JPH0967946A

JPH0967946A - コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材、コンクリート構造物の補修・補強方法及びその補修・補強構造

Info

Publication number: JPH0967946A
Application number: JP24672695A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Naito; 猛内藤; Masato Ando; 正人安藤; Yukio Asano; 幸雄浅野; Takehiko Kato; 武彦加藤; Norimitsu Hayashida; 則光林田; Tomoaki Tsujimura; 知明辻村
Original assignee: Arisawa Mfg Co Ltd; Toho Rayon Co Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Arisawa Mfg Co Ltd; Teijin Ltd; Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1997-03-11
Anticipated expiration: 2015-08-31
Also published as: JP3582804B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】コンクリート構造物に高強度を与えることが
でき、マトリックス樹脂を含有する場合に生起する保存
時間（可使時間）が短くなるといった問題がなく、その
施工時において軽量であり且つドレープ性に優れ、躯体
との間にエアの噛み込みがなく、不陸部分にも追従する
ことができ、施工時の環境によっても温度依存性がな
く、作業性に優れたコンクリート構造物補修・補強用強
化繊維材を提供する。【解決手段】コンクリート構造物補修・補強用一方向
強化繊維材は、一方向に引き揃えられた強化繊維シート
の少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そ
ふ）が配され、両者が熱融着されている。該一方向強化
繊維材２のコンクリート構造物１への接着時には、マト
リックス樹脂が含浸されていないので、作業性がよい。
該一方向強化繊維材２へのマトリックス樹脂の含浸は、
下層に適用された樹脂を湧き出すように行っているの
で、繊維層の気泡は排除される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既存のコンクリー
ト構造物を繊維強化樹脂で補修・補強する際に使用され
るコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材、
該コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材を
用いたコンクリート構造物の補修・補強方法並びにコン
クリート構造物の補修・補強構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】既存のコンクリート構造物は、長年にわ
たる使用とともに老朽・劣化したり、高速道路や一般道
路における高架部分の床版、橋脚では、交通量の激増、
車両の大型化に伴い、設計当時の安全率を超え、補強を
必要とする箇所が急増している。一方、一般のコンクリ
ート構造物においても、長年の使用による老朽・劣化
や、地震の罹災によって強度が低下し、補強・補修を必
要とする例が増えている。

【０００３】旧来このような構造物の強化には補強材料
として鉄板が使用されていたが、鉄板は大重量であり取
り付け時の作業性が劣る、躯体の複雑形状に鉄板が追従
できないため、鉄板取り付け後に、鉄板と躯体との間に
グラウトを充填しなくてはならない等の問題があった。

【０００４】このような問題を解決するべく、近年、強
化繊維シートに樹脂を含浸させたいわゆるプリプレグを
補強材料として用いる補強・補修方法や、それを硬化成
型してなるＦＲＰを補強材料として用いる補修・補強方
法が提案されており、補強材料の軽量化や施工性の向上
に寄与している。

【０００５】従来、繊維強化樹脂材によるコンクリート
構造物への適用方法には、（１）強化繊維シートにマト
リックス樹脂成分を含浸した後、該樹脂成分を硬化、成
型して製造された、いわゆるＦＲＰをコンクリート構造
物に接着する方法（例えば、特開昭６３−３５９６７号
公報参照）、或いは、（２）強化繊維シートにマトリッ
クス樹脂成分を含浸させ、この樹脂成分の硬化を抑制す
ることにより硬化していない状態（未硬化状態、半硬化
状態）のプリプレグとし、これをコンクリート構造物に
接着させ、次いでマトリックス樹脂を硬化させる方法
（例えば、特開平３−２２４９６６号公報、特開昭６３
−３５９６７号公報、特開平７−３４６７７号公報参
照）、或いは、（３）施工現場にて接着剤層を介して支
持体に接着された強化繊維シートにマトリックス樹脂を
含浸させてコンクリート構造物に接着及び樹脂を硬化さ
せる方法（例えば、特開平３−２２２７３４号公報参
照）、或いは、（４）強化繊維の織物シートをコンクリ
ート構造物の要補強箇所に巻き付けて、それに室温硬化
型のマトリックス樹脂を含浸して、硬化させる方法、等
が知られている。

