目開き
部分の多角形の一辺が１ｍｍ以上であって、その目開き
面積が１０ｍｍ²以上が好ましい。一辺が２．５ｍｍ以
上で目開き面積が１５ｍｍ²以上であればより好まし
い。一方、強化繊維のほつれ防止、切断時の扱い性の観
点からは、目開きは小さいことが好ましく、一辺が２０
ｍｍ以下で目開き面積が５００ｍｍ²以下であることが
好ましい。

【００１６】ウエブ状支持体とは、短繊維あるいは長繊
維の絡み合ったシート状物である。ネット状あるいはウ
エブ状支持体の目付は、得られる成形物の機械的特性特
に層間せん断強度保持及びシート状物の樹脂含浸性の点
から、２０ｇ／ｍ²以下が好ましい。これら前述の強化
繊維を拘束する手段に使用する融着繊維あるいは融着繊
維布帛等の素材としては、後述する常温硬化型アクリル
系樹脂と接着性が良好であるもの、相溶するものが硬化
後、一体化し強度、補強効果の発現性が良好である等の
理由でより好ましい。

【００１７】強化繊維として炭素繊維を使用する場合、
シート状物としての好適な炭素繊維の目付としては、１
００〜８００ｇ／ｍ²が好ましく、より好ましくは１５
０〜６００ｇ／ｍ²である。

【００１８】炭素繊維の目付が１００ｇ／ｍ²未満であ
ると樹脂の含浸は良好であるものの、シート状物として
の取り扱い性が低下し、特に炭素繊維のスリットが発生
し易くなる傾向にあり、また８００ｇ／ｍ²を超える
と、樹脂の含浸性が悪化する傾向にあり好ましくない。

【００１９】本発明に用いる樹脂は、次の成分（１）か
ら（４）を含有することが必要である。成分（１）は樹
脂の硬化性、粘度調整をする成分であり、反応性、硬化
後の樹脂の耐候性から（メタ）アクリレートを主成分と
して含むことが必要である。ここで「（メタ）アクリレ
ート」とは、アクリレート及び／又はメタクリレートを
示す。

【００２０】具体例としては、メチル（メタ）アクリレ
ート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）
アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−
ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アク
リレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、
ｎ−ノニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メ
タ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ジ
シクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペン
テニル（メタ）アクリレート、２−ジシクロペンテノキ
シエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）
アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、
エトキシエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル
（メタ）アクリレート、メトキシエトキシエチル（メ
タ）アクリレート、エトキシエトキシエチル（メタ）ア
クリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレ
ート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２
−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒド
ロキシブチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル
酸、（メタ）アクリロイルモルホリン等の１官能性（メ
タ）アクリレートモノマ−；エチレングリコールジ（メ
タ）アクリレート、１，３−プロピレングリコールジ
（メタ）アクリレート、１，４−ヘプタンジオールジ
（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオール（メ
タ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）ア
クリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリ
レート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレ
ート、２−ブチン−１，４−ジ（メタ）アクリレート、
シクロヘキサン−１，４−ジメタノール（メタ）アクリ
レート、水素化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレー
ト、１，５−ペンタンジ（メタ）アクリレート、トリメ
チロールエタンジ（メタ）アクリレート、トリシクロデ
カンジメタノールジ（メタ）アクリレート、トリメチロ
ールプロパンジ（メタ）アクリレート、ジプロピレング
リコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレング
リコールジ（メタ）アクリレート、２，２−ビス−（４
−（メタ）アクリロキシプロポキシフェニル）プロパ
ン、２，２−ビス−（４−（メタ）アクリロキシ（２−
ヒドロキシプロポキシ）フェニル）プロパン、ビス−
（２−（メタ）アクリロイルオキシエチル）フタレート
等の２官能性（メタ）アクリレートモノマー及びトリメ
チロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチ
ロールプロパンエチレングリコール付加物のトリ（メ
タ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ
（メタ）アクリレート、トリスアクリロイルエチルイソ
シアヌレート等３官能性以上の（メタ）アクリレートモ
ノマー等が挙げられる。