【０００６】一方、ＦＲＰの強度や、プリプレグの性能
をより向上させるために、一方向性繊維シートを一枚以
上積層してなる強化繊維シートをＦＲＰや、プリプレグ
に使用することが行われている。一方向性繊維シートは
スクリムクロス、ガラスクロス、離型紙、ナイロンフィ
ルム等の支持体シート上に担持された状態で保存されて
いるが、シート状態が乱れやすく、その取扱い性が悪
い。このため、一方向性繊維シートをコンクリート構造
物に適用する場合には、前記（２）及び（３）で説明し
たように予めプリプレグ化して、得られたプリプレグを
コンクリート構造物に適用する方法が採用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
（１）のＦＲＰを用いる方法は、予め工場で成型された
ＦＲＰが使用されるため、コンクリート構造物の要補強
部の表面構造に追従した形状、強度にすることが困難で
あるという不都合や、コンクリート構造物の形状によっ
て施工が複雑になったりしていた。

【０００８】前記（２）及び（３）のプリプレグを用い
る方法では、プリプレグ中にはマトリックス樹脂成分
が、８〜４０重量％、通常、３０〜４０重量％含まれて
いるので、樹脂を含浸していない強化繊維シートに比べ
て重量が大きく、現場で施工する場合の作業性が悪いと
いう問題を有する。特に、梁や天井に施工するごとき、
施工作業が上向きで行うことを要求される場合には、そ
の重量の大きさは作業員に大きな負担となる。

【０００９】また、プリプレグを用いる方法では、プリ
プレグ中にマトリックス樹脂が含まれているために、マ
トリックス樹脂を含浸していない強化繊維シートに比べ
て、ドレープ性が悪く、そのために、プリプレグシート
をコンクリート構造物の形状に追従させることが困難で
あり、特に、コンクリート等の欠落した所謂不陸部分に
プリプレグを追従させて貼るには、プリプレグのドレー
プ性を更に向上させる必要のあることなどの問題点も指
摘されている。また、躯体とプリプレグの間にエアを噛
みやすく、エア抜きに時間が掛かる等の欠点がある。

【００１０】前記特開平７−３４６７７号公報には、こ
のようなエアの噛み込み、ドレープ性不十分といった問
題の改善対策として、樹脂含有量が１５重量％以下（好
ましくは、８〜１２重量％）のプリプレグが提案されて
いるが、マトリックス樹脂含有量を少なくすると、プリ
プレグを離型シートから剥がす際や所定寸法に裁断する
際に強化繊維がバラバラになっり形状安定性が悪くなる
という、取扱性の面で新たな問題が生じている。さら
に、このような、樹脂含有量が１５重量％以下（好まし
くは、８〜１２重量％）のプリプレグでも、マトリック
ス樹脂を完全に排除したものではないので、一般のプリ
プレグ同様に、プリプレグ中に含まれるマトリックス樹
脂は半硬化状態の樹脂となっているため、高温時には柔
らかく、夏期には接着効果が乏しくなって強化繊維シー
トが支持体シートから脱落したり、一方、寒冷時には硬
くなり、ドレープ性に欠け、コンクリート構造物にフィ
ットさせにくいといった温度依存性が高いために生ずる
問題がある。

【００１１】更に、プリプレグは、一般的に樹脂成分中
に硬化剤を含み、経時的に樹脂の硬化が進み、このため
保存期間（可使時間）に制限がある。この対策として、
高温硬化の硬化剤を使用する対策が採られるが、やは
り、樹脂の硬化の進行は避けがたい問題となっている。

【００１２】また、高温硬化の硬化剤を使用したプリプ
レグ及び硬化剤を含まないプリプレグを使用する場合
も、共に硬化剤を後から付与する方法が採られ、この硬
化剤を後から付与する方法では、硬化剤成分を有機溶剤
に溶解させたものが塗布されるが、この場合は、施工現
場で有機溶剤が蒸発し作業環境を悪化させるという問題
を伴う。