【００２１】上記した中でも硬化性が良好であり、かつ
低粘度であるメチル（メタ）アクリレート、エチル（メ
タ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ
−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）ア
クリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、２−エ
チルヘキシル（メタ）アクリレート、エチレングリコー
ルジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコールジ
（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メ
タ）アクリレートが特に好ましい。これらの１〜２官能
性単量体は、１種又は２種以上を併用して用いることが
できる。また、成分（１）には（メタ）アクリレート以
外のビニル系単量体を（メタ）アクリレートと同量を限
度として含んでもよい。このとき、用いることのできる
ビニル系単量体としては、（メタ）アクリル酸、スチレ
ン、ビニルトルエン、酢酸ビニル等が挙げられる。

【００２２】成分（２）は成分（１）に溶解する（メ
タ）アクリロイル基及び／又はアリルエーテル基を含有
するオリゴマー及び／又は熱可塑性ポリマーであり、樹
脂の硬化性、粘度調整をする成分である。熱可塑性ポリ
マーの具体例としては、メチル（メタ）アクリレート、
エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリ
レート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル
（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレー
ト、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−ノ
ニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）ア
クリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ジシクロ
ペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル
（メタ）アクリレート、２−ジシクロペンテノキシエチ
ル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリ
レート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、エトキ
シエチル（メタ）アクリレート、ブトキシエチル（メ
タ）アクリレート、メトキシエトキシエチル（メタ）ア
クリレート、エトキシエトキシエチル（メタ）アクリレ
ート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、
２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒド
ロキシプロピル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシ
ブチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸、
（メタ）アクリロイルモルホリン等の１官能性（メタ）
アクリレートモノマ−の他スチレン等（メタ）アクリレ
ートモノマーと共重合可能なモノマーの単一重合体又は
共重合体、更に、セルロースアセテートブチレート、セ
ルロースアセテートプロピオネート等のセルロース系高
分子、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビ
ニル、酢酸ビニル樹脂等ビニル樹脂を含み、これら熱可
塑性ポリマーが、単独または、併用して使用される。

【００２３】オリゴマーの具体例としては、フタル酸、
アジピン酸等の多塩基酸とエチレングリコール、ブタン
ジオール等の多価アルコールと（メタ）アクリル酸の反
応で得られるポリエステルポリ（メタ）アクリレート、
フタル酸、アジピン酸等の多塩基酸とエチレングリコー
ル、ブタンジオール等の多価アルコールとペンタエリス
リトールトリアリルエーテル、トリメチロールプロパン
ジアリルエーテル等のアリルエーテル基含有アルコール
及び（メタ）アクリル酸との反応で得られるアリルエー
テル基含有ポリエステルポリ（メタ）アクリレート、フ
タル酸、アジピン酸等の多塩基酸とエチレングリコー
ル、ブタンジオール等の多価アルコールとペンタエリス
リトールトリアリルエーテル、トリメチロールプロパン
ジアリルエーテル等のアリルエーテル基含有アルコール
との反応で得られるアリルエーテル基含有ポリエステ
ル、エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸との反応で得ら
れるエポキシポリ（メタ）アクリレート、フタル酸、ア
ジピン酸等の多塩基酸とエポキシ樹脂とペンタエリスリ
トールトリアリルエーテル、トリメチロールプロパンジ
アリルエーテル等のアリルエーテル含有アルコールと
（メタ）アクリル酸との反応により得られるアリルエー
テル基含有エポキシポリ（メタ）アクリレート、ポリオ
ールとポリイソシアネートと２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート等の水酸基含有単量体との反応で得ら
れるウレタンポリ（メタ）アクリレート、ポリオールと
ポリイソシアネートとペンタエリスリトールトリアリル
エーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル等
のアリルエーテル基含有アルコール及び２−ヒドロキシ
エチル（メタ）アクリレート等の水酸基含有単量体との
反応で得られるアリルエーテル基含有ウレタンポリ（メ
タ）アクリレート、、ポリオールとポリイソシアネート
とペンタエリスリトールトリアリルエーテル、トリメチ
ロールプロパンジアリルエーテル等のアリルエーテル基
含有アルコールとの反応で得られるアリルエーテル基含
有ウレタン等が挙げられる。