【００１３】前記（４）の強化繊維の織物シートを用い
る方法では、強化繊維自体が織物であるため、経糸と緯
糸の交差部分が存在するので、強化繊維である経糸にク
リンプが入り、直線性を確保できず、このような織物シ
ートにマトリックス樹脂を含浸して硬化させたものは強
度が弱くなるという問題がある。特に、コンクリート構
造物の梁や柱等においては、強度が要求されるため、強
化繊維シート自体にも強度の高いものが要求される。な
お、所謂ノンクリンプ織物の使用も考えられるが、ノン
クリンプ織物においても、貼付する躯体の形状に合わせ
てカットした際、織物端部が徐々に解れ取扱性が悪化す
る。また、緯糸の打込み本数が多すぎると、織糸交点で
の樹脂含浸性が損なわれ、一方少なすぎると施工時に強
化繊維がズレて強化繊維の直線性が保てない、取扱性が
悪化するといった問題が生じやすい。

【００１４】そこで本発明の目的は、既存のコンクリー
ト構造物を繊維強化樹脂で補強する際に使用されるコン
クリート構造物補修・補強用強化繊維シートにおいて、
強化繊維の直線性に優れ、コンクリート構造物に高強度
を与えることができ、マトリックス樹脂を含有する場合
に生起する保存時間（可使時間）が短くなるといった問
題がなく、その施工時において軽量であり且つドレープ
性に優れ、躯体との間にエアの噛み込みがなく、不陸部
分にも追従することができ、施工時の環境によっても温
度依存性がなく、作業性に優れたコンクリート構造物補
修・補強用一方向強化繊維材を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、コンクリート構造物
の表面で熱硬化性樹脂をコンクリート構造物補修・補強
用強化繊維シートに含浸させるのに、その含浸を容易に
行うことができ、しかも、含浸の際に強化繊維自体が損
傷を受けず、且つ強化繊維の平行性が乱れず、既存コン
クリート構造物への現場での適用に好適なコンクリート
構造物補修・補強用強化繊維シートを提供することにあ
る。

【００１６】また本発明は、このようなコンクリート構
造物補修・補強用強化繊維シートを使用した、補強方法
及びその補強構造を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために、本発明のコンクリート構造物補修・補強用強
化繊維シートは、一方向に引き揃えられた強化繊維シー
トの少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そ
ふ）が配され、両者が熱融着されていることを特徴とす
る。

【００１８】本発明のコンクリート構造物の補強方法
は、（１）コンクリート構造物の面に接着剤或いは接着
性を有するマトリックス樹脂を塗布し、（２）前記本発
明のコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材
を前記接着剤或いは接着性を有するマトリックス樹脂の
塗布面に配設し、（３）該コンクリート構造物補修・補
強用一方向強化繊維材にマトリックス樹脂を塗布し、或
いは塗布しないでそのまま、該コンクリート構造物補修
・補強用一方向強化繊維材を圧着させることにより、下
層の接着剤或いはマトリックス樹脂を湧き上げて該コン
クリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材に含まれ
る気泡を追い出しつつ、該コンクリート構造物補修・補
強用一方向強化繊維材中に接着剤或いはマトリックス樹
脂を含浸させ、次いで硬化させることを特徴とする。

【００１９】本発明のコンクリート構造物の補強構造
は、前記本発明のコンクリート構造物補修・補強用一方
向強化繊維材が、コンクリート構造物表面に所定枚数積
層され、熱硬化性樹脂のマトリックスによってコンクリ
ート躯体と一体になっていることを特徴とする。

【００２０】本明細書中において、「コンクリート構造
物補強用一方向強化繊維材」は、以下、「一方向強化繊
維材」と略す。

【００２１】本発明の一方向強化繊維材は、上記したよ
うに一方向に引き揃えられた強化繊維シートの少なくと
も一方の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配さ
れ、両者が熱融着されたシートであり、マトリックス樹
脂を含んでいない。そして、該一方向強化繊維材を用い
た本発明のコンクリート構造物の補強方法によれば、一
方向強化繊維材をコンクリート構造物に配設するときに
はマトリックス樹脂を含浸していない状態のものを使用
するので、その重量は、マトリックス樹脂を含浸してい
るものに比べ軽量であり、作業性に優れる。しかも、マ
トリックス樹脂が含浸されていないのでドレープ性に優
れ、躯体とプリプレグの間にエアを噛みことがなく、コ
ンクリート構造物の表面の複雑な形状にも追従させて貼
着することができる。