【００２４】成分（３）は成分（４）との組み合わせで
レドックス系触媒となりうるものであればよく、特に限
定しないが、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチル
ケトンパーオキサイド等に代表される有機過酸化物が挙
げられる。ベンゾイルパーオキサイドは取り扱い上の危
険を避けるため、不活性の液体又は固体で濃度５０％程
度に希釈されたペースト状又は粉末状のものを用いるこ
とが好ましい。

【００２５】成分（４）としては、ナフテン酸コバル
ト、オクチル酸コバルト等の金属石鹸やジメチルトルイ
ジン、ジエチルトルイジン、ジイソプロピルトルイジ
ン、ジヒドロキシエチルトルイジン、ジメチルアニリ
ン、ジエチルアニリン、ジイソプロピルアニリン、ジヒ
ドロキシエチルアニリン等の芳香族第３級アミン等が一
種又は２種以上の組み合わせで用いられる。また、種々
の特性を改善するために、種々の添加剤、例えば可塑
剤、耐候剤、帯電防止剤、潤滑剤、離型剤、染料、顔
料、消泡剤、重合抑制剤、各種充填剤等を添加してもよ
い。特に、空気遮断作用、硬化物表面への光沢性付与、
耐汚れ性の向上を目的としてパラフィンワックス、マイ
クロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス等の
パラフィン類、ワックス類やステアリン酸、１，２−ヒ
ドロキシステアリン酸等の高級脂肪酸の添加が好まし
い。

【００２６】これらの成分（１）〜（４）を混合した樹
脂の粘度としては、２０℃で５〜１０⁴センチポイズで
あることが樹脂の塗工性、強化繊維からなるシート状物
への樹脂の含浸性及びコンクリート構造物への浸透性の
点から好ましい。より好ましくは２０℃で５〜８００セ
ンチポイズである。次に既存構造物を補修補強する方法
を複数の実施形態で説明する。本発明はこれらの実施形
態に限定されるものではないのはいうまでもない。

【００２７】コンクリート既存構造物の補修補強部位に
モルタル塗装がある場合はこれを削り取り、コンクリー
ト表面を露出させ、これをグラインダー等を用いて平滑
に削ったり、凹部に本発明で使用する樹脂と接着性がよ
い例えば本発明の樹脂組成と各種充填材等からなるパテ
材で埋め平滑にならす。

【００２８】次に補修補強部位の大きさ、補修材の枚数
を勘案して調製する樹脂量を決め樹脂調製を行う。この
とき、成分（１）、（２）、（４）をまずディスポーザ
ブルカップ等の容器に入れ最後に成分（３）を入れよく
混合するのが好ましい。この樹脂を刷毛や毛羽ローラー
等を用いて補修補強部位に塗布し、この上に強化繊維か
らなるシート状物を貼り付け、更に上記樹脂を強化繊維
からなるシート状物に刷毛や毛羽ローラー等を用いて塗
布するとともに溝切りローラーやゴムベラ等で繊維方向
に樹脂を移動し含浸を行う。複数枚の強化繊維からなる
シート状物を重ねる必要がある場合は強化繊維からなる
シート状物に含浸した樹脂が硬化を始める前に強化繊維
からなるシート状物を重ね同様に樹脂を含浸してもよい
し、強化繊維からなるシート状物に含浸した樹脂が硬化
するのを待って、上記の樹脂の下塗り、強化繊維からな
るシート状物の貼り付け、樹脂塗布、樹脂含浸を繰り返
し行ってもよい。

【００２９】上記の実施態様では、補修補強部位に貼っ
た強化繊維からなるシート状物に樹脂を塗布、含浸した
例を示したが、強化繊維からなるシート状物に樹脂を予
め含浸した後補修補強部位に貼り付ける方法を採っても
もちろんよい。本発明の既存構造物の補修補強方法にお
いては、樹脂混合から硬化し終わるまで１０〜９０分で
ある。

【００３０】

【実施例】以下実施例により、本発明を更に具体的に説
明する。下記例中の「部」は「重量部」意味する。各種
評価は下記のようにして行った。

【００３１】・施工性試験高強度速硬性コンクリート壁面に毛羽ローラーを用いて
マトリックス樹脂を下塗りし、その上に強化繊維からな
るシート状物を貼付けた。この強化繊維からなるシート
状物の上から毛羽ローラーを用いてマトリックス樹脂の
補充、含浸を行った。これを常温（２０℃）及び低温
（５℃）で放置硬化させ、硬化状態を観察した。また、
コンクリートと強化繊維からなるシート状物との接着性
を確認するためにマトリックス樹脂硬化後にＪＩＳＡ
６９０９に準拠して引張り試験を行った。

【００３２】・補強効果確認試験ＪＩＳＡ１１３２に準拠したコンクリートの曲げ試
験体（１５０ｍｍ×５３０ｍｍ×１５０ｍｍ）及び圧縮
試験体（φ１００ｍｍ×２００ｍｍ）に対して、それぞ
れに曲げ試験（ＪＩＳＡ１１０６準拠）及び圧縮試
験（ＪＩＳＡ１１０８準拠）を行った。また、それぞ
れ補強効果をみるために強化繊維からなるシート状物を
貼付けた試験体で曲げ試験及び圧縮試験を行った。

【００３３】強化繊維からなるシート状物の貼付け方は
以下に示す通りである。曲げ試験体は試験体の引張り変
形側に強化繊維方向と試験体の長手方向が合うように１
枚シート状物を貼付けた。圧縮試験体はまず試験体の軸
方向と強化繊維方向が合うように１枚、さらにその外側
に試験体の周方向と強化繊維方向が合うように１枚貼付
けた。圧縮試験体の周方向の補強についてはシート端部
に１００ｍｍのオーバーラップを設けた。貼り付け作業
は常温で実施した。

【００３４】（実施例１）三菱レイヨン社製炭素繊維パ
イロフィルＴＲ−３０Ｇ（フィラメント数１２０００
本）を２．５ｍｍ間隔３００ｍｍ幅で、目板及び櫛を使
って一方向に引き揃え、その両表面に炭素繊維の引き揃
え方向に直交する形でＥＣＧ２２５１／０規格のガラ
ス繊維と７０デニールの低融点ナイロン繊維（融点１２
５℃）を交絡させた糸を片面当たり２５ｍｍ間隔（シー
トとしては１２．５ｍｍ間隔で両表面に交互に横糸が配
置する）で配置して熱プレスにより１８０℃で熱融着さ
せることにより、強化繊維からなるシート状物１を得
た。樹脂の調製は、まず、成分（１）メチルメタクリレ
ート６０部／２ーエチルヘキシルアクリレート１０部／
１，３−ブチレングリコールジメタクリレート２部とパ
ラフィンワックスとしてｎ−パラフィン（融点５４〜５
６℃）１部、シランカップリング剤としてγ−メタクリ
ロキシプロピルトリメトキシシラン１部を添加し、この
混合物を５０℃に加熱混合しながら、成分（２）として
メチルメタクリレート／ｎ−ブチルメタクリレート＝６
０／４０（重量）からなり、平均分子量４２０００のア
クリル共重合体２５部を加え溶解した後、冷却しなが
ら、成分（４）としてＮ，Ｎ−ジメチル−ｐ−トルイジ
ン１部を添加し樹脂液を得た。２０℃での粘度を測定し
たところ８０センチポイズであった。上記樹脂液１が１
００部に対して、成分（３）としてベンゾイルパーオキ
シド５０％可塑剤希釈品２部を添加し混合して以後の施
工に用いた（樹脂液１と称する。）。