【００２２】本発明の一方向強化繊維材は、マトリック
ス樹脂を施工現場において含浸させるため、一方向強化
繊維材の保存性は特に考慮する必要がない。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の一方向強化繊維材におい
て使用可能な強化繊維の種類は、炭素繊維、硝子繊維、
アラミド繊維などの有機もしくは無機繊維の単独又は２
種以上の組合せである。コンクリート構造物に高強度を
与える上で、特に、好ましくは炭素繊維が使用され、炭
素繊維としてはアクリル系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維
等が挙げられる。これらの炭素繊維は、樹脂等の親和性
を増すために表面処理による表面が活性化されたものが
好ましい。

【００２４】強化繊維を２種以上使用する場合には、例
えば、炭素繊維を主体として一定間隔、例えば、５ｃｍ
間隔でガラス繊維を配することで、現場でシートを裁断
する際の目安とすることができる。また、ガラス繊維は
樹脂を含浸させると透明になるため、強化繊維シートへ
の樹脂含浸性を確認することにも使用できる。また、炭
素繊維とアラミド繊維を組み合わせたり、破断伸度の異
なる炭素繊維を組み合わせて使用することで、繊維破断
を一度に起こさないようにし、コンクリート構造物のタ
フネスを向上させることも可能である。これらの強化繊
維の形態は、連続繊維の一方向配向体が好ましいが、単
繊維が一方向に配列したシート状物であってもよい。

【００２５】組布とは、意図をたて、よこ、あるいは斜
めに組んで接着剤を用いて、あるいは熱融着することで
固定したメッシュ状のシートである。組布の形態は、高
分子学会編、先端高分子材料シリーズ４「高性能高分子
複合材料」、丸善（１９９０）等に例示されている面状
織物、三軸織物、四軸織物と同様である。しかし、組布
は製織しただけの織物と異なり糸の交点が固定されてい
るので、上述の一方向強化繊維材と熱融着する際、組布
の目ずれがなく、生産性がよい。

【００２６】なお、接着剤で糸を固定するような組布は
日東紡（株）から市販されている。

【００２７】本発明に使用される一方向に引き揃えられ
た強化繊維シートに融着される組布は、熱可塑性樹脂繊
維から製造されたものであり、例えば、ポリアミド繊
維、ポリエステル繊維などであり、特に溶融温度が７０
〜２００℃の繊維から製造された組布が好適である。そ
の理由は、７０℃以下で溶融する熱可塑性樹脂繊維では
気温が高くなる夏場には形態保持効果が乏しくなり、溶
融温度が２００℃以上では熱融着させるのに多くのエネ
ルギーが必要となるためである。

【００２８】本発明で使用される組布の一例を図１、図
２に示す。図１、図２に示されるように、熱可塑性樹脂
繊維組布は３軸（図１）或いは４軸（図２）以上の組布
で本発明に使用される。その格子目の間隔（Ｌ）は２〜
５０ｍｍが好ましい。Ｌが２ｍｍ未満の場合には格子目
が小さすぎて組布側から効率よくマトリックス樹脂を強
化繊維へ含浸させることが困難となり、Ｌが５０ｍｍを
越えると強化繊維を組布に保持するのが困難となり、強
化繊維シートの取扱性の点で問題を生じるからである。
一方、繊維目付で見れば、目付が、１０〜１００ｇ／ｍ
²、好ましくは２０〜８０ｇ／ｍ²の通気性の高い組布
が本発明には好ましい。

【００２９】本発明の一方向強化繊維材は、一方向に引
き揃えられた強化繊維シートの片面或いは両面に、熱可
塑性樹脂繊維組布が配され、両者が界面において熱融着
されて一体となっている。強化繊維シートと熱可塑性樹
脂繊維組布との熱融着の程度は、熱可塑性樹脂繊維組布
が繊維の状態を維持している程度に、溶融して両者が接
着しているのが良い。熱可塑性樹脂繊維組布が完全に溶
融し、膜状を形成してしまうと、熱可塑性樹脂繊維組布
の格子目が完全に塞がれたり或いは格子目の径が減少す
るため、マトリックス樹脂の含浸性に欠けるようにな
り、好ましくない。

【００３０】本発明の一方向強化繊維材の製造におい
て、強化繊維シートの両面を２枚の熱可塑性樹脂繊維組
布により挟み込むように配置して熱融着しても良い。強
化繊維シートと熱可塑性樹脂繊維組布との界面における
融着は、両者を重ね合わせた状態で、熱ローラー間を通
過させることによって、或いは熱板に挟み、加熱するこ
とによって行うことができる。

【００３１】強化繊維シート材が炭素繊維である場合、
通電して炭素繊維の通電抵抗を利用して炭素繊維を発熱
させ、この間に熱ローラ間を通すと、炭素繊維に接触し
ている熱可塑性樹脂繊維組布が軟化し、効率的なピンポ
イント接着を行うことができる。このような方法の採用
は、強化繊維シートと熱可塑性樹脂繊維組布を多層に積
層し、同時に接着する場合に特に有効である。

【００３２】本発明の製造方法により得られる一方向強
化繊維材は、従来の樹脂を含浸したプリプレグタイプの
一方向強化繊維材とは異なり、樹脂成分を含浸していお
らず完全なドライタイプとなっており、したがって、軽
量であり、ドレープ性がある。

【００３３】また、本発明の製造方法により得られる一
方向強化繊維材は、従来行われていたような強化繊維シ
ートが支持体に接着剤で接着される製造工程を経ていな
いので、接着剤により樹脂が通過する格子目が塞がれる
ような不都合がなく、したがって、現場での施工時、マ
トリックス樹脂の含浸性は極めて高く、繊維目付は、広
い範囲で選定できる。

【００３４】強化繊維シートの目付の下限は、通常、５
０ｇ／ｍ²以上、特に２００ｇ／ｍ²以上とするのが、
積層工程を減少させる観点から好ましく、一方、目付の
上限は、目付が大きくなるとマトリックス樹脂の含浸性
が劣る等の理由で、８００ｇ／ｍ²を越えない方が良
い。

【００３５】本発明の一方向強化繊維材のコンクリート
構造物面への施工は、コンクリート構造物の面に予め通
常の下地処理を施した後、接着剤或いは接着性を有する
マトリックス樹脂を塗布し、一方向強化繊維材を配設
し、この一方向強化繊維材の繊維層の厚さと樹脂量に応
じ、さらにマトリックス樹脂を塗布し、或いはそのまま
で、ローラー等の圧着具により、一方向強化繊維材を押
さえつけて、下層に塗布されている接着剤やマトリック
ス樹脂を湧き出すようにし、一方向強化繊維材の繊維層
に含まれる空気等の気泡を追い出しつつ、繊維層に接着
剤を充分に含浸させる。この際適用される接着剤は、接
着性を有するならば、マトリックス樹脂と同一成分であ
ってもよく、或いは、マトリックス樹脂と親和性を有
し、マトリックス樹脂を兼ねるものが好ましい。

【００３６】本発明の一方向強化繊維材を、コンクリー
ト構造物面上に多重積層する場合は、各層ごとに、マト
リックス樹脂の塗布と一方向強化繊維材の配置を行い、
ローラー等の圧着具による樹脂含浸をその都度行うのが
良い。一方向強化繊維材にマトリックス樹脂を含浸させ
る際、ローラーによる毛羽立ちを無くするために、本発
明の一方向強化繊維材のコンクリート構造物に対する貼
着は、熱可塑性樹脂繊維組布の面が外になるように配置
することが望ましい。

【００３７】また、一方向強化繊維材における熱可塑性
樹脂繊維組布の無い強化繊維の剥き出し面とコンクリー
ト構造物面とが接するように配置した場合、コンクリー
ト構造物面の凹凸に繊維が追従し易く、このため下地処
理も簡単でよいという利点がある。

【００３８】しかしながら、形態安定性、取扱い性の面
からは、強化材シートのの両面に熱可塑性樹脂繊維組布
が融着されていることが好ましい。

【００３９】図３はコンクリート構造物に本発明の一方
向強化繊維材を適用した場合の補強構造の断面を示す。
１はコンクリート構造物であり、コンクリート構造物１
の梁部分に、強化繊維シートの片面に熱可塑性樹脂繊維
組布が融着された本発明の一方向強化繊維材２が、連続
的に貼着されており、そのコンクリート構造物１側に、
一方向強化繊維材２の強化繊維の剥き出し面が貼着され
ている。