【００３５】施工性試験を行ったところ、樹脂液１はシ
ート状物１に容易に含浸した。また、樹脂液１は常温で
３０分後には完全に硬化、低温でも１時間後には完全に
硬化し、十分な弾性と強度を発現した。さらに、樹脂液
１が低粘度であるためプライマーを塗布しなくともコン
クリートとの接着は良好で、常温で樹脂硬化１時間後に
引張り試験を行ったところ強度は５０ｋｇ／ｃｍ² 低
温硬化条件でも硬化１時間後強度４８ｋｇ／ｃｍ²が得
られ破壊はコンクリート内で起こった。

【００３６】曲げ試験と圧縮試験を行い、補強効果の確
認を行った。曲げ強度は、無補強の場合は８７ｋｇ／ｃ
ｍ²であったが、補強を行うことで１６６ｋｇ／ｃｍ²に
向上した。圧縮強度は、無補強の場合は２７４ｋｇ／ｃ
ｍ²であったが、補強を行うことで５５２ｋｇ／ｃｍ²に
向上した。補修補強層の樹脂含有率は６２重量％であっ
た。

【００３７】（実施例２）たて糸（経糸）に三菱レイヨ
ン社製炭素繊維パイロフィルＴＲ−３０Ｇ（フィラメン
ト数１２０００本）を１０本／インチ、よこ糸（緯糸）
にガラス繊維（ＥＣＧ４５０−１／０規格）を６本／イ
ンチで製織し、簾状炭素繊維織布２を得た。

【００３８】シート状物１の代わりに織布２を用いた以
外は実施例１と同様にして施工性試験及び曲げ試験、圧
縮試験を行った。

【００３９】施工性試験を行ったところ、樹脂液１は織
布２に容易に含浸した。また、樹脂液１は３０分後には
完全に硬化、低温でも１時間後には完全に硬化し、十分
な弾性と強度を発現した。さらに、樹脂液１が低粘度で
あるためプライマーを塗布しなくともコンクリートとの
接着は良好で、常温で樹脂硬化１時間後に引張り試験を
行ったところ強度は４８ｋｇ／ｃｍ²で破壊はコンクリ
ート内で起こった。

【００４０】曲げ試験及び圧縮試験の結果は、曲げ強度
が１６０ｋｇ／ｃｍ²、圧縮強度が５５０ｋｇ／ｃｍ²で
あった。補修補強層の樹脂含有率は６５重量％であっ
た。

【００４１】（実施例３）たて糸（経糸）に三菱レイヨ
ン社製炭素繊維パイロフィルＴＲ−３０Ｇ（フィラメン
ト数１２０００本）を１０本／インチ、よこ糸（緯糸）
にガラス繊維（ＥＣＧ４５０−１／０規格）と低融点ナ
イロン繊維（融点１２５℃）の交絡糸を６本／インチで
製織した後、１８０℃の熱をかけて簾状炭素繊維織布３
を得た。

【００４２】シート状物１の代わりに織布３を用いた以
外は実施例１と同様にして施工性試験及び曲げ試験、圧
縮試験を行った。

【００４３】施工性試験において、樹脂液１は織布３に
容易に含浸した。また、樹脂液１は３０分後には完全に
硬化、低温でも１時間後には完全に硬化し、十分な弾性
と強度を発現した。さらに、樹脂液１が低粘度であるた
めプライマーを塗布しなくともコンクリートとの接着は
良好で、常温で樹脂硬化１時間後に引張り試験を行った
ところ強度は４８ｋｇ／ｃｍ²で、低温硬化条件でも強
度４８ｋｇ／ｃｍ²が得られ破壊はコンクリート内で起
こった。

【００４４】曲げ試験及び圧縮試験の結果は、曲げ強度
が１６２ｋｇ／ｃｍ²、圧縮強度が５５２ｋｇ／ｃｍ²で
あった。補修補強層の樹脂含有率は６０重量％であっ
た。

【００４５】（実施例４）三菱レイヨン社製炭素繊維パ
イロフィルＴＲ−３０Ｇ（フィラメント数１２０００
本）を２．５ｍｍ間隔３００ｍｍ幅で一方向に目板及び
櫛を用いて引き揃えその両表面に熱融着性ネットとして
日石シートパレットシステム株式会社製日石コンウエド
ネットＯＮ５０５０（目付７ｇ／ｍ²、目合８ｍｍ×８
ｍｍ）を配置し、温度１００℃、圧１ｋｇ／ｃｍ²に設
定した加熱ローラを４０秒かけて通過させ熱融着性ネッ
ト表面を炭素繊維に融着することにより強化繊維からな
るシート状物４を得た。

【００４６】シート状物１をシート状物４に代えた以外
は実施例１と同様にして施工性試験及び曲げ試験、圧縮
試験を行った。

【００４７】施工性試験において、樹脂液１はシート状
物４に容易に含浸した。また、樹脂液１は３０分後には
完全に硬化、低温でも１時間後には完全に硬化し、十分
な弾性と強度を発現していた。さらに、樹脂液１が低粘
度であるためプライマーを塗布しなくともコンクリート
との接着は良好で、常温で樹脂硬化１時間後に引張り試
験を行ったところ強度は４９ｋｇ／ｃｍ²で破壊はコン
クリート内で起こった。

【００４８】曲げ試験及び圧縮試験の結果は、曲げ強度
が１６１ｋｇ／ｃｍ²、圧縮強度が５４８ｋｇ／ｃｍ²で
あった。

【００４９】（実施例５）三菱レイヨン社製炭素繊維パ
イロフィルＴＲ−３０Ｇ（フィラメント数１２０００
本）を２．５ｍｍ間隔３００ｍｍ幅で一方向に目板及び
櫛を用いて引き揃えその両表面に熱融着性不織布として
ダイセル化学社製ダイアミドスパン（目付１３ｇ／
ｍ²）を配置し、温度１３０℃、圧１ｋｇ／ｃｍ²に設定
した加熱ローラを４０秒かけて通過させ熱融着性不織布
を炭素繊維に融着することにより強化繊維からなるシー
ト状物５を得た。

【００５０】シート状物１をシート状物５に代えた以外
は実施例１と同様にして施工性試験及び曲げ試験、圧縮
試験を行った。

【００５１】施工性試験において、樹脂液１はシート状
物５に容易に含浸した。また、樹脂液１は３０分後には
完全に硬化、低温でも１時間後には完全に硬化し、十分
な弾性と強度を発現していた。さらに、樹脂液１が低粘
度であるためプライマーを塗布しなくともコンクリート
との接着は良好で、常温で樹脂硬化１時間後に引張り試
験を行ったところ強度は４５ｋｇ／ｃｍ²で破壊はコン
クリート内で起こった。

【００５２】曲げ試験及び圧縮試験の結果は、曲げ強度
が１２５ｋｇ／ｃｍ２、圧縮強度が５３２ｋｇ／ｃｍ²
であった。

【００５３】（実施例６）三菱レイヨン社製炭素繊維パ
イロフィルＴＲ−３０Ｇ（フィラメント数１２０００
本）の表面のサイズ剤をアセトン浸漬により取り除き、
デサイズした炭素繊維をメタクリル酸エステル末端を有
するビスフェノールＡ誘導体を主成分とする共栄社油脂
化学工業株式会社製エポキシエステル３００２Ｍと乳化
剤を分散させた水中を通した後１５０℃にて乾燥させる
ことで炭素繊維表面にラジカル性反応性基を有する化合
物をもつサイジング処理を施した。その炭素繊維を用い
て実施例１と同様にして強化繊維からなるシート状物６
を得た。