【００４０】接着剤およびマトリックス樹脂は、硬化剤
成分と樹脂成分とを含み、強化繊維層への含浸性を考慮
し、樹脂粘度が１００〜１００００センチポイズ（２５
℃）となるよう調整されていることが好ましい。特に好
ましくは５００〜５０００センチポイズ（２５℃）であ
る。マトリックス樹脂をこのような粘度に調整するため
には、溶媒を使用することもできるが、作業環境を考慮
すると、できるだけ無溶剤であることが好ましい。

【００４１】接着剤およびマトリックス樹脂の種類は特
に制限されないが、好ましくはエポキシ樹脂が挙げられ
る。本発明において好ましく用いられるエポキシ樹脂と
しては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹
脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール
ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ハロ
ゲン化エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂
等が挙げられる。

【００４２】エポキシ樹脂の反応性希釈剤として、ｎ−
ブチルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテ
ル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、スチレン
オキサイド、フェニルグリシジルエーテル、クレジルグ
リシジルエーテル、グリシジルメタクリレートから選ば
れた少なくとも１種が併用でき、無溶剤で適度の粘度に
調整するのに有効である。

【００４３】エポキシ樹脂の硬化剤及び硬化促進剤とし
ては、通常エポキシ樹脂に用いられている種類のものが
適用できる。マトリックス樹脂がエポキシ樹脂で反応性
希釈剤がフェニルグリシジルエーテルの場合、例えばポ
リアミドアミン、アミドアミン、ジエチレントリアミン
等の脂肪族ポリアミン、メタキシレンジアミン等の芳香
族ポリアミン、メンセンジアミン等の脂環族ポリアミ
ン、変性ポリアミン、ベンジルメチルアミン等の第三ア
ミン、２−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、ポ
リメルカプタン類、ポリチオール類、三フッ化ホウ素ア
ミン錯体等を例示できる。

【００４４】硬化剤及び硬化促進剤の選択は、マトリッ
クス樹脂の硬化温度が１０〜４０℃程度の常温で硬化す
る様に選定するのが、硬化時に特に加熱装置を必要とし
ないので、現場施工において好ましく、上記に列挙した
硬化剤及び硬化促進剤はこの基準に合致する。

【００４５】

【実施例】

〔実施例１〕アクリル系炭素繊維（強度４００ｋｇｆ／
ｍｍ²、弾性率２４ｔ／ｍｍ²、繊維直径７μｍ）の長
繊維を一方向配向した、目付３００ｇ／ｍ²の炭素繊維
シートの片面に、融点１１５℃の変性ポリエステルを組
んだ３軸組布（Ｌ＝２０ｍｍ）を配し、設定温度１１３
℃の熱ローラー間を線圧力３ｋｇ／ｃｍにて通過させ、
融着・一体化させて本実施例１の一方向強化繊維材を得
た。

【００４６】得られたシートは、柔軟であり、直径３０
０ｍｍのドラムに巻き取ることが可能であった。この一
方向強化繊維材のドレープ性は、天然繊維や合成繊維の
風合度を測定するために用いられる風合メーターを用い
て評価したところ、風合メーターによる２５℃における
風合度は２５ｇ、１０℃における風合度は３６ｇであ
り、ドレープ性に優れたものだった。

【００４７】コンクリート部材（長さ４００ｍｍ、幅１
００ｍｍ、厚さ１００ｍ）の底面にしかるべき前処理を
実施した後に、ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂（油化
シェルエポキシ（株）製エピコート８２５）に硬化剤と
して２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成工
業（株）製）を１０ｐｈｒ混合させたエポキシ樹脂組成
物（粘度：４０ポイズ，２５℃）を約４００／ｍ²にな
るよう塗布した。

【００４８】この上に、上記本実施例１の一方向強化繊
維材を、長手方向が強化繊維の軸方向と一致するように
配置（０度配置）し、ハンドローラーにて押圧転動を繰
り返し、下面より樹脂を湧き出させ、繊維層に含浸させ
た。