【００５４】シート状物１をシート状物６に代えた以外
は実施例１と同様にして施工性試験及び曲げ試験、圧縮
試験を行った。

【００５５】施工性試験において、樹脂液１はシート状
物６に容易に含浸した。また、樹脂は３０分後には完全
に硬化、低温でも１時間後には完全に硬化し、十分な弾
性と強度を発現していた。さらに、樹脂液１が低粘度で
あるためプライマーを塗布しなくともコンクリートとの
接着は良好で、常温で樹脂硬化１時間後に引張り試験を
行ったところ強度は４８ｋｇ／ｃｍ²で破壊はコンクリ
ート内で起こった。

【００５６】曲げ試験及び圧縮試験の結果は、曲げ強度
が１７０ｋｇ／ｃｍ²、圧縮強度が５６０ｋｇ／ｃｍ²で
あった。補修補強層の樹脂含有率は６３重量％であっ
た。

【００５７】（実施例７）樹脂の調製として、まず、成
分（１）メチルメタクリレート５１部／ｎ−ブチルメタ
クリレート２０部／エチレングリコールジメタクリレー
ト３部とパラフィンワックスとしてｎ−パラフィン（融
点５４〜５６℃）１部を添加し、この混合物を５０℃に
加熱混合しながら、成分（２）としてメチルメタクリレ
ート／メチルアクリレート＝９７／３（重量）からな
り、平均分子量９５０００のアクリル共重合体２４部を
加え溶解した後、冷却しながら成分（４）としてＮ，Ｎ
−ジメチル−ｐ−トルイジン１部を添加し樹脂液を得
た。２０℃での粘度を測定したところ７００センチポイ
ズであった。上記樹脂液１００部に対して、成分（３）
としてベンゾイルパーオキシド５０％可塑剤希釈品２部
を添加し混合して以後の施工に用いた（樹脂液２と称す
る。）。

【００５８】樹脂液１の代わりに樹脂液２を用いた以外
は実施例１と同様にして施工性試験及び曲げ試験、圧縮
試験を行った。

【００５９】施工性試験において、樹脂液２はシート状
物１に容易に含浸した。また、樹脂液２は３０分後には
完全に硬化、低温でも１時間後には完全に硬化し、十分
な弾性と強度を発現していた。コンクリートの接着強度
は良好で、常温で樹脂硬化１時間後に引張り試験を行っ
たところ強度は４７ｋｇ／ｃｍ²で破壊はコンクリート
内で起こった。

【００６０】曲げ試験及び圧縮試験の結果は、曲げ強度
が１６４ｋｇ／ｃｍ²、圧縮強度が５５０ｋｇ／ｃｍ²で
あった。補修補強層の樹脂含有率は６３重量％であっ
た。

【００６１】（比較例１）ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂（油化シェルエポキシ株式会社製Ｅｐ８２８）６０
部、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル
（旭電化工業株式会社製アデカグリシロールＥＤ−５０
５）４０部、脂肪族ポリアミン変性物硬化剤（ＡＣＩ
Ｊａｐａｎ製アンカミン２０２１）４５部を混合するこ
とにより常温硬化型エポキシ系樹脂液３（Ｂ型粘度計、
２０℃、５７００センチポイズ）を得た。