【００４９】ついで、２５℃の雰囲気で４８時間静置
し、マトリックス樹脂を硬化させた。この硬化物と、一
方向強化繊維材（ＣＦシート）による補強を施していな
いコンクリート部材（比較例１）についての最大荷重の
比較テスト結果を下記の表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】〔実施例２〕アクリル系炭素繊維（強度４
００ｋｇｆ／ｍｍ²、弾性率２４ｔ／ｍｍ²、繊維直径
７μｍ）の長繊維を一方向配向した、目付３００ｇ／ｍ
²の炭素繊維シートの片面に、融点１３０℃の変性ポリ
アミドを組んだ３軸組布を配し、設定温度１２７℃の熱
ローラー間を線圧力３ｋｇ／ｃｍにて通過させ、一体化
させ本実施例２のコンクリート構造物補修・補強用一方
向強化繊維材を得た。このシートは、柔軟であり、直径
３００ｍｍのドラムに巻き取ることが可能であった。

【００５２】〔比較例２〕アラルダイトＥＰＮ１１３８
（商品名、旭チバ（株）製のフェノールノボラック型エ
ポキシ樹脂）７０重量部、エピコート１００１（商品
名、油化シェルエポキシ（株）製のビスフェノールＡ型
エポキシ樹脂）３０重量部を均一に混練したものをフィ
ルムコーターを用いて樹脂フィルムにした。この樹脂フ
ィルムを、一方向に引き揃えた炭素繊維ＨＴＡ（商品
名、東邦レーヨン（株）製、引張強度４００キロ、引張
弾性率２４トン）の両面に圧着させ、繊維目付３００ｇ
／ｍ²，樹脂含有率３３％の比較例２の一方向強化繊維
材を作製した。

【００５３】このシートの風合メーターによる２５℃に
おける風合度は７５ｇ、１０℃においては樹脂が固化し
て風合度は１５０ｇを示し、全くドレープ性はなかっ
た。

【００５４】

【発明の効果】本発明のコンクリート構造物補修・補強
用一方向強化繊維材は、マトリックス樹脂を含有しない
ので、通常のプリプレグを使用した場合における躯体貼
付時のエア噛込みや不陸部分に追従できないドレープ性
不足などの問題を解決することができ、また保存時間
（可使時間）が短くなるといった問題がなく、その施工
時において軽量であり、且つ施工時の環境によっても温
度依存性が小さく、作業性に優れる。

【００５５】本発明のコンクリート構造物補修・補強用
一方向強化繊維材は、強化繊維シートの少なくとも一方
の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配され、両者
が熱融着されているため、強化繊維がバラバラになるこ
とがなく、樹脂含有率の低いプリプレグや強化繊維を支
持体シート上に接着して支持した強化繊維シートに見ら
れるような形態安定性不足による取扱性の不都合がな
い。

【００５６】本発明のコンクリート構造物補修・補強用
一方向強化繊維材は、強化繊維シートの少なくとも一方
の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配され、両者
が熱融着されているため、躯体の形状に合わせてカット
しても、端部が解れるといった問題が生じない。また、
強化繊維の直線性が確保できるので、強度が高い。

【００５７】本発明のコンクリート構造物補修・補強用
一方向強化繊維材は、強化繊維シートの少なくとも一方
の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配され、両者
が熱融着されているため、樹脂の含浸性に優れ、且つ強
化繊維層に含まれる気泡がマトリックス樹脂成分の含浸
時、下面からの樹脂の湧き出現象によって追い出され、
気泡の減少した強度の高いコンクリート構造物の補強構
造を提供することができる。このため、現場施工時の作
業性に優れ、コンクリート構造物の梁、柱及び床版（ス
ラブ）等の補修・補強に好適である。

【００５８】本発明のコンクリート構造物補修・補強用
一方向強化繊維材は前記のように含浸性が良いので、マ
トリックス樹脂を含まない本発明の軽量なコンクリート
構造物補修・補強用一方向強化繊維材をコンクリート構
造物に接着した後に、マトリックス樹脂の含浸工程を行
うことが可能となったので、接着時の作業性が大幅に向
上する。

【００５９】本発明のコンクリート構造物補修・補強用
一方向強化繊維材は、強化繊維シートの少なくとも一方
の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そふ）が配され、両者
が熱融着されているため、形態保持性が良く、樹脂を含
浸する際にローラー等の圧着具を用いて行っても、圧着
具による毛羽立ちが無い。

【００６０】熱硬化性の樹脂成分を含む、従来タイプの
コンクリート構造物補修・補強用強化繊維シートは、樹
脂成分と硬化剤成分とを個別に供給することが要求され
ていたが、本発明のコンクリート構造物補修・補強用一
方向強化繊維材を使用する場合は、硬化剤成分を含むマ
トリックス樹脂成分を同時に含浸することができ、施工
が簡素化される。

【００６１】本発明のコンクリート構造物補修・補強用
一方向強化繊維材は、マトリックス樹脂を含有しない状
態でコンクリート構造物面に直接接着しているので、既
にマトリックス樹脂を含有しているプリプレグを利用し
た場合に比べ高い剥離強度を有し、したがって、コンク
リート構造物への補強効果に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用される組布の一例であり、３軸組
布を示す。

【図２】本発明で使用される組布の一例であり、４軸組
布を示す。

【図３】コンクリート構造物に本発明の一方向強化繊維
材を適用した場合の補修・補強構造の断面を示す。

【符号の説明】

１コンクリート構造物２一方向強化繊維材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 101:10 105:08 (72)発明者安藤正人静岡県駿東郡長泉町上土狩字高石234番地東邦レーヨン株式会社研究所内 (72)発明者浅野幸雄新潟県上越市大字中田原１番地株式会社有沢製作所中田原工場内 (72)発明者加藤武彦茨城県つくば市大字鬼ヶ窪字下山1043番１株式会社熊谷組技術研究所内 (72)発明者林田則光茨城県つくば市大字鬼ヶ窪字下山1043番１株式会社熊谷組技術研究所内 (72)発明者辻村知明茨城県つくば市大字鬼ヶ窪字下山1043番１株式会社熊谷組技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方向に引き揃えられた強化繊維シート
の少なくとも一方の面に、熱可塑性樹脂繊維組布（そ
ふ）が配され、両者が熱融着されているコンクリート構
造物補修・補強用一方向強化繊維材。
【請求項２】前記強化繊維シートが炭素繊維シートで
ある請求項１のコンクリート補修・補強用一方向強化繊
維材。
【請求項３】前記熱可塑性樹脂繊維組布が７０℃以上
で溶融して強化繊維シートと部分的に融着したものであ
る請求項１又は２記載のコンクリート構造物補修・補強
用一方向強化繊維材。
【請求項４】前記熱可塑性樹脂繊維組布のシート目付
が１００ｇ／ｍ²以下であり、かつ格子目の間隔が２〜
５０ｍｍである請求項１、２又は３記載のコンクリート
構造物補修・補強用一方向強化繊維材。
【請求項５】（１）コンクリート構造物の面に接着剤
或いは接着性を有するマトリックス樹脂を塗布し、（２）請求項１、２、３又は４記載のコンクリート構造
物補修・補強用一方向強化繊維材を前記接着剤或いは接
着性を有するマトリックス樹脂の塗布面に配設し、（３）該コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊
維材にマトリックス樹脂を塗布し、或いは塗布しないで
そのまま、該コンクリート構造物補修・補強用一方向強
化繊維材を圧着させることにより、下層の接着剤或いは
マトリックス樹脂を湧き上げて該コンクリート構造物補
修・補強用一方向強化繊維材に含まれる気泡を追い出し
つつ、該コンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊
維材中に接着剤或いはマトリックス樹脂を含浸させ、次
いで硬化させることを特徴とするコンクリート構造物の
補修・補強方法。
【請求項６】請求項５記載のコンクリート構造物の補
修・補強方法において、マトリックス樹脂の塗布、コン
クリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材の配設、
及びコンクリート構造物補修・補強用一方向強化繊維材
の圧着からなる工程を、複数回繰り返すことを特徴とす
るコンクリート構造物の補修・補強方法。
【請求項７】請求項１、２、３又は４記載のコンクリ
ート構造物補修・補強用一方向強化繊維材が、コンクリ
ート構造物表面に所定枚数積層され、熱硬化性樹脂のマ
トリックスによってコンクリート躯体と一体になってい
ることを特徴とするコンクリート構造物の補修・補強構
造。