【００６２】樹脂液１の代わりにエポキシ系樹脂液３を
用いた以外は実施例１と同様にして施工性試験及び曲げ
試験、圧縮試験を行った。

【００６３】施工性試験において、樹脂液３はシート状
物１に含浸し難かった。また、樹脂液３は常温で半日放
置した時点でべとつきが無くなったものの、弾性、強度
共に低く、十分な弾性と強度を発現するまでに７日間か
かった。また、低温ではべとつきが無くなるまでに５
日、十分な弾性と強度を発現させるまでに２０日を要し
た。常温で半日経過後、引張試験を行ったところ強度は
３９ｋｇ／ｃｍ²で、接着強度は低くコンクリートと繊
維強化樹脂の界面で破壊が起こった。

【００６４】曲げ試験及び圧縮試験の結果は、曲げ強度
が１６４ｋｇ／ｃｍ²、圧縮強度が５４０ｋｇ／ｃｍ²で
あった。

【００６５】（比較例２）ビスフェノールＡ型エポキシ
樹脂（油化シェルエポキシ社製Ｅｐ８３４）目付３０ｇ
／ｍ²で離型紙上に塗工した樹脂フィルム上に引き揃え
た三菱レイヨン社製炭素繊維パイロフィルＴＲ−３０Ｇ
（フィラメント数１２０００本）を２．５ｍｍ間隔で配
置し、熱プレスをかけることにより樹脂を炭素繊維に含
浸させ、強化繊維からなるシート状物７を得た。

【００６６】シート状物１の代わりにシート状物７を用
いる以外は実施例１と同様にして施工性試験を行った。

【００６７】施工性試験において、樹脂液１はシート状
物７に含浸したが、炭素繊維に大きな蛇行と乱れが生じ
てしまった。常温で樹脂液１の表面は３０分後にべとつ
きが無くなったもののシート状物とコンクリートとの界
面及びシート状物内部は硬化しておらず、この部分は５
日後でも硬化していなかった。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、橋脚、橋梁、建造物の
柱等のコンクリートからなる既存構造物を、短時間で周
りの温度、環境に煩わされることなく補修補強でき、か
つ優れた補強効果を発現する補修補強が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小西偉夫愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内 (72)発明者高須幹夫愛知県名古屋市東区砂田橋四丁目１番60号三菱レイヨン株式会社商品開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】既存構造物の補修補強部位に樹脂を含浸
した強化繊維からなるシート状物を貼り付けるか又は既
存構造物の補修補強部位に強化繊維からなるシート状物
を貼り付けた後樹脂を含浸するかした後、前記樹脂を硬
化する既存構造物の補修補強方法において、樹脂が成分
（１）（メタ）アクリレートを主成分とするビニル系単
量体、成分（２）成分（１）に溶解する（メタ）アクリ
ロイル基及び／又はアリルエーテル基を含有するオリゴ
マー及び／又は熱可塑性ポリマー、成分（３）有機過酸
化物および成分（４）硬化促進剤からなることを特徴と
する既存構造物の補修補強方法。
【請求項２】樹脂が２０℃において５〜１０⁴センチ
ポイズの粘度を有する樹脂である請求項１記載の既存構
造物の補修補強方法。
【請求項３】樹脂がパラフィンワックスを含有する樹
脂である請求項１又は２記載の既存構造物の補修補強方
法。
【請求項４】強化繊維からなるシート状物が、一方向
に引き揃えた強化繊維からなるシート状物の少なくとも
１方の面に熱融着性繊維布帛を熱融着した強化繊維から
なるシート状物である請求項１、２又は３記載の既存構
造物の補修補強方法。
【請求項５】強化繊維からなるシート状物が、一方向
に引き揃えた強化繊維からなるシート状物の少なくとも
１方の面に強化繊維と直交する方向に熱融着性繊維を強
化繊維の長手方向に沿って３〜１５０ｍｍの間隔で配置
し熱融着した強化繊維からなるシート状物である請求項
１、２又は３記載の既存構造物の補修補強方法。
【請求項６】強化繊維が繊維表面にラジカル反応性基
を有する低分子量化合物を付与されている炭素繊維であ
る請求項１〜５記載の既存構造物の補修補強方法